KR20060073673A

KR20060073673A - 이동통신 시스템에서 데이터의 흐름 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060073673A
Application number: KR1020040112509A
Authority: KR
Inventors: 윤승일; 임내현; 정진수; 김현석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2006-06-28

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 전송되는 데이터의 제어를 수행하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 전송되는 데이터의 흐름을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 단말과 패킷 데이터 통신을 수행하는 라디오 액세스 네트워크를 가지는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 유입되는 데이터의 흐름 제어 방법으로서, 패킷 데이터 서비스 노드로부터 상기 이동통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크에서 처리할 수 있는 양을 초과하여 데이터가 수신되는 경우에 세션별 서비스 우선순위에 따라 전송 중단을 요구할 세션을 결정하는 과정과, 상기 전송 중단을 요구할 세션을 전송 중단 요구 메시지로 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달하는 과정을 포함한다.

1x EV-DO, 흐름 제어, 전송 중단, 전송 재개.

Description

이동통신 시스템에서 데이터의 흐름 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING FLOW OF DATA IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 CDMA 표준에 따른 1x EV-DO 시스템의 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 우선순위에 따라 흐름 제어를 설정할 경우 신호 흐름도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 세션 등급에 따라 순방향 패킷 전송 중단 및 재개 시의 신호 흐름도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 패킷 제어 기능부의 내부 블록 구성도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 패킷 제어 기능부에서 수행되는 데이터의 흐름 제어를 수행하기 위한 흐름도.

본 발명은 이동통신 시스템에서 전송되는 데이터의 제어를 수행하기 위한 방 법에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 전송되는 데이터의 흐름을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 사용자에게 이동성을 제공하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발된 시스템이다. 이러한 이동통신 시스템은 사용자들의 요구와 기술의 비약적인 발전에 힘입어 데이터 서비스를 제공할 수 있는 형태로 발전하였다. 이러한 이동통신 시스템에서 제공할 수 있는 데이터 서비스의 종류는 짧은 단문 메시지에서부터 대용량의 데이터를 고속으로 제공할 수 있는 단계에까지 이르렀다. 이와 같이 데이터 서비스에 대한 비중이 점차로 증가하면서 이동통신 시스템에서는 데이터 서비스만을 제공할 수 있는 형태의 이동통신 시스템이 제안되었다.

상기 데이터 서비스만을 제공할 수 있는 형태의 이동통신 시스템은 CDMA 표준화 작업에서 1x EV-DO라는 이름으로 명명되어 현재 상용화에 박차를 가하고 있다. 그러면 상기 1x EV-DO 이동통신 시스템에 대하여 살펴보기로 한다.

일반적으로 1x EV-DO 이동통신 시스템은 고속의 패킷 데이터를 전송하기 위해 개발된 시스템이다. 상기 1x EV-DO 이동통신 시스템은 단말(AT)과 무선 링크를 통해 통신을 수행하는 기지국(ANTS)과 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기(ANC) 및 그 상위에 패킷 제어 기능부(PCF)를 구비한다. 상기 기지국과 기지국 제어기를 총칭하여 액세스 네트워크(AN)라 하며, 상기 액세스 네트워크와 패킷 제어 기능부를 총칭하여 무선 액세스 네트워크(RAN)이라 한다. 또한 패킷 제어 기능부의 상위에는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)가 위치하며, 상기 패킷 데이터 서비스 노드를 통해 IP 네트워크 또는 패킷 데이터 네트워크와 통신을 수행할 수 있다. 이러 한 구성에서 데이터 서비스의 통신에 대하여 살펴보기로 한다.

특정한 단말로 전달할 패킷이 패킷 데이터 서비스 노드로 입력되면, 패킷 데이터 서비스 노드는 이를 자신의 하위에 연결된 패킷 제어 기능부로 전달한다. 이때 과금이 이루어진다. 그리고 패킷 제어 기능부는 패킷 데이터 서비스 노드로부터 특정 단말에게 전송할 데이터를 수신하면, 이를 해당 단말이 위치한 액세스 네트워크로 전달한다. 이에 따라 액세스 네트워크는 수신된 패킷 데이터를 해당하는 단말로 전달한다. 그리고, 상기 1x EV-DO 시스템은 다른 이동통신 시스템과 마찬가지로 단말과 기지국간의 연결은 무선 링크를 이용하지만, 나머지 링크들은 E1 또는 T1 또는 IP 네트워크와 같은 유선 자원을 이용하여 연결된다.

한편, 상기 1x EV-DO 시스템은 패킷 데이터만을 고속으로 제공하기 위해 개발되었으나, 보다 다양한 서비스를 제공하기 위해 VoIP 또는 PTT 서비스와 같은 음성 서비스 등의 실시간 서비스를 제공하기 위해 많은 노력이 이루어지고 있다.

다른 한편, 1x EV-DO 시스템에서는 특정 단말별 또는 서비스별 세션(Session)을 설정하여야만 통신을 수행할 수 있다. 따라서 위와 같이 다양한 각 서비스마다 세션의 설정이 이루어지고 이와 같이 세션의 설정이 이루어진 이후에 해당 세션에 맞춰 데이터 통신을 수행하게 된다. 즉, 각 세션별로 요구되는 서비스 품질에 따라 데이터 서비스가 이루어지는 것이다. 그러므로 특정한 단말과 기지국간 채널 상황의 악화 등으로 인하여 데이터 전송에 지연이 발생하거나 또는 전송이 어려운 경우 그에 맞춰 패킷 제어 기능부에서 패킷 데이터 서비스 노드로 패킷 데이터의 흐름 제어를 수행한다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 하기와 같다. 패킷 제 어 기능부는 패킷 데이터 서비스 노드로부터 수신되는 데이터의 양이 기지국을 통해 단말로 전송할 수 있는 양보다 큰 경우 이에 대한 흐름 제어를 수행한다. 즉, 개별적인 세션별로 데이터의 흐름 제어를 수행할 수 있다.

그런데, 특정한 경우에 특정 액세스 네트워크로 전달되는 데이터의 양 또는 특정 패킷 제어 기능부에서 처리할 수 있는 양을 초과하여 패킷 데이터 서비스 노드로부터 데이터가 유입되는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같이 패킷 제어 기능부에서 처리할 수 있는 양 이상의 패킷 데이터가 패킷 데이터 서비스 노드로부터 전달되는 경우 패킷 제어 기능부는 수신된 데이터의 일부 또는 전부를 폐기해야 한다. 그래야만 패킷 제어 기능부가 마비되어 계속적으로 서비스가 불가능해지는 현상을 막을 수 있기 때문이다.

그런데, 이와 같이 패킷 제어 기능부에서 수신된 패킷을 폐기하면, 과금에 문제가 발생할 수 있다. 왜냐하면, 과금이 이루어지는 노드가 패킷 데이터 서비스 노드이기 때문이다. 따라서 패킷 데이터 서비스 노드에서는 패킷 제어 기능부로 전달된 데이터들에 대하여 과금을 수행하나, 패킷 제어 기능부의 문제로 인하여 실제로 전송되지 못한 패킷이 발생할 수 있다. 그러면 서비스 이용자들에게 잘못된 과금을 할 수 있다는 문제가 있다. 따라서 이를 해결하기 위해 패킷 제어 기능부는 패킷 데이터에 대한 흐름 제어를 수행하는데, 현재 표준에 따르면 단순히 온/오프(on/off) 기능만을 제공하고 있다.

즉, 패킷 제어 기능부는 유선 라인 또는 버퍼 등의 문제로 인하여 패킷 데이터를 전송할 수 없는 경우가 발생하면 흐름 제어의 온(on)을 요구하는 메시지를 생 성하여 패킷 데이터 서비스 노드로 전달한다. 따라서 패킷 데이터 서비스 노드는 상기 패킷 제어 기능부로의 패킷 데이터 전송을 중단하도록 한다. 또한 상기 패킷 제어 기능부는 상기한 상황들이 해소되면 다시 패킷 데이터 서비스를 제공하도록 흐름 제어 오프(off)를 요구하는 메시지를 생성하여 패킷 데이터 서비스 노드로 전달한다. 그러면 패킷 데이터 서비스 노드는 다시 패킷 데이터의 전송을 재개한다.

상기한 방법에서 사용되는 메시지는 A11 등록 응답(A11-Registration Reply) 메시지를 이용하여 패킷 제어 기능부에 특정 세션을 위한 흐름 제어 사용 여부를 전달한다. 일반적으로 ANC/PCF는 세션별 흐름제어도 고려하지만, 각 PCF와 PDSN 간의 전체적인 순방향 패킷 유입양의 조절을 수행한다. 세션 수를 제한하는 방안도 쓰이지만, 순간적으로 특정 PCF-PDSN간 구간에서 서비스 중인 세션들의 순방향 패킷 유입양의 총합이 일정 수준을 넘어 패킷 유실이 발생 가능성이 인지되면 PCF-PDSN간의 링크 구간의 흐름 제어를 수행할 수 있다. 이럴 경우, 해당 구간에 속한 모든 세션에 대해 일시적인 순방향 패킷 전송 중단을 요청할 수 있다. 세션별 혹은 세션에서 서비스 중인 응용 프로그램의 특성이 고려되지 않은 상태에서 일률적인 전송 중단은 서비스 품질 저하를 유발시킨다. 또한, 이후 다시 순방향 패킷 전송을 다시 시작하도록 허용을 모든 세션에 한번에 허용할 경우, 다시 R-P 링크 상의 트래픽 폭주 발생 가능성이 높아진다.

이와 같은 방법을 통해 1x EV-DO 시스템에서는 패킷의 폭주를 방지하면서 서비스를 유지하도록 하고 있다. 그런데, 상술한 바와 같이 다양한 서비스를 제공하도록 하는 시스템에서 각 서비스들은 서로 다른 서비스 품질을 요구하고 있다. 즉, 실시간성이 중요한 서비스와 그렇지 않은 서비스 특징 또는 사용자 등급을 고려해서 서비스를 해주어야 하는 경우 등이 발생할 수 있다. 그런데 상기한 바와 같이 단순 온/오프 방법만을 사용하면 모든 서비스가 차단되거나 또는 전송되므로 이러한 특성에 맞춰 서비스를 제공할 수 없다는 문제가 있다. 따라서 상기한 1x EV-DO 시스템에서 각 서비스 특징 또는 사용자의 등급 등에 따라 데이터의 흐름을 제어할 필요가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 서비스 특징에 따라 데이터의 흐름을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신 시스템에서 사용자의 등급에 따라 데이터의 흐름을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 세션별로 데이터의 흐름을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 단말과 패킷 데이터 통신을 수행하는 라디오 액세스 네트워크를 가지는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 유입되는 데이터의 흐름 제어 방법으로서, 패킷 데이터 서비스 노드로부터 상기 이동통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크에서 처리할 수 있는 양을 초과하여 데이터가 수신되는 경우에 세션별 서비스 우선순위에 따라 전송 중단을 요구할 세션을 결정하는 과정과, 상기 전송 중단을 요구할 세션을 전송 중 단 요구 메시지로 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달하는 과정을 포함하며,

상기 전송 중단된 세션의 처리가 가능해지는 경우 상기 전송 중단한 세션 중 처리할 수 있는 세션들을 우선순위에 따라 결정하는 과정과, 상기 결정된 세션들에 대하여 전송 재개 메시지를 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달하는 과정을 더 포함할 수 있다.

또한 상기 단말로부터 최초 서비스 인스턴스 설정 시 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 상기 세션별 중단을 수행할 수 있는 등록 요청 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 더 포함할 수 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 장치는, 단말과 패킷 데이터 통신을 수행하는 라디오 액세스 네트워크를 가지며, 상기 라디오 액세스 네트워크는 패킷 제어 기능부를 포함하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 유입되는 데이터의 흐름 제어를 위한 패킷 제어 기능부 장치로서, 상기 라디오 액세스 네트워크의 하위와 시그널링의 송/수신을 제어하기 위한 제1제어부와, 상기 라디오 액세스 네트워크의 하위와 패킷 데이터의 송/수신을 제어하기 위한 제2제어부와, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 데이터 송/수신을 제어하며, 상기 패킷 데이터 서비스 노드로부터 수신된 데이터를 저장하며, 미리 결정된 임계값 이상 저장되는가를 검출하기 위한 버퍼를 거지는 제3제어부와, 상기 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 데이터와 시그널링의 송/수신 및 패킷 전송 중단 및 재개 요구 메시지를 생성하여 전송하는 제4제어부를 포함한다.

또한, 상기 제3제어부는, 상기 버퍼에 저장된 데이터가 정상적으로 처리할 수 있는 양만큼으로 줄어들 경우 상기 제4제어부로 이를 알리며,

상기 제4제어부는 상기 제3제어부로부터 정상적으로 처리가 가능함을 수신하면, 송신 재개 요구 메시지를 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 CDMA 표준에 따른 1x EV-DO 시스템의 개략적인 구성도이다. 이하 도 1을 참조하여 CDAM 표준에 따른 1x EV-DO 시스템에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 1x EV-DO 이동통신 시스템은 단말(AT)(101)과 무선 링크를 통해 통신을 수행하는 기지국(ANTSs)(112, …, 123)과 상기 기지국들을 제어하는 기지국 제어기 들(ANCs)(111, 121) 및 그 상위에 패킷 제어 기능부(PCF)(130)를 구비한다. 상기 기지국과 기지국 제어기를 총칭하여 액세스 네트워크(AN)(110, 120)라 하며, 상기 액세스 네트워크와 패킷 제어 기능부를 총칭하여 무선 액세스 네트워크(RAN)(140)이라 한다. 또한 패킷 제어 기능부의 상위에는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(150)가 위치하며, 상기 패킷 데이터 서비스 노드를 통해 IP 네트워크 또는 패킷 데이터 네트워크와 통신을 수행할 수 있다. 상기한 구성을 가지는 패킷 제어 기능부(130)의 상세한 기능 블록에 대하여는 이하에서 설명되는 도 4에서 더 상세히 살피기로 한다.

그러면 상기한 구성을 가지는 본 발명에 따른 시스템에서 세션별 전송 중단과 재개의 동작에서 각 세션별로 차등을 두어 점진적인 흐름 제어를 수행하기 위한 방법들에 대하여 살펴보기로 한다.

본 발명에 따라 세션별로 차등을 두어 점진적인 흐름 제어를 수행하기 위해 PDSN(150)은 단말의 세션을 새로 설정하면 인증 서버(도 1에 도시하지 않음)로부터 단말의 흐름 제어 지원 여부와 등급을 수신한다. 그리고 PDSN(150)은 PCF(130)에 흐름 제어를 사용토록 전달할 경우에 세션 등급을 함께 전송한다. 따라서 PCF(130)는 차후에 R-P 구간 단위 흐름 제어에 의해 하나 이상의 세션들에 대한 흐름 제어를 수행할 경우, 세션 등급에 따라 먼저 순방향 패킷 전송 중단을 요청한 세션을 선택하는 절차를 제안한다. 본 발명에서는 순방향 패킷 전송이 중단 중인 하나 이상의 세션들에 대해 R-P 구간 단위의 흐름 제어 결과 중단을 해제토록 ANC/PCF간 판단한 경우 우선 순위에 따라 점진적으로 순방향 패킷 전송 재개를 수행하도록 하 는 절차를 제안한다. 이를 통해 R-P 구간 단위 흐름 제어에 있어서 일률적인 순방향 패킷 전송 중단에 의한 서비스 품질 저해를 최소화하고, 순차적인 순방향 패킷 전송 재개로 다시 R-P 구간 단위 패킷 전송이 갑자기 번잡해 지는 가능성을 낮추는 것이다.

따라서 본 발명에서 제시하는 방안은 다음과 같은 3가지 구성 요소를 갖는다.

(1) R-P 구간 단위 흐름 제어에 따른 세션 흐름 제어 적용 방안.

(2) 세션 등급에 따른 단계적인 순방향 패킷 전송 중단 요청 방안.

(3) 세션 등급에 따른 단계적인 순방향 패킷 전송 재개 요청 방안.

그러면 상기한 각 방안들에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다. 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 우선순위에 따라 흐름 제어를 설정할 경우 신호 흐름도이다. 이하 도 2를 참조하여 우선순위에 따라 흐름 제어가 설정되는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.

상기 단말(101)과 RAN(140)간은 210단계에서 메인 서비스 인스턴스 설정 절차를 수행한다. 이러한 메인 서비스 인스턴스 설정 절차는 일반적으로 단말이 세션을 설정할 경우에 이루어지는 과정이므로 여기서는 상세히 설명하지 않기로 한다. 이와 같이 인스턴스 설정이 완료되면, RAN(140)는 220단계에서 A11 등록 요청 메시지를 생성하여 PDSN(150)으로 전달한다. 그러면 PDSN(150)은 230단계에서 새로운 세션에 대하여 A11 등록 응답(A11 Registration Reply) 메시지를 생성하여 이를 RAN(140)으로 전달한다. 이때, 모든 세션에 대하여 상(high), 중(medium), 하(low) 의 3등급을 가진다고 가정할 때, 각 세션마다 해당하는 세션 등급이 상기 A11 등록 응답 메시지에 포함되어 전송된다. 따라서 PDSN(150)은 인증(도면에 도시하지 않음, AAA : Authentication, Authorization & Access Control) 서버로부터 A11 등록 요구 메시지 수신 단계 이전 혹은 이후에 흐름 제어 ON/OFF 여부와 흐름 제어 제공 시 등급을 어떻게 할 지를 받아 오도록 구성할 수 있다.

상기 A11 등록 응답 메시지를 예시하면 하기 <표 1>과 같이 도시할 수 있다.

상기 도 2에서 설명한 흐름 제어의 우선 순위는 세션 자체의 흐름 제어 시에는 적용되지 않는다. 또한 모든 세션들에 대해 순방향 패킷 전송을 ON/OFF 하도록 하는 동작을 일률적으로 적용할 경우에도 우선 순위는 무의미하다. 즉, 본 발명은 일률적으로 적용하지 않고도 트래픽 부하의 해소가 가능한 경우에 이를 처리하도록 하기 위한 방법이다. 따라서 RAN(140)이 특정 R-P 구간의 전체 순방향 패킷 전송량을 조절하기 위해 실제 조절 시간과 대상 세션의 수를 정하고자 할 때 각 흐름 제어가 제공되는 세션들의 우선 순위에 따라 순방향 패킷 전송 중단/재개 대상 세션과 시간을 결정하는 것이다. 또한 본 발명에서는 우선 순위에 따라 어떻게 패킷 전송 중단/재개 대상 세션을 선정할 것인가에 대한 알고리즘에 대하여는 다루지 않는 다. 이는 RAN을 개발하는 업체의 내부 구현 사항이므로 각 시스템에 맞춰 구현하여야 하기 때문이다. 그러나 후술되는 도 4에서 PCF에서 반드시 필요한 구성 요소와 그 기능들에 대하여는 살펴보기로 한다.

또한 이상에서는 R-P 구간인 A11 시그널링을 사용하는 구간에 대하여만 설명하였다. 그러나 A10 구간에 대하여도 차별화된 등급에 의한 순방향 패킷 전송 중단/재개 동작은 A8 구간에서도 동일하게 적용 가능하다.

따라서 하기 <표 2>에서와 같이 A9-Setup-A8 메시지에 A8 구간의 흐름 제어 적용 여부를 알리는 필드를 추가한다.

특히, RAN(140)의 MAC이나 채널 카드 등의 버퍼 오버플로우나 RAN(140) 내부 문제에 의해 패킷 전송을 일시적으로 중단하고자 하거나 나중에 다시 재개 하고자 하는 동작을 원할 경우 RAN(140)에서 PCF(130)도 하기 <표 3> 및 <표 4>와 같은 메시지를 각각 전송하도록 할 수 있다.

A8 구간에서 특정 세션이나 A8 구간의 순방향패킷 전송 중단/재개 요청 메시지를 발생한 경우, 바로 A10 구간에도 동일한 동작을 취할지는 PCF(130)가 결정하도록 한다. 상기 <표 3> 및 <표 4>와 같이 신규 메시지를 정의하기보다는 기존의 A9-Update-A8 메시지를 이용해 전송 중단/재개 요청을 하는 방안도 가능하다. 이와 같이 기존의 메시지를 사용하고자 하는 경우 사용되지 않고 있는 필드들을 이용하 거나 기존의 메시지에 새로운 필드를 추가함으로써 본 발명과 동일한 효과를 달성할 수 있다. 이러한 메시지를 예로 도시하면 하기 <표 5>와 같이 도시할 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 세션 등급에 따라 순방향 패킷 전송 중단 및 재개 시의 신호 흐름도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순방향 패킷의 중단 및 재개 시의 신호 흐름에 대하여 상세히 살명하기로 한다.

상기 도 3에서는 단말(101)과 RAN(140) 및 PDSN(150)간에 세션이 활성화 상태 즉, 세션 액티브 상태를 300단계에서 이미 완료된 것으로 가정한다. 즉, 상기 도 2에서 설명한 바와 같은 절차에 따라 본 발명에 따른 세션 활성화가 이루어진 상태로 가정한다.

이와 같이 세션 활성화 상태인 경우에 302단계에서 단말(101)에게 전송할 패킷이 PDSN(150)으로 수신되면 상기 PDSN(150)은 304단계에서 이를 상기 RAN(140)으로 전달한다. 그러면 RAN(140)은 306단계에서 패킷 데이터를 다시 단말(101)로 전 달한다. 이와 같이 각 세션별로 구별된 서비스들에 대하여 패킷 데이터를 전송하는 중에 RAN(140)의 특정 노드에서 참조부호 308단계에 도시한 바와 같이 패킷 과부호가 발생하면, 해당하는 노드는 310단계에서 패킷 전송 중단 요청 메시지를 생성하고 312단계에서 이를 PDSN(150)으로 전달한다. 이때 패킷 전송 중단 요청 메시지에는 상술한 바와 같이 세션에 설정된 등급에 따라 차별적으로 서비스 중단 요청 메시지를 생성하다. 이러한 서비스 중단 요청 메시지의 예를 도시하면 하기 <표 6>과 같이 도시할 수 있다.

상기 <표 6>에 도시한 바와 같이 패킷 전송 중단 요청 메시지는 GRE 헤더 부분과, 부가적으로 구비되는 속성(Attribute Optional) 부분과, 사용자 트래픽 부분(User Traffic)으로 구분된다. 상기한 메시지에서 GRE 헤더에 중단의 요청 또는 재개를 설정하여 PDSN(150)으로 전달할 수 있다. 즉, RAN(140)이 PDSN(150)으로 순방향 패킷 전송 중단 요청을 하기로 결정하면, GRE header의 중단 요청(XOFF) 필드를 세팅하여 전송한다. 그러면 상기 PDSN(150)은 이와 같이 중단 요청 필드가 세팅된 세션의 서비스들에 대하여 패킷 전송을 중단한다.

그러면 RAN(140)이 패킷 흐름 제어를 수행할 때의 방법에 대하여 살펴보기로 한다. RAN(140)은 특정 A10 구간에 속한 모든 세션에 대한 순방향 패킷 유입량을 조절하기 위해 각 세션에 대한 흐름 제어를 수행하기로 결정하면 먼저, 하급(Low) 우선 순위를 갖는 세션에 대해서만 순방향 패킷 전송 중단을 요청하도록 한다. 만일 여전히 특정 A10 구간에 패킷 유실이 염려될 정도로 순방향 패킷 전송량이 많을 경우, 중급(Medium) 우선 순위를 갖는 세션들에 대해서 순방향 전송 중단을 요청하도록 한다. 또한 만일 필요하다면 상급(High) 우선 순위를 갖는 세션들에 대해서도 순방향 패킷 전송 중단을 요청하도록 할 수 있다. 이러한 경우는 일괄 처리와 같아지게 된다.

이상에서 살핀바와 같이 RAN(140)의 임의의 판단에 따라 우선 순위에 상관없이 모든 세션에 대한 순방향 패킷 전송 중단 요청이 필요하면, 모든 세션에 중단 요청 메시지를 전송하도록 한다. 아니면 특정 A10 구간의 모든 세션에 대한 순방향 패킷 전송 중단을 요청하는 A11 메시지를 새로 정의하여 사용하도록 할 수 있다.

그러면 계속해서 RAN(140)에서 과부하 상태가 해제되는 경우에 대하여 살펴보기로 한다. RAN(140)는 316단계에서 순방향 트래픽의 전송에서 과부하 상태가 해제되면, 318단계로 진행하여 앞에서 설정한 패킷 중단 요청 메시지를 전송한 세션들에 대하여 패킷 전송 재개를 요구하기 위한 메시지를 생성한다. 그런 후 상기 RAN(140)는 320단계로 진행하여 패킷 전송 요청 메시지를 PDSN(150)으로 전달한다. 이때, RAN(150)은 패킷 전송 재개 요청 메시지를 모든 전송 중단 세션들에 대해 전송할 수도 있고, 필요에 따라서는 상급(High), 중급(Medium), 하급(Low)의 우선 순 위를 갖는 세션들 별로 3단계로 나눠 점진적으로 순방향 패킷 전송 재개 요청을 할 수 있다. 이와 같이 전송이 중단된 세션에 대한 전송의 재개를 한꺼번에 할지 단계적으로 할지는 RAN(140)의 구현에 따라 달라진다. 이때에도 새로운 A11 메시지를 정의하여 특정 A10 구간에 속한 세션들 중 순방향 패킷 전송이 중단 된 모든 세션들에 대해 전송 재개를 요청하는 것도 가능하다.

상술한 바와 같이 패킷 전송 재개 요청 메시지를 수신하면 PDSN(150)은 322단계에서 전송이 재기된 패킷을 RAN(140)으로 전달한다. 따라서 RAN(140)은 324단계에서 수신된 패킷을 해당하는 단말에게 전달할 수 있다.

흐름 제어 우선 순위가 낮은 세션들의 전송 재개가 계속 지연될 경우에는 RAN에서 임의적으로 한 단계씩 우선 순위를 올려 전송 재개 요청이 가능한지를 확인한다. 만일 여전히 불가로 판단되면 해당 세션을 해제하던지, 여전히 유지할 지는 RAN이 자의적으로 결정하도록 구성할 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 패킷 제어 기능부의 내부 블록 구성도이다. 이하 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 패킷 제어 기능부의 내부 블록 구성 및 그 동작에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

상기 PCF의 내부는 크게 기지국 제어기와 연결되는 부분과 PDSN과 연결되는 부분으로 구분할 수 있다. 또한 기지국 제어기와 연결되는 부분은 시그널링의 전달을 제어하는 A9 제어부(411)와, 트래픽의 전달을 제어하는 A8 제어부(413)를 포함한다. 그리고 PDSN과 연결되는 부분에서도 PDSN과 시그널링의 전달을 제어하는 A11 제어부(412)와 PDSN과 트래픽의 전달을 제어하는 A10 제어부(420)를 포함한다. 그 러면 상기한 구성에 대하여 상세히 살펴보기로 한다. 먼저 A9 제어부(411)는 AN과 연결되어 본 발명에 따른 시그널링을 주고받기 위한 동작을 수행하며, 수신된 시그널링 중 상위로 전달할 시그널링 메시지는 A11 제어부(412)로 전달하고, 자신에서 처리해야 하는 시그널링인 경우 트래픽을 처리하는 A8 제어부(413)로 전달하여 패킷 데이터의 전송을 제어하도록 한다. 또한 A11 제어부(412)는 PDSN과 시그널링의 송/수신을 수행하며, 앞에서 설명한 본 발명에 따른 메시지들을 생성하여 전달한다. 따라서 하위에서 상기한 문제가 발생하면 A11 제어부(412)는 해당하는 문제를 해결하기 위해 상술한 메시지를 생성하여 트래픽의 전송 중지 또는 재개 메시지를 생성하여 PDSN으로 전달한다.

또한 A8 제어부(413)는 상위로부터 전달되는 패킷 데이터를 AN으로 전달하거나 AN으로부터 수신된 패킷 데이터를 A10 제어부(420)로 전달한다. 상기 A10 제어부(420)는 크게 트래픽의 제어를 수행하는 A10 제어부(421)와 버퍼(422)로 구분되며, 상기 버퍼(422)는 내부에 단말로 전달할 데이터를 PDSN으로부터 수신하는 송신 버퍼(422a)와 단말로부터 수신된 데이터를 PDSN으로 송신하기 위한 수신 버퍼(422b)를 포함한다. 상기 송신 버퍼(422a)에 대하여는 본 발명에 따라 임계값을 가질 수 있으며, 임계값을 가질 경우 특정 임계값을 초과하여 데이터가 수신되는 경우 상기 A10 제어부(421)는 이를 검출하여 A11 제어부(421)로 이를 알린다. 그러면 상기 A11 제어부(421)는 상술한 순방향 패킷 전송 중단 요청 메시지를 생성하여 PDSN으로 전달한다. 그리고 상기 송신 버퍼(422a)에 임계값 이하로 데이터가 저장되는 경우에 A10 제어부(421)는 이를 검출하여 A11 제어부(412)로 알린다. 따라서 상기 A11 제어부(412)는 상술한 순방향 패킷 전송 재개 요청 메시지를 생성하여 PDSN으로 전달할 수 있다. 따라서 상기 송신 버퍼(422a)의 임계값은 핑퐁 현상을 방지하기 위해 전송 중지에 따른 임계값과 전송 재개에 따른 임계값을 달리 둘 수 있다. 또한 전송되는 데이터의 상급 또는 중급 또는 하급 우선순위에 따른 임계값을 각각 가지도록 구성할 수도 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 패킷 제어 기능부에서 수행되는 데이터의 흐름 제어를 수행하기 위한 흐름도이다. 이하 도 5를 참조하여 패킷 제어 기능부에서 수행되는 데이터의 흐름 제어에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.

상기 PCF(130)는 500단계에서 흐름 제어가 요구된 상태인가를 검사한다. 상기 검사결과 흐름 제어가 요구된 상태가 아닌 경우 502단계로 진행한다. 상기 PCF(130)는 502단계로 진행하면 대기시간이 경과된 전송 중단된 세션이 존재하는가를 검사한다. 상기 검사결과 대기시간이 경과된 전송 중단된 세션이 존재하는 경우 504단계로 진행하여 해당 세션의 전송을 재개한다. 이와 달리 502단계의 검사결과 대기 시간이 경과된 전송 중단된 세션이 존재하지 않는 경우 상기 루틴에서 계속적으로 검사를 수행한다.

한편 상기 500단계의 검사결과 흐름 제어가 요구된 경우 510단계로 진행하여 세션별 흐름 제어가 요구되고 있는가를 검사한다. 상기 510단계의 검사결과 세션별 흐름 제어가 요구되는 경우 512단계로 진행하여 세션별로 흐름 제어를 수행한다. 이러한 세션별 흐름 제어는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 각 세션별로 흐름을 제어할 수 있기 때문에 여기서는 상세히 설명하지 않기로 한다.

한편, 세션별 흐름 제어를 수행하는 중이거나 또는 그렇지 않은 경우에서도 520단계로 진행할 수 있다. 이와 같이 520단계로 진행하는 경우는 상기 PCF(130)는 전송 중단이 요구되는가를 검사한다. 상기한 바와 같이 520단계의 검사결과 전송 중단이 요구되면 524단계로 진행한다. 그러나 전송 중단이 요구되지 않는 경우 522단계로 진행하여 전송 재개가 요구되는가를 검사한다. 상기 전송 재개는 앞에서 살핀 바와 같이 전체적인 제어에 따라 전송 중단을 수행한 세션이 존재하는 경우이다. 상기 522단계의 검사결과 전송 재개가 요구되는 경우 524단계로 진행하고 그렇지 않은 경우 상기 루틴을 계속적으로 감시한다.

이와 같이 524단계로 진행하는 경우는 상술한 도 4에서 예시한 바와 같이 버퍼의 임계값보다 많은 데이터가 수신된 경우이다. 이러한 경우 상기 PCF(130)는 우선순위별 처리를 수행할 수 있는가를 검사한다. 상기 검사결과 우선 순위별 처리가 가능한 경우 상기 PCF(130)는526단계로 진행하여 전송 중단 또는 전송 재개를 우선순위에 따라 전송 제어를 수행한다. 그러나 우선 순위별 처리가 요구되지 않는 경우 상기 PCF(130)는 528단계로 진행하여 모든 세션에 대하여 동일한 처리를 수행한다. 즉, 전송 중단 또는 재개를 모든 세션에 대하여 동일하게 수행하는 것이다.

상기 우선순위별 전송 제어에 있어서, 전송의 중단이 요구되는 경우와 전송의 재개가 요구되는 경우는 우선순위에 따라 다르게 결정된다. 즉, 전송 중단이 요구되는 경우는 우선 순위가 낮은 세션부터 중단이 이루어지고, 전송 재개가 요구되는 경우는 우선 순위가 높은 세션부터 재개가 이루어진다.

이상에서 상술한 바와 같이 이동통신 시스템에서 세션의 우선순위에 따라 데이터의 흐름을 제어함으로써 모든 서비스의 중단을 방지할 수 있으며, 중요한 서비스에 대하여는 데이터의 폭주 등이 발생하여도 계속적으로 서비스를 유지할 수 있는 이점이 있다.

Claims

단말과 패킷 데이터 통신을 수행하는 라디오 액세스 네트워크를 가지는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 유입되는 데이터의 흐름 제어 방법에 있어서,

패킷 데이터 서비스 노드로부터 상기 이동통신 시스템의 라디오 액세스 네트워크에서 처리할 수 있는 양을 초과하여 데이터가 수신되는 경우에 세션별 서비스 우선순위에 따라 전송 중단을 요구할 세션을 결정하는 과정과,

상기 전송 중단을 요구할 세션을 전송 중단 요구 메시지로 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 전송 중단된 세션의 처리가 가능해지는 경우 상기 전송 중단한 세션 중 처리할 수 있는 세션들을 우선순위에 따라 결정하는 과정과,

상기 결정된 세션들에 대하여 전송 재개 메시지를 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 단말로부터 최초 서비스 인스턴스 설정 시 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 상기 세션별 중단을 수행할 수 있는 등록 요청 메시지를 생성하여 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
단말과 패킷 데이터 통신을 수행하는 라디오 액세스 네트워크를 가지며, 상기 라디오 액세스 네트워크는 패킷 제어 기능부를 포함하는 이동통신 시스템에서 패킷 데이터 서비스 노드로부터 유입되는 데이터의 흐름 제어를 위한 패킷 제어 기능부 장치에 있어서,

상기 라디오 액세스 네트워크의 하위와 시그널링의 송/수신을 제어하기 위한 제1제어부와,

상기 라디오 액세스 네트워크의 하위와 패킷 데이터의 송/수신을 제어하기 위한 제2제어부와,

상기 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 데이터 송/수신을 제어하며, 상기 패킷 데이터 서비스 노드로부터 수신된 데이터를 저장하며, 미리 결정된 임계값 이상 저장되는가를 검출하기 위한 버퍼를 거지는 제3제어부와,

상기 패킷 데이터 서비스 노드와 패킷 데이터와 시그널링의 송/수신 및 패킷 전송 중단 및 재개 요구 메시지를 생성하여 전송하는 제4제어부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 제3제어부는, 상기 버퍼에 저장된 데이터가 정상적으로 처리할 수 있는 양만큼으로 줄어들 경우 상기 제4제어부로 이를 알리며,

상기 제4제어부는 상기 제3제어부로부터 정상적으로 처리가 가능함을 수신하면, 송신 재개 요구 메시지를 생성하여 상기 패킷 데이터 서비스 노드로 전달함을 특징으로 하는 상기 장치.