사설기지국에서 로컬 브레이크 세션을 요청하는 방법 및 장치 document_id A220623105575

최근의 무선 통신 시스템은 기본적인 음성 서비스를 제공할 뿐만 아니라, 패킷 방식의 통신 시스템을 이용하여, 데이터 서비스의 제공을 점차적으로 확대하고 있는 실정이다. 일반적으로 WCDMA를 비롯하여 데이터 서비스를 사용자에게 제공하는 무선 통신 시스템은 해당 사업자의 네트워크 망을 통하여 패킷을 전송하기 때문에, 서비스를 위한 모든 데이터는 해당 사업자의 네트워크 망으로 집중된다. 예를 들어, WCDMA를 이용하는 무선 단말기를 이용하는 사용자에게 인터넷 서비스를 제공하는 경우, 단말기로부터 기지국을 통해 수신된 패킷 데이터는 먼저 RNC(Radio Network Controller)로 전달되며, 다시 SGSN(Serving GPRS Support Node)를 통해 GGSN(Gateway GPRS Support Node)을 거쳐 IP router로 전달된다. RNC부터 GGSN 사이의 구간에서 데이터는 일반적인 IP 라우팅 방법을 따르지 않고, GTP tunnel이라는 가상의 IP 터널을 통해 전달되기 때문에 구간 내의 IP 라우터(router)는 데이터의 내용을 알 수 없다. 즉, 사용자가 접속하고자 하는 인터넷 서버의 위치에 관계없이 패킷 데이터는 무조건 사업자의 GGSN, 즉 사업자의 IP 라우터를 거치게 된다. 이러한 IP 패킷의 라우팅은 일반적인 IP 라우팅과 비교하여 매우 비효율적이다. 이러한 네트워크 구조에서는 사용자가 이용하는 데이터의 량이 증가할수록 네트워크에 집중되는 부하가 증가하게 된다. 또 다른 예로써 홈네트워킹 서비스를 들 수 있다. 또한 최근 들어 연구가 활발하게 진행되고 있는 가정용 사설 기지국(Home (e)NodeB, 이하 HNB)을 이용하면, 사용자는 자신의 단말을 이용하여 댁내의 가전 기기를 제어하거나, 단말에 저장된 음성/영상 데이터를 스크린을 통해 재생할 수 있다. 여기서 HNB는 DSL 라우터나 케이블 모뎀 등과 같은 정도의 크기로, 옥외 기지국(Macro NB)에 비하여 아주 소형인 기지국을 의미한다. 그러나 상기한 바와 같은 현재의 네트워크 구조에서는, HNB를 통해 단말로부터 수신된 모든 데이터가 사업자의 네트워크 망을 거쳐야 하기 때문에, 가정 내에서 발생된 데이터가 사업자 망을 거쳐 다시 가정 내의 네트워크로 돌아오게 되는 불합리함이 존재한다. 위와 같은 예에 있어서는 패킷 데이터가 사업자의 네트워크 망을 거쳐야 할 필요가 없음에도 불구하고 사업자의 네트워크 망을 거치게 됨에 따라 필요없는 부하가 발생하며, 비효율적인 데이터 전달 경로로 인한 전송 지연 등을 겪게 되는 문제점이 있다. 무선 통신 시스템을 이용한 패킷 데이터 서비스는 최근 들어 급증하고 있는 추세이며, 그 이용 범위도 점차 확대되고 있다. 따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 서비스에 따라서 패킷 데이터가 국지적으로 전송되기 위한 구체적인 방안이 논의되어야 한다. 도 1은 이동통신시스템(3GPP)을 기반으로, 진화된 서비스 아키텍쳐(Evolved Packet System, 이하 'EPS'라 칭함)를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, EPS는 UMTS(Universal Mobile Terrestrial System) 이동통신시스템을 기반으로 진화된 통신시스템을 말한다. SAE는 E-UTRAN(Enhanced UTRAN)(103), 이동성 관리 엔터티(Mobility Management Entity, 이하 'MME'라 함)(113), 서빙 게이트웨이(Serving Gateway, 이하 'SGW'라 함)(105), 패킷 데이터 네트워크 게이트웨이(Packet or Public Data Network(PDN) Gateway 이하 'PGW'라 함)(107)를 포함한다. 상기 E-UTRAN(103)은 진화된 액세스(Access) 망이며, 진화된 기지국(enhanced Node B, 이하 'eNB'라 함) 을 포함한다. 상기 MME(113)는, 비액세스 시그널링(Non-Access Signaling, NAS), NAS 시그널링 보안(Signaling Security), 단말의 이동성 관리, 아이들 모드 단말(Idle mode UE)의 위치 관련, 로밍(Roaming) 관련, 인증(Authentication), 베어러 관리(Bearer Management) 등의 기능을 수행한다. 상기 SGW(105)는 eNB 사이의 이동성 관리, 3GPP 망간의 이동성 관리, 아이들 모드 다운 링크 패킷 버퍼링(idle mode downlink packet buffering), 감청(Lawful interception, 이하 'LI'라 칭함), 패킷 라우팅 및 전달(packet routing and forwarding) 등을 관리한다. 여기서, 감청(LI)은 합법적인 형태의 인터넷 프로토콜 통화 도청을 말한다. 상기 PGW(107)는 서비스 정책 시행(policy enforcement), 사용자-패킷 필터링(per-user based packet filtering), 과금 관리(charging support), 감청(lawful interception), 사용자 단말 IP 할당(UE IP allocation), 패킷 차단(packet screening) 등의 기능을 수행한다. 정책 제어 및 과금 관리 서버(Policy Control and Charging Rules Function, 이하 PCRF라 칭함)(111)는 단말에게 적용할 서비스 기반의 정책(Policy), 서비스 품질 보증(Quality of Service, 이하 'QoS'라 칭함) 등을 관리한다. 서비스 패킷 무선 서비스 지원 노드(Serving GPRS Support Node, 이하 'SGSN'라 칭함)(115)은, 기존 패킷 네트워크(legacy packet network)와 관련된 엔터티로, UE들의 관련된 서비스를 제어하는 역할을 수행한다. 일 예로, UE 각각의 과금 관련 데이터를 관리하거나 또는 특정 서비스에 대한 데이터를 UE에게 선별적으로 전송한다. 홈 가입자 서버 (Home Subscriber Server, 이하 'HSS'라 칭함)(115)는, 사용자의 가입자 정보와 위치 정보를 관리한다. 상기 언급한 엔터티들은 지원하는 서비스에 따라 추가적인 기능을 더 가질 수도 있다. 여기서 만약 사용자가 접속하려는 IP 망 내의 서버가 IP 네트워크 구조 상 사용자와 인접한 서버라고 가정해보자. 예를 들어, eNB가 설치된 네트워크 망과 동일한 네트워크 망에 서버가 위치한 경우, 데이터 패킷은 먼저 P-GW(107)로 전달된 후, 일반적인 IP 라우팅 방법에 따라 다시 eNB가 위치한 네트워크로 전달된다. 도 2는 단말(UE)이 네트워크로 추가적인 IP address를 요청하는 경우의 시그널링 흐름도를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 201 단계에서 UE(101)는 접속하고자 하는 네트워크를 지정하는 APN(Access Point Name)을 포함한 PDN 연결요구(Packet Data Network(PDN) Connectivity Request) 메시지를 eNB(102)를 통하여 MME(113)에게 전송한다. 그러면 203 단계에서 MME(113)는 UE(101)가 제공한 APN이 가입정보에 따라 접속이 허용된 것인지 확인한 뒤, APN이 지시하는 PDN (Packet Data Network) 서비스를 제공하는 P-GW(107)을 선택한다. 이후 상기 MME(113)는 상기 선택된 P-GW 어드레스를 포함한 베어러 요구(Create Default Bearer Request) 메시지를 S-GW(105)로 전송한다. 205 단계에서 S-GW(105)는 상기 베어러 요구(Crate Default Bearer Request) 메시지를 P-GW(107)로 전송한다. 206 단계에서 P-GW(107)은 상기 UE(101)에 대한 정책 및 과금 제어 (policy and charging control, PCC) 규칙 (PCC rule)을 얻기 위하여, PCRF(111)로 PCRF 처리(PCRF interaction) 과정을 수행한다. 상기 PCRF 처리(PCRF interaction) 과정을 수행한 후, 207 단계에서 P-GW(107)은 UE(101)의 IP 어드레스를 할당하고 이를 포함한 베어러 응답(Create Default Bearer Response) 메시지를 S-GW(105)로 전송한다. 209 단계에서 상기 S-GW(105)는 베어러 응답(Create Default Bearer Response) 메시지를 MME(113)으로 전송한다. 여기서, SGW 관련 정보는 SGW(105)의 IP 어드레스(IP address), 제어 평면 및 사용자 평면(control/user plane)의 터널 종단점 식별자(Tunnel Endpoint Identifier, 이하 'TEID'라 칭함) 등이 있다. UE(101)로부터 IP 어드레스를 요청받은 MME(113)는 211단계에서 P-GW(107)로부터 할당 받은 IP 어드레스를 PDN 연결 승인(PDN Connectivity Accept) 메시지에 포함하여 UE(101)에게 전달한다. 상기 PDN 연결 승인(PDN connectivity Accept) 메시지는 eNB(102)로 전송하는 베어러 세트업 요구(Bearer Setup Request) 메시지에 포함되어 전송되며, eNB(102)는 MME(113)로부터 수신한 PDN 연결 승인(PDN Connectivity Accept) 메시지를 213 단계에서 RRC 연결 리컨피겨레이션(RRC connection reconfiguration) 메시지를 통해 UE(101)에게 전송한다. 이후 215단계에서 UE(101)는 무선 베어러 설정이 완료(RRC connection reconfiguraltion complete)되었음을 eNB(102)에게 알리고, 217 단계에서 eNB(102)는 MME(113)에게 무선 베어러 설정이 완료(Bearer Setup Response)되었음을 알린다. 219 단계에서 MME(113)는 S-GW(105)에게 eNB(102)의 IP 어드레스와 사용자 평면(User plane) TEID 를 전달하여, eNB(102)와 S-GW(105)간 데이터 패킷 전송을 위한 GTP 터널(tunnel)을 생성한다. 상기 도 2와 같은 처리 과정에 따라 eNB(102)와 P-GW(107)간에는 데이터 패킷 전송을 위한 GTP 터널이 완성되어, UE(101)가 전송한 데이터는 GTP 터널을 따라 eNB(102), S-GW(105)와 P-GW(107)를 거쳐 IP 네트워크로 전달되며, IP 네트워크로부터 P-GW(107)가 수신한 데이터도 역순으로 UE(101)에게 전달된다. 그러나 상기와 같은 패킷 전송 방식은 UE(101)가 접속하고자 하는 서버의 위치와 관계없이 항상 P-GW(107)를 거치도록 되어 있어, 서버가 기지국에 인접해 있는 경우에는 오히려 불필요한 전송 지연을 초래할 수 있다.