KR0148458B1 - Cdma 이동통신 시스템의 제어국 호제어 서브 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 이동통신 시스템의 제어국을 구성하는 호제어 서브 시스템의 구조에 관한 것으로, 제어국에 위치하여 메세지 처리 기능, 호처리 제어, 핸드오프 지원 기능, 제어국 유지보수 기능, 메세지의 포맷 기능을 용이하게 수행하기 위해 이동제어국 통신망, 주 프로세서장치, 제어국 망정합장치, 이중화 정합장치, 프로세서간 통신용 정합장치를 포함하여 구성되어, 이동호의 처리를 위하여 제어국과 이동교환기간의 호제어 메세지의 교환을 위한 제어 메세지 경로 제공 및 교환기로부터 수신한 메세지를 기지국 및 제어국의 패킷 포맷 형태로 변환하여 제어국 망정합장치를 통해 이동제어국 통신망에 전송하는 기능을 효과적으로 수행한다.

Description

CDMA 이동통신 시스템의 제어국 호제어 서브 시스템

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 제어국의 호제어 서브 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 이동제어국 통신망 2, 22 : 주 프로세서장치

3, 33 : 제어국 망정합장치 4, 44 : 이중화 정합장치

5, 55 : 프로세서간 통신용 정합장치 6 : 이동통신 교환기 서브 시스템망

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access ; 이하 CDMA이라 칭함) 이동통신시스템의 제어국(Base Station Controller ; 이하 BSC이라 칭함)의 호제어 서브 시스템에 관한 것으로, 특히 CDMA 방식을 적용하는 이동통신 시스템의 BSC의 구성요소중 기지국(Base Transceiver Station ; 이하 BTS라 칭함)과 이동통신 교환기(Mobile Switching Center) 사이에 교환되는 호제어(Call control)정보 또는 각종 메세지를 효율적으로 전송 및 중계하기 위한 CDMA 이동통신시스템의 제어국의 호제어 서브 시스템에 관한 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, CDMA 이동통신시스템의 제어국에 위치하는 하나의 서브 시스템으로 구현되어 기본적인 메세지 처리기능, 호처리 제어기능, 핸드오프 지원기능, 서브 시스템 유지보수 기능, 프레임의 포맷 변환기능 및 시스템 로딩 기능등을 용이하게 수행할 수 있는 CDMA 이동통신시스템의 제어국의 호제어 서브 시스템을 제공하는데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 각 서브 시스템에서 전송되는 패킷데이타를 수신하여 패킷의 목적지 주소로 라우팅해주기 위한 이동제어국 통신망과, 시스템의 운영체제(operating system)프로그램 및 응용 프로그램(application program)을 수행하는 주 프로세서장치와, 이 주 프로세서장치의 호처리 관련 메세지와 호제어 정보를 상기 이동제어국 통신망으로 전송하기 위한 제어국 망정합 장치와, 서브 시스템의 이중화를 실현하기 위한 이중화 정합장치 및 이동호 가입자의 호처리를 위한 호제어 메세지를 송수신하는 프로세서간 통신용 정합장치로 구성되는데에 있다.

본 발명의 부가적인 특징은, 이중화의 구현을 위하여 상기 동일한 구성의 장치가 동일 백보드상에 결합되어 액티브 또는 스탠바이로 구현되는데에 있다.

이하, 첨부된 참조도면 제1도에 의거하여 본 발명에 따른 제어국의 호제어 서브 시스템의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 의한 제어국의 호제어 서브 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 것으로서, 본 발명의 서브 시스템은, 각 서브 시스템으로부터 전송되는 패킷데이타를 수신하여 그 패킷데이타를 해당하는 목적지 주소로 라우팅해주는 이동제어국 통신망(1) ; 시스템의 운영체제(operating system)프로그램과 응용 프로그램(application program)을 저장하고 상기 프로그램들을 수행하는 주 프로세서장치(2,22) ; 상기 주 프로세서장치(2,22)에서 생성된 호처리 관련의 패킷 프레임과 호제어 정보를 상기 이동제어국 통신망(1)으로 전송하기 위하여 정합장치 수단으로 사용되는 제어국 망정합 장치(3,33) ; 서브 시스템의 안정도를 위하여 서브 시스템의 이중화를 실현하기 위한 수단으로 사용되는 이중화 정합장치(4,44) 및 이동통신 교환기의 기지국 제어장치 정합 서브 시스템의 서브 시스템 망(6)과 링크 케이블(6')로 접속되어 이동호 가입자의 호처리를 위하여 호제어 메세지를 송수신하는 프로세서간 통신용 정합장치(5,55)로 구성된다.

상기 주 프로세서장치(2,22), 제어국 망정합 장치(3,33), 이중화 정합장치(4,44), 프로세서간 통신용 정합장치(5,55) 사이에는 시스템버스(7)로 결합되어 있으며, 상기 이중화 정합장치간(3,33)에는 확장 시스템 버스(8) 및 병렬통신채널(9)이, 상기 주 프로세서장치간(2,22)에는 직렬통신 채널(10)이 각각 형성되어 있다.

상기 이동제어국 통신망(1)은 기지국을 구성하는 모든 서브 시스템간의 상호 통신 경로를 제공하기 위한 통신망으로서, 링크 케이블을 통해 프로세서 또는 타 네트워크와 연결되어 통신경로를 제공하는 노드모듈과 ; 상기 이동제어국 통신망(1)의 유지보수, 통신망내 노드들의 초기화, 통신망내 노드들간의 시스템버스 아비트레이션을 위한 아비트레이션 클럭 및 프레임 싱크신호를 발생시키는 관리 프로세서와 ; 이동통신 BTS와 BSC간의 망 구성에 있어서 거리의 제한을 받지 않고 기존의 전송로(예를 들면, E1/T1 PCM)을 이용하여 망을 구성할 수 있는 정합장치로 구성된다.

이때, 본 발명에서의 이동제어국 통신망(1)은 글로벌 이동제어국 통신망(Global CDMA Interconnection Network ; GCIN)과 로컬 이동제어국 통신망(Local CDMA Interconnection Network : LCIN)으로 구분되며, 상기 글로벌 이동제어국 통신망은 분산된 이동제어국 통신망의 통신 경로를 제공하기 위한 것으로 이중화된 백플레인상에 최대 160개의 노드를 수용할 수 있으며, 반면 로컬 이동제어국 통신망은 각 노드의 운용 실태에 따라 단일 프로세서, 이중화 프로세서 노드, 단일브릿지노드, 이중화 브릿지노드를 합하여 최대 96노드를 수용함과 동시에 T1/E1 중계선을 이용한 패킷메세지를 전송하기 위한 중계선 정합장치가 실장되어 동작하도록 구성되어 있다.

상기 주 프로세서장치(2,22)는 32비트 마이크로 프로서세와 최대 16메가바이트(Mbytes)의 메모리로 구성되며, 호처리 제어 및 유지보수와 관련하여 셀렉터 할당, 발/착신 호정보의 중계처리, 신호방식 연동, 호처리 자원관리, 시스템 상태관리, 호처리 관련 통계 관리, 과부하상태 관리 등을 수행한다.

즉, 시스템에 전원이 인가되면, 상기 주 프로세서장치(2,22)는 뷰터(booter)가 동작하고, 서브 시스템의 초기의 액티브/스탠바이를 결정하기 위하여 직렬통신 채널(10)로 다른 주 프로세서장치와의 통신을 통해서 자기 자신이 액티브/스탠바이의 유무를 인지하여 시스템의 운영체제 및 응용프로그램의 로딩을 요구하게 된다.

상기 시스템 로딩요구후 운영체제가 살아나는 경우 액티브/스탠바이의 정확한 동작을 위하여 병렬 통신채널(9)로 상대측 주 프로세서장치(2,22)의 상태레지스터 정보를 재확인하여 직렬 통신채널(10)의 오동작으로 인한 이중화 모드의 결정을 재확인함으로써, 정상적으로 시스템이 동작하게 되는 것이다.

상기 제어국 망정합 장치(3,33)는 통신프로토콜의 물리계층 및 링크계층을 처리하며, 상기 주 프로세서장치(2,22)와의 통신을 위한 듀얼포트램(Dual Port RAM ; DPRAM)을 구성하여 시스템버스를 통해서 통신이 수행된다.

이때, 상기 이동제어국 통신망(1)과의 접속 프로토콜은 고수준 데이타 연결제어절차(High level Data Link Control procedure ; 이하 HDLC이라 칭함)를 사용하며, 고속의 통신 기능을 수행하기 위하여 장치 내부에서는 HDLC 프로토콜을 수행하는 상용칩(Multi-Protoco Communication Controller ; MPCC)을 사용한다.

또한, 프로세싱 능력을 증대시키기 위해 직접 기억장소 접근 제어기(Direct Memory Access Controller ; DMAC)를 사용하고, HDLC 프레임을 수신하여 저장하는 리시브 데이터 버퍼의 오버런(over-run) 및 언더런(under-run)의 발생을 방지하기 위하여 FIFO(First In First Out)의 완충버퍼를 사용한다.

상기 FIFO 완충버퍼는 프레임의 수신시 시스템의 처리속도의 차이로 발생할 수 있는 메세지의 오버런 및 언더런 등의 시스템에 치명적인 프레임의 에러가 발생하는 것을 사전에 방지한다.

상기 제어국 망정합 장치(3,33)와 이동제어국 통신망(1)의 노드모듈간에는 링크케이블(1')로 접속되며, 이 링크케이블(1')은 시스템의 안정성을 위하여 메쉬형태로 연결되고, 이에 따라 정상 운용중 케이블에 이상이 발생되면 자동으로 케이블의 포트(port)를 절체하도록 구현하였다.

또한, 데이타 송수신시 에러가 발생하면, 에러에 대한 정보를 시스템 버스(7)를 통하여 주 프로세서장치(2,22)에 전송하고 이중화 제어 프로그램에 의해 스탠바이측을 액티브로 절체하도록 하기 위해 이중화 정합장치(4,44)의 확장 시스템버스를 통하여 액티브측의 모든 상태를 스탠바이측으로 전송한 후 액티브측을 다운되도록 구현하였다.

상기 이중화 정합장치(4,44)는 시스템의 신뢰도를 충족시키기 위해 프로그램에 의한 제어방식을 기반으로 하고 있는 전전자 교환기에 있어서 제어계의 고장감내 기능을 필요로 하며, 그 영향력은 시스템에 광범위하게 미치기 때문에 상위제어계의 신뢰도는 시스템의 신뢰도와도 직결되기 때문에 매우 중요하다.

따라서, 본 발명의 제1도의 이중화 정합장치(4,44)는 액티브/스탠바이 구조를 지원하기 위한 기능을 중심으로 이루어지며, 그 주요 기능으로는 소프트웨어의 부담과 성능상의 저하요인을 최소화하면서 양측 데이타를 일치시키거나 상대측 자원에 접근할 수 있도록 하기 위해 시스템버스의 확장을 지원하는 확장 시스템버스(8)와 양측 프로세서간의 유지보수등 이중화 관리에 필요한 정보를 고속으로 송수신할 수 있는 인터럽트 방식의 병렬통신 채널(9)에 의해서 주 프로세서장치(2,22)의 동작상태를 감시하여 시스템의 고장을 최소화한다.

본 발명의 이중화 운용에 있어서 이중화 모드 제어기능은 모드결정회로 및 제어레지스터를 이용하여 구현하였다.

상기의 이중화 모드결정회로는 자기측의 운용모드와 상대측 운용모드를 조합하여 자기측 모드를 최종 결정하는 기능을 수행한다.

상기 시스템버스(7)의 연결기능은 두가지로, 첫째는 액티브측의 프로세서가 스탠바이측의 메모리와 같은 자원을 직접 읽고 쓸 수 있도록 시스템버스를 확장해주는 기능(Bus Extention)과 둘째는 양측의 데이터 내용을 동일하게 유지할 필요가 있을때 소프트웨어가 다시 써줄 필요없이 액티브측 메모리에 데이타를 쓸때 동시에 스탠바이측 메모리에 써지도록 하는 기능이다.

그리고, 고속의 병렬 통신버스는 상용 FIFO와 메세지를 식별하기 위한 식별 레지스터를 두어 병렬 전 이중(parallel full duplex) 메세지의 통신채널을 제공한다.

즉, 먼저 송신하고자 하는 측이 자기측의 FIFO에 메세지를 기록한 후 식별레지스터에 정의되어진 프로토콜을 쓰면 바로 상대측 이중화 정합 장치의 식별레지스터에 전달됨과 동시에 인터럽트가 구동되어 상대측 주 프로세서장치(2,22)로 하여금 자기측 식별레지스터를 읽어 메세지의 길이와 메세지의 종류를 인식할 수 있도록 하여 해당 메시지 길이만큼 상대측 FIFO로부터 메세지를 읽어오게 된다.

마지막으로, 프로세서간 통신용 정합장치(5,55)는 자체 내부에 32비트 프로세서를 채택하여 통신용 프로토콜의 물리계층, 링크계층 및 네트워크 계층의 일부를 처리하며, 주 프로세서장치(2,22)내의 운영체계와는 보드내의 256K바이트의 이중 포트램(DPRAM)을 이용하여 정보를 주고 받는다.

상기 프로세서간 통신용 정합장치(5,55)와 이동통신 교환기 서브 시스템망(6)과의 정합은 전반적인 구현 형태에 있어서 상기 제어국 망정합 장치(3,33)와 유사하며, 링크케이블(6')을 통해 노드에 연결되는데, 이중화된 프로세서 유니트에서는 완전 크로스로 연결됨에 따라 액티브, 스탠바이 운용시 하나의 노드에 장애가 발생하더라도 유니트의 이중화 절체없이 단순히 다른측 노드를 사용할 수 있어 시스템 절체로 인한 신뢰도의 저하를 최소화하였다.

이상과 같이, 본 발명의 실시예에 의한 제어국의 호제어 서브 시스템은 이동호의 처리를 위하여 제어국과 이동교환기간의 호제어 교환을 위한 제어메세지의 경로제공 및 교환기로부터 수신한 메세지를 기지국 및 제어국의 패킷 형태로 변환하여 제어국의 망정합장치를 통하여 이동제어국 통신망에 효과적으로 전송할 수 있다.

Claims (7)

1. 이동통신 시스템의 제어국 내에서의 기지국과 이동통신 교환기 사이의 호제어의 메세지 전송에 있어서, 시스템의 운영체제 및 응용 프로그램을 저장 및 수행하는 주 프로세서장치와 ; 상기 주 프로세서장치로부터 생성된 호처리에 관련된 패킷 프레임 및 호제어 정보를 이동제어국 통신망에 전송하기 위한 정합수단과 ; 서브 시스템의 이중화를 실현하기 위한 이중화 정합장치 및 이동호 가입자의 호처리를 위한 호제어 메세지를 송수신하는 프로세서간 통신용 정합장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 주 프로세서장치가 마이크로 프로세서와 메모리로 구성되어, 호처리 제어 및 유지보수와 관련된 셀렉터 할당, 발/착신 호정보의 중계처리, 신호방식 연동, 호처리 자원관리, 시스템 상태관리, 호처리 관련 통계 관리, 과부하상태 관리등을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어국 망정합 수단이 상기 주 프로세서장치와의 통신을 위한 듀얼 포트램으로 구성되는 제어국 망정합 장치인 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 주 프로세서장치, 제어국망 정합장치, 이중화 정합장치, 프로세서간 통신용 정합장치의 각 상호간이 시스템 버스로 접속된 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 제어국망 정합장치가 링크 케이블을 통하여 이동 제어국 통신망과 정합되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
6. 제1항에 있어서, 상기 프로세서간 통신용 정합장치가 링크 케이블을 통하여 이동통신 교환기 서브 시스템망과 정합되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 제어국 망정합 장치가, 이동호의 처리를 위하여 제어국과 이동교환기간의 호제어 메세지의 교환을 위한 제어 메세지 경로 제공 및 교환기로부터 수신한 메세지를 기지국 및 제어국의 패킷 형태로 변환하여 이동제어국 통신망에 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템의 제어국 호제어 서브 시스템.