KR20050082785A

KR20050082785A - 이동 통신 단말기와 유선 통신 서버간의 데이터 통신 방법및 시스템

Info

Publication number: KR20050082785A
Application number: KR1020040011357A
Authority: KR
Inventors: 정유라
Original assignee: 주식회사 팬택앤큐리텔
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-08-24
Also published as: US20050185579A1; US8031597B2; KR100604597B1

Abstract

이동통신 단말기 및 이 단말기와 무선망(radio network, RN)을 거쳐 패킷을 교환하는 통신 서버 간의 패킷 데이터 통신에 있어서, 에러 대응 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 전송 중의 에러에 대하여 무선망 구간에서 발생한 에러와 유선망 구간에서 발생한 에러가 구별되어 처리된다. 유선망 구간에서 발생한 에러에 대해서는 종래와 마찬가지로 혼잡(congestion) 에 의한 에러로 간주하여 혼잡 윈도우 싸이즈를 줄여서 재전송하지만, 본 발명의 특징적인 양상에 따라 무선망 구간에서 발생한 에러에 대해서는 혼잡 윈도우 싸이즈를 줄임이 없이 단순 재전송한다. 이에 의해 실효 데이터 전송율이 개선된다.

Description

이동 통신 단말기와 유선 통신 서버간의 데이터 통신 방법 및 시스템{Method and system for data communication between mobile communication terminal and wired communication server}

본 발명은 이동통신망에서의 데이터 통신 기술에 관한 것이며, 좀 더 자세하게는 이동통신 단말기 및 이 단말기와 무선망(radio network, RN)을 거쳐 패킷을 교환하는 통신 서버 간의 패킷 데이터 통신에 있어서, 에러 대응 방법에 관한 것이다.

도 1은 공지된 3GPP2 망의 구성을 개략적으로 도시한다. 이동 단말기(MS : Mobile Station)는 예를 들면 휴대폰, WAP(wireless application protocol) 단말기, 이동통신 모뎀 등과 같은 이동통신 단말기이다.

통신사업자들간에는 무선망(radio core network)라고 불리기도 하는 무선 접속망(RN : Radio Network)(20)은 기지국(BTS: Base Transceiver System)(21)과 기지국 제어기(BSC : BTS System Controller)(23) 및 패킷 제어기(25)로 구성되며, 교환기(MSC)에 연결된 방문자 위치 등록기(VLR : Visitor Location Register)와 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register)를 통해 이동 단말기의 이동성을 관리하고 인증을 제공한다. 나아가 무선 접속망(20)은 이동 단말기(10)와 패킷 데이터 서비스 노드(40)간의 데이터 전송을 제어하고 버퍼링하는 기능을 담당하며 IP 망에서 데이터가 이동단말기(10)에 전송될 때 페이징도 처리한다.

무선 접속망(RN)은 데이터 호의 기본 인증이 완료되면 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)와 GRE(Generic Routing Encapsulation) 프로토콜에 대한 가상 연결을 설정한다.

좀 더 자세하게, 기지국 제어기(BSC)는 하나 이상의 기지국(BTS)들을 제어 관리하며, 호처리와 관련된 트래픽과 신호방식, 이동성 관리 등을 수행한다.

패킷 제어 기능(PCF : Packet Control Function)(25)은 기지국 제어기(23)로부터 전달되는 이동 단말기(MS)(10)의 데이터들을 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)로 연결하기 위해 'RP 정합(RP Interface)'이라고 하는 무선 접속망(RN)과 IP 망간 접속방법을 사용하며, RP 접속에서 데이터 전송을 위한 가입자별 가상 링크 연결(Virtual Link Connection)을 처리하고, 추가로 사용자 데이터를 GRE 프로토콜 로 캡슐화(Encapsulation) 및 역캡슐화(Decapsulation)하여 터널링(Tunneling) 기능을 제공한다. 또한, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)로부터 수신한 이동 단말기(MS)(10)에 전달될 연결 계층(Link Layer) 패킷들을 무선상(Air Interface)으로 전송될 수 있도록 하는 임시저장(Buffer) 기능과 패킷 분할(Segmentation) 기능을 제공한다. 패킷 제어 기능(PCF)은 기지국 제어기(BSC) 내부에 존재할 수도 있으나 통상 별도의 독립적인 시스템으로 구현되고 있다.

패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)는 패킷 제어기(PCF)로부터 수신된 패킷을 처리한다. 또한, 이동 단말기(MS)(10)와 PPP를 수행하는 종단점이며, 패킷 서비스를 위한 가입자의 아이디와 암호를 받아서 이를 원격 인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS) 서버(50)에 인증하는 기능을 수행한다.

원격 인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS) 서버(50)는 AAA(Authentication, Authorization, Accounting) 기능, 즉 가입자 인증, 권한검증, 과금 등을 담당하며, 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)에서 요청되는 인증요구, 과금메시지 등을 처리하는 역할을 수행한다.

홈 대행자(HA)(60)는 이동 단말기(MS)(10)에서 등록 요청(Registration Request) 메시지를 전송받은 후, IP 주소를 고정적으로 할당하는 방법이 사용될 경우에는 해당 IP 주소의 사용을 허용하고, IP 주소가 동적으로 할당되는 방법이 사용될 경우에는 IP 주소를 할당하여 등록 응답(Registration Reply) 메시지를 전송하여 이를 허용한다. 이동 단말기(MS)(10)가 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN) 영역이 변경되는 경우에는, 이를 항상 홈 대행자(HA)(60)에 알리도록 되어 있다.

동적 호스트 설정 프로토콜(DHCP) 서버/도메인 네임 시스템(DNS) 서버(70)는 사용자들이 IP 주소를 직접 설정하지 않아도 이를 자동적으로 할당해 주는 서버로, 사용자들이 네트워크에 대한 개념이 없이도 쉽게 사용이 가능하며, IP 주소, 도메인 네임(Domain_Name) 등 네트워크 구성 환경을 설정하는데 이용된다.

DNS 서버는 호스트 네임(Host_Name)을 IP 주소로 또는 IP 주소를 호스트 네임(Host_Name)으로 변환하는 등의 목적에 사용되며, RFC2136 규약에 따라 DNS 갱신(Update) 메시지를 통해서 특정 호스트 네임(Host_Name)에 대한 IP 주소의 변경을 갱신할 수도 있다.

이 같이 구성된 이동 통신망에서 패킷 데이터 서비스를 제공받는 이동 단말기가 패킷 데이터 서비스를 요구하면, BSC(23)/PCF(25)에 의해서 패킷 데이터를 송신할 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(40)가 결정된다. 그리고 이때 무선 구간에서는 이동 단말기(10)와 BSC(21) 사이에 무선 트래픽 채널과 무선 링크 프로토콜(RLP : Radio Link Protocol)이 설정된다. 또한 BSC(23)와 PCF(25) 사이에는 이동 단말기(10)와 PDSN(40)간의 PPP 링크 데이터를 전달하기 위한 A8 트래픽 링크가 설정되며, PCF와 PDSN(40)간에는 이동 단말기(10)와 PDSN(40)간의 PPP링크 데이터를 전달하기 위한 A10 R-P 링크가 설정된다. 여기서 패킷 데이터 서비스 액티브 상태는 이동 단말기(10)가 무선 트래픽 채널을 점유하고 RLP링크를 유지하며 A8 링크를 유지하고, 패킷 데이터를 송수신하는 상태이다.

도 2는 종래 이동통신시스템에서의 데이터 호 연결을 위한 프로토콜 스택을 개략적으로 도시한다. 도시된 바와 같이 이 프로토콜 스택(protocol stack)은 '물리층(Physical Layer) - RLP(Radio Link Protocol) - PPP(Point to Point Protocol) - IP(Internet Protocol) - TCP(Transmission Control Protocol), UDP(User Datagram Protocol)' 등을 포함한다.

물리계층(Physical Layer)은 ISO(International Standards Organization )에서 정의한 OSI(Open System Interconnection) 프로토콜 참조 모델에서 최하위에 있는 층으로, 이 층에서는 물리적 전송 매체에 하드웨어적으로 접속하기 위한 전기적, 기계적, 기능적 절차가 규정되는데 여기서는 IS-95B/2000 프로토콜 등(109)에 해당한다.

RLP(Radio Link Protocol)(107)는 무선 채널상에 신뢰성 있는 데이터 서비스를 제공하기 위해 이동 단말기와 기지국간의 무선 구간에서 사용되는 것으로, 전송된 데이터 중 오류가 발생한 데이터에 대해 재전송을 요구하는 ARQ(Automatic Repeat Request) 방식을 사용하여 신뢰성을 갖는 무선 채널을 제공한다.

PPP(Point to Point Protocol)(105)는 전용선 또는 공중회선을 통해 고속 모뎀으로 인터넷(internet) 등에 접속할 때 사용되는 통신 프로토콜이고, IP(Internet Protocol)(103)는 서로 독립적으로 운영되고 있는 통신망들을 서로 연결하여 함께 사용할 수 있도록 하기 위하여 이들의 독립적인 통신망을 연결하는 규칙을 말한다.

TCP(Transmission Control Protocol)는 일반적으로 자주 사용되는 네트워크 프로토콜의 하나이다. 네트워크를 통한 자료전송이 이루어지는 경우에 각 데이터는 패킷(Packet)이라는 단위로 잘라져서 전송되는 데 이때 앞서 설명한 IP가 데이터 패킷을 한 장소에서 다른 장소로 옮기는 역할을 한다면, TCP는 데이터의 흐름을 관리하고 데이터가 정확한지 확인하는 역할을 한다.

UDP(User Datagram Protocol)는 TCP/IP 네트워크에서 사용하는 IP 상위 프로토콜 중의 하나로 STD 6, RFC 768에 정의되어 있는 인터네트 표준 전송 계층 프로토콜을 말한다. UDP에서는 데이터를 TCP에서처럼 세그멘트로 분할하는 것이 아니라, 이용자 데이터그램 단위로 송신하며 데이터그램의 크기가 규정되어 있지 않으므로 이용자는 임의의 크기의 데이터그램을 UDP 패킷으로서 송신할 수 있다.

사용자 단말기(10)는 물리층(Physical Layer)과 RLP(Radio Link Protocol)를 이용하여 PCF(Packet Control Function)(25) 등과 같은 통신망 연결부와 세션 설정을 수행하고, 사용자 단말기(10)와 PDSN(40) 등과 같은 패킷 데이터 전송부는 PPP를 이용하여 세션 설정이 이루어진다.

또한, 사용자 단말기(10)와 이동 통신 서비스 시스템의 부가 서비스부는 TCP/IP 또는 UDP를 이용하여 세션 설정이 이루어지며, TCP/IP 또는 UDP를 이용한 무선 데이터 통신은 통신망을 통해 PDSN과 PPP 연결이 설정되어야 가능하다.

그리고, 사용자가 이동 통신 단말기를 이용하여 무선 인터넷을 이용하기 위한 어플리케이션들은 브라우저(browser)와 단말기 플랫폼(예를 들어, JAVA, BREW, GVM 등)상의 어플리케이션들이다.

종래 이 같은 통신망에서 단말기 혹은 통신 서버는 TCP 통신에서 에러를 검출하면 일반적인 유선망 통신에서 적용되는 혼잡 제어(congestion control) 방식을 적용하였다. 즉, 수신한 TCP 패킷에서 통신 에러를 검출하거나 전송한 패킷에 대해 재전송 타이머(retransmission timer) 만기 이전에 수신 확인 응답(Ack)이 오지 않으면, 이를 혼잡(congestion)에 의한 손실의 발생으로만 여기고 전송측의 혼잡 윈도우 싸이즈(congestion window size)를 줄임으로써 전송측의 전송속도를 확연히 감소시키며 재전송을 하고 있다.

이 같은 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소는 전송측의 유효한 전송 속도를 확연히 감소시킨다. 그러나 일반적인 유선망에서 패킷 손실(packet loss)은 대부분 라우팅 과정에서 우선순위 로직에 따른 대기시간 등에 기인하는 반면, 무선망은 상황이 다르다. 즉, 무선망은 원래 비트 에러율(BER, Bit Error Rate)이 유선망보다 높을 뿐 아니라 다중경로 페이딩(Multi-Path Fading) 등에 의해 비트 오류들이 연속성을 가질 수도 있고 단말기의 이동으로 인해 핸드오프 과정에서 발생하는 경우도 종종 있다. 즉, 유선은 노이즈 영향도 별로 없고 다중 경로 문제도 심각하지 않지만 무선망의 경우 잡음의 영향도 크고 장애물에 의한 다중 경로 등 채널 환경의 한계 등에 의해 패킷의 직접적인 손실 원인들이 많다는 것이다. 따라서 무선망에서 패킷에 대해 수신 확인 응답이 오지 않는다고 해서 무조건 혼잡 발생으로 인한 패킷 손실인 것처럼 여기고 바로 혼잡 제어 방식을 적용한다는 것은 전송 효율면에서 문제가 있다.

본 발명은 이 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이동통신망에서 전송 에러가 발생한 경우에도 전송 효율을 개선하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 이동통신망에서 발생한 전송에러를 유선망 구간에서 발생한 에러와 무선망 구간에서 발생한 에러로 효율적으로 구분하여 처리하는 것을 추가적인 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 무선 이동 통신망에서의 패킷 데이터 서비스 방법은 송수신하는 패킷이 무선망 통신 중에 에러가 발생한 경우에는 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 해당 데이터를 재전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 무선망 구간의 통신에서는 전송 효율을 떨어뜨림 없이 통신을 유지하는 것이 가능하다.

본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 무선망 구간의 에러 검출은 단말기가 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 프레임 에러를 검출하는 경우에는 이를 무선망 구간에서 발생한 에러로 판단하여 이를 해당 상위 계층인 TCP 계층으로 통보하는 것을 특징으로 한다. 본 명세서에서 '단말기'란 용어는 이동통신 단말기, 통신 서버, 노트북 컴퓨터 등 이동통신망에 접속 가능한 데이터 통신 단말기를 포괄하도록 해석되어진다. 한편, 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층이 아닌 TCP 계층에서 발생한 에러에 대해서는 유선망에서 발생한 에러로 처리할 수 있다. 즉, 본 발명은 일단 유선망을 지나 무선망에 들어온 패킷에대해 무선망 상의 물리 계층 및 RLP와 같은 링크 계층에서 프레임 에러가 검출된다면, 일단 유선망을 지나왔으므로 혼잡에 의한 패킷 손실 영향은 매우 적다고 보고 다른 원인에 의한 무선망에서의 에러로 간주한다. 이에 따라 해당 패킷을 포기(discard)하고 TCP 패킷에 손실을 보고한다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 유선망에서 발생한 에러와 무선망에서 발생한 에러는 단순하고도 효과적으로 구별될 수 있다.

본 발명의 추가적인 양상에 따르면, 수신측 단말기가 무선망 구간에서 에러 발생을 검출한 경우에 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 송신측으로 전송함에 의해 재전송을 요청하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이 같은 양상에 따라 송신측 단말기는 효과적으로 송신 과정에서 발생한 에러의 종류를 구별할 수 있게 된다.

전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 후술하는 실시예를 통하여 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 데이터 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 이동통신망을 통해 통신 서버와 연결되는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법은 먼저 단말기와 통신 서버 간에 데이터 호를 설정함에 의해 개시된다(단계 S251, S211). 호 설정 과정은 적용 프로토콜에 따라 다양한 방식이 공지되어 있다. 본 명세서에서 통신 서버는 도 1 및 도2에 도시된 장비 중 전형적으로는 인터넷 정합 장치인 PDSN(40)이나, 이에 한정되지 않고 이 정합 장치에 연결된 유선 망의 인터넷 서버 나 또는 무선망(radio netwrk) 장비(20)로, 물리 계층 및 링크 계층을 처리하는 장비일 수도 있다.

이후에 통신 서버는 데이터 패킷을 송신한다(단계 S213). 이동통신 단말기는 송신한 패킷을 수신한다(단계 S253). 이때 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제공되는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법은 수신한 패킷이 무선망 통신 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계(S255, S257)와, 무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하도록 통신서버 측에 요청하는 재전송 요청 단계(S259)를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 무선망 구간 에러 검출 단계(S255, S257)는 단말기가 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 프레임 에러를 검출하여 TCP 계층으로 에러 발생을 통지함에 의해 이루어진다. 즉, 이동통신 단말기에 탑재된 통신 프로토콜 중 도 2에 도시된 물리 계층인 IS-95B/2000 계층(109)이나 링크 계층인 RLP(107) 계층에서 수신한 패킷이 프레임 에러를 포함하고 있는지 여부를 체크한다(단계 S255). 에러를 포함하고 있는 경우에는 해당 계층은 단말기에 탑재된 통신 프로토콜중 상위 계층인 TCP 계층으로 에러 발생을 알린다(단계 S257).

본 발명의 추가적인 양상에 따라 제공되는 재전송 요청 단계(S259)는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트(Dummy Segment)를 전송함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다. 즉, 하위 계층에서 프레임 에러를 검출하면 TCP 계층은 TCP 패킷이 손실되었음을 보고받아 이를 더미 세그먼트를 이용하여 전송측 TCP 계층으로 알린다. 더미 세그먼트는 데이터는 없고 헤더만 가지고 있는 20∼60 바이트의 세그먼트이다. 더미 세그먼트임을 알리기 위해 TCP 헤더의 플래그 필드(flag field) 중 예약되어 있는(reserved) 6 비트 중에 한 비트를 세팅한다.

한편, 단계 S255에서 무선망 구간 프레임 에러가 검출되지 않는다면, 무선망 구간의 에러 처리에 관련된 단계 S257, S259는 스킵된다.

한편, 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제공되는 다수의 이동통신 단말기와 데이터 통신을 수행하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법의 일 실시예는 전송한 패킷이 무선망 구간의 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계(S215)와, 무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하는 재전송 단계(S217)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라, 무선망 구간 에러 검출 단계(S215)는 통신 서버가 이동통신 단말기로부터 에러 발생 통지가 수신되거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 전송 에러로 판단한다. 즉, 단계 S259에서 단말기로부터의 에러 발생 통지에 해당하는, 유효 데이터 없이 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 패킷을 수신하는 경우 통신 서버는 전송된 패킷이 해당 단말기로 전송되는 도중 무선망에서 에러가 발생한 것으로 판단한다. 나아가 통신 서버는 패킷을 전송한 후 재전송 타이머(retransmission timer)를 구동시켜 만기 이전에 수신 확인 응답(Ack)이 오지 않으면 자신이 송신한 패킷이 단말기측에 도달되지 못하고 손실되어 에러가 발생한 것으로 판단한다.

일 실시예에 있어서, 통신 서버가 더미 패킷을 수신하여 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 원래 전송한 패킷의 재전송 타이머가 만기되기를 기다려서 재전송한다. 이는 재전송 루틴이 수신 확인 응답이 없으므로 다시 전송하여 중복 전송이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 또다른 실시예에 있어서, 통신 서버가 더미 패킷을 수신하여 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 재전송 타이머를 다시 초기화하고, 재전송한다.

이같이 통신 서버는 전송한 데이터가 무선 망 구간에서 에러가 발생한 것을 검출하면, 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송한다(S217).

한편, 단말기가 물리 계층 및 링크 계층이 아닌 상위 계층인 IP 계층이나 TCP 계층에서 전송 에러를 검출한 경우에는 이는 유선망 구간에서의 에러로 판단된다(단계 S261). 이때 해당 계층은 그 패킷이 수신되었음을 확인하는 수신 확인 응답(Ack)을 하지 않게 된다(단계 S263).

본 발명의 추가적인 양상에 따라, 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법은 유선망 구간 전송 중에 에러가 발생했다고 인지하는 유선망 구간 에러 검출 단계(S219)와, 유선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 재전송하는 단계(S221)를 더 포함한다. 즉, 통신 서버 측 상위 계층인 TCP 계층의 재전송 타이머의 만기까지 수신측 TCP 계층으로부터 수신 확인 응답을 받지 못한 경우에 통신 서버는 유선망 구간에서 에러가 발생한 것으로 판단한다(단계 S219). 이때 통신 서버는 통상적인 유선망에서의 패킷 손실 대책에 따라 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 해당 데이터를 목적지 단말기로 재전송한다(단계 S221). 단계 S219에서 수신 확인 응답이 수신되어 유선망 에러가 발생되지 않았다고 인지된 경우에는 단계 S221은 스킵된다.

단말기와 통신 서버는 데이터 전송이 완료되고 단말기나 통신 서버에 의해 통신 종료가 선택되었는지 판단하여(단계 S265), 종료해야할 경우에는 호를 해제하고(단계 267), 처리를 종료한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 데이터 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 이동통신망을 통해 통신 서버와 연결되는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법은 먼저 이동통신 단말기와 통신 서버 간에 데이터 호를 설정함에 의해 개시된다(단계S511, S551). 호 설정 과정은 적용 프로토콜에 따라 다양한 방식이 공지되어 있다.

이후에 이동통신 단말기는 데이터 패킷을 송신한다(단계 S513). 통신 서버는 송신한 패킷을 수신한다(단계 S553). 이때 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제공되는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법은 수신한 패킷이 무선망 통신 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계(S555)와, 무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하도록 이동통신 단말기 측에 요청하는 재전송 요청 단계(S559)를 포함한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 무선망 구간 에러 검출 단계(S555)는 통신 서버가 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 프레임 에러를 검출하여 TCP 계층으로 에러 발생을 통지함에 의해 이루어진다. 즉, 예를 들어 도 1,2의 무선망 장비(20)의 경우 탑재된 통신 프로토콜 중 도 2에 도시된 물리 계층인 IS-95B/2000 계층(109)이나 링크 계층인 RLP(107) 계층에서 수신한 패킷이 프레임 에러를 포함하고 있는지 여부를 체크한다(단계 S555). 무선망 구간에만 관련된 프로토콜의 경우 단말기와 무선망 장비 간에만 존재하고 무선망 장비와 유선 인터넷 서버 간에는 존재하지 않으므로 유선 인터넷 서버에서 무선망 구간의 에러를 검출한다는 것은 무선망 구간 장비의 도움 없이는 어렵다. 따라서 본 실시예에 있어서 통신 서버는 무선망 장비(20) 중의 하나일 수 있다. 또는 무선망 장비(20)가 업로드되는 데이터에서 무선망 구간 중에 에러가 발생하였음을 검출하여 이를 유선 인터넷 서버에게 알리는 경우에는 유선 인터넷 서버가 될 수도 있다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라 제공되는 재전송 요청 단계(S559)는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트(Dummy Segment)를 전송함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 한다. TCP 계층 프로토콜은 지원되지 않는 무선코아망(wireless core network)의 경우에는 이 더미 세그먼트는 인위적으로 하나의 전송 패킷으로 준비되어 전송된다. 이 패킷은 단말기나 유선 인터넷 서버 등에서 해당 TCP 계층에 의해 해석될 수 있다. 즉, 무선 통신망에 고유한 하위 계층에서 프레임 에러를 검출하면 통신 서버는 이를 인식하여 고정된 더미 패킷을 송신자인 단말기로 전송하여 재전송을 요청한다. 더미 세그먼트는 데이터는 없고 헤더만 가지고 있는 20∼60 바이트의 세그먼트이다. 더미 세그먼트임을 알리기 위해 TCP 헤더의 플래그 필드(flag field) 중 예약되어 있는(reserved) 6 비트 중에 한 비트를 세팅한다.

한편, 본 발명의 특징적인 양상에 따라 제공되는 통신 서버와 데이터 통신을 수행하는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법의 일 실시예는 전송한 패킷이 무선망 구간의 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계(S515)와, 무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하는 재전송 단계(S517)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라, 무선망 구간 에러 검출 단계(S515)는 이동통신단말기가 통신 서버로부터 에러 발생 통지를 수신하거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 전송 에러로 판단한다. 즉, 단계 S515에서 통신 서버로부터의 에러 발생 통지에 해당하는, 유효 데이터 없이 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 패킷을 수신하는 경우 이동통신 단말기는 전송된 패킷이 해당 통신 서버로 전송되는 도중 무선망에서 에러가 발생한 것으로 판단한다. 나아가 이동통신 단말기는 패킷을 전송한 후 재전송 타이머(retransmission timer)를 구동시켜 만기 이전에 수신 확인 응답(Ack)이 오지 않으면 자신이 송신한 패킷이 통신 서버측에 도달되지 못하고 손실되어 에러가 발생한 것으로 판단한다.

일 실시예에 있어서, 이동통신 단말기가 더미 패킷을 수신하여 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 원래 전송한 패킷의 재전송 타이머가 만기되기를 기다려서 재전송한다. 이는 재전송 루틴이 수신 확인 응답이 없으므로 다시 전송하여 중복 전송이 발생하는 것을 방지하기 위함이다. 또다른 실시예에 있어서, 이동통신 단말기가 더미 패킷을 수신하여 에러가 발생한 것으로 판단한 경우, 재전송 타이머를 다시 초기화하고, 재전송한다.

이같이 이동통신 단말기는 전송한 데이터가 무선 망 구간에서 에러가 난 것을 검출하면, 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송한다(S517). 단계 S515에서 무선망 구간 프레임 에러가 검출되지 않는다면, 무선망 구간의 에러 처리에 관련된 단계 S517는 스킵된다.

한편, 통신 서버가 물리 계층 및 링크 계층이 아닌 상위 계층인 IP 계층이나 TCP 계층에서 전송 에러를 검출한 경우에는 이는 유선망 구간에서의 에러로 판단된다(단계 S561). TCP 계층의 경우 따로 에러를 통지하지 않고 수신한 측이 재전송 타이머 만기 이전에 수신 확인 응답(Ack)을 하지 않은 경우에 전송한 측은 전송 에러라고 판단한다(단계 S563). 전송 에러의 판단은 업로드한 데이터가 유선망을 거쳐 최종 도달되는 서버, 예를 들면 유선 인터넷상의 컨텐츠 서비스 서버에서 이루어진다.

본 발명의 추가적인 양상에 따라, 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법은 유선망 구간 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 유선망 구간 에러 검출 단계(S519)와, 유선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 재전송하는 단계(S521)를 더 포함한다. 즉, 이동통신 단말기 측 상위 계층인 TCP 계층의 재전송 타이머의 만기까지 수신측 TCP 계층으로부터 수신 확인 응답을 받지 못한 경우에 이동통신 단말기는 유선망 구간에서 에러가 발생한 것으로 판단한다(단계 S519). 이때 이동통신 단말기는 통상적인 유선망에서의 패킷 손실 대책에 따라 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 해당 데이터를 목적지 단말기로 재전송한다(단계 S521). 단계 S519에서 유선망 에러가 발생되지 않았다고 판단된 경우에는 단계 S521은 스킵된다.

통신 서버와 이동통신 단말기는 데이터 전송이 완료되고 통신서버나 이동통신 단말기에 의해 통신 종료가 선택되었는지 판단하여(단계 S523, S565), 종료해야할 경우에는 호를 해제하고(단계 S525, S567) 처리를 종료한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 단말기의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 이동 통신 단말기는 크게 기존의 이동통신 단말기에 공통되는 구성인 통신처리부(100) 및 그 부속회로들과, 시스템 제어부(400)를 포함하여 구성된다.

부속회로들은 키패드(800)와 메뉴 및 동작상태를 표시하는 표시부(600)와, 안테나를 통해 송수신되는 무선신호로부터 음성 및 데이터 신호를 추출하는 무선 통신부(900)와, 상기 무선 통신부로부터의 음성 통화 신호를 마이크 및 스피커를 통해 입출력하는 음성 입출력회로(700)를 포함한다.

키패드(800)와, 통상 액정표시장치인 표시부(700)는 통상적인 주지된 구성이 될 수 있다. 또한 무선 통신부(900)는 기지국과의 통신을 위한 안테나 및 알에프 회로를 포함하여 구성된다. 본 명세서에서 무선 통신부는 다양한 버젼의 CDMA방식 뿐 아니라 셀룰라, GSM, W-CDMA 방식등 현존하는 방식은 물론, 향후에 등장할 이동통신 방식을 포괄하도록 해석된다. 음성입출력회로(700)는 디지탈 음성 데이터를 아날로그 음성 신호로, 또는 그 역의 변환을 처리하며, 오디오 증폭회로나 필터와 같은 부가회로를 포함하는 공지의 구성이다.

무선 통신부(700)의 기저대역 회로와, 통신 처리부(100)의 대부 및 시스템 제어부(400)의 회로는 단일의 집적회로로 상용화되어 제공되고 있다. CDMA 방식 단말기에서 통상 MSM 칩으로 불리는 이 집적회로는 내부에 통신을 처리하는 전용의 하드웨어와, 디지탈 신호처리기 및 범용의 마이크로프로세서를 포함한다. 논리적으로 이들은 음성 및 데이터 통신을 제어하는 통신 처리부(100)와, 키패드로부터 입력된 조작신호나 동작 상태에 따라 전체 시스템을 제어하는 시스템 제어부(400)를 포함한다. 통신 처리부(100)는 음성 통화를 처리하는 통상적인 음성 통신부(300)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기는 이동통신망을 통해 통신 서버와 연결가능하며, 전송 또는 수신하는 패킷이 무선망 구간에서 통신 중에 에러가 발생하였음을 검출하면 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 재전송 또는 재전송 요청하는 데이터 통신부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 있어서, 데이터 통신부(500)는 데이터 전송부(510)와 데이터 수신부(530)를 포함한다. 데이터 전송부(510)는 전송한 패킷이 무선망 구간에서 에러가 발생했는지 여부를 검출하는 무선망 전송 에러 검출부(511)와, 상기 무선망 전송 에러 검출부(511)에서 에러가 검출되면 해당 패킷을 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순 재전송하는 무선망 재전송부(513)를 포함한다. 데이터 수신부(530)는 수신한 패킷이 무선망 구간에서 에러가 발생했는지 여부를 검출하는 무선망 수신 에러 검출부(531)와, 상기 무선망 수신 에러 검출부(531)에서 에러가 검출되면 해당 패킷을 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순 재전송하도록 상기 통신 서버로 요청하는 무선망 재전송 요청부(533)를 포함한다.

이때 무선망 수신 에러 검출부(531)는 예를 들면 도 2의 IS-95B/2000 등과 같은 무선망 관련 물리 계층 또는 예를 들면 도 2의 RLP, PPP 와 같은 무선망 관련 링크 계층에서 수신한 패킷의 프레임 에러를 검출하여 단말기의 TCP 계층으로 알리는 것을 특징으로 한다. 한편, 무선망 재전송 요청부(533)는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 전송함에 의해 재전송을 요청한다. 또한 무선망 전송 에러 검출부(511)는 통신 서버로부터 에러 발생 통지를 수신하거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 전송 에러로 판단하게 된다. 또한 무선망 전송 에러 검출부(511)가 수신하는 에러 발생 통지는 TCP 헤더의 소정 플래그를 체크함에 의해 검출하는 것을 특징으로 한다. 도시된 구성요소들에 대한 구체적인 설명은 전술한 통신 방법들에서 충분히 설명되었으므로 생략한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 무선 망 구간에서 발생한 전송 에러와 유선 망 구간에서 발생한 전송 에러를 구분하여 상이하게 처리하므로, 유효 전송 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.

나아가 본 발명은 무선망 구간의 통신에서는 전송 효율을 떨어뜨림 없이 통신을 유지하는 것이 가능하다. 또한 본 발명에 따르면, 유선망에서 발생한 에러와 무선망에서 발생한 에러는 단순하고도 효과적으로 구별될 수 있다.

이상에서 본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출가능한 많은 변형예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

도 1은 공지된 3GPP2 망의 구성을 개략적으로 도시한다.

도 2는 종래 이동통신시스템에서의 데이터 호 연결을 위한 프로토콜 스택을 개략적으로 도시한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 데이터 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 데이터 통신 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 단말기의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이동단말 20 : 무선 접속망(RN)

21 : 기지국(BTS) 23 : 기지국 제어기(BSC)

25 : 패킷 제어기(PCF) 30 : 이동 교환국(MSC)

40 : 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)

50 : 원격 인증 전화접속 사용자 서비스(RADIUS)

60 : 홈 대행자 70 : DHCP 서버/DNS 서버

100 : 통신 처리부 300 : 음성 통신부

400 : 시스템 제어부 500 : 데이터 통신부

510 : 데이터 전송부 511 : 무선망 전송 에러 검출부

513 : 무선망 재전송부 530 : 데이터 수신부

531 : 무선망 수신 에러 검출부 533 : 무선망 재전송 요청부

600 : 표시부 700 : 음성 입출력 회로

800 : 조작부 900 : 무선 통신부

Claims

이동통신망을 통해 통신 서버와 연결되는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법에 있어서, 상기 방법이 :

수신한 패킷이 무선망 구간의 통신 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계와;

무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하도록 통신서버 측에 요청하는 재전송 요청 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무선망 구간 에러 검출 단계는 단말기가 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 프레임 에러를 검출하여 TCP 계층으로 에러 발생을 통지함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 재전송 요청 단계는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 전송함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
이동통신망을 통해 통신 서버와 연결되는 이동통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법에 있어서, 상기 방법이 :

전송한 패킷이 무선망 구간의 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계와;

무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하는 재전송 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 통신 방법이

유선망 구간 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 유선망 구간 에러 검출 단계와;

유선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 재전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
제 4 항 또는 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 무선망 구간 에러 검출 단계에서 상기 단말기는 통신 서버로부터 에러 발생 통지가 수신되거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 무선망 구간의 전송 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 통신 서버로부터의 에러 발생 통지는 통신 서버로부터 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 수신함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 패킷 데이터 통신 방법.
이동통신망을 통해 통신 서버와 연결되는 이동통신 단말기에 있어서, 상기 단말기가 전송 또는 수신하는 패킷이 무선망 구간에서 통신 중에 에러가 발생하였음을 검출하면 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 재전송 또는 재전송 요청하는 데이터 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제 8 항에 있어서, 상기 데이터 통신부가 :

전송한 패킷이 무선망 구간에서 에러가 발생했는지 여부를 검출하는 무선망 전송 에러 검출부와, 상기 무선망 전송 에러 검출부에서 에러가 검출되면 해당 패킷을 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순 재전송하는 무선망 재전송부를 포함하는 데이터 전송부와;

수신한 패킷이 무선망 구간에서 에러가 발생했는지 여부를 검출하는 무선망 수신 에러 검출부와, 상기 무선망 수신 에러 검출부에서 에러가 검출되면 해당 패킷을 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순 재전송하도록 상기 통신 서버로 요청하는 무선망 재전송 요청부를 포함하는 데이터 수신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제 9 항에 있어서, 상기 무선망 수신 에러 검출부는 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 수신한 패킷의 프레임 에러를 검출하여 TCP 계층으로 알리는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제 10 항에 있어서, 상기 무선망 재전송 요청부는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 전송함에 의해 재전송을 요청하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제 9 항에 있어서, 상기 무선망 전송 에러 검출부가 :

통신 서버로부터 에러 발생 통지를 수신하거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 전송 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
제 12 항에 있어서, 상기 무선망 전송 에러 검출부가 수신하는 에러 발생 통지는 TCP 헤더의 소정 플래그를 체크함에 의해 검출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기.
다수의 이동통신 단말기와 데이터 통신을 수행하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법에 있어서, 상기 방법이 :

수신한 패킷이 무선망 구간 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계와;

무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송을 요청하는 재전송 요청 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
제 14 항에 있어서, 상기 무선망 구간 에러 검출 단계는 통신 서버가 무선망 관련 물리 계층 또는 무선망 관련 링크 계층에서 프레임 에러를 검출함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 재전송 요청 단계는 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 전송함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
다수의 이동통신 단말기와 데이터 통신을 수행하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법에 있어서, 상기 방법이 :

전송한 패킷이 무선망 구간의 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 무선망 구간 에러 검출 단계와;

무선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈의 감소 없이 단순히 재전송하는 재전송 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
제 17 항에 있어서, 상기 통신 방법이

유선망 구간 전송 중에 에러가 발생하였음을 검출하는 유선망 구간 에러 검출 단계와;

유선망 구간에서 에러가 발생한 데이터를 혼잡 윈도우 싸이즈를 감소시켜 재전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
제 17 항 또는 제 18 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 무선망 구간 에러 검출 단계에서 상기 통신 서버는 이동통신 단말기로부터 에러 발생 통지가 수신되거나 소정 시간 안에 수신 확인 응답이 없는 경우에 전송 에러로 판단하는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.
제 19 항에 있어서, 상기 이동통신 단말기로부터의 에러 발생 통지는 통신 서버로부터 TCP 헤더의 소정 플래그를 설정한 더미 세그먼트를 수신함에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 통신 서버의 패킷 데이터 통신 방법.