통화 혼잡 상태에서의 호 처리 서비스 방법{CALL PROCESSING SERVICE METHOD IN A TRAFFIC-CHANNEL CONGESTION STATE}

본 발명은 이동통신망의 호 처리 서비스 방법에 관한 것으로, 특히 통화량이 폭주하여 트래픽 채널을 할당할 수 없을 경우라 하더라도 사용자가 상대방에게 자신의 의사를 알일 수 있도록 하는 호 처리 서비스 방법에 관한 것이다.

일반적으로 크리스마스나 첫 눈 오는 날 등과 같이 특별한 날에는 통화량이 매우 많아진다. 그래서 이와 같이 특별한 날에 사람들이 매우 밀집되어 있는 지역에 있을 때에는 전화를 걸거나 받을 수 없는 경우가 있다. 왜냐하면 통화량의 폭주로 인해 시스템의 트래픽 채널 수용 용량이 초과되어 더 이상의 트래픽 자원을 할당할 수 없는 상황이고, 유효한 자원이 다시 제공될 때까지 기다리기에는 시간이 너무 오래 걸릴 수 있으므로, 호를 해제시켜버리기 때문이다.

이런 경우에 발신 가입자는 호가 계속 해제되는 원인을 정확히 알 수 없어 매우 답답함을 느끼게 된다. 또한 상대방에게 급하게 중요한 연락을 해야 할 상황이라면 더욱 곤란함을 느낄 수밖에 없다.

한편, 유선망에서는 중계선의 폭주 시 가입자들에게 안내 방송을 제공하는 기술이 개발되어 있다. 상기 기술은 대한민국 특허출원번호 제1999-59408호, " V5.2인터페이스 중계선 폭주시 안내방송 송출장치"에 개시되어 있다. 상기 특허출원번호 제1999-59408호에 개시된 따르면, 안내 방송은 미리 할당된 자원(dedicated channel for traffic)을 이용해서 이루어지는데, 이처럼 미리 할당된 자원을 이용하는 것은 무선환경에서 매우 비효율적인 것이다. 또한 단순히 안내 방송만을 제공할 뿐이어서 급한 연락을 해야 할 상황에 놓인 경우 사용자가 느끼게 되는 불편함이나 답답함은 해소할 수 없다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신망에서 트래픽 채널을 할당할 수 없을 경우라 하더라도, 일방적으로 호를 해제하지 않고, 사용자가 호 실패의 원인을 알 수 있게 하는 호 처리 서비스 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 이동통신망에서 트래픽 채널을 할당할 수 없을 경우라 하더라도 사용자로 하여금 호 실패의 원인을 알게 하는 동시에, 그때까지 유지된 시그널링 채널을 이용하는 단문메시지서비스로 전환하여 상대방에게 사용자의 의사를 전달할 수 있도록 하는 호 처리 서비스 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신망에서 통화 불능 상태에서의 호 처리 서비스 방법이, 이동교환기에서 기지국제어기를 통해 호출 가입자의 이동단말기로 콜 프로시딩 신호를 송출하는 제1과정과, 상기 콜 프로시딩 신호 송출 후, 상기 이동교환기와 상기 기지국제어기 사이에 자원 예약을 수행하는 제2과정과, 상기 자원 예약 후, 상기 이동교환기에서 예약 자원을 가용화한 다음, 상기 이동단말기로 호 실패 원인 정보를 포함하는 퍼실리티 신호를 송신하는 제3과정과, 상기 퍼실리티 신호를 수신한 상기 이동단말기가 호 실패 원인 정보를 표시하는 제4과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 이동단말기의 발신호 처리가 수행되는 망의 구성을 나타낸 도면

도 2는 이동단말기에 의한 발신호가 처리되는 과정을 나타낸 도면

도 3은 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 제1실시 예에 따라, 호를 해제하지 않고 단문메시지 서비스로 전환하는 방법을 나타낸 순서도

도 4는 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 제2실시 예에 따라, 호를 해제하지 않고 단문메시지 서비스로 전환하는 방법을 나타낸 순서도

도 5는 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 제3실시 예에 따라, 사용자에게 호 실패 원인을 알려주는 방법을 나타낸 순서도

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. 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 이동단말기의 발신호 처리가 수행되는 망의 구성을 나타낸 도면으로서, 3GPP TS 23.018 V3.8.0(2001-06)에 개시되어 있다.

참조부호 10은 이동단말기(Mobile Station: 이하 MS라 함.)를 나타낸다. 참조부호 500은 호출가입자(calling subscriber: 이하 "A subscriber"로 표기되거나 "A"로 표기되기도 한다.)의 방문지 공중육상이동망(Public Land Mobile Network: 이하 PLMN이라 함.)을 나타내며, VPLMNA(The Visited PLMN of the A subscriber)로 표기된다. 참조부호 20은 호출가입자가 속한 베이스 스테이션 서브시스템(Base Station Subsystem: 이하 BSS라 함.)을 나타내며, BSSA(The BSS of the A subscriber)로 표기된다. 참조부호 30은 호출가입자의 방문지 이동교환기(Mobile Switching Center: 이하 MSC라 함.)을 나타내며, VMSCA(The Visited MSC of the A subscriber)로 표기된다. 참조부호 40은 호출가입자의 가입자 정보가 등록되어 있는 방문자위치등록기(Visitor Location Register: 이하 VLR이라 함.)를 나타내며, VLRA(The VLR of the A subscriber)로 표기된다.

도 1의 구성에서 트래픽 채널의 포화상태가 발생할 수 있는 부분은 MS(10)와 BSSA(20) 사이의 무선 인터페이스 부분(Radio I/F signalling)에서 트래픽 채널 자원 할당 또는 BSSA(20)와 VMSCA(30) 사이의 Iu 혹은 에어 인터페이스(airinterface: AI/F) 부분에서의 자원 할당에서 발생될 수 있다. 그런데 트래픽 채널 포화상태는 대부분은 제한된 자원을 제공하고 있는 MS(10)와 BSSA(20) 사이의 무선 인터페이스 부분에서 발생된다. 왜냐하면, 교환국은 비동기전송방식(Asynchronous Transfer Mode: ATM)을 기반으로 구현되는 경우 매우 방대한 양의 자원을 제공할 수 있는 광섬유(optical fiber)나 이를 지원하는 하드웨어로 구현되기 때문에 적은 양의 자원 할당(12.2kbps of UMTS voice)에는 별다른 영향을 받지 않기 때문이다.

도 2는 이동단말기에 의한 발신호가 처리되는 과정을 나타낸 도면으로서, 3GPP TS 23.018 V3.8.0(2001-06)에 개시되어 있다.

MS(10)의 사용자가 전화를 걸면, 상기 MS(10)로부터 발생되는 접속 관리 서비스 요청(Connection Management service request: 이하 CM service req라 함.) 신호가 BSSA(20)를 거쳐 VMSCA(30)에 전달된다. 상기 CM service req를 수신한 VMSCA(30)는 VLRA(40)에 프로세스 액세스 요청(Process Access Request: Process Access Req라 함.) 신호를 송신한다. Process Access Req 신호를 수신한 VLRA(40)는 인증(Authentication) 과정을 시작한다. 그 결과 VLRA(40)이 VMSCA(30) 및 BSSA(20)를 거쳐 MS(10)로 인증 신호(Authenticate)를 송신하면, 이를 수신한 MS(10)가 BSSA(20)로 인증 응답(Authenticate resp)을 보내게 된다. 상기 BSSA(20)는 VMSCA(30)로 상기 인증 응답(Authenticate resp)을 전달하며, VMSCA(30)는 VLRA(40)에 인증 확인 응답(Authenticate ack)을 전달하게 된다.

또한 VLRA(40)에서는 시큐리티 절차들(security procedures)을 수행한다. VLRA(40)에서 시큐리티 절차 시작 메시지(start security procedures)와 프로세스액세스 요구 확인 응답(Process Access req ack)을 VMSCA(30)로 송신한다. 이를 수신한 VMSCA(30)는 BSSA(20)에 시큐리티 절차 시작 메시지(start security procedures)를 보낸다. 이를 수신한 BSSA(20)는 시큐리티 절차들을 수행(initiate)한다. 상기 시큐리티 절차가 성공적으로 수행되었으면 MS(10)에 시큐리티 제어 명령(security control cmd)을 보낸다. 이후 상기 MS(10)가 상기 BSSA(20)에 시큐리티 제어 응답(security control rsp)을 보내면, 이를 수신한 상기 BSSA(20)는 상기 VMSCA(30)에 시큐리티 절차 완료메시지(security procedure complete)를 보낸다.

이와 같이 CM 서비스가 승인되면 MS(10)는 피호출측 어드레스를 포함하는 셋업(Setup) 메시지를 송신하고, 상기 셋업 메시지는 BSSA(20)를 거쳐서 VMSCA(30)로 전달된다. VMSCA(30)는 VLRA(40)로 SIFOC(Send Information For Outgoing Call) 메시지를 보내어 발신호에 대한 정보를 제공한다. 이때 VLRA(40)는 호가 연결되어도 되는지 여부를 판단하여 긍정적이면 VMSCA(30)로 발신호 진행 허가의 의미를 갖는 컴플리트 콜 메시지(Complete Call)를 송신한다. 컴플리트 콜 메시지를 수신한 VMSCA(30)는 BSSA(20)를 거쳐서 MS(10)에 콜 프러시딩 메시지(Call Proceeding)를 송신한다. 이것은 호 요청이 수락된 것을 의미한다.

VMSCA(30)는 채널할당메시지(Allocate channel)를 BSSA(20)에 송신하는데, 이는 무선 인터페이스를 통하여 통화채널을 할당하도록 BSSA(20)와 MS(10)을 트리거(trigger) 하기 위한 것이다. MS(10)가 BSSA(20)로부터 할당명령(Assignment cmd)을 수신한 다음 BSSA(20)에 할당완료메시지(Assignment comp)를 송신하고, BSSA(20)가 VMSCA(30)에 통화채널 할당완료메시지(Allocate complete)를 송신하면통화채널 할당이 완료된다.

이렇게 통화채널 할당이 완료되면, VMSCA(30)는 상대방(피호출 가입자)의 어드레스를 이용하여 ISUP(ISDN Service User Part) IAM(Initial Address Message)을 구성하여 상대방이 위치한 교환국(도시하지 않음.)으로 송신한다. 이후 교환국에서 ISUP ACM(Address Complete Message)을 리턴하면 VMSCA(30)는 경보(Alerting) 메시지를 BSSA(20)를 거쳐서 MS(10)로 송신한다. 이는 상대방에게 링신호가 송신된 것을 의미한다. 교환국에서 ANM(ANswer Message)을 송신하면 VMSCA(30)는 연결메시지를 BSSA(20)를 거쳐서 MS(10)로 송신하여 MS(10)로 하여금 통화로를 연결하게 한다.

도 2에서 타원으로 나타낸 T1과 T2 부분이 각각 트래픽 포화 상태가 발생하여 호가 해제되는 시작점 부분을 나타낸 것이다. 통화량이 폭주 시에는 T1 혹은 T2 부분에서 호가 해제된다. 상대적으로 유선보다는 무선 자원이 더 제한적이기 때문에 T2 부분에서 발생할 확률이 매우 높다고 볼 수 있다.

도 3은 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 실시 예에 따라, 호를 해제하지 않고 단문메시지 서비스로 전환하는 방법을 나타낸 순서도이다.

본 실시 예에서는 ATM 기반의 RNC(Radio Network Controller)와 MSC를 사용한다. 다시 말해서, RNC와 MSC는 ATM 스위칭(switching) 기능을 지원한다. 또한 이를 위해서 RNC와 MSC는 AAL2(ATM Adaptation Layer type 2)를 지원한다. 이는 무선 환경에서 ATM 스위칭에 적합한 AAL2 기술을 사용해야 효율적으로 미니(mini) ATM셀(cell)들을 ATM 자원을 이용하여 사용할 수 있기 때문이다.

도 3을 참조하면, MSC가 MS에 콜 프러시딩 메시지(call proceeding)를 보낼 때까지의 동작 과정은 공지된 바(예: 도 2의 해당 부분)과 같으므로 구체적으로 나타내지 않았다.

MSC가 MS에 콜 프러시딩 메시지(call proceeding)를 보낸 후, 상기 RNC와 MSC 사이의 자원 예약(resource reservation)이 이루어진다. ATM 기반의 MSC는 RNC와의 가상 접속(virtual connection) 설정을 위해 해당 가상 경로 아이디(Virtual Path Identifier: 이하 VPI라 함.)와 가상 채널 아이디(Virtual Channel Identifier: 이하 VCI라 함.)를 예약한다(750). 이후 MSC는 RNC에게 레디오 액세스 베어러(Radio Access Bearer: 이하 RAB라 함.) 할당 요구 메시지(RAB Assignment Req)를 전송하고 상기 RNC로부터 AAL2의 CID(Channel Identifier) 설정 요청을 기다린다.

그러나 무선 자원이 부족한 상태이기 때문에 RNC는 노드-B 및 단말기(User Equipment: UE)와의 레디오 베어러(Radio Bearer: RB) 셋업(setup)을 수행하면서 RAB 할당 응답(Assignment Response)을 실패(failure) 값으로 리턴(return)한다. 이때의 이유 값(cause value)은 "채널 자원을 이용할 수 없음(no available channel resource)"이라는 의미를 갖는 값이 될 것이다. 이는 3GPP TS 25.413에 언급되어 있다.

이처럼 채널 자원을 이용할 수 없는 상황일 때, 본 발명은 아래와 같은 동작들을 수행하여 상대방에게 호출자의 의사를 전달할 수 있다.

MSC는 '채널 자원을 이용할 수 없다'는 RAB 할당 응답 메시지(RAB Assignment Rsp)를 수신하고, 예약해두었던 자원(VPI, VCI)을 가용한 자원으로 만든다(760). 그리고 호를 해제하지 않고, 자원 부족으로 호가 연결되지 않고 있으며 대신에(다시 말해서, 음성 통화 대신에) SMS를 시도할 수 있다는 정보를 포함하는 퍼실러티 메시지(Facility)를 MS에게 송신한다.

'채널 자원을 이용할 수 없다'는 RAB 할당 응답(RAB Assignment Rsp)을 MSC에게 전송했던(다시 말해서, 전술한 바와 같이 유효한 자원이 없더라도) RNC는 호 해제 처리를 수행하지 않고 시그널링 접속(signaling connection) 상태를 그대로 유지한다.

퍼실러티 메시지는 두 가지, 즉 SS(Supplementary Service)와 CC(Call Control) 타입이 있는데, 본 실시 예에서는 후자를 사용한 것이다.

MS는 퍼실러티 메시지를 수신한 후, 자신의 응용 계층(application layer)을 통해 사용자 인터페이스(User Interface) 수단으로 현재 트래픽이 포화 상태여서 자원 부족으로 인해 호가 수행될 수 없다는 메시지를 띄운다(550). 그리고 SMS 송신을 할 것인지를 사용자에게 문의한다(560). 이로써 사용자는 왜 호가 설정되지 않는지에 대한 명확한 원인과 함께 현 상황에서 SMS를 통해서 자신의 의사를 전달할 수 있음을 알게 된다. 이때 만약 사용자가 SMS 송신을 원한다면, MS가 MSC로 CP-DATA를 송신하게 된다. 이후에 수행되는 SMS 처리 절차는 공지의 절차와 동일하다. 단, 시그널링 채널(signaling channel)은 이미 음성 호 시그널링을 통해 설정되었기 때문에 다시 설정할 필요가 없다.

만약 사용자가 SMS 송신을 원하지 않고 그냥 호를 종료하고 싶다면, MSC로 비접속 메시지(Disconnect)를 송신하게 된다. 이후에 수행되는 호 해제 절차는 공지의 절차와 동일하다. 도시하지 않았으나, 비접속 메시지(Disconnect)를 수신한 MSC는 MS로 해제 메시지(Release)를 송신하여 호 해제를 명령한다.

도 4는 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 제2실시 예에 따라, 호를 해제하지 않고 단문메시지 서비스로 전환하는 방법을 나타낸 순서도이다.

전술한 도 3과 비교하면, MSC의 예약자원 가용화(760) 후, MSC의 운용자가 MSC 운용 프로그램을 통해 SMS 기능을 선택해두었는지 여부를 체크하는 단계(770)를 더 추가한 것이 상이하다. 이는 사용자가 부가 기능으로서 선택할 수 있도록 한 것인데, 도 3이 무료 서비스 제공에 유리하다고 한다면 도 4 및 후술하는 도 5는 유료 서비스 제공에 유리하다.

MSC의 운용자가 MSC 운용 프로그램을 통해, MS의 가입자가 SMS 기능을 부가적으로 선택해놓은 가입자인지 여부를 체크한다. 만일 SMS 기능을 선택해놓은 가입자라면, 자원 부족으로 호가 연결되지 않고 있으며 대신에(다시 말해서, 음성 통화 대신에) SMS를 시도할 수 있다는 정보를 포함하는 퍼실러티 메시지를 MS에게 송신한다. 이후의 동작은 도 3과 동일하다.

도 5는 통화량의 폭주로 인하여 통화로를 개설할 수 없는 상황에서, 본 발명의 제3실시 예에 따라, 사용자에게 호 실패 원인을 알려주는 방법을 나타낸 순서도이다.

전술한 도 4와 비교하면, MS의 가입자가 SMS 기능을 부가적으로 선택해놓은 가입자인지 여부를 체크한 결과, SMS 기능이 설정되어 있지 않은 경우에 해당한다. 이 경우에는 MSC가 자원 부족으로 호가 연결되지 않고 있다는 정보를 포함하는 퍼실러티 메시지를 MS에게 송신한다. MS는 퍼실러티 메시지를 수신한 후, 사용자 인터페이스 수단으로 현재 트래픽이 포화 상태여서 자원 부족으로 인해 호가 수행될 수 없다는 메시지를 띄운다(550). 그리고 MSC로부터 해제 메시지(Release)를 수신하면 호 해제 절차를 수행한다.

본 발명은 UMTS 단말기 및 UMTS 시스템에 적용할 수 있으며, 비동기식 이동통신 시스템에 적용될 수 있는 방안이다.

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 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 여러 상황으로 통화량이 폭주하여 통화채널을 할당할 수 없을 때 또는 안내방송이나 링신호 조차 울리지 않을 경우라 하더라도, 사용자가 호 실패의 원인을 알 수 있을 뿐만 아니라, 상대방에게 SMS를 통해서라도 중요한 의사 전달을 할 수 있도록 한다. 이로써 사용자는 호 실패의 원인을 알 수없어 답답함을 느끼지 않아도 되고, 중요한 연락을 하지 못해서 야기되는 불편 등을 감수하지 않아도 된다. 다시 말해서, 사용자는 자신이 제공받는 통신 서비스에 대하여 더욱 큰 만족을 느끼게 된다.