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KR100818555B1 - 이동통신 시스템의 티시피아이피 통신에서 지연 관리장치및 방법 - Google Patents

이동통신 시스템의 티시피아이피 통신에서 지연 관리장치및 방법 Download PDF

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KR100818555B1
KR100818555B1 KR1020060010381A KR20060010381A KR100818555B1 KR 100818555 B1 KR100818555 B1 KR 100818555B1 KR 1020060010381 A KR1020060010381 A KR 1020060010381A KR 20060010381 A KR20060010381 A KR 20060010381A KR 100818555 B1 KR100818555 B1 KR 100818555B1
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 TCP/IP 통신 지연관리에 관한 것으로, 이 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 제어국의 방법에 있어서 이동통신 단말기와 통신 중 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작한다고 판단한 경우, 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 전송하는 과정과,상기 지연을 발생시키지 않고 상기 이동통신 단말기로 패킷을 전송하는 과정 중에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 경우 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 전송하는 과정을 포함하는 것으로, 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기가 TCP/IP통신을 수행하고 있는 동안에 핸드오버를 수행할 경우, 제어국이 상기 TCP/IP 패킷전송에 지연을 부가하지 않으므로, 핸드오버시 지나친 지연으로 인한 타임아웃발생을 줄여 처리량 감소를 방지할 수 있다. 따라서, 상기 이동통신 단말기는 핸드오버 수행시에도 안정적인 서비스를 제공받을 수 있다.
이동통신 단말기, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), 기지국, 제어국, 핸드오버. 지연.

Description

이동통신 시스템의 티시피아이피 통신에서 지연 관리장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DELAY MANAGEMENT IN TCP/IP COMMUNICATION OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 일반적인 이동통신 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 실시 예에 따른 제어국에서의 TCP 패킷 지연설정과정을 도시한 흐름도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제어국에서 이동통신 단말기의 핸드오버상태 판단시점을 도시한 도면,
본 발명은 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에 관한 것으로, 특히 상기 TCP/IP통신에서 타임아웃(Timeout)이 발생하지 않게 지연시간을 제어하여 처리량(Throughput)을 향상하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이동통신 시스템은 상용화된 이후로, 급격히 성장해왔고 현재 많은 사용자들 을 확보하고 있다. 상기 이동통신 시스템의 성장과 함께 기존의 회선방식의 이동통신 시스템이 점차 패킷방식의 이동통신 시스템으로 전환되고 있고, 현재는 상기 회선방식의 이동통신 시스템과 패킷방식의 이동통신 시스템이 사용목적에 따라 같이 사용되고 있다.
도 1은 일반적인 이동통신 시스템을 도시한 것이다.
상기 도 1을 참조하면, 상기 이동통신 시스템은 일반적으로 핵심망(140), 제어국(130), 기지국(120), 이동통신단말기(110)로 구성된다.
회선방식의 통신일 경우, 상기 이동통신 단말기(110)는 상기 기지국(120), 제어국(130), 핵심망(140)의 교환기(MSC: Mobile Switching Center)를 통해 상대 단말과 통신을 수행한다.
패킷방식의 통신일 경우, 상기 이동통신 단말기는(110)는 상기 기지국(120), 제어국(130)내의 PCF(Packet Control Function), 핵심망(140)의 PDSN(Packet Data Serving Node)를 통해 인터넷망에 접속한 후 통신을 수행한다.
상기 PDSN은 상기 인터넷망과 이동통신 망을 연결하는 라우터의 한 종류이다. 그리고 상기 PCF는 상기 제어국(130)내에 위치할 수도 있고, 구현상황에 따라 상기 제어국(130)외부에 위치할 수도 있다.
상기 패킷방식의 통신은 가상회선방식(Connection Oriented)과, 데이터그램(Connectionless Oriented)방식으로 분류할 수 있는데, 상기 가상회선방식은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)통신에서 사용하고, 상기 데이터그램방식은 UDP/IP(User Datagram Protocol/Internet Protocol)통신에서 사용하는 방식이다.
상기 TCP/IP 방식은 종단노드에서 다른 종단노드로 패킷전송시, 상기 패킷전송에 성공한 경우, 응답메시지를 전송하여 통신연결상태를 통신과정 중에 확인하는 방식이다.
만약, 상기 종단노드에서 전송한 패킷을 상기 다른 종단노드가 상기 패킷의 유실로 인해 성공적으로 수신하지 못하거나, 상기 패킷전달 중에 지연이 크게 발생하여 결과적으로 상기 다른 종단노드가 상기 패킷을 수신하지 못한 경우에는 상기 다른 종단노드가 응답메시지를 전송하지 못한다.
따라서, 상기 TCP/IP 방식에서는 상기 다른 종단노드가 응답메시지를 전송하지 못한 패킷에 대해 상기 종단노드의 TCP/IP 계층에서 타임아웃(Timeout)이 발생하고, 망폭주가 발생한 것으로 간주하여 한 번의 전송에서 전송하는 데이터의 전송량을 급격히 줄인다.
상기 이동통신 시스템에서 상기 TCP/IP 방식을 사용하고, 상기와 같이 타임아웃이 발생한 경우, 줄어든 전송량으로 인해 처리량(throughput)이 감소하여 성능이 저하되는 문제점이 있다.
특히, 상기 이동통신 시스템에서는 상기 이동통신 단말기(110)가 핸드오버를 수행할 경우에는 일반적으로 패킷전달에 지연이 크게 발생하여 타임아웃이 많이 발생한다.
기존의 방식에서는 중간노드(일반적으로 제어국)는 임의적으로 패킷을 수신하여 지연을 랜덤하게 발생시킨 후, 상기 패킷을 종단노드로 전달하는 방식을 사용 한다. 따라서, 어느 정도의 지연이 계속적으로 발생하고 이는 결과적으로 타임아웃시간을 증가시켜 전송량이 줄어드는 것을 방지한다.
하지만, 기존의 방식은 지연시간이 큰 핸드오버 과정 중에서도 지연을 발생시키기 때문에 처리량(Throughput) 감소를 방지하는 어느 정도의 타임아웃시간을 유지하는 효과 대신에 TCP/IP에서 수용하기 어려울 정도로 지연시간을 증가시키고 이로 인해 오히려 타임아웃을 발생시키는 문제점이 있다. 이는 처리량 감소로 이어져 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 TCP/IP 통신을 사용할 경우, 핸드오버 과정 중에서는 전송하는 패킷에 지연을 발생시키지 않는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 제어국의 방법에 있어서 이동통신 단말기와 통신 중 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작한다고 판단한 경우, 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 해당 이동통신 단말기로 전송하는 과정과, 상기 지연을 발생시키지 않고 상기 이동통신 단말기로 패킷을 전송하는 과정 중에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 경우 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 해당 이동통신 단말기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.0
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상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 제어국의 장치에 있어서 다른 노드와 통신하기 위한 통신 모듈과 상기 통신 모듈을 통해 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작하는 시점에 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 해당 이동통신 단말기로 전송하고, 상기 지연을 발생시키지 않고 패킷을 전송하는 과정 중에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 경우 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 해당 이동통신 단말기로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 지연 관리장치 및 방법에 대해 설명할 것이다.
도 2는 본 발명에 실시 예에 따른 제어국에서의 TCP/IP 패킷 지연설정과정을 도시한 것이다. 상기 제어국은 이동통신 단말기의 핸드오버시 지연시간의 증가로인한 처리량감소를 방지하기 위해 상기 핸드오버 과정 중에서는 패킷전달에 지연을 발생시키지 않는 방식을 사용해 처리량 감소로 인한 성능저하를 방지한다.
상기 도 2를 참조하면, 상기 제어국은 210단계에서 TCP/IP 패킷을 수신한 경우, 215단계로 진행하여 현재 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 상태여부를 검사한다.
만약, 상기 215단계에서 현재 상기 이동통신 단말기가 핸드오버 상태인 경우, 상기 수신한 TCP/IP패킷에 지연을 발생시키지 않아야 하므로 상기 제어국은 220단계로 진행하여 착신 단말기로부터 수신한 TCP/IP 패킷을 바로 상기 이동통신 단말기로 전송하거나 상기 이동통신 단말기로부터 수신한 상기 TCP/IP 패킷을 착신 단말기로 전송한다.
만약, 상기 215단계에서 현재 상태가 현재 이동통신 단말기의 상태가 핸드오버 상태가 아닌 경우, 상기 제어국은 225단계에서 수신한 TCP/IP패킷에 지연을 발생시킨 후, 상기 이동통신 단말기 또는 착신 단말기로 전송한다.
상기 이동통신 단말기가 핸드오버 상태인지 아닌지의 판단 방법은 하기 도 3에서 설명한다.
이후, 본 발명에 따른 알고리듬을 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제어국에서 이동통신 단말기의 핸드오버상태 판단시점을 도시한 것이다.
상기 도 3을 참조하면, a)시점이 상기 제어국이 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작한다고 판단하는 시점이다.
상기 a)시점에 대한 설명은 하기와 같다.
상기 이동통신 단말기가 주변 기지국의 신호세기를 감지하고 핸드오버 수행을 결정한 후, DRC메시지를 기지국#1, 기지국#2로 전송하여 핸드오버를 수행하겠다는 사실을 알린다.
상기 기지국#1은 상기 이동통신 단말기가 현재 통신중인 기지국(old BTS)이고, 기지국#2는 상기 이동통신 단말기가 핸드오버할 대상 기지국(new BTS)이다.
이후, 상기 DRC메시지를 수신한 상기 기지국#1, 기지국#2는 "ForwardStoppedInd" 메시지를 상기 제어국으로 각각 전송하여 핸드오버 진행을 요청한다.
상기 제어국은 상기 기지국#1으로부터 상기 "ForwardStoppedInd" 메시지를 수신한 시점에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작한다고 판단한다.
b)시점은 상기 제어국이 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료했다고 판 단하는 시점이다.
상기 b)시점에 대한 설명은 하기와 같다.
상기 기지국들이 "ForwardStoppedInd" 메시지를 전송한 후, 핸드오버를 수행한 상기 기지국#2의 영역에 위치하는 상기 이동통신 단말기는 상기 기지국#1을 통해 수신예정이었으나 상기 이동통신 단말기가 핸드오버로 인해 수신하지 못한 패킷과, 핸드오버 수행 후 상기 기지국#2를 통한 패킷을 수신한다.
상기 이동통신 단말기가 핸드오버 수행 후, 상기 제어국이 상기 이동통신 단말기가 상기 기지국#2를 통해 수신할 패킷을 기지국#2 방향으로 전송하는 시점이 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료했다고 판단하는 시점이다.
상기 이동통신 단말기가 상기 a)시점과 b)시점 사이의 상태에 위치할 경우, 상기 제어국은 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 수행중이라고 판단한다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기가 TCP/IP통신을 수행하고 있는 동안에 핸드오버를 수행할 경우, 제어국은 상기 TCP/IP 패킷전송에 지연을 부가하지 않으므로, 핸드오버시 지나친 지연으로 인한 타임아웃발생을 줄여 처리량 감소를 방지할 수 있다. 따라서, 상기 이동통신 단말기는 핸드오버 수행시에도 안정적인 서비스를 제공받을 수 있다.

Claims (12)

  1. 이동통신 시스템의 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 시스템에 있어서,
    상기 이동통신 단말기가 핸드오버 수행 중에는 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 부가하지 않고, 핸드오버 수행 중이 아닐 경우에 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 부가하는 제어국과,
    기지국의 신호세기를 검사하여 핸드오버를 요청하는 이동통신 단말기와,
    상기 이동통신 단말기가 전송한 핸드오버 메시지를 수신하여 상기 제어국으로 상기 이동통신 단말기의 핸드오버를 요청하는 이전 기지국과
    상기 이동통신 단말기가 핸드오버 할 새 기지국을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어국은 상기 이전 기지국으로부터 핸드오버요청을 수신한 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 시작 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어국은 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 후 핸드오버한 상기 새 기지국으로 패킷을 전송하는 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 완료시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  4. 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 방법에 있어서,
    제어국이 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 전송하는 과정과,
    상기 전송 과정 중 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 수행하는 경우, 상기 핸드오버 수행과정 중에는 상기 제어국이 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 전송하는 과정과,
    상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 후에는, 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 또는 상기 이동통신 단말기로부터 전송된 패킷에 지연을 발생시켜 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어국은 이전 기지국으로부터 핸드오버요청을 수신한 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 시작 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제어국은 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 후 핸드오버한 새 기지국으로 패킷을 전송하는 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 완료시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 제어국의 방법에 있어서,
    이동통신 단말기와 통신 중, 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작한다고 판단한 경우, 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 해당 이동통신 단말기로 전송하는 과정과,
    상기 지연을 발생시키지 않고 상기 이동통신 단말기로 패킷을 전송하는 과정 중에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 경우 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 해당 이동통신 단말기로 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기의 핸드오버 시작 판단 시점은 이전 기지국이 전송한 핸드오버요청을 상기 제어국이 수신한 시점인 것을 특징으로 하는 방법
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 이동통신 단말기의 핸드오버 완료 판단 시점은 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 후, 상기 제어국이 상기 이동통신 단말기가 핸드오버한 새 기지국으로 패킷을 전송하는 시점인 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 이동통신 시스템의 TCP/IP 통신에서 패킷전송 지연을 관리하는 제어국의 장치에 있어서,
    다른 노드와 통신하기 위한 통신 모듈과
    상기 통신 모듈을 통해 이동통신 단말기가 핸드오버를 시작하는 시점에 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시키지 않고 전송하고, 상기 지연을 발생시키지 않고 패킷을 해당 이동통신 단말기로 전송하는 과정 중에 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 경우 다시 상기 이동통신 단말기로 향하는 패킷 또는 상기 이동통신 단말기로부터 발신된 패킷에 지연을 발생시켜 해당 이동통신 단말기로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제어국은 이전 기지국으로부터 핸드오버요청을 수신한 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 시작 시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제어국은 상기 이동통신 단말기가 핸드오버를 완료한 후 핸드오버한 새 기지국으로 패킷을 전송하는 시점을 상기 이동통신 단말기의 핸드오버 완료시점이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
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