KR20100038764A - 다중 섹터 운영 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20100038764A
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Abstract

하나의 공용 IP 주소를 이용하여 다중 섹터를 운영함으로써 IP 주소를 효율적으로 사용할 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 다중 섹터 운영 방법은 제어국으로부터 목적지 IP 주소가 기지국의 공용(Public) IP 주소로 설정된 하향 패킷을 수신하는 단계; 상기 하향 패킷에 GRE Key(Generic Routing Encapsulation)가 포함되어 있는 경우, 상기 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 하향 패킷이 전송될 섹터의 내부(Internal) IP 주소로 변환하는 단계; 및 상기 하향 패킷을 상기 섹터의 내부 IP 주소에 해당하는 섹터를 통해 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
GRE, IP, 주소, 변환, 패킷, 기지국, FA, 섹터, 다중

Description

다중 섹터 운영 방법 및 장치{Method and Apparatus for Operating Multi Sector}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서 보다 상세하게는 다중 섹터 운영 방법 및 장치에 관한 것이다.
셀(Cell) 기반의 이동 통신 시스템을 구성하는 기지국(Base Station: BS)은 시스템 용량을 증가시키거나 주파수를 효율적으로 사용함으로써 보다 많은 사용자에게 통신 서비스를 제공 하기 위하여 다중 주파수 할당(Multi-FA(Frequency Assignment)) 및/또는 다중 섹터(Multi-Sector)를 지원하는 형태로 구성될 수 있다.
이러한 기지국 구성 중 다중 섹터를 지원하는 기지국의 일반적인 구성이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에 도시된 기지국(100)은 제어국(110)과 R6 인터페이스를 통해 연결되어 제어국(110)과 데이터 패킷 및 제어 패킷을 송수신 하는 것으로서, 데이터 패킷의 처리와 관련하여, 하향 데이터 패킷의 경우 각 섹터(120a~120n)는 각각의 R6 인터페이스를 통해 제어국(110)과 연결되어 제어국(110)으로부터 하향 데이터 패킷을 수신하여 R1 인터페이스를 통해 단말(160)로 전송하고, 상향 데이터 패킷의 경우 각 섹터(120a~120n)는 R1 인터페이스를 통해 단말(160)로부터 상향 데이터 패킷을 수신하여 각각의 R6 인터페이스를 통해 제어국(110)으로 전송한다.
이와 같이 도 1에 도시된 기지국은 다중 섹터를 운영하기 위해 각각의 섹터를 단순히 결합한 것으로서, 그 구현은 용이할 수 있으나 각 섹터가 제어국과 각각의 R6 인터페이스를 통해 연결되기 때문에 관리 노드가 섹터의 개수만큼 존재하게 되어 관리가 번거롭다는 문제점이 있고, 또한 각 섹터는 자신의 고유한 IP 주소를 가지고 독립적으로 동작하기 때문에 각 섹터 별로 별도의 IP 주소를 할당해야 하는데 이러한 경우 IP 주소의 낭비가 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 공용 IP 주소를 이용하여 다중 섹터를 운영함으로써 IP 주소를 효율적으로 사용할 수 있는 다중 섹터 운영 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 관리 노드를 단일화함으로써 다중 섹터의 운영을 효율적으로 관리할 수 있는 다중 섹터 운영 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다중 섹터 운영 방법은 제어국으로부터 목적지 IP 주소가 기지국의 공용(Public) IP 주소로 설정된 하향 패킷을 수신하는 단계; 상기 하향 패킷에 GRE Key(Generic Routing Encapsulation)가 포함되어 있는 경우, 상기 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 하향 패킷이 전송될 섹터의 내부(Internal) IP 주소로 변환하는 단계; 및 상기 하향 패킷을 상기 섹터의 내부 IP 주소에 해당하는 섹터를 통해 단말로 전송하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 하향 패킷이 전송될 섹터는 상기 GRE Key에 포함되어 있는 섹터 필드를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 상기 하향 패킷이 전송될 섹터는, 상기 섹터 필드를 구성하는 비트들 중 제1 값이 할당되어 있는 비트와 매핑되는 섹터인 것을 특징으로 하며, 이때 상기 섹터 필드를 구 성하는 비트수는 상기 기지국에 포함된 섹터의 개수에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 GRE Key는 상기 기지국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차(Network Entry Procedure) 동안 상기 제어국과 공유되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예에 있어서, 상기 하향 패킷이 전송될 섹터가 복수개인 경우, 상기 주소 변환 단계 이전에, 상기 하향 패킷을 상기 하향 패킷이 전송될 섹터의 개수만큼 복제하는 단계를 더 포함하고, 상기 주소 변환 단계에서, 상기 복제된 각 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 복제된 각 하향 패킷이 전송될 각 섹터의 내부 IP 주소로 변환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전송 단계는, 상기 하향 패킷의 GRE Key와 매핑되는 CID(Connection ID)를 결정하는 단계; 상기 하향 패킷에서 GRE 헤더를 제거하는 단계; 및 상기 GRE 헤더가 제거된 하향 패킷을 상기 CID와 함께 상기 CID에 해당하는 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 변환하는 단계; 및 상기 하향 패킷의 처리를 위해 상기 하향 패킷을 상기 관리 시그널링 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다중 섹터 운영 방법은 소스(Source) IP 주소, 목적지 IP, 및 GRE Key를 포함하는 GRE 패킷을 수신 하는 단계; 및 상기 GRE Key의 섹터 정보를 이용하여 상기 GRE 패킷이 전송될 섹터를 선택하고, 상기 목적지 IP 주소를 상기 선택된 섹터의 섹터 IP 주소로 변환하여 상기 GRE 패킷을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 목적지 IP 주소는 공용 IP 주소인 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 섹터 정보는 독립적으로 패킷 통신을 수행하는 섹터들을 구분하는 정보인 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 다중 섹터 운영 방법은 상향 패킷의 소스(Source) IP 주소를 각 섹터의 내부 IP 주소 또는 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변환하는 단계; 및 상기 상향 패킷을 제어국으로 전송하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 상기 상향 패킷이 단말로부터 수신된 데이터 패킷인 경우 상기 주소 변환 단계 이전에, 상기 상향 패킷에 대한 GRE Key 및 상기 상향 패킷이 전송될 제어국을 결정하는 단계; 및 상기 GRE Key를 포함하는 GRE 헤더를 이용하여 상기 상향 패킷을 캡슐화하는 단계를 더 포함하고, 상기 전송 단계에서, 상기 캡슐화된 상향 패킷을 상기 제어국으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 GRE Key는 상기 제어국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차 동안 기지국과 공유되는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 여전히 다른 측면에 따른 다중 섹터 운영 장치는 제어국으로부터 하향 데이터 패킷이 수신되면 상기 하향 데이터 패킷의 목적지 IP 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터의 내부 IP 주소로 변환하고, 각 섹터로부터 상향 데이터 패킷이 수신되면 상 기 상향 데이터 패킷의 소스 IP 주소를 상기 각 섹터의 내부 IP 주소에서 상기 기지국의 공용 IP 주소로 변환하는 주소 변환 모듈; 및 상기 주소 변환 모듈로부터 전송되는 상기 하향 데이터 패킷을 디캡슐화(Decapsulation)하여 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 전송되는 상기 상향 데이터 패킷을 캡슐화(Encapsulation)하여 상기 주소 변환 모듈로 전송하는 적어도 하나의 섹터를 포함한다.
본 발명에 따르면, 다중 섹터 운영 장치를 포함하는 기지국은 하나의 공용 IP 주소만을 이용하여 다중 섹터를 운영할 수 있으므로, IP 주소의 부족 문제를 해결할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 제어국이 주소 변환 모듈과 R6 인터페이스를 통해 연결되므로, 관리 노드를 단일화할 수 있어 관리의 복잡성을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 종래의 섹터에 의해 수행되던 보안 기능을 주소 변환 모듈이 수행함으로써 섹터의 운영에 할당되는 자원의 집중을 감소시킬 수 있어 기지국의 성을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 별도의 변환 테이블 없이 GRE Key만을 이용하여 하향 패킷이 전송될 섹터를 결정할 수 있으므로 기지국의 성능 향상은 물론 다중 섹터를 지원하는 기지국을 용이하게 구현할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 섹터 운영 장치의 개략적인 블록도이다. 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 다중 섹터 운영 장치(200)는 제어국 및 단말과 패킷을 송수신할 수 있는 기지국에 포함되거나 기지국일 수 있는데, 이러한 다중 섹터 운영 장치(200)가 기지국에 포함되거나 기지국인 경우, 해당 기지국은 다중 섹터뿐만 아니라 주파수를 효율적으로 사용함으로써 보다 많은 사용자에게 통신 서비스를 제공 하기 위하여 다중 주파수 할당((Multi-FA(Frequency Assignment))을 지원할 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 다중 섹터 운영 장치(200)가 기지국에 포함되거나 기지국인 것으로 가정하고 다중 섹터 운영 장치(200)를 기지국으로 표기하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 기지국(200)은 R6 인터페이스를 통해 연결된 제어국(210)으로부터 하향 패킷을 수신하여 R1 인터페이스를 통해 연결된 단말(220)로 전송하고, 단말(220)로부터 R1 인터페이스를 통해 상향 패킷을 수신하여 R6 인터페이스를 통해 제어국(210)으로 전송하는 것으로서, 주소 변환 모듈(230), 적어도 하나의 섹터(240a~240n, 이하 '240'으로 표시하기로 한다), 및 관리/시그널링 모듈(250)을 포함한다.
먼저, 주소 변환 모듈(230)은 제어국(210)으로부터 목적지 IP 주소가 기지국의 공용(Public) IP 주소로 설정되어 있는 하향 패킷을 수신한 후, 수신된 하향 패킷의 목적지 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 해당 하향 패킷이 전송될 섹터(240)의 내부(Internal) IP 주소 또는 해당 하향 패킷이 전송될 관리/시그널링 모듈(250)의 내부 IP 주소로 변환한다. 여기서, 제어국(210)으로부터 전송되는 하 향 패킷의 소스(Source) IP 주소는 제어국인 ASN-GW(Access Service Network Gateway)의 IP 주소로 설정되어 있다.
또한, 주소 변환 모듈(230)은 각 섹터(240) 또는 관리/시그널링 모듈(250)로부터 전송되는 상향 패킷의 소스 IP 주소를 각 섹터(240)의 내부 IP 주소 또는 관리/시그널링 모듈(250)의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변환한다.
이하에서는 주소 변환 모듈(230)이 제어국(210)으로부터 전송되는 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 변환하는 방법에 대해 먼저 설명한 후, 섹터(240) 또는 관리/시그널링 모듈(250)로부터 전송되는 상향 패킷의 소스 IP 주소를 변환하는 방법에 대하 설명하기로 한다.
먼저, 제어국(210)으로부터 전송되는 하향 패킷과 관련하여, 주소 변환 모듈(230)은 수신된 하향 패킷이 데이터 패킷인 경우 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 섹터(240)의 내부 IP 주소로 변환하고, 수신된 하향 패킷이 제어 패킷인 경우 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 관리/시그널링 모듈(250)의 내부 IP 주소로 변환한다.
일 실시예에 있어서, 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷에 GRE(Generic Routing Encapsulation) Key가 포함되어 있는지 여부를 판단함으로써 하향 패킷이 데이터 패킷인지 제어 패킷인지를 판단할 수 있다. 즉, 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있는 경우 해당 하향 패킷을 데이터 패킷으로 판단하고, 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있지 않은 경우 해당 하향 패킷을 제어 패킷으로 판단한다.
여기서, GRE Key란 기지국(200)과 제어국(210)간에 송수신되는 데이터 패킷 을 처리하기 위한 데이터 경로 식별자(Data Path ID)로 사용되는 것으로서, 하향 패킷에 대한 GRE Key는 기지국(200)에 의해 생성되고, 상향 패킷에 대한 GRE Key는 제어국(210)에 의해 생성된다. 이러한, 2개의 GRE Key는 하나의 서비스 플로우(Service Flow)를 위해 존재하는 것으로서, 이러한 GRE Key들은 단말의 네트워크 진입 절차(Network Entry Procedure) 동안 기지국(200)과 제어국(210)에 의해 서로 공유된다.
이하에서는 하향 패킷이 데이터 패킷으로 판단된 경우 주소 변환 모듈(230)이 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 변환하는 방법에 대해 구체적으로 설명한다.
주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷이 데이터 패킷으로 판단되면 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 해당 하향 패킷이 전송될 섹터(240)의 내부 IP 주소로 변환하는데, 일 실시예에 있어서, 주소 변환 모듈(230)은 해당 하향 패킷이 전송될 섹터를 하향 패킷에 포함된 GRE Key를 이용하여 결정할 수 있다.
이를 위해 본 발명에 따른 GRE Key에는 하향 패킷이 전송될 섹터를 나타내기 위해 복수개의 비트들로 구성되는 섹터 필드가 정의되어 있다. 즉, 섹터의 개수와 동일한 개수의 비트들로 구성된 섹터 필드가 GRE Key내에 정의되어 있고 하향 패킷이 전송될 섹터와 매핑되는 비트에는 비트 값으로 1이 할당되어 있어 주소 변환 모듈(230)은 이러한 GRE Key의 섹터 필드를 구성하는 비트값을 확인함으로써 하향 패킷이 전송될 섹터를 결정할 수 있게 된다.
예컨대, 9개의 섹터가 존재하는 경우 섹터 필드는 9개의 비트로 구성될 수 있는데, 이때 GRE Key의 섹터 필드를 구성하는 비트값이 "000000100"라면 주소 변 환 모듈(230)은 해당 하향 패킷이 3번째 섹터로 전송되는 것으로 결정할 수 있고, GRE Key의 섹터 필드를 구성하는 비트값이 "100000000"라면 주소 변환 모듈(230)은 해당 하향 패킷이 9번째 섹터로 전송되는 것으로 결정할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 GRE Key에 포함된 일부 비트들의 비트값을 이용하여 해당 하향 패킷이 전송될 섹터를 판단할 수 있으므로 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷의 목적지 IP 주소의 변환을 위해 별도의 주소 변환 테이블을 가지고 있을 필요가 없다.
상술한 방법에 따라 하향 패킷이 전송될 섹터가 결정되면, 주소 변환 모듈(230)은 섹터와 섹터의 내부 IP 주소의 매핑관계를 이용하여 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 해당 하향 패킷이 전송될 섹터의 내부 IP 주소로 변환한다.
상술한 실시예에 있어서는 GRE Key의 섹터 필드를 구성하는 비트들 중 하나의 비트에만 "1"이 할당되어 있는 경우를 설명하였지만, 변형된 실시예에 있어서는 복수개의 비트들에 "1"이 할당되어 있을 수 있다. 복수개의 비트들에 "1"이 할당되어 있는 경우 해당 하향 패킷은 복수개의 섹터들에 전송되어야 하는 것, 즉 멀티 캐스팅되는 하향 패킷인 것을 의미한다. 예컨대, GRE Key의 섹터 필드를 구성하는 비트값이 "101100000"라면 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷은 6번째, 7번째, 및 9번째 섹터로 전송되는 것으로 결정할 수 있다.
이러한 실시예에 의하는 경우, 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷을 복수개의 섹터에 전송하기 위해 하향 패킷이 전송될 섹터의 개수만큼 하향 패킷을 복제한 후, 복제된 하향 패킷 별로 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 각 섹터들과 매핑되는 섹터의 내부 IP 주소로 변환하게 된다.
주소 변환 모듈(230)은 상술한 과정을 통해 목적지 IP 주소가 기지국의 공용 IP 주소에서 섹터의 내부 IP 주소로 변환된 하향 패킷을 해당 섹터로 전송하게 된다.
한편, 주소 변환 모듈(230)은 하향 패킷이 제어 패킷으로 판단되면 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 관리/시그널링 모듈(250)과 매핑되어 있는 내부 IP 주소로 변환한 후 해당 하향 패킷을 관리/시그널링 모듈(250)로 전송하게 된다.
다음으로, 주소 변환 모듈(230)이 각 섹터(240) 또는 관리/시그널링 모듈(250)로부터 전송되는 상향 패킷의 소스 IP 주소를 변환하는 기능에 대해 설명한다.
먼저, 주소 변환 모듈(230)은 각 섹터(240)로부터 상향 패킷이 전송되면, 각 섹터(240)로부터 전송된 상향 패킷의 GRE 헤더에 포함되어 있는 소스 주소 필드의 소스 IP 주소를 각 섹터의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변경한 후, 상향 패킷을 제어국(210)으로 전송한다.
또한, 주소 변환 모듈(230)은 관리/시그널링 모듈(250)로부터 상향 패킷이 전송되면, 상향 패킷의 소스 IP 주소를 관리/시그널링 모듈(250)의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변경한 후, 해당 상향 패킷을 제어국(210)으로 전송한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 기지국(200)은 하나의 공용 IP 주소만 을 가지면 되고, 기지국(200)에 포함된 주소 변환 모듈(230)이 해당 하향 패킷이 전송될 섹터 또는 관리/시그널링 모듈을 결정한 후 목적지 IP 주소를 결정된 섹터의 내부 IP 주소 또는 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 변환하기 때문에, 관리 노드의 개수의 증가로 인해 발생되는 문제는 물론 IP 주소의 부족 문제도 해결할 수 있게 된다.
상술한 주소 변환 기능 이외에도, 주소 변환 모듈(230)은 인터페이스 유닛으로서의 기능도 수행하게 되는데, 일 실시예에 있어서 주소 변환 모듈(230)은 기지국의 보안 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 주소 변환 모듈(230)은 IPsec(IP Security), ACL(Access Control List), 및 Filtering과 같은 보안 기능을 수행할 수 있다.
이와 같이, 주소 변환 모듈(230)이 종래의 각 섹터에 의해 수행되던 인터페이스 유닛의 기능을 수행하는 경우, 섹터의 구동에 소요되는 CPU 자원 등을 감소시킬 수 있어 각 섹터가 이러한 모든 기능을 수행하는 경우에 비하여 기지국의 성능을 보다 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 제어국(210)으로부터 전달되어 주소 변환 모듈(230)을 통해 각 섹터(240)로 전송되는 하향 데이터 패킷의 경우, 전송 프로토콜로 IP를 이용하고 캐리어 프로토콜로 GRE를 이용하는데, 이러한 하향 데이터 패킷의 엔드 포인트를 각 장치의 프로토콜 스택을 이용하여 도시하면 도 3과 같다. 도 3을 참조하면, 주소 변환 모듈(230)은 하향 데이터 패킷 중 IP의 엔드 포인트로써 작동하고 각 섹터(240)는 하향 데이터 패킷 중 GRE의 엔드 포인트로써 작동함을 알 수 있다. 도 2에서, 각 섹터의 프로토콜 스택은 각 섹터에 포함된 디지털 모듈의 프로토콜 스택일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 적어도 하나의 섹터(240)는 제어국(210)으로부터 전송되는 하향 패킷 중 데이터 패킷을 처리하는 것으로서, 상술한 주소 변환 모듈(230)로부터 하향 패킷을 수신하여 단말(220)로 전송하거나, 단말(220)로부터 전송되는 상향 패킷을 주소 변환 모듈(230)로 전송한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 섹터(240)는 하향 패킷의 처리를 위해 디지털 모듈(242) 및 RF 모듈(244)를 포함한다.
디지털 모듈(242)은 주소 변환 모듈(230)로부터 수신된 하향 패킷을 디캡슐화(Decapsulation)하고, 후술할 RF 모듈(244)를 통해 단말(220)로부터 전송되는 상향 패킷을 캡슐화(Encapsulation)하는 기능을 수행한다. 구체적으로, 디지털 모듈(242)은 주소 변환 모듈(230)로부터 수신되는 하향 패킷의 GRE Key와 매핑되는 CID(Connection ID)를 변환 테이블을 참조하여 결정하고, 수신된 하향 패킷으로부터 GRE 헤더를 제거함으로써 수신된 하향 패킷의 디캡슐화 과정을 수행한 후, 디캡슐화된 하향 패킷을 결정된 CID와 함께 후술할 RF 모듈(244)로 전달한다.
또한, 디지털 모듈(242)은 후술할 RF 모듈(244)로부터 CID가 부가된 상향 패킷이 수신되면 변환 테이블을 참조하여 CID에 매핑되는 GRE Key 및 제어국의 IP 주소를 결정하고, 해당 상향 패킷을 GRE 헤더를 이용하여 캡슐화한 후, 상술한 주소 변환 모듈(230)로 전달한다. 이후, 주소 변환 모듈(230)로 전달된 상향 패킷은 상술한 바와 같이 소스 IP 주소가 기지국 IP 주소로 변경되어 CID와 매핑되는 제어 국(210)으로 전송된다.
RF 모듈(244)은 디지털 모듈(242)로부터 전달되는 CID가 부가된 하향 패킷을 RF 처리한 후 R1 인터페이스를 통해 CID에 해당하는 단말(220)로 전송하고, 단말(220)로부터 R1 인터페이스를 통해 전달되는 CID가 부가된 상향 패킷을 RF 처리한 후 디지털 모듈(242)로 전달한다.
다음으로, 관리/시그널링 모듈(250)은 상술한 주소 변환 모듈(230)로부터 전달되는 하향 패킷 중 제어 패킷을 처리하거나, 상향 제어 패킷을 생성하여 상술한 주소 변환 모듈(230)로 전달하는 것으로서, 구체적으로 텔넷(Telnet), SNMP(Simple Network Management Protocol), 및 데이터 패킷의 송수신을 위한 제어 시그널링(Signaling)과 같은 관리 기능을 수행한다.
이하에서는 도 4 내지 도 7을 참조하여 다중 섹터를 운영하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 도 4 및 도 5를 참조하여, 기지국에 포함되거나 기지국일 수 있는 다중 섹터 운영 장치에서의 하향 데이터 패킷의 수신 과정 및 상향 데이터 패킷의 송신 과정을 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 다중 섹터 운영 장치를 기지국으로 표기하여 설명하기로 한다.
도 4는 하향 데이터 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 주소 변환 모듈은 PHY(Physical) 계층 및 MAC(Media Access Control) 계층을 통해 소스 IP 주소가 제어국의 IP 주소로 설정되어 있고 목적지 IP 주소가 기지국의 공용 IP 주소로 설정되어 있으며 GRE Key가 포함된 하향 패킷 을 수신한다(S400).
이후, 주소 변환 모듈은 수신된 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있는지 여부를 판단하여 GRE Key가 포함되어 있는 경우 수신된 하향 패킷이 하향 데이터 패킷인 것으로 판단하고, 수신된 하향 데이터 패킷이 전달될 섹터를 결정한다(S410). 일 실시예에 있어서 주소 변환 모듈은 수신된 하향 데이터 패킷이 전달될 섹터를 수신된 하향 데이터 패킷에 포함된 GRE Key를 이용하여 결정할 수 있다. 구체적으로, GRE Key에 포함된 섹터 필드를 구성하는 비트들의 비트값을 이용하여 수신된 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터를 결정할 수 있는데, 예컨대 비트들 중 비트값으로"1"이 할당되어 있는 비트에 매핑되는 섹터를 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터로 결정할 수 있다.
다음으로, 주소 변환 모듈은 각 섹터와 섹터 IP 주소의 매핑관계를 이용하여, 수신된 하향 데이터 패킷의 목적지 IP 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터의 내부 IP 주소로 변환한다(S420).
일 실시예에 있어서, 섹터 필드의 비트들 중 비트값으로 "1"이 할당되어 있는 비트가 복수개인 경우 수신된 하향 데이터 패킷이 복수개의 섹터로 전송되어야 하는 것을 의미하므로 주소 변환 모듈은 수신된 하향 데이터 패킷을 "1"이 할당되어 있는 비트의 개수만큼 복제하고 복제된 하향 데이터 패킷 별로 목적지 IP 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 해당 섹터의 내부 IP 주소로 변환하게 된다.
이후, 주소 변환 모듈이 목적지 IP 주소가 각 섹터의 내부 IP 주소로 변환된 하향 데이터 패킷을 해당 섹터로 전송하면, 해당 섹터의 디지털 모듈은 변환 테이 블을 참조하여 수신된 하향 데이터 패킷의 GRE Key와 매핑되는 CID를 결정한다(S430).
다음으로, 디지털 모듈은 주소 변환 모듈로부터 수신된 하향 데이터 패킷으로부터 GRE 헤더를 제거함으로써 수신된 하향 데이터 패킷을 디캡슐화하여 결정된 CID와 함께 RF 모듈로 전송하면, RF 모듈은 CID가 부가된 하향 패킷을 RF 처리한 후 R1 인터페이스를 통해 CID에 해당하는 단말로 전송한다(S440).
도 5는 상향 데이터 패킷의 송신 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 먼저 각 섹터의 RF 모듈이 단말로부터 상향 데이터 패킷을 CID와 함께 수신한다(S500).
이후, RF 모듈이 수신된 상향 데이터 패킷을 RF 처리하여 디지털 모듈로 제공하면, 디지털 모듈은 변환 테이블을 참조하여 상향 데이터 패킷과 함께 수신된 CID와 매핑되는 제어국의 IP 주소 및 GRE Key를 결정하고 수신된 상향 데이터 패킷에 GRE Key를 포함하는 GRE 헤더를 부가함으로써 상향 데이터 패킷을 캡슐화한다(S510).
다음으로, 디지털 모듈이 소스 IP 주소로 해당 섹터의 내부 IP 주소가 설정되고 목적지 IP 주소로 제어국의 IP 주소가 설정된 상향 데이터 패킷을 주소 변환 모듈로 제공하면(S520), 주소 변환 모듈은 수신된 상향 데이터 패킷의 GRE 헤더 내에 포함된 소스 IP 주소를 각 섹터의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변환한다(S530).
이후, 주소 변환 모듈은 소스 IP 주소가 각 섹터의 IP 주소에서 기지국의 공 용 IP 주소로 변환된 상향 데이터 패킷을 MAC 계층 및 PHY 계층을 경유하여 R6 인터페이스를 통해 제어국으로 전송한다(S540).
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 다중 섹터 운영을 지원하는 기지국에서의 하향 제어 패킷의 수신 과정 및 상향 제어 패킷의 송신 과정을 설명하기로 한다.
도 6은 하향 제어 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 먼저, 주소 변환 모듈은 PHY 계층 및 MAC 계층을 통해 소스 IP 주소가 제어국의 IP 주소로 설정되어 있고 목적지 IP 주소가 기지국의 공용 IP 주소로 설정되어 있는 하향 패킷을 수신한다(S600).
이후, 주소 변환 모듈은 수신된 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있는지 여부를 판단하여 GRE Key가 포함되어 있지 않으면 수신된 하향 패킷이 하향 제어 패킷인 것으로 판단하여 수신된 하향 제어 패킷이 관리/시그널링 모듈로 전송되는 것으로 결정한다(S610).
다음으로, 주소 변환 모듈이 수신된 하향 제어 패킷의 목적지 IP 주소를 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 변환하여 관리/시그널링 모듈로 제공하면(S620), 관리/시그널링 모듈은 PHY 및 MAC 계층을 통해 하향 제어 패킷을 수신하게 된다(S630).
도 7은 상향 제어 패킷의 송신 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 관리/시그널링 모듈이 소스 IP 주소가 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 설정되어 있고 목적지 IP 주소가 해당 상향 제어 패킷이 전송될 제어국의 IP 주소로 설정된 상향 제어 패킷을 생성한 후(S700), 주소 변환 모듈로 전송한다(S710).
이후, 주소 변환 모듈은 관리/시그널링 모듈로부터 전송된 상향 제어 패킷을 PHY 및 MAC 계층을 통해 수신한 후(S720), 수신된 상향 제어 패킷의 소스 IP 주소를 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변환하여 R6 인터페이스를 통해 해당 제어국으로 전송한다(S730).
상술한 다중 섹터 운영 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 이때, 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 한편, 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 한편, 이러한 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다.
또한, 프로그램 명령에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코 드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
한편, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 상술한 실시예에 있어서는 다중 섹터 운영 장치가 기지국에 포함되거나 기지국인 것으로 가정하여 설명하였기 때문에, 주소 변환 모듈이 기지국에 포함되는 섹터들 중 하향 패킷이 전송될 섹터를 결정하고, 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 결정된 섹터의 내부 IP 주소로 변환하는 것으로 설명하였다.
하지만, 다중 섹터 운영 장치는 기지국 이외에도 패킷을 송수신할 수 있는 장치라면 어떠한 장치에도 포함될 수 있으므로, 이러한 경우 다중 섹터 운영 장치의 주소 변환 모듈은 패킷 송수신 장치 내에서 독립적으로 패킷을 송수신하는 패킷 송수신 모듈들 중 하향 패킷이 전송될 패킷 송수신 모듈을 결정하게 되고, 따라서, 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 결정된 패킷 송수신 모듈의 내부 IP 주소로 변환하게 된다. 이러한 실시예에 의하는 경우, 상향 패킷에 대해서는 소스 IP 주소를 패킷 송수신 모듈의 내부 IP 주소에서 패킷 송수신 장치의 공용 IP 주소로 변환하게 된다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적 인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 다중 섹터를 지원하는 일반적인 기지국의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 섹터 운영 장치의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 각 장치의 프로토콜 스택을 이용하여 하향 데이터 패킷의 엔드 포인트를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 데이터 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 데이터 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하향 제어 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 제어 패킷의 수신 과정을 개략적으로 나타낸 도면.

Claims (24)

  1. 제어국으로부터 목적지(Destination) IP 주소가 기지국의 공용(Public) IP 주소로 설정된 하향 패킷을 수신하는 단계;
    상기 하향 패킷에 GRE Key(Generic Routing Encapsulation)가 포함되어 있는 경우, 상기 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 하향 패킷이 전송될 섹터의 내부(Internal) IP 주소로 변환하는 단계; 및
    상기 하향 패킷을 상기 섹터의 내부 IP 주소에 해당하는 섹터를 통해 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하향 패킷이 전송될 섹터는 상기 GRE Key에 포함되어 있는 섹터 필드를 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하향 패킷이 전송될 섹터는, 상기 섹터 필드를 구성하는 비트들 중 제1 값이 할당되어 있는 비트와 매핑되는 섹터인 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 섹터 필드를 구성하는 비트수는 상기 기지국에 포함된 섹터의 개수에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 GRE Key는 상기 기지국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차(Network Entry Procedure) 동안 상기 제어국과 공유되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하향 패킷이 전송될 섹터가 복수개인 경우,
    상기 주소 변환 단계 이전에, 상기 하향 패킷을 상기 하향 패킷이 전송될 섹터의 개수만큼 복제하는 단계를 더 포함하고,
    상기 주소 변환 단계에서, 상기 복제된 각 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 복제된 각 하향 패킷이 전송될 각 섹터의 내부 IP 주소로 변환하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전송 단계는,
    상기 하향 패킷의 GRE Key와 매핑되는 CID(Connection ID)를 결정하는 단계;
    상기 하향 패킷에서 GRE 헤더를 제거하는 단계; 및
    상기 GRE 헤더가 제거된 하향 패킷을 상기 CID와 함께 상기 CID에 해당하는 단말로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하향 패킷에 GRE Key가 포함되어 있지 않은 경우, 상기 하향 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 변환하는 단계; 및
    상기 하향 패킷의 처리를 위해 상기 하향 패킷을 상기 관리 시그널링 모듈로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  9. 소스(Source) IP 주소, 목적지 IP, 및 GRE Key를 포함하는 GRE 패킷을 수신하는 단계; 및
    상기 GRE Key의 섹터 정보를 이용하여 상기 GRE 패킷이 전송될 섹터를 선택하고, 상기 목적지 IP 주소를 상기 선택된 섹터의 섹터 IP 주소로 변환하여 상기 GRE 패킷을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 목적지 IP 주소는 공용 IP 주소인 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 섹터 정보는 독립적으로 패킷 통신을 수행하는 섹터들을 구분하는 정보인 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  11. 상향 패킷의 소스(Source) IP 주소를 각 섹터의 내부 IP 주소 또는 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소에서 기지국의 공용 IP 주소로 변환하는 단계; 및
    상기 상향 패킷을 제어국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 상향 패킷이 단말로부터 수신된 데이터 패킷인 경우 상기 주소 변환 단계 이전에,
    상기 상향 패킷에 대한 GRE Key 및 상기 상향 패킷이 전송될 제어국을 결정하는 단계; 및
    상기 GRE Key를 포함하는 GRE 헤더를 이용하여 상기 상향 패킷을 캡슐화하는 단계를 더 포함하고,
    상기 전송 단계에서, 상기 캡슐화된 상향 패킷을 상기 제어국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 GRE Key는 상기 제어국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차 동안 기지국과 공유되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 방법.
  14. 제어국으로부터 하향 데이터 패킷이 수신되면 상기 하향 데이터 패킷의 목적지 IP 주소를 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터의 내부 IP 주소로 변환하고, 각 섹터로부터 상향 데이터 패킷이 수신되면 상기 상향 데이터 패킷의 소스 IP 주소를 상기 각 섹터의 내부 IP 주소에서 상기 기지국의 공용 IP 주소로 변환하는 주소 변환 모듈; 및
    상기 주소 변환 모듈로부터 전송되는 상기 하향 데이터 패킷을 디캡슐화(Decapsulation)하여 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 전송되는 상기 상향 데이터 패킷을 캡슐화(Encapsulation)하여 상기 주소 변환 모듈로 전송하는 적어도 하나의 섹터를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 주소 변환 모듈로부터 하향 제어 패킷을 수신하여 처리하고, 상향 제어 패킷을 생성하여 상기 주소 변환 모듈로 전송하는 관리/시그널링 모듈을 더 포함하고,
    상기 주소 변환 모듈은, 상기 제어국으로부터 상기 하향 제어 패킷이 수신되면 상기 하향 제어 패킷의 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소로 변환하여 상기 관리/시그널링 모듈로 전송하고, 상기 관리/시그널링 모듈로부터 상기 상향 제어 패킷이 수신되면 상기 상향 제어 패킷의 소스 IP 주소를 상기 관리/시그널링 모듈의 내부 IP 주소에서 상기 기지국의 공용 IP 주소로 변환하여 상기 제어국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 주소 변환 모듈은 상기 하향 데이터 패킷과 상기 하향 제어 패킷을 GRE Key의 포함여부를 이용하여 구분하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 주소 변환 모듈은 상기 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터를 상기 하향 데이터 패킷에 포함된 GRE Key의 섹터 필드를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 주소 변환 모듈은, 상기 하향 데이터 패킷이 전송될 섹터를 상기 섹터 필드를 구성하는 비트들 중 제1 값이 할당되어 있는 비트에 매핑되는 섹터로 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 섹터 필드를 구성하는 비트들 중 상기 제1 값이 할당되어 있는 비트가 복수개인 경우,
    상기 주소 변환 모듈은, 상기 하향 데이터 패킷을 상기 제1 값이 할당되어 있는 비트 개수만큼 복제하고, 상기 복제된 각 하향 데이터 패킷 별로 목적지 IP 주소를 상기 기지국의 공용 IP 주소에서 상기 복제된 하향 패킷이 전송될 각 섹터의 내부 IP 주소로 변환하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 섹터 필드를 구성하는 비트수는 상기 섹터의 개수에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  21. 제14항에 있어서,
    상기 하향 데이터 패킷에 대한 GRE Key는 상기 기지국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차 동안 상기 제어국과 공유되고, 상기 상향 데이터 패킷에 대한 GRE Key는 상기 제어국에 의해 생성되어 상기 단말의 네트워크 진입 절차 동안 상기 기지국과 공유되는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  22. 제14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 섹터는,
    상기 하향 데이터 패킷의 GRE Key와 매핑되는 CID를 결정한 후 상기 하향 데이터 패킷을 디캡슐화하고, 상기 상향 데이터 패킷에 매핑되는 GRE Key 및 제어국을 결정한 후 상기 상향 데이터 패킷을 캡슐화하는 디지털 모듈; 및
    상기 디캡슐화된 데이터 패킷을 상기 CID와 함께 상기 단말로 전송하고, 상기 단말로부터 상기 상향 데이터 패킷을 CID와 함께 수신하여 상기 디지털 모듈로 전송하는 RF 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 주소 변환 모듈은, IPsec(IP Security), ACL(Access Control List), 및 Filtering 중 적어도 하나를 포함하는 보안 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
  24. 제14항에 있어서,
    상기 다중 섹터 운영 장치는 다중 FA(Multi Frequency Allocation)의 운영을 지원하는 것을 특징으로 하는 다중 섹터 운영 장치.
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