KR20240050068A

KR20240050068A - 상용망을 백홀로 사용하는 5g 특화망 서비스를 제공하는 상용망 연동형 기지국 시스템 및 그 동작 방법

Info

Publication number: KR20240050068A
Application number: KR1020220129792A
Authority: KR
Inventors: 유우성; 임규태; 장서균
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2022-10-11
Filing date: 2022-10-11
Publication date: 2024-04-18

Abstract

상용망 연동형 기지국 시스템은 5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국, 상기 5G 특화망 주파수와 다른 상용망 주파수를 사용하여 상기 상용망과 무선으로 통신하고, 유선으로 연결된 상기 5G 특화망 기지국이 상용망에 연결된 5G 특화망 코어 장치와 데이터를 송수신하도록 상용망과 백홀을 형성하는 상용망 통신 장치, 그리고 상기 5G 특화망 기지국과 상기 상용망 통신 장치 사이에 인라인으로 연결되고, 상기 상용망 통신 장치로부터 할당받은 상기 상용망 통신 장치의 특정 IP 주소를 사용하여 상기 5G 특화망 기지국과 상기 5G 특화망 코어 장치 간의 데이터 송수신을 위한 라우팅 경로를 설정하는 기지국 에이전트를 포함한다.

Description

상용망을 백홀로 사용하는 5G 특화망 서비스를 제공하는 상용망 연동형 기지국 시스템 및 그 동작 방법{COMMERCIAL NETWORK INTERLOCKING BASE STATION SYSTEM FOR PROVIDING 5G SPECIALIZED NETWORK SERVICE USING COMMERCIAL NETWORK AS BACKHAUL AND METHOD THEREOF}

본 개시는 상용망을 백홀로 사용하는 5G 특화망 서비스를 제공하는 상용망 연동형 기지국 시스템 및 그 동작 방법에 관한 것이다.

일반적으로 모바일 네트워크는 통신 사업자가 사전에 코어 장비, 기지국 등 제반 시설을 구축하고, 사용자들은 망 이용 대가로 비용을 지불하며 무선 통신을 이용하는 방식으로 사용된다.

하지만 5G 특화망이 등장하면서, 통신 사업자 외의 일반적인 사업자 등의 단체도 독립적인 모바일 네트워크를 구축 및 활용할 수 있게 되었다. 5G 특화망은 특정 지역(예, 건물, 공장 등)에 한해 사용 가능한 5G망으로서, 특정 지역에서 도입하고자 하는 서비스에 특화된 맞춤형 네트워크이다.

5G 특화망은 상용 모바일망에서 제공되는 기업용 LTE(Long-Term Evolution)/5G와 다른 형태의 네트워크이다. 이를 위해 각 단체는 5G 특화망 운용을 위한 4.7GHz 또는 28GHz 주파수를 할당 또는 지정 받을 필요가 있으며, 제반 시설을 직접 구축해야 한다.

서비스 대상이 이동통신 가입 소비자였던 기존 상용망과는 달리 5G 특화망은 기업, 기관을 서비스 대상으로 하는 B2B(Business-to-Business)에 적합한 특성을 갖는다. 5G 특화망의 주요 활용처는 스마트 공장, 의료, 문화/여가, 교육, 관광, 건설 등이 거론되고 있으며, 국내에서는 먼저 국방 등 공공부문에서의 서비스 모델을 발굴하여 적용하고, 5G 특화망 장비의 실증을 검토/추진하려는 정부부처의 움직임이 있다.

상용 모바일망에서 기지국은 통신 사업자의 커버리지 전역에 고정된 위치에 설치되고, 전용 유선망을 백홀로 사용하여 코어 장비와 연결된다. 물론, 펨토셀 기지국과 같은 특수 목적 장비의 경우에는 일반 인터넷 망을 백홀로 사용하므로, 연결에 보안강화 정책이 적용되지만 결과적으로는 유선망을 기반으로 함에는 다름이 없다.

반면, 이동성이 요구되는 5G 특화망 기지국은 기존과 같은 유선 백홀을 기반으로 구축하기에는 무리가 따른다. 따라서, 넓은 커버리지를 보유하고 있는 상용 모바일망을 백홀로 활용하는 방안이 제시되었다.

상용 모바일망을 백홀로 활용하는 경우, 5G 특화망 기지국의 이동성 및 커버리지는 확보되지만, 5G 특화망 기지국과 5G 특화망 코어 장비와의 연결성에 문제가 발생할 수 있다.

상용 모바일망을 백홀로 사용하여 5G 특화망을 설치할 경우, 상용망 단말은 테더링 등의 형태로 5G 특화망 기지국에게 백홀망을 제공한다. 테더링 과정에서 네트워크 공유를 위해 NAT(Network Address Translation)가 활용되는데, 이로 인해 5G 특화망 기지국은 상용망 단말이 할당하는 사설(Private) 서브넷에 위치하게 된다. 이와 같은 경우, 5G 특화망 코어 장비와 5G 특화망 기지국 간의 라우팅을 따로 설정하지 않으면 N2 인터페이스와 N3 인터페이스에서 요구되는 양방향 통신이 불가능하다.

또한, 일반적으로, 기지국은 코어 장비와의 연결성을 확인하기 위해 소켓을 연결하고, 연결된 소켓 통신을 통해 계속해서 하트비트(Heartbeat) 메시지를 송신하며, 코어 장비는 이에 대한 응답으로 응답(Acknowledge) 메시지를 회신한다. 하트비트 메시지 송신 및 응답 메시지 수신을 위한 소켓 연결이 끊기는 경우, 기지국은 단말과의 연결을 모두 해제하고 RF(Radio Frequency) 신호를 차단하는 셧다운(Shutdown) 상태로 진입한다.

그런데, 상용 모바일망이 백홀이 되는 경우, 5G 특화망 기지국이 연결된 상용망 단말의 핸드오버(Handover)나 IP 주소 변경 등으로 하트비트(Heartbeat) 소켓 연결이 불안정해질 수 있으며, 이때 셧다운(Shutdown)이 발생할 수 있다.

본 개시는 상용망을 백홀(backhaul)로 사용하는 5G 특화망 서비스를 제공하는 상용망 연동형 기지국 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

본 개시는 상용망의 이동성으로 인한 연결 불안정성으로 인한 기지국 셧다운을 방지할 수 있고 5G 표준 인터페이스의 양방향 통신을 지원하는 구조의 상용망 연동형 기지국 시스템 및 그 동작 방법을 제공하는 것이다.

하나의 특징에 따르면, 상용망 연동형 기지국 시스템은 5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국, 상기 5G 특화망 주파수와 다른 상용망 주파수를 사용하여 상기 상용망과 무선으로 통신하고, 유선으로 연결된 상기 5G 특화망 기지국이 상용망에 연결된 5G 특화망 코어 장치와 데이터를 송수신하도록 상용망과 백홀을 형성하는 상용망 통신 장치, 그리고 상기 5G 특화망 기지국과 상기 상용망 통신 장치 사이에 인라인으로 연결되고, 상기 상용망 통신 장치로부터 할당받은 상기 상용망 통신 장치의 특정 IP 주소를 사용하여 상기 5G 특화망 기지국과 상기 5G 특화망 코어 장치 간의 데이터 송수신을 위한 라우팅 경로를 설정하는 기지국 에이전트를 포함한다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 상용망과 상기 5G 특화망 코어 장치 사이에 연결된 코어 에이전트와 상기 특정 IP 주소를 사용하는 터널링을 생성하고, 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신한 데이터를 상기 터널링을 통해 상기 코어 에이전트로 라우팅하고 상기 코어 에이전트로부터 수신한 데이터를 상기 5G 특화망 기지국으로로 라우팅할 수 있다.

상기 상용망 단말은, 복수개의 APN(Access Point Name) 중에서 사전 설정된 특정 APN에 대한 공인 IP 주소를 상기 상용망으로부터 할당받고, 할당받은 상기 특정 APN에 대한 공인 IP 주소를 IP 패스쓰루(Passthrough) 설정 기능을 통해 상기 기지국 에이전트의 WAN(Wide Area Network) IP 주소로 설정하며, 상기 특정 IP 주소를 소스 IP 주소 또는 목적지 IP 주소로 설정한 데이터가 수신되면 목적지 IP 주소로 데이터 포워딩을 수행할 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 소스 IP 주소를 상기 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트의 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 생성하고, 상기 터널링 헤더를 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신하는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터에 추가하여 라우팅하고, 상기 5G 특화망 코어 장치로부터 수신한 상기 5G 특화망 단말의 다운링크 데이터로부터 소스 IP 주소가 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정되고 목적지 IP 주소가 상기 기지국 에이전트로 설정된 터널링 헤더를 제거하고, 터널링 헤더가 제거된 다운링크 데이터를 상기 5G 특화망 기지국으로 라우팅할 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트로부터 버퍼링 시작 명령을 수신하여 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신되는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 상기 상용망 단말로 라우팅하지 않고 버퍼링할 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 코어 에이전트로부터 버퍼링 중단 명령을 수신하여 버퍼링된 업링크 데이터를 상기 코어 에이전트로 전송하고, 상기 버퍼링된 업링크 데이터는, 상기 코어 에이전트에 의해 상기 5G 특화망 코어 장치로 전달될 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 버퍼링 중단 명령을 수신하기 전에, 상기 상용망 단말과 상기 상용망 간의 세션 변경으로 인해 상기 코어 에이전트와 5G 특화망 데이터를 송수신하기 위한 터널링을 재생성할 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 버퍼링 시작 명령을 수신한 경우, 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 주기적으로 수신하는 하트비트(Heartbeat) 메시지에 대해 상기 5G 특화망 코어 장치를 대신하여 주기적으로 응답 메시지를 회신할 수 있다.

상기 기지국 에이전트는, 상기 코어 에이전트와 터널링 세션을 통해 연결되고, 상기 5G 특화망 기지국과 STCP(Stream Control Transmission Protocol) 소켓으로 연결될 수 있다.

상기 상용망 단말, 상기 기지국 에이전트, 상기 5G 특화망 기지국은, 유선으로 서로 연결되고, 전원 공급 수단이 구비된 이동이 가능한 형태의 본체에 패키지형으로 탑재될 수 있다.

다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 기지국 에이전트의 동작 방법으로서, 상용망 주파수를 사용하여 상용망과 무선으로 통신하는 상용망 단말로부터 IP 패스쓰루(Passthrough) 모드에서 공인 IP 주소를 할당 받는 단계, 5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국으로부터로부터 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 수신하는 단계, 그리고 상기 업링크 데이터를 상기 공인 IP 주소를 사용하여 상기 상용망에 접속된 5G 특화망 코어 장치에게 라우팅하는 단계를 포함한다.

상기 할당받는 단계와 상기 수신하는 단계 사이에, 상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상용망에 위치하는 코어 에이전트와 상기 공인 IP 주소를 사용하여 터널링을 생성하는 단계를 더 포함하고, 상기 라우팅하는 단계는, 상기 업링크 데이터의 소스 IP 주소를 상기 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 생성하고, 상기 터널링 헤더를 추가한 업링크 데이터를 라우팅할 수 있다.

상기 라우팅하는 단계 이후, 상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트로부터 버퍼링 시작 명령을 수신하는 단계, 그리고 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신되는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 상기 상용망 단말로 라우팅하지 않고 버퍼링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 버퍼링하는 단계 이후, 상기 코어 에이전트로부터 버퍼링 중단 명령을 수신하는 단계, 그리고 버퍼링된 업링크 데이터를 상기 코어 에이전트로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 버퍼링된 업링크 데이터는, 상기 코어 에이전트에 의해 상기 5G 특화망 코어 장치로 전달될 수 있다.

상기 버퍼링 시작 명령을 수신하는 단계 이후, 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 주기적으로 하트비트(Heartbeat) 메시지를 수신하는 단계, 그리고 상기 5G 특화망 코어 장치를 대신하여 상기 하트비트 메시지에 대해 주기적으로 응답 메시지를 회신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또 다른 특징에 따르면, 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 코어 에이전트의 동작 방법으로서, 5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국에 연결되고 상용망에서 할당 받은 공인 IP 주소를 사용하는 기지국 에이전트와 상기 상용망을 통해 터널링을 생성하는 단계, 상기 터널링을 통해 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 수신하는 단계, 그리고 상기 업링크 데이터를 5G 특화망 코어 장치에게 라우팅하는 단계를 포함하고, 상기 코어 에이전트는, 상기 상용망과 상용망 주파수를 사용하여 무선으로 통신하는 상용망 단말을 통해 상기 기지국 에이전트와 터널링을 생성한다.

상기 라우팅하는 단계 이후, 상기 5G 특화망 코어 장치로부터 상기 5G 특화망 단말의 다운링크 데이터를 수신하고, 소스 IP 주소를 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 기지국 에이전트의 공인 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 상기 다운링크 데이터에 추가하며, 터널링 헤더가 추가된 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트로 라우팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 라우팅하는 단계 이후, 상용망 기지국과 상용망 코어 장치 간에 송수신하는 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 상기 상용망 기지국에 연결된 상용망 단말의 연결 상태 변화와 관련된 시그널링 데이터를 감지하는 단계, 상기 기지국 에이전트에게 버퍼링 시작 명령을 전송하는 단계, 그리고 5G 특화망 코어 장치로부터 수신되는 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트에게 전송하지 않고 버퍼링하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 버퍼링하는 단계 이후, 상기 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 상기 상용망 기지국에 연결된 상용망 단말의 연결 절차 완료와 관련된 시그널링 데이터를 감지하는 단계, 버퍼링 중단 명령을 상기 기지국 에이전트에게 전송하는 단계, 그리고 버퍼링된 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트에게 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 버퍼링 시작 명령을 전송하는 단계 이후, 상기 5G 특화망 기지국을 대신하여 주기적으로 하트비트(Heartbeat) 메시지를 상기 5G 특화망 코어 장치에게 전송하는 단계, 그리고 상기 5G 특화망 코어 장치로부터 상기 하트비트 메시지에 대해 주기적으로 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 상용망을 백홀로 하는 5G 특화망을 구축하여 이동형 5G특화망 기지국을 구축 및 운용할 수 있다.

또한, 상용망에서 할당받은 공인 IP 주소를 IP-패스쓰루(passthrough) 방식으로 5G 특화망 기지국에 할당함으로써, 5G 특화망 기지국과 5G 특화망 코어 장치 간에 5G 표준 인터페이스에 따른 양방향 통신이 가능하게 된다.

또한, 상용망의 이동성 특성에 따라 핸드오버 등과 같은 5G 특화망 기지국의 상용망 연결에 변화가 발생하면, 5G 특화망 데이터를 기지국단과 코어단에서 버퍼링하고 상용망 연결이 안정화된 후 버퍼링된 데이터를 상호 교환하도록 함으로써, 데이터 유실을 방지하고 5G 특화망 기지국과 5G 특화망 코어 장치 간의 연결 안정성을 제공할 수 있다.

또한, 5G 특화망 기지국과 5G 특화망 코어 장치에 생성된 공인 IP 주소를 사용한 터널링을 통해 통신하고 각각 하트비트(Heartbeat) 메시지 백업을 지원하는 에이전트들(기지국 에이전트, 코어 에이전트)를 설치함으로써, 상용망에서 딜레이가 발생하는 상황에서도 5G 특화망 코어장치와 5G 특화망 기지국의 셧다운(Shutdown)을 방지할 수 있다.

또한, 상용망 내부에 상용망 단말의 이동성을 모니터링하는 코어 에이전트를 설치함으로써, 상용망에서 핸드오버(Handover) 등 이동성/연결성과 관련된 상황의 발생과 종료를 탐지할 수 있다.

도 1은 한 실시예에 따른 상용망을 백홀(backhaul)망으로 사용하는 5G 특화망의 구조를 나타낸다.
도 2는 한 실시예에 따른 기지국 에이전트와 상용망 단말의 연동 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 한 실시예에 따른 상용망 백홀 기반 5G 특화망 E2E(End to End) 구조를 나타낸다.
도 4는 한 실시예에 따른 5G 특화망 업링크(Uplink) 데이터의 터널링 전송 흐름을 나타낸다.
도 5는 한 실시예에 따른 5G 특화망 다운링크(Downlink) 데이터의 터널링 전송 흐름을 나타낸다.
도 6은 한 실시예에 따른 5G 특화망 접속 및 데이터 송수신 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 한 실시예에 따른 5G 특화망 데이터 버퍼링 및 하트비트(Heartbeat) 백업 과정을 설명하는 흐름도이다.
도 8은 한 실시예에 따른 기지국 에이전트의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 9는 한 실시예에 따른 코어 에이전트의 동작을 나타낸 순서도이다.
도 10은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

본 발명에서 설명하는 장치들은 적어도 하나의 프로세서, 메모리 장치, 통신 장치 등을 포함하는 하드웨어로 구성되고, 지정된 장소에 하드웨어와 결합되어 실행되는 프로그램이 저장된다. 하드웨어는 본 발명의 방법을 실행할 수 있는 구성과 성능을 가진다. 프로그램은 도면들을 참고로 설명한 본 발명의 동작 방법을 구현한 명령어(instructions)를 포함하고, 프로세서와 메모리 장치 등의 하드웨어와 결합하여 본 발명을 실행한다.

본 명세서에서 "전송 또는 제공" 은 직접적인 전송 또는 제공하는 것뿐만 아니라 다른 장치를 통해 또는 우회 경로를 이용하여 간접적으로 전송 또는 제공도 포함할 수 있다.

본 명세서에서 단수로 기재된 표현은 "하나" 또는 "단일" 등의 명시적인 표현을 사용하지 않은 이상, 단수 또는 복수로 해석될 수 있다.

본 명세서에서 도면에 관계없이 동일한 도면번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는" 은 언급된 구성 요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 명세서에서 도면을 참고하여 설명한 흐름도에서, 동작 순서는 변경될 수 있고, 여러 동작들이 병합되거나, 어느 동작이 분할될 수 있고, 특정 동작은 수행되지 않을 수 있다.

본 명세서에서 상용망은 3G 네트워크, LTE(Long Term Evolution) 네트워크, 또는 5G 네트워크일 수 있는데, 설명에서는 5G 네트워크를 예로 들어 설명한다.

본 명세서에서 5G 네트워크는 단말이 무선 접속하는 접속망(Radio Access network, RAN), 그리고 복수의 네트워크 기능들(Network Functions)로 구성되는 코어망(Core Network)을 포함한다. 코어망은 접속 및 이동성 관리 기능(Access and Mobility Management Function, AMF), 세션 관리 기능(Session Management Function, SMF), SMF에 의해 PDU(Packet Data Unit) 세션을 생성하고 데이터 네트워크(Data Network, DN)에 연결되어 트래픽을 처리하는 사용자 플레인 기능(User Plane Function, UPF), 과금 및 서비스 품질 정책을 제어하는 정책 제어 기능(Policy Control Function, PCF), 가입자 정보를 관리하는 통합 데이터 관리 기능(Unified Data Management, UDM) 및 통합 데이터 저장소(Unified Data Repository, UDR), 네트워크 노출 기능(Network Exposure function, NEF) 등을 포함할 수 있다.

도 1은 한 실시예에 따른 상용망을 백홀(backhaul)망으로 사용하는 5G 특화망의 구조를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 5G 특화망(10)은 5G 특화망 단말(100), 상용망 연동형 기지국 시스템(200), 상용망(300) 및 5G 특화망 코어망(400)을 포함한다.

5G 특화망(10)은 수요 기업 또는 사업자가 전용 주파수, 즉, 5G 특화망 주파수를 통해 특정 공간, 예컨대, 건물, 시설, 장소 등과 같은 제한된 범위 내에서 5G 서비스를 제공한다. 5G 특화망(10)은 5G 상용망(300)과 동일한 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준을 따르나, 주파수 대역은 상이하다. 예를 들어, 5G 특화망 주파수는 n79(4.72~4.82GHz)와 n257(28.9~29.5GHz) 대역이 사용될 수 있다.

상용망(300)은 통신 사업자들이 할당 받은 상용망 주파수를 통해 전국 단위 대규모 네트워크를 구축하여 제공하는 이동통신망으로서, 5G망, LTE망, 3G망 등일 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상용망은 5G망을 예시로 설명한다.

5G 특화망(10)은 상용망(300)을 백홀망으로 사용한다. 일반적으로, 백홀망은 기지국이 코어망과 통신하기 위해 사용되는 망을 일컫는다.

5G 특화망 단말(100)은 5G 특화망 주파수를 사용하여 상용망 연동형 기지국 시스템(200)과 무선으로 통신한다. 5G 특화망 단말(100)은 모바일 단말, 무선 라우터, 고객 댁내 장치(Customer-premises equipment, CPE) 등을 포함할 수 있다.

상용망 연동형 기지국 시스템(200)은 차량, 선박, 항공기 등에 탑재될 수 있는 이동이 가능한 장치로서, 전체 5G 특화망 구조에서 기지국 기능과 관련된 국소를 지칭하므로 5G 특화망 이동형 국소로 호칭할 수 있다.

상용망 연동형 기지국 시스템(200)은 상용망 단말(210), 기지국 에이전트(220) 및 5G 특화망 기지국(230)을 포함할 수 있다.

상용망 연동형 기지국 시스템(200)은 이동이 가능한 형태의 본체 내부에 상용망 단말(210), 기지국 에이전트(220) 및 5G 특화망 기지국(230)을 탑재하고, 이들 장치(210, 220, 230)에 전원을 공급할 수 있는 수단을 구비한 패키지형 장치로 구현될 수 있다.

상용망 단말(210), 기지국 에이전트(220) 및 5G 특화망 기지국(230)은 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 독립된 컴퓨팅 장치일 수 있다.

상용망 단말(210), 기지국 에이전트(220) 및 5G 특화망 기지국(230)은 유선으로 연결된다. 실시예에 따르면, 유선 연결은 이더넷 케이블(Unshielded twisted pair cable)일 수 있다. 또는 유선 연결은 전송 속도 요구 사항에 따라 광 케이블이 사용될 수 있다.

상용망(300)은 네트워크 장치들인 상용망 기지국(310) 및 상용망 코어 장치(320)를 포함하고, 본 발명의 실시예에 따라 새로 제안된 코어 에이전트(330)를 추가로 포함한다.

상용망 기지국(310), 상용망 코어 장치(320) 및 코어 에이전트(330)는 폐쇄적인 내부망에 설치된 전용선을 통해 연결된다.

상용망 기지국(310) 및 상용망 코어 장치(320)는 3GPP 표준을 따르는 이동통신 네트워크 구성요소 간의 동작을 취한다.

코어 에이전트(330)는 상용망 코어 장치(320)의 뒷단에 위치하고, 5G 특화망 코어 장치(410)와 전용선으로 연결되어 통신한다. 즉, 코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)를 상용망(300)을 통해 상용망 연동형 기지국 시스템(200)과 연결시킨다.

상용망 기지국(310)은 상용망 주파수를 사용하는 기지국으로서, 일반적인 이동통신망 기지국을 의미하므로, 자세한 설명은 생략한다.

상용망 코어 장치(320)는 단수로 기재하였지만, 일반적인 이동통신망 코어 장치들을 통칭한다. 예컨대, 상용망 코어 장치(320)는 5G 코어 장치들인 AMF, SMF, UPF 등을 통칭한다. 상용망 코어 장치(320)의 동작은 5G 코어 장치들의 동작과 동일하고 그 동작은 널리 알려져 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.

5G 특화망 코어망(400)은 상용망(300)과 연결되어 있다.

5G 특화망 코어망(400)은 5G 특화망 코어 장치(410)를 포함한다.

5G 특화망 코어 장치(410)는 단수로 기재하였지만, 5G 특화망 서비스를 제공하기 위한 다양한 코어 기능을 수행하는 복수의 코어 장치들을 통칭한다. 복수의 코어 장치들은 3GPP 5G 특화망 표준을 따른다.

5G 특화망 코어 장치(410)는 코어 에이전트(330)를 통해 상용망 코어 장치(320)와 전용 회선으로 연결되어 있다.

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)간의 N2 인터페이스 및 N3 인터페이스 연결을 위한 SCTP(Stream Control Transmission Protocol) 소켓(Socket)을 대신하여 맺는다.

일반적으로, 기지국과 코어 장치가 직접적으로 N2 인터페이스 및 N3 인터페이스 연결을 진행하는 것과 달리, 코어 에이전트(330)가 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 사이에 위치하면서 양쪽으로 SCTP 소켓을 연결하고 프록시로서 동작한다. 이는 기지국 에이전트(220)에서도 마찬가지이다. 즉, 기지국 에이전트(220) 역시 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 사이에 위치하면서 양쪽으로 SCTP 소켓을 연결하고 프록시로서 동작한다. 따라서, 상용망 단말(210)에 이동성 변동이 발생하더라도 SCTP 소켓 연결이 해제되어 5G 특화망 기지국(230)의 셧다운이 발생하지 않도록 할 수 있다.

상용망 단말(210)은 상용망 기지국(310)과 상용망 주파수를 사용하여 무선으로 통신한다. 상용망 단말(210)은 일반적인 이동통신 네트워크에서 활용되는 사용자 단말 또는 무선 라우터 등의 형태를 가질 수 있다. 상용망 단말(210)은 모바일 단말, 모바일 라우터, 무선 에그 등을 포함할 수 있다.

상용망 단말(210)은 상용망 커버리지 범위 내에서 이동성을 가지며, 유선으로 백홀을 제공한다. 즉, 상용망 단말(210)은 유선으로 연결된 5G 특화망 기지국(230)과 송수신하는 데이터를 무선으로 연결된 상용망(300)과 송수신함으로써, 5G 특화망 기지국(230)을 상용망(300)으로 연결시킨다.

상용망 단말(210)은 5G 특화망 기지국(230)과 이더넷 케이블 또는 광 케이블로 연결되어 테더링 통신을 할 수 있다.

상용망 단말(210)은 복수개의 APN(Access Point Name)을 운용할 수 있다. 상용망 단말(210)은 APN 설정을 추가 및 수정할 수 있다.

상용망 단말(210)은 복수개의 APN 별로 각각의 공인 IP 주소를 상용망 코어 장치(320)로부터 할당 받을 수 있다. 상용망 단말(210)은 상용망(300) 접속 과정에서 상용망 코어 장치(320)에게 PDU(Protocol Data Unit) 세션 설정 요청에 복수개의 APN을 포함시킬 수 있다. 그러면, 상용망 코어 장치(320)는 복수개의 APN에 대해 각각의 세션을 생성하고 각각의 IP 주소를 할당한다.

상용망 단말(210)은 마스터 APN과 서브(Sub) APN을 운용할 수 있다.

상용망 단말(210)은 마스터 APN에 대해 할당 받은 공인 IP 주소를 자신의 IP 주소로 사용하여 상용망(300)과 통신할 수 있다. 마스터 APN은 기본 인터넷, IMS(IP Multimedia Subsystem) 등을 위한 APN일 수 있다.

상용망 단말(210)은 서브 APN에 대해 할당 받은 공인 IP 주소를 서브넷을 통해 기지국 에이전트(220)에게 할당할 수 있다. 서브-APN으로 할당받은 IP 주소는 기지국 에이전트(220)의 공인 IP 주소로 사용된다.

상용망 단말(210)은 서브 APN에 대해 할당 받은 공인 IP 주소를 IP 패스쓰루(IP-Passthrough) 방식으로 기지국 에이전트의 WAN(Wide Area Network) IP 주소로 설정할 수 있다.

IP-Passthrough 방식에 따르면, 상용망 단말(210)은 사전에 네트워크를 공유할 기지국 에이전트(220)의 MAC 주소(Media Access Control Address)를 등록한다. 상용망 단말(210)은 WAN IP 주소로 사용할 서브-APN의 IP 주소를 기지국 에이전트(220)에게 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 방식으로 할당한다.

상용망 단말(210)은 수신된 데이터의 IP 주소 및 MAC 주소의 조합이 사전에 등록된 MAC 주소와 서브-APN의 IP 주소이면 브릿지 모드로 동작하여 단순 스위칭만 수행한다. 즉, 상용망 단말(210)은 수신한 데이터를 목적지로 단순 포워딩만 한다. 상용망 단말(210)은 기지국 에이전트(220)로부터 라우팅 되는 데이터를 상용망(300)으로 포워딩하고, 상용망(300)으로부터 수신되는 데이터를 기지국 에이전트(220)로 포워딩한다. 따라서, 상용망 단말(210)은 테더링된 5G 특화망 기지국(230)이 상용망 단말(210)의 네트워크를 공유받으면서도 공인 IP 주소를 사용할 수 있는 서브넷 환경을 제공한다.

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 간의 통신을 위한 터널링 제어, 연결성 관리, 패킷 버퍼링을 수행할 수 있다.

기지국 에이전트(220)는 상용망 단말(210)로부터 할당 받은 공인 IP 주소, 즉, 서브-APN의 IP 주소를 자신의 IP 주소로 설정하여 외부망, 즉, 상용망(300)과 통신할 수 있다.

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)로부터 수신한 데이터를 서브-APN IP 주소를 사용하여 5G 특화망 코어 장치(410)로 라우팅한다. 기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 수신한 데이터를 5G 특화망 기지국(230)로 라우팅한다.

기지국 에이전트(220)는 IP 패스쓰루 모드에서 상용망 단말(210)로부터 서브-APN IP 주소를 할당 받아 설정한다.

기지국 에이전트(220)는 서브-APN IP 주소를 사용하여 코어 에이전트(330)와 터널링을 생성하고, 생성된 터널링을 통해 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)가 데이터를 송수신한다.

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)로부터 수신한 업링크 데이터에 터널링 헤더를 추가하는 인캡슐레이션(Encapsulation)을 수행하고, 인캡슐레이션된 업링크 데이터를 코어 에이전트(330)에게 전송한다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)로부터 수신한 다운링크 데이터에서 터널링 헤더를 제거하는 디캡슐레이션(Decapsulation)을 수행하고, 디캡슐레이션된 다운링크 데이터를 5G 특화망 기지국(230)에게 전송한다.

5G 특화망 기지국(230)은 통상적으로 알려진 기지국 기능을 수행하며, 다만, 5G 특화망 주파수를 사용한다.

5G 특화망 기지국(230)은 자신의 셀 내에 위치한 5G 특화망 단말(100)에게 무선 접속을 제공하고, 5G 특화망 단말(100)과 무선으로 데이터를 송수신한다.

5G 특화망 기지국(230)은 상용망(300)을 통해 5G 특화망 코어 장치(410)와 통신을 수행한다.

코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 사이의 시그널링 패킷을 탭핑(Tapping)할 수 있다. 코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 사이에 송수신되는 패킷 중에서 사전에 설정된 시그널링 패킷을 탭핑한다.

5G 특화망 구조에서 5G 특화망 기지국(230)은 상용망 단말(210)로부터 서브넷 IP 주소를 할당 받는다. 상용망 단말(210)은 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 서버로 동작하여 사전에 정의된 LAN 네트워크를 위한 서브넷(예, 192.168.0.0/16)을 구성하고, 서브넷 IP 주소를 5G 특화망 기지국(230)에 할당할 수 있다.

그런데, 할당받은 서브넷 IP 주소는 사설 IP 주소이므로, 5G 특화망 코어 장치(410)와 3GPP 5G 표준의 N2 인터페이스, N3 인터페이스로 연결되는데 사용될 수 없다. 따라서, 5G 특화망 기지국(230)은 5G 특화망 코어 장치(410)와 양방향 통신이 불가능하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 기지국 에이전트(220)는 상용망 단말(210)로부터 공인 IP 주소를 할당받고, 할당받은 공인(Public) IP 주소를 이용하여 외부망과 통신한다.

코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)로부터 수신한 업링크 데이터로부터 터널링 헤더를 제거하는 디캡슐레이션을 수행하고, 디캡슐레이션된 업링크 데이터를 5G 특화망 코어 장치(410)에게 전송한다.

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 수신한 다운링크 데이터에 터널링 헤더를 추가하는 인캡슐레이션을 수행하고, 인캡슐레이션된 다운링크 데이터를 기지국 에이전트(220)에게 전송한다.

이러한 터널링 통신을 통하여 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 N2 인터페이스 및 N3 인터페이스의 SCTP(Stream Control Transmission Protocol) 패킷 및 GTP(General Packet Radio Service Tunneling Protocol) 패킷을 송수신할 수 있다.

또한, 5G 특화망 기지국(230)은 5G 특화망 코어 장치(410)와의 연결성을 확인하기 위해 주기적으로 하트비트(Heartbeat) 메시지를 송신하고, 5G 특화망 코어 장치(410)는 하트비트 메시지의 정상 수신을 알리는 응답(Acknowledge) 메시지를 5G 특화망 기지국(230)에게 회신한다. 이러한 하트비트 메시지의 송신 및 응답 메시지의 수신 과정이 정상적으로 이루어지지 않으면, 5G 특화망 기지국(230)은 셧다운(Shutdown) 상태로 진입한다. 셧다운 상태에서 5G 특화망 기지국(230)은 5G 특화망 단말(100)과의 연결을 모두 해제하고 RF(Radio Frequency) 신호를 차단한다.

그런데, 5G 특화망 기지국(230)의 백홀망은 상용망(300), 즉, 무선망이므로, 무선망 특성상 망 연결이 불안정해질 가능성이 높다. 이로 인해 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 간의 하트비트 메시지/응답 메시지 송수신을 위한 소켓 연결이 불안정해질 수 있으며, 이때, 셧다운이 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 코어 에이전트(330)는 상용망 단말(210)이 연결된 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 메시지를 탭핑하여 사전에 정해진 시그널링 메시지가 송수신되는지 모니터링한다. 예컨대, 코어 에이전트(330)는 핸드오버 요청 메시지 등과 같이 망 연결 이슈, 핸드오버 완료 메시지 등과 같이 망 연결 이슈 해소와 관련된 시그널링 메시지가 송수신되는지 모니터링할 수 있다.

사전에 정해진 시그널링 메시지가 검출되면, 코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)에게 버퍼링 시작 명령을 전송하고, 기지국 에이전트(220)와 코어 에이전트(330)는 업링크 데이터/다운링크 데이터 버퍼링 및 하트비트 연결 동작을 수행할 수 있다.

코어 에이전트(330)는 망 연결 이슈 해소와 관련된 시그널링 메시지가 검출되면, 기지국 에이전트(220)에게 버퍼링 중단 명령을 전송하고, 코어 에이전트(330)와 기지국 에이전트(220)는 업링크 데이터/다운링크 데이터 버퍼링과 하트비트 연결 동작을 종료할 수 있다.

기지국 에이전트(220)는 업링크/다운링크 데이터의 인캡슐레이션/디캡슐레이션 기능을 포함하며, 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 간 N2, N3 인터페이스 상에서 송수신되는 SCTP, GTP 패킷의 소스(Source)/목적지(Destination) IP 주소를 변환한다.

또한, 핸드오버 등 연결성/이동성 프로시져(Procedure)의 발생과 종료에 따른 코어 에이전트(330)의 시그널에 맞추어 맞춰 5G 특화망 기지국(230)에서 발생하는 패킷의 버퍼링을 담당하고, 하트비트 패킷을 주기적으로 생성하여 5G 특화망 기지국에 전달함으로써 셧다운(Shutdown) 발생을 막는다.

코어 에이전트(330)는 업링크/다운링크 데이터의 인캡슐레이션/디캡슐레이션 기능을 포함하며, 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410) 간 N2, N3 인터페이스 상에서 송수신되는 SCTP, GTP(General Packet Radio Service Tunnelling Protocol) 데이터의 소스(Source)/목적지(Destination) IP 주소를 변환한다.

또한, 상용망 기지국(310)와 상용망 코어 장치(320) 간의 시그널링 신호를 탭핑(Tapping) 및 패킷 버퍼링을 지원한다.

이를 통해 핸드오버(Handover) 등의 상용망 단말(210)의 연결성 및 이동성 관련 정보를 모니터링한 뒤, 해당 상황 발생과 종료시에 기지국 에이전트(220)의 패킷 버퍼링 시그널을 전송하고 5G 특화망 코어 장치(410)의 패킷 버퍼링 및 하트비트 패킷을 생성하여 5G 특화망 코어 장치(410)와 5G 특화망 기지국(230) 간의 셧다운 발생을 막는다. 연결성 및 이동성 상황 종료 후에는 기지국 에이전트(220)에게 상황 종료 시그널과 버퍼링된 패킷을 전달한 뒤, 버퍼링을 종료한다.

5G 특화망 기지국(230)은 5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말(100)과 무선으로 통신하고, 상용망(300)을 통해 5G 특화망 코어망(400)에 접속하여 5G 특화망 업링크(Uplink) 데이터 및 다운링크(Downlink) 데이터를 송수신한다. 5G 특화망 기지국(230)은 일반적으로 알려진 기지국 기능을 동일하게 수행하나, 상용망(300)과 비교할 때 사용하는 주파수가 다르고 모듈 형태로 구현되는 점에서 차이가 있다.

상용망 단말(210)은 5G 특화망 기지국(230)을 상용망(300)에 연결시키는 기능을 수행한다. 상용망 단말(210)은 5G 특화망 기지국(230)로부터 수신되는 업링크 데이터를 상용망(300)으로 전송하고, 상용망(300)으로부터 수신되는 다운링크 데이터를 5G 특화망 기지국(230)로 전송한다. 이때, 전송은 단순 스위칭이다.

도 2는 한 실시예에 따른 기지국 에이전트과 상용망 단말의 연동 동작을 설명하는 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 상용망 단말(210)은 기지국 에이전트 MAC 주소를 저장한다(S101).

상용망 단말(210)은 상용망(300)으로부터 IP 주소를 할당받는다(S102).

상용망 단말(210)은 마스터 APN IP 주소를 사용하여 상용망(300)에 접속한다(S103).

상용망 단말(210)은 서브 APN IP 주소를 IP 패스쓰루용으로 할당한다(S104).

상용망 단말(210)은 기지국 에이전트(220)로부터 DHCP 요청이 수신(S105)되면, DHCP 요청으로부터 기지국 에이전트(220)의 MAC 주소를 확인한다(S106).

S106에서 확인한 MAC 주소가 S101에서 저장한 MAC 주소이면, 상용망 단말(210)은 서브 APN IP 주소를 할당 IP 주소로 포함하는 DHCP 응답을 기지국 에이전트(220)에게 전송한다(S107).

기지국 에이전트(220)는 S107에서 수신한 서브 APN IP 주소를 WAN IP 주소로 설정한다(S108).

상용망 단말(210)은 IP 패스쓰루로 설정된 서브 APN IP 주소를 사용하는 업링크/다운링크 데이터에 대해 단순 스위칭을 수행한다. 즉, 상용망 단말(210)은 기지국 에이전트(220)로부터 수신한 업링크 데이터를 상용망(300)으로 단순 스위칭하고, 상용망(300)으로부터 수신한 다운링크 데이터를 기지국 에이전트(220)로 단순 스위칭한다(S109, S110, S111, S112, S113).

도 3은 한 실시예에 따른 상용망 백홀 기반 5G 특화망 E2E(End to End) 구조를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)과 STCP(Stream Control Transmission Protocol) 소켓으로 연결된다.

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)와 STCP 소켓으로 연결된다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)와 터널링 세션을 통해 연결된다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)와 상용망 단말(210), 상용망 기지국(310) 및 상용망 코어 장치(320)를 통해 상용망 기반의 터널링을 형성한다.

터널링을 통해 상용단말의 이동성이 발생할시, 기지국과 코어 에이전트는 터널링을 재생성하여 기지국 에이전트(220) 및 코어 에이전트(330) 간의 연결성을 유지한다. 터널링을 통해 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 각자 지정된 IP 대역폭을 활용하면서도 안정적인 라우팅을 유지할 수 있다. 즉, 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 고정 IP를 유지하기에 동적 라우팅이 필요가 없다. 일반적으로 기지국과 코어 장치는 유선 폐쇄망에 존재하므로 IP 주소를 사전 지정해두어야 하며, DHCP와 같이 자동으로 할당되는 형식이 아니다. 위 방법을 통해 고정된 IP 주소로 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)가 운용될 수 있다.

도 4는 한 실시예에 따른 5G 특화망 업링크(Uplink) 데이터의 터널링 전송 흐름을 나타낸다.

도 4를 참조하면, 5G 특화망 기지국(230)은 업링크 데이터를 기지국 에이전트(220)에게 전송한다. 이때, 전송한 업링크 데이터는 터널링 데이터와 구분하기 위해 내부 데이터로 호칭한다.

내부 데이터는 소스 IP 주소가 5G 특화망 기지국 IP 주소로 설정되고, 목적지 IP 주소는 5G 특화망 코어 장치 IP 주소로 설정된다.

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)으로부터 수신한 업링크 데이터에 인캡슐레이션을 수행한다. 즉, 기지국 에이전트(220)는 업링크 데이터의 소스 IP 주소를 기지국 에이전트(220)의 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 코어 에이전트 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 내부 데이터에 추가한다. 기지국 에이전트(220)는 터널링 헤더가 추가된 업링크 데이터를 코어 에이전트(330)로 라우팅한다.

코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)로부터 수신한 업링크 데이터에 디캡슐레이션을 수행한다. 즉, 코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)로부터 수신한 업링크 데이터에서 터널링 헤더를 제거하고, 내부 데이터만 5G 특화망 코어 장치(410)로 라우팅한다.

도 5는 한 실시예에 따른 5G 특화망 다운링크(Downlink) 데이터의 터널링 전송 흐름을 나타낸다.

도 5를 참조하면, 5G 특화망 코어 장치(410)는 다운링크 데이터를 코어 에이전트(330)에게 전송한다. 이때, 전송한 다운링크 데이터는 터널링 데이터와 구분하기 위해 내부 데이터로 호칭한다.

내부 데이터는 소스 IP 주소가 5G 특화망 코어 장치 IP 주소로 설정되고, 목적지 IP 주소는 5G 특화망 기지국 IP 주소로 설정된다.

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 수신한 다운링크 데이터에 인캡슐레이션을 수행한다. 즉, 코어 에이전트(330)는 다운링크 데이터의 소스 IP 주소를 코어 에이전트(330)의 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 기지국 에이전트(220)의 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 내부 데이터에 추가한다. 코어 에이전트(330)는 터널링 헤더가 추가된 다운링크 데이터를 기지국 에이전트(220)로 라우팅한다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)로부터 수신한 다운링크 데이터에 디캡슐레이션을 수행한다. 즉, 기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)로부터 수신한 다운링크 데이터에서 터널링 헤더를 제거하고, 내부 데이터만 5G 특화망 기지국(230)으로 라우팅한다.

도 6은 한 실시예에 따른 5G 특화망 접속 및 데이터 송수신 과정을 설명하는 흐름도로서, 최초 연결 E2E(End to End) 콜 플로우(Call Flow)를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 상용망 단말(210)이 상용망 기지국(310) 및 상용망 코어 장치(320)와 연결되어 3GPP 표준을 따르는 단말 어태치 절차를 수행한다(S201). 단말 어태치 절차는 5G 표준 절차에 해당하므로, 자세한 설명은 생략한다.

상용망 단말(210)은 단말 어태치 절차를 진행하면서, 상용망 코어 장치(320)로부터 서브 APN IP 주소 할당을 요청하여 수신한다(S202). S202는 S201 뒤에 수행되는 것으로 도시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, S202는 S201 과정에 포함된다.

상용망 단말(210)은 서브 APN IP 주소를 IP 패스쓰루 방식으로 기지국 에이전트(220)에 설정한다(S203). S203는 도 2에서 설명한 바와 동일하다.

상용망 단말(210)과 상용망 코어 장치(320) 간에 서브 APN에 해당하는 IP 주소 할당에 대해서는 사전에 설정되어 있다.

기지국 에이전트(220)는 S203을 통해 할당받은 서브 APN IP 주소를 사용하여 코어 에이전트(330)와 터널링 생성 절차를 진행한다(S204). 터널링 생성 절차는 널리 알려진 터널링 생성 절차가 사용될 수 있다.

기지국 에이전트(220)와 코어 에이전트(330) 간의 터널링이 생성(S204) 되면, 백홀과 상관없이 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어망(400)을 위한 모바일 네트워크를 오버레이 형태로 구성할 수 있다. 즉, 5G 특화망 기지국(230)은 기지국 에이전트(220)를 기본 게이트웨이로 하여 5G 특화망 코어 장치(410)에게 기지국 셋업 요청 메시지를 전달한다.

5G 특화망 기지국(230)은 기지국 셋업 요청 메시지를 기지국 에이전트(220)에게 전송한다(S205). 이때, 기지국 셋업 요청 메시지의 목적지 주소가 5G 특화망 코어 장치(410)의 IP 주소로 설정되어 있다.

기지국 에이전트(220)는 기지국 셋업 요청 메시지를 인캡슐레이션(Encapsulation) 처리(S206)하여 코어 에이전트(330)에게 터널링을 통해 전송한다(S207).

코어 에이전트(330)는 S207에서 수신한 기지국 셋업 요청 메시지를 디캡슐레이션(Decapsulation) 처리(S208)하여 5G 특화망 코어 장치(410)에게 전달한다(S209).

5G 특화망 코어 장치(410)는 기지국 셋업 응답 메시지를 생성하여 코어 에이전트(330)에게 전송한다(S210). 이때, 기지국 셋업 응답 메시지의 목적지 IP 주소는 5G 특화망 기지국(230)로 설정된다.

코어 에이전트(330)는 S210에서 수신한 기지국 셋업 응답 메시지에 인캡슐레이션 처리(S211)를 하고, 터널링을 통해 기지국 에이전트(220)에게 전송한다(S212).

기지국 에이전트(220)는 S212에서 수신한 기지국 셋업 응답 메시지에 디캡슐레이션 처리를 한다(S213).

기지국 에이전트(220)는 디캡슐레이션 처리한 기지국 셋업 응답 메시지를 5G 특화망 기지국(230)로 전송한다(S214).

S205 ~ S214 절차를 통해 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 연결되고, 5G 특화망 기지국(230)은 5G 특화망 단말(100)을 수용할 수 있는 상태가 된다.

5G 특화망 단말(100)은 5G 특화망 기지국(230)에 접속하여 5G 특화망 코어 장치(410)와 단말 어태치 절차를 수행한다(S215). S215의 단말 어태치 절차는 S201의 단말 어태치 절차와 동일하다. 예컨대, 3GPP TS 23.502 4.2.2.2 Registration procedures일 수 있다.

S215의 단말 어태치 절차가 완료되면, 5G 특화망 단말(100)의 데이터는 기지국 셋업 메시지의 경우와 동일하게 기지국 에이전트(220)와 코어 에이전트(330)의 인캡슐레이션/디캡슐레이션 및 터널링 처리를 통해 5G 특화망 코어 장치(410)까지 전달되어 외부 목적지까지 전달된다(S216, S217, S218, S219, S220). S216, S217, S218, S219, S220은 도 4 및 도 5에서 설명한 터널링 전송 흐름과 동일하다.

도 7은 한 실시예에 따른 5G 특화망 데이터 버퍼링 및 하트비트(Heartbeat) 백업 과정을 설명하는 흐름도로서, 단말 연결성/이동성 프로시져(Procedure) 발생/해제시 E2E 콜 플로우를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 연결 상태에서의 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 하트비트(HeartBeat) 메시지와 응답(Heartbeat Ack) 메시지로 서로 간의 연결 상태를 확인한다. 5G 특화망 기지국(230)과 5G 특화망 코어 장치(410)는 기지국 에이전트(220), 상용망 단말(210), 상용망 기지국(310), 상용망 코어 장치(320), 코어 에이전트(330)를 통해 연결되지만 터널링이 설정되어 있어 직접 연결된 것처럼 유지될 수 있다.

5G 특화망 기지국(230)은 주기적으로 하트비트 메시지를 5G 특화망 코어 장치(410)에게 전송한다(S301).

5G 특화망 코어 장치(410)는 주기적으로 수신되는 하트비트 메시지에 대한 응답 메시지를 전송한다(S302).

코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 이동성/연결성 발생 관련 시그널링 데이터를 검출한다(S303).

상용망 단말(210)의 연결성/이동성 Procedure, 예컨대, 핸드오버가 발생하면 S303에서 핸드오버 관련 메시지가 검출된다.

코어 에이전트(330)는 해당 시그널링 메시지, 예컨대, 핸드오버 관련 메시지를 탭핑(S303)하여 곧 상용망 단말(210)의 핸드오버 절차가 시작됨을 인지한다. 이 과정에서, 코어 에이전트(330)와 기지국 에이전트(220) 간의 터널링 세션은 해제될 수 있다.

코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)에게 버퍼링 시작 명령을 전송한다(S304).

코어 에이전트(330)와 기지국 에이전트(220)는 버퍼링 시작을 설정한다(S305, S306).

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 단말(100)이 전송(S307)한 업링크 데이터를 5G 특화망 기지국(230)로부터 수신(S308)하면, 버퍼링한다(S309).

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 수신하는 다운링크 데이터(S310)를 버퍼링한다(S311).

5G 특화망 기지국(230)로부터 하트비트 메시지가 주기적으로 수신(S312)되면, 기지국 에이전트(220)는 응답 메시지를 전송한다(S313). 이때, S312와 S313은 S301와 S302와 동일하며, 다만, 기지국 에이전트(220)가 5G 특화망 코어 장치(410)를 대신하여 처리한다.

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 기지국(230)을 대신하여 주기적으로 하트비트 메시지를 5G 특화망 코어 장치(410)에게 전송(S314)하고, 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 응답 메시지를 수신한다(S315). 이때, S314와 S315는 S301와 S302와 동일하며, 다만, 코어 에이전트(330)가 5G 특화망 기지국(230)을 대신하여 처리한다.

이와 같이, S309 ~ S315의 절차를 통해 상용망 단말(210)의 연결 상태가 변화하더라도, 5G 특화망 코어 장치(410)와 5G 특화망 기지국(230) 간의 연결성은 유지될 수 있다.

코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 이동성/연결성 완료 관련 시그널링 데이터를 검출한다(S316). 예컨대, 이동성/연결성 완료 관련 시그널링 데이터는 핸드오버 완료 메시지가 될 수 있다.

코어 에이전트(330)는 핸드오버 완료 메시지가 검출되면, 상용망 단말(210)의 연결성/이동성 Procedure가 완료된 것을 확인할 수 있다.

이때, 상용망 단말(210)의 이동성/연결성 절차에 따라 기지국 에이전트(220)와 코어 에이전트(330) 간 터널링 연결이 해제될 수 있다. 이 경우, 터널링 생성 절차가 이루어질 수 있다(S317).

코어 에이전트(330)는 S316에서 이동성/연결성 완료 관련 시그널링 데이터가 검출되고, S317의 터널링 생성 절차가 완료되면 기지국 에이전트(220)에게 버퍼링 중단 명령을 전송한다(S318).

코어 에이전트(330)와 기지국 에이전트(220)는 버퍼링 중단 설정을 한다(S319, S320).

기지국 에이전트(220)는 S309에서 버퍼링된 업링크 데이터를 코어 에이전트(330)에게 전송한다(S321).

코어 에이전트(330)는 S321에서 수신한 업링크 데이터를 5G 특화망 코어 장치(410)에게 전송한다(S322).

코어 에이전트(330)는 S311에서 버퍼링된 다운링크 데이터를 기지국 에이전트(220)에게 전송한다(S323).

기지국 에이전트(220)는 S323에서 수신한 버퍼링된 다운링크 데이터를 5G 특화망 기지국(230)에게 전송한다(S324).

5G 특화망 기지국(230)은 S324에서 수신한 버퍼링된 다운링크 데이터를 5G 특화망 단말(100)에게 전송한다(S325).

S321 ~ S325는 도 4 및 도 5에서 설명한 터널링 전송 흐름과 동일하다.

도 8은 한 실시예에 따른 기지국 에이전트의 동작을 나타낸 순서도로서, 도 1 ~ 도 7에서 설명한 기지국 에이전트(220)의 동작을 설명한다.

도 8을 참고하면, 기지국 에이전트(220)는 상용망 단말(210)로부터 IP-Passthrough를 통해 서브-APN IP 주소를 수신하여 백홀 통신을 위한 IP 주소로 설정한다(S401).

기지국 에이전트(220)는 서브-APN IP 주소를 사용하여 코어 에이전트(330)와 터널링을 생성한다(S402). 터널링은 PPTP(Point-to-Point Tunneling Protocol), L2TP(Layer 2 Tunneling Protocol) 등 운용자의 환경 설정에 따라 활용될 수 있다.

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 데이터의 터널링 송수신을 제어한다(S403). S403은 도 4 및 도 5에서 설명한 터널링 전송 흐름을 제어한다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)의 시그널 수신 상태에서 코어 에이전트(330)로부터 버퍼링 시작 명령을 수신한다(S404).

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국(230)로부터 수신되는 업링크 데이터를 버퍼링한다(S405). 즉, 기지국 에이전트(220)는 버퍼링 시작 명령이 수신되면, 업링크 데이터를 상용망 단말(210)로 라우팅하지 않고 버퍼링한다(S405).

기지국 에이전트(220)는 5G 특화망 기지국으로부터로부터 주기적으로 수신되는 하트비트 메시지에 대한 응답 메시지를 5G 특화망 코어 장치(410)를 대신하여 리턴(S406)함으로써, 5G 특화망 기지국(230)이 셧다운(Shutdown) 되는 것을 방지한다.

기지국 에이전트(220)는 코어 에이전트(330)로부터 버퍼링 중단 명령을 수신한다(S407).

기지국 에이전트(220)는 상용망 단말(210)의 서브 APN IP 주소를 확인(S408)하여 S401에서 설정한 서브 APN IP 주소와 일치하는지 판단한다(S409).

기지국 에이전트(220)는 S409에서 불일치하면, 서브 APN IP 주소의 재할당이 이루어졌으므로, 상용망 단말(210)로부터 IP-패스쓰루를 통해 서브-APN IP 주소를 수신하여 재설정한다(S410).

기지국 에이전트(220)는 S410에서 재설정한 서브-APN IP 주소 또는 S401에서 설정한 서브-APN IP 주소를 사용하여 코어 에이전트(330)와 터널링을 재생성한다(S411). 즉, 상용망 단말(210)의 세션 연결 상태 변화로 인해 서브 APN IP 주소가 변경되면, 서브 APN IP 주소를 상용망 단말(210)로부터 재설정하고, 터널링을 재생성한다.

기지국 에이전트(220)는 S407의 버퍼링 중단 명령에 따라 버퍼링을 종료하고, 5G 특화망 데이터의 터널링 송수신을 제어한다(S412). 즉, 기지국 에이전트(220)는 버퍼링 중단 명령이 수신되면, 버퍼링된 업링크 데이터를 코어 에이전트(330)로 전송한다(S412). S412는 도 7의 S321에 해당한다. 기지국 에이전트(220)는 버퍼큐(Queue)에 저장된 업링크 데이터를 순차적으로 전송한다. 그러면, 버퍼링된 업링크 데이터는 코어 에이전트(330)를 통해 5G 특화망 코어 장치(410)로 전송한다.

도 9는 한 실시예에 따른 코어 에이전트의 동작을 나타낸 순서도이다.

도 9를 참조하면, 코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 데이터를 탭핑하여 모니터링(S501)하다가 어태치 관련 데이터가 검출되는지 판단한다(S502).

어태치 관련 데이터가 검출되지 않으면, S501을 반복한다.

어태치 관련 데이터가 검출되면, 코어 에이전트(330)는 상용망 단말(210)의 서브-APN IP 주소를 사용하는 기지국 에이전트(220)와 터널링을 생성한다(S503).

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 데이터의 터널링 송수신을 제어한다(S504). S504는 도 4 및 도 5에서 설명한 터널링 전송 흐름을 제어한다.

코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 N2 인터페이스 데이터를 탭핑하여 모니터링(S505)하다가 기지국 에이전트 연결 해제 관련 시그널링 데이터가 검출되는지 또는 이동성/연결성 발생 관련 시그널링 데이터가 검출되는지 판단한다(S506).

S506에서 기지국 에이전트 연결 해제 관련 시그널링 데이터가 검출되면, 코어 에이전트(330)는 기지국 에이전트(220)와 연결을 해제한다(S507).

코어 에이전트(330)는 이동성/연결성 발생 관련 시그널링 데이터가 검출되면, 기지국 에이전트(220)에게 버퍼링 시작 명령을 전송한다(S508).

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)로부터 수신되는 다운링크 데이터를 버퍼링한다(S509).

코어 에이전트(330)는 5G 특화망 코어 장치(410)에게 기지국 에이전트(220)를 대신하여 하트비트 메시지를 주기적으로 전송한다(S510).

코어 에이전트(330)는 상용망 기지국(310)과 상용망 코어 장치(320) 간에 송수신되는 N2 인터페이스 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가(S511) 이동성/연결성 완료 관련 시그널링 데이터가 검출되는지 판단한다(S512).

코어 에이전트(330)는 이동성/연결성 관련 시그널링 데이터가 아니면 S509 단계를 유지한다. 반면, 이동성/연결성 관련 시그널링 데이터가 검출되면, 기지국 에이전트(220)와 터널링을 재생성(S513)하고, 버퍼링을 종료하며 5G 특화망 데이터의 터널링 송수신을 제어한다(S514). S514는 S504와 동일하다.

코어 에이전트(330)는 버퍼큐(Queue)에 저장된 다운링크 데이터를 순차적으로 전송한다.

한편, 도 10은 한 실시예에 따른 컴퓨팅 장치의 하드웨어 구성을 나타낸 블록도이다.

도 10을 참조하면, 도 1 ~ 도 9에서 설명한 5G 특화망 단말(100), 상용망 단말(210), 기지국 에이전트(220), 5G 특화망 기지국(230), 상용망 기지국(310), 상용망 코어 장치(320), 코어 에이전트(330), 5G 특화망 코어 장치(410)는 컴퓨팅 장치(500)로 구현될 수 있으며, 컴퓨팅 장치(500)는 적어도 하나의 프로세서(510), 프로세서(510)에 의하여 수행되는 컴퓨터 프로그램을 로드하는 메모리(520), 컴퓨터 프로그램 및 각종 데이터를 저장하는 스토리지(530), 통신 장치(540), 그리고 이들을 연결하는 버스(550)를 포함할 수 있다. 이외에도, 컴퓨팅 장치(500)는 다양한 구성 요소가 더 포함될 수 있다.

프로세서(510)는 컴퓨팅 장치(500)의 동작을 제어하는 장치로서, 컴퓨터 프로그램에 포함된 명령어들을 처리하는 다양한 형태의 프로세서일 수 있고, 예를 들면, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro Processor Unit), MCU(Micro Controller Unit), GPU(Graphic Processing Unit) 또는 본 개시의 기술 분야에 잘 알려진 임의의 형태의 프로세서 중 적어도 하나를 포함하여 구성될 수 있다.

메모리(520)는 각종 데이터, 명령 및/또는 정보를 저장한다. 메모리(520)는 본 개시의 동작을 실행하도록 기술된 명령어들이 프로세서(510)에 의해 처리되도록 해당 컴퓨터 프로그램을 스토리지(530)로부터 로드할 수 있다. 메모리(520)는 예를 들면, ROM(read only memory), RAM(random access memory) 등 일 수 있다.

스토리지(530)는 컴퓨터 프로그램, 각종 데이터를 비임시적으로 저장할 수 있다. 스토리지(530)는 ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리 등과 같은 비휘발성 메모리, 하드 디스크, 착탈형 디스크, 또는 본 개시가 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하여 구성될 수 있다.

통신 장치(540)는 유/무선 통신을 지원하는 유/무선 통신 모듈일 수 있다.

버스(550)는 컴퓨팅 장치(500)의 구성 요소 간 통신 기능을 제공한다.

컴퓨터 프로그램은, 프로세서(510)에 의해 실행되는 명령어들(instructions)을 포함하고, 비일시적-컴퓨터 판독가능 저장매체(non-transitory computer readable storage medium)에 저장되며, 명령어들은 프로세서(510)가 본 개시의 동작을 실행하도록 만든다.

이상에서 설명한 본 개시의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 개시의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 개시의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 개시의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 개시의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 개시의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국,
상기 5G 특화망 주파수와 다른 상용망 주파수를 사용하여 상기 상용망과 무선으로 통신하고, 유선으로 연결된 상기 5G 특화망 기지국이 상용망에 연결된 5G 특화망 코어 장치와 데이터를 송수신하도록 상용망과 백홀을 형성하는 상용망 통신 장치, 그리고
상기 5G 특화망 기지국과 상기 상용망 통신 장치 사이에 인라인으로 연결되고, 상기 상용망 통신 장치로부터 할당받은 상기 상용망 통신 장치의 특정 IP 주소를 사용하여 상기 5G 특화망 기지국과 상기 5G 특화망 코어 장치 간의 데이터 송수신을 위한 라우팅 경로를 설정하는 기지국 에이전트
를 포함하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제1항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 상용망과 상기 5G 특화망 코어 장치 사이에 연결된 코어 에이전트와 상기 특정 IP 주소를 사용하는 터널링을 생성하고,
상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신한 데이터를 상기 터널링을 통해 상기 코어 에이전트로 라우팅하고 상기 코어 에이전트로부터 수신한 데이터를 상기 5G 특화망 기지국으로로 라우팅하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제1항에서,
상기 상용망 단말은,
복수개의 APN(Access Point Name) 중에서 사전 설정된 특정 APN에 대한 공인 IP 주소를 상기 상용망으로부터 할당받고,
할당받은 상기 특정 APN에 대한 공인 IP 주소를 IP 패스쓰루(Passthrough) 설정 기능을 통해 상기 기지국 에이전트의 WAN(Wide Area Network) IP 주소로 설정하며,
상기 특정 IP 주소를 소스 IP 주소 또는 목적지 IP 주소로 설정한 데이터가 수신되면 목적지 IP 주소로 데이터 포워딩을 수행하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제1항에서,
상기 기지국 에이전트는,
소스 IP 주소를 상기 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트의 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 생성하고, 상기 터널링 헤더를 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신하는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터에 추가하여 라우팅하고,
상기 5G 특화망 코어 장치로부터 수신한 상기 5G 특화망 단말의 다운링크 데이터로부터 소스 IP 주소가 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정되고 목적지 IP 주소가 상기 기지국 에이전트로 설정된 터널링 헤더를 제거하고, 터널링 헤더가 제거된 다운링크 데이터를 상기 5G 특화망 기지국으로로 라우팅하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제1항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트로부터 버퍼링 시작 명령을 수신하여 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신되는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 상기 상용망 단말로 라우팅하지 않고 버퍼링하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제5항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 코어 에이전트로부터 버퍼링 중단 명령을 수신하여 버퍼링된 업링크 데이터를 상기 코어 에이전트로 전송하고,
상기 버퍼링된 업링크 데이터는,
상기 코어 에이전트에 의해 상기 5G 특화망 코어 장치로 전달되는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제6항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 버퍼링 중단 명령을 수신하기 전에, 상기 상용망 단말과 상기 상용망 간의 세션 변경으로 인해 상기 코어 에이전트와 5G 특화망 데이터를 송수신하기 위한 터널링을 재생성하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제5항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 버퍼링 시작 명령을 수신한 경우, 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 주기적으로 수신하는 하트비트(Heartbeat) 메시지에 대해 상기 5G 특화망 코어 장치를 대신하여 주기적으로 응답 메시지를 회신하는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제5항에서,
상기 기지국 에이전트는,
상기 코어 에이전트와 터널링 세션을 통해 연결되고, 상기 5G 특화망 기지국과 STCP(Stream Control Transmission Protocol) 소켓으로 연결되는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
제1항에서,
상기 상용망 단말, 상기 기지국 에이전트, 상기 5G 특화망 기지국은,
유선으로 서로 연결되고, 전원 공급 수단이 구비된 이동이 가능한 형태의 본체에 패키지형으로 탑재되는, 상용망 연동형 기지국 시스템.
적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 기지국 에이전트의 동작 방법으로서,
상용망 주파수를 사용하여 상용망과 무선으로 통신하는 상용망 단말로부터 IP 패스쓰루(Passthrough) 모드에서 공인 IP 주소를 할당 받는 단계,
5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국으로부터로부터 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 수신하는 단계, 그리고
상기 업링크 데이터를 상기 공인 IP 주소를 사용하여 상기 상용망에 접속된 5G 특화망 코어 장치에게 라우팅하는 단계
를 포함하는, 방법.
제11항에서,
상기 할당받는 단계와 상기 수신하는 단계 사이에,
상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상용망에 위치하는 코어 에이전트와 상기 공인 IP 주소를 사용하여 터널링을 생성하는 단계를 더 포함하고,
상기 라우팅하는 단계는,
상기 업링크 데이터의 소스 IP 주소를 상기 공인 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 생성하고, 상기 터널링 헤더를 추가한 업링크 데이터를 라우팅하는, 방법.
제11항에서,
상기 라우팅하는 단계 이후,
상기 5G 특화망 코어 장치에 연결되고 상기 상용망에 위치하는 코어 에이전트로부터 버퍼링 시작 명령을 수신하는 단계, 그리고
상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 수신되는 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 상기 상용망 단말로 라우팅하지 않고 버퍼링하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제13항에서,
상기 버퍼링하는 단계 이후,
상기 코어 에이전트로부터 버퍼링 중단 명령을 수신하는 단계, 그리고
버퍼링된 업링크 데이터를 상기 코어 에이전트로 전송하는 단계를 더 포함하고,
상기 버퍼링된 업링크 데이터는,
상기 코어 에이전트에 의해 상기 5G 특화망 코어 장치로 전달되는, 방법.
제13항에서,
상기 버퍼링 시작 명령을 수신하는 단계 이후,
상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 주기적으로 하트비트(Heartbeat) 메시지를 수신하는 단계, 그리고
상기 5G 특화망 코어 장치를 대신하여 상기 하트비트 메시지에 대해 주기적으로 응답 메시지를 회신하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
적어도 하나의 프로세서에 의해 동작하는 코어 에이전트의 동작 방법으로서,
5G 특화망 주파수를 사용하여 5G 특화망 단말과 무선으로 통신하는 5G 특화망 기지국에 연결되고 상용망에서 할당 받은 공인 IP 주소를 사용하는 기지국 에이전트와 상기 상용망을 통해 터널링을 생성하는 단계,
상기 터널링을 통해 상기 5G 특화망 기지국으로부터로부터 상기 5G 특화망 단말의 업링크 데이터를 수신하는 단계, 그리고
상기 업링크 데이터를 5G 특화망 코어 장치에게 라우팅하는 단계를 포함하고,
상기 코어 에이전트는,
상기 상용망과 상용망 주파수를 사용하여 무선으로 통신하는 상용망 단말을 통해 상기 기지국 에이전트와 터널링을 생성하는, 방법.
제16항에서,
상기 라우팅하는 단계 이후,
상기 5G 특화망 코어 장치로부터 상기 5G 특화망 단말의 다운링크 데이터를 수신하고, 소스 IP 주소를 상기 코어 에이전트의 IP 주소로 설정하고 목적지 IP 주소를 상기 기지국 에이전트의 공인 IP 주소로 설정한 터널링 헤더를 상기 다운링크 데이터에 추가하며, 터널링 헤더가 추가된 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트로 라우팅하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제16항에서,
상기 라우팅하는 단계 이후,
상용망 기지국과 상용망 코어 장치 간에 송수신하는 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 상기 상용망 기지국에 연결된 상용망 단말의 연결 상태 변화와 관련된 시그널링 데이터를 감지하는 단계,
상기 기지국 에이전트에게 버퍼링 시작 명령을 전송하는 단계, 그리고
5G 특화망 코어 장치로부터 수신되는 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트에게 전송하지 않고 버퍼링하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제18항에서,
상기 버퍼링하는 단계 이후,
상기 시그널링 데이터를 탭핑하여 모니터링하다가 상기 상용망 기지국에 연결된 상용망 단말의 연결 절차 완료와 관련된 시그널링 데이터를 감지하는 단계,
버퍼링 중단 명령을 상기 기지국 에이전트에게 전송하는 단계, 그리고
버퍼링된 다운링크 데이터를 상기 기지국 에이전트에게 전송하는 단계
를 더 포함하는, 방법.
제16항에서,
상기 버퍼링 시작 명령을 전송하는 단계 이후,
상기 5G 특화망 기지국을 대신하여 주기적으로 하트비트(Heartbeat) 메시지를 상기 5G 특화망 코어 장치에게 전송하는 단계, 그리고
상기 5G 특화망 코어 장치로부터 상기 하트비트 메시지에 대해 주기적으로 응답 메시지를 수신하는 단계
를 더 포함하는, 방법.