KR100212479B1 - 이동통신 시스템에서 셀렉터/보코더 할당 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서 셀렉터/보코더 할당 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 기존의 제어국 CCP에서 셀렉터/보코더를 할당하는 방법에서는 메시지의 지연이나 손실이 유발될 수 있어 가입자에게 규정된 서비스 품질을 만족시키지 못하는 등의 문제점이 발생된다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 CMS 시스템의 제어국 CCP에서 관리하는 SXIA, SXOA 및 셀렉터/보코더의 현재 점유중인 상태를 관리하는 테이블을 프레임 오프셋별로 운용하고 부하 균등 분배 방식을 적용하여 CCP에서 프레임 오프셋의 할당을 분산시켜 최소의 부하가 걸린 SXIA와 SXOA에 셀렉터/보코더를 할당함으로서 트래픽의 서비스 품질을 유지하고, 호 성공률을 향상시켜 시스템의 성능과 효율을 극대화할 수 있는 이동통신 시스템에서 셀렉터/보코더 할당 방법이 제시된다.

Description

이동통신 시스템에서 셀렉터/보코더 할당 방법
본 발명은 코드 분할 다중 접속 이동 시스템(CDMA Mobile System: 이하 CMS라 함)에 관한 것으로, 특히 CMS 제어국 호 제어 프로세서(Call Control Processor: 이하 CCP라 함)에서 셀렉터(Selector)/보코더(Vocoder) 할당 방법에 과한 것이다.
종래의 CMS 시스템의 제어국 호 처리를 수행하는 CCP에서 자원을 할당하는 방법에는 여러 가지 있으나 주로 연속(Sequential)과 순환(Circular) 방식이 사용되고 있다. 이는 호가 설정되어 해제될 때까지의 평균 통화 시간 즉, 채널 점유시간이 지수 분포를 따른다. 그러므로 연속(Sequential) 방식에서는 다음 채널을 할당할 때에 많은 검색 시간이 소요되고, 순환(Circular) 방식에서는 특정 보드에 채널 점유가 집중되어 프레임 처리 프로세서인 셀렉터 및 트랜스코더 인터페이스 보드(Selector and Transcoder Interface Board Assembly: 이하 SXIA라 함)와 셀렉터 및 트랜스코더 보드(Selector and Transcoder Board Assembly: 이하 SXOA라 함)에 과부하를 발생시켜 프레임의 처리 지연 및 손실의 문제점을 초래한다. 또한 이들 방식들은 CCP에서 SXIA, SXOA 및 셀렉터/보코더의 프레임 오프셋 별로 사용상태를 관리하지 않고 순차적으로 채널을 할당하는 방식을 적용함으로써 동일한 프레임 오프셋을 갖는 프레임이 특정 SXIA 및 SXOA에 집중 할당되어 과부하가 발생하고, 음성 프레임의 처리가 지연되거나 손실되어 시스템에 규정된 서비스 품질(QOS)을 만족시키지 못하여 시스템의 성능과 운용 측면에서의 효율도 현저히 저하되는 문제점이 발생된다.
현재 CCP는 32개의 SXIA를 실장할 수 있으며 하나의 SXIA는 4개의 SXOA 보드를 실장하며, 각각의 SXOA 보드에는 15개의 셀렉터/보코더 채널이 실장된 계층구조로 구성되어 있다. 프레임 오프셋은 요구된 프레임의 처리되는 시점을 나타내는 것으로써 동일한 프레임 오프셋이 하나의 프로세서에 집중되어 할당되면 패킷프레임의 처리에 지연이 발생하게 되어 서비스 품질이 불량하게 되는 문제점이 발생된다. 현재 CMS 시스템에 사용되는 프레임 오프셋은 0에서 15까지로 구분되어 사용되고 있으며 하나의 프레임 오프셋은 1.25ms를 가지며 전체 프레임 오프셋의 최대 크기는 20ms를 갖는다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명에서는 CMS 시스템의 제어국 CCP에서 관리하는 SXIA, SXOA 및 셀렉터/보코더의 현재 점유중인 상태 관리 테이블을 프레임 오프셋별로 운용하여 기지국으로부터 프레임 오프셋별로 채널 설정 요구를 수신할 때마다 가장 적게 점유중인 SXIA 보드를 선택하고 다시 트래픽이 가장 적은 SXOA의 채널을 할당하는 부하 균등 분배 방식을 적용한다.
따라서, 본 발명은 부하 균등 분배 방식을 적용하여 CCP로 프레임 오프셋별 채널 설정 요구를 수신할 때마다 SXIA와 SXOA의 부하를 고려하고 최소의 부하가 걸린 SXIA와 SXOA에 프레임 처리 지연에 영향을 미치는 동일한 프레임 오프셋의 할당을 분산시켜 셀렉터/보코더를 할당함으로써 시스템의 성능과 효율을 극대화하는데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 발·착신 호 및 핸드오프 호 처리 요구를 수신한 호 제어 프로세서에서 프레임 오프셋별로 셀렉터/보코더 할당 테이블을 검색하는 단계와, 상기 셀렉터/보코더 할당 테이블에서 부하 균등 분배 방식에 의해 프레임 오프셋별로 최소의 부하가 걸린 셀렉터 및 트랜스코더 인터페이스 보드와 최소의 트래픽이 걸린 셀렉터 및 트랜스코더 보드의 채널을 할당하는 단계와, 상기 셀렉터 및 트랜스코더 인터페이스 보드와 셀렉터 및 트랜스코더 보드를 할당한 후 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하는지를 검사하는 단계와, 상기 검사 결과 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하면 트랜스코딩 셀렉트 뱅크에 셀렉터/보코더의 설정을 요구하는 단계와, 상기 트랜스코딩 셀렉트 뱅크의 셀렉터/보코더 설정이 완료되었는지를 검사하는 단계와, 상기 셀렉터/보코더의 설정이 완료되었는지의 검사 결과 설정이 완료되었을 경우 설정된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신한 후 진행중인 호 설정을 계속하는 단계와, 상기 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하는지의 검사 결과 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하지 않을 경우 기지국 제어 프로세서에 다른 프레임 오프셋 지정을 요구하는 단계와, 상기 기지국 제어 프로세서에 다른 프레임 오프셋 지정을 요구한 후 진행중인 셀렉터/보코더를 해제하는 단계와, 상기 트랜스 코딩 셀렉터 뱅크의 셀렉터/보코더 설정이 완료되었는지의 검사 결과 셀렉터/보코더의 설정이 완료되지 않았을 경우 상기 진행중인 셀렉터/보코더를 해제하는 단계와, 상기 해제된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신한 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 CMS 시스템의 구조도.
제2도는 일반적인 호 설정 요구시 수행되는 셀렉터/보코더 할당 및 해제 처리 시나리오의 흐름도.
제3도는 본 발명에 따른 제어국 CCP의 셀렉터/보코더 할당 기능 블록도.
제4도는 본 발명에 따른 제어국 CCP에서 셀렉터/보코더 할당 방법의 처리 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
101 : 이동국(Mobile Station; MS)
102 : 기지국(Base Station; BTS)
103 : 기지국 제어 프로세서(BTS Control Processor; BCP)
104 : 기지국간 연결망(BCP Interconnection Network; BIN)
105 : 관리국(Base Station Manager; BSM)
106 : CDMA간 연결망(CDMA Interconnection Network; CIN)
107 : 호 제어 프로세서(Call Control Processor; CCP)
108 : 트랜스코딩 셀렉트 뱅크(Transcoding Select Bank; TSB)
109 : 인증 센터(Authorization Center; AC)
110 : 이동 교환기(Mobile Switching Center; MSC)
111 : 홈 위치 등록기(Home Location Register; HLR)
112 : 제어국(Base Station Controller; BSC)
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 CMS 시스템의 구조도이다. 이동국(Mobile Station: 이하 MS라 함)(101)은 이동중 또는 정지중에 운용하는 무선국으로 기지국(Base Station: 이하 BTS라 함)(102)에 호 할당을 요구한다. BTS(102)내부의 다수의 기지국 제어 프로세서(BTS Control Processdr: 이하 BCP라 함)(103)는 기지국 제어 프로세서간 연결망(BCP Interconnection Network: 이하 BIN이라 함)(104)에 의해 연결된다. BCP(103)는 BTS(102)를 관리하는 프로세서이다. BIN(104)과 연결된 제어국(Base Station Controller)(112)내의 CDMA간 연결망(CDMA Interconnection Network: 이하 CIN이라 함)(106)은 패킷 형태의 제어 및 트래픽 메시지를 지정된 프로세서간에 전송하는 기능을 담당한다. 트랜스코딩 셀렉트 뱅크(Transcoding Select Bank: 이하 TSB라 함)(108)는 CIN(106)에 연결되어 BTS(102) 및 MSC(112)와 트래픽 음성 데이터 정합을 이루며 CCP(107)의 제어 정보에 따라 트래픽을 제어한다. TSB(108)의 음성 데이터 정합은 MSC(112)로부터 펄스 부호 변조(Pulse Code Modulation: PCM) 음성 신호를 받아 압축하여 BTS(102)로 보내고, BTS(102)로부터 수신한 압축 신호를 복원하여 MSC(112)에 전송하는 기능을 수행한다. CCP(107)의 주된 기능은 호 처리가 원할하게 이루어지도록 호를 제어하는 기능과 통화 서비스에 필요한 셀렉터/보코더 채널을 할당하고 해제하는 기능이다. 또한 가입자의 이동중에도 통화가 유지되도록 하는 핸드호프 제어를 수행한다. 이밖에 서비스 옵션2(Service Option 2: SO2)를 포함한 데이터 서비스, 가입자의 위치 등록, 인증 기능도 수행한다. 관리국(Base Station Manage: 이하 BSM이라 함)(105)은 BSC(112)와 BTS(102) 전체의 운용 관리 및 유지 보수를 담당하는 서브 시스템이다. 이를 위하여 시스템 시동시 초기화에 관한 정보와 시스템 형상에 관한 정보를 BSM(105)에서 CCP(107)를 통하여 각 서브 시스템에 전달하고 각 서브 시스템으로부터 들어오는 상태 정보를 수집하며, 수집된 상태 정보를 검색하여 각종 진단 기능을 수행한다. 이동 교환기(Mobile Switching Center: 이하 MSC라 함)(110)는 기본적인 호 처리외에 인증 센터(Authorization Center: 이하 AC라 함)(109)와 BSC(112) 사이의 인증 관련 데이터를 전달하는 기능을 담당하며 홈 위치 등록기(Home Location Register: 이하 HLR이라 함)(111)와 연결된다. AC(109)는 인증 관련 모든 데이터를 검증한다. HLR(111)은 서비스의 제공을 위한 가입자급 정보, 위치 정보를 관리하는 망내 데이터베이스 기능을 담당한다.
제2도는 일반적인 호 설정 요구시 수행되는 셀렉터/보코더 채널 할당 및 해제 처리 시나리오의 흐름도이다. BCP에서 CCP에 발·착신호 및 핸드오프 요구 메시지를 전송한다. 발·착신호 및 핸드오프 요구 메시지를 수신한 CCP는 부하 균등 분배 방식을 적용하여 셀렉터/보코더를 할당하고 셀렉터/보코더 할당 요구 신호를 통하여 TSB로 전송하여 셀렉터/보코더 채널을 설정해줄 것을 요구한다. TSB에서는 셀렉터/보코더 할당 요구 신호를 수신하면 제어국의 셀렉터/보코더를 할당하고 통화 상태에서 할당된 채널이 다시 할당되지 않도록 SXIA, SXOA 및 셀렉터/보코더 채널의 상태를 관리하는 테이블을 갱신한다. 그리고 호 설정 요구 신호를 CCP로 전송하고 그 CCP에서는 이를 다시 MSC에 전송하여 호를 설정한 후 통화를 개시한다.
통화가 끝나면 채널 엘리먼트(Channel Element: 이하 CE라 함)에서 TSB에 해제 요구 신호를 전송한다. 해제 요구 신호를 수신한 TSB에서는 이를 CCP에 전송하고, CCP에서는 해제 요구 응답 신호를 TSB에 전송한다. 해제 요구 응답 신호를 수신한 TSB는 CE에 해제 통보 신호를 전송하고, CE는 TSB에 해제해 줄 것을 통보한다. TSB에서 CCP에 해제 요구 신호를 전송하면 CCP에서는 할당했던 셀렉터/보코더 채널을 해제하고 다음 셀렉터/보코더 채널 할당 요구가 올때에 할당할 수 있도록 채널 상태 관리 테이블을 갱신한다.
제3도는 본 발명에 따른 제어국 CCP의 셀렉터/보코더 할당 기능 블록도이다. CCP는 발·착신 호 및 핸드오프 호를 처리하는 호 제어 프로세서 구동(CCP Call Control: 이하 CCO라 함) 블록, 제어국 내의 타 서브 시스템과의 메시지 송·수신을 담당하는 서브(SUB) 블록, 핸드오프 요구시 핸드오프의 유형을 결정하는 핸드오프처리(CCP Habdoff Control: 이하 CHC라 함) 블록과 발·착신 호 및 핸드오프 호를 제어할 때 셀렉터/보코더 할당 처리를 위한 라이브러리인 자원 할당(CCP Resorce Allocation: 이하 CRA라 함) 블록으로 구성되어 있다. CCO는 호 처리 요구를 수신하면 셀렉터/보코더 할당 처리 라이브러리 CRA를 호출한다. CRA에서는 현재 사용중인 셀렉터/보코더의 상태와 SXIA의 부하 상태를 검색하여, 사용 가능한 셀렉터/보코더가 있으면 부하 균등 분배 방식을 이용한 채널을 할당하고 이를 CCO 블록에 통보한다. 그러면 CCO 블록은 그 결과를 프레임 오프셋별로 SXIA 및 SXOA의 상태 관리 테이블을 갱신하고 다음에 셀렉터/보코더를 할당할 때에 사용할 수 있도록 한후 호 접속 상태, 통화중 상태를 유지한다. 여기서 핸드오프 호 설정 요구를 수신할 경우 CHC 블록에 핸드오프를 요구한다. CHC 블록은 소프터(softer) 핸드오프, 소프트(soft) 핸드오프, 하드(hard) 핸드오프로 이루어져 있으며 핸드오프의 유형에 따라 알맞은 핸드오프 처리를 한 후 서브 블록에 메시지 전송을 요구한다. CCO 블록에서 통화를 종료하고자 할 때 호 해제 및 셀렉터/보코더 채널 해제 요구 신호를 CRA 블록에 전송한다. CRA 블록은 해제 요구를 수신하여 셀렉터/보코더 채널을 해제하고 CCO에 이를 통보한다. CCO는 해제 통보를 CRA로부터 수신한 후 메시지 전송을 서브 블록에 요구한다. 서브 블록은 CHC 블록과 CCO 블록으로부터 메시지 전송 요구 신호를 수신하여 BCP, TSB 및 MSC 중 어느 한 곳으로 메시지를 전송한다.
제4도는 본 발명에 따른 제어국 CCP에서 셀렉터/보코더 할당 방법의 흐름도이다. 발·착신 호 및 핸드오프 처리 요구를 수신(401)한 CCP는 프레임 오프셋별로 셀렉터/보코더 할당 테이블을 검색한다(402). 그리고 부하 균등 분배 방식을 적용하여 프레임 오프셋별로 최소의 부하가 걸린 SXIA와 최소의 트래픽이 걸린 SXOA의 채널을 할당한다(403). 이때 하나의 SXIA에 발·착신 호일 경우에는 동일한 프레임 오프셋이 4개 이상 선택되지 않도록 하고 핸드오프 호일 경우에는 추가로 하나 더 선택할 수 있도록 한다. 또한 하나의 SXOA에 발·착신 호일 경우에는 동일한 프레임 오프셋이 2개 이상 선택되지 않도록 하고 핸드오프 호일 경우에는 추가로 하나 더 선택할 수 있도록 한다. 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하는지를 검사한다(404). 검사 결과 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 있으면 할당하고 CCP는 프레임 오프셋별로 셀렉터/보코더 관리 테이블을 갱신한 후 TSB에게 CCP가 새로 할당한 셀렉터/보코더를 설정해 줄 것을 요구한다(405). TSB에서 셀렉터/보코더의 설정이 완료되었는지를 검사한다(406). 검사 결과 설정이 완료되었을 경우 설정된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신(407)한 후 진행중인 호 설정을 계속하고, 호 설정이 완료되지 않았을 경우 단계(409)로 진행한다. 단계(404)의 검사 결과 사용 가능한 셀렉터/보코더가 없으면 진행되는 호에 대한 서비스를 중단하고 이를 BCP에게 통보하여 다른 프레임 오프셋을 지정할 것을 요구한다(408). 그리고 진행중인 셀렉터/보코더를 해제한 후(409) 해제된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신하고(410) 종료한다. 여기서 단계(409) 및 단계(410)은 단계(406)의 검사 결과 셀렉터/보코더의 설정이 완료되지 않았을 경우나 TSB로부터 해제 요구를 수신할 경우(411) 동일하게 적용된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 동일한 프레임 오프셋의 할당을 분산시켜 셀렉터/보코더를 할당하므로써 시스템을 과부하로부터 보호할 수 있을 뿐만 아니라 시스템의 규정된 서비스 품질을 만족시키고 호 성공률을 향상시켜 시스템의 성능과 효율을 극대화할 수 있는 훌륭한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 발·착신 호 및 핸드오프 호 처리 요구를 수신한 호 제어 프로세서에서 프레임 오프셋별로 셀렉터/보코더 할당 테이블을 검색하는 단계와, 상기 셀렉터/보코더 할당 테이블에서 부하 균등 분배 방식에 의해 프레임 오프셋별로 최소의 부하가 걸린 셀렉터 및 트랜스코더 인터페이스 보드와 최소의 트래픽이 걸린 셀렉터 및 트랜스코더 보드의 채널을 할당하는 단계와, 상기 셀렉터 및 트랜스코더 인터페이스 보드와 셀렉터 및 트랜스코더 보드를 할당한 후 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하는지를 검사하는 단계와, 상기 검사 결과 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하면 트랜스코딩 셀렉트 뱅크에 셀렉터/보코더의 설정을 요구하는 단계와, 상기 트랜스코딩 셀렉트 뱅크의 셀렉터/보코더 설정이 완료되었는지를 검사하는 단계와, 상기 셀렉터/보코더의 설정이 완료되었는지의 검사 결과 설정이 완료되었을 경우 설정된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신한 후 진행중인 호 설정을 계속하는 단계와, 상기 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하는지의 검사 결과 프레임 오프셋별로 사용 가능한 셀렉터/보코더가 존재하지 않을 경우 기지국 제어 프로세서에 다른 프레임 오프셋 지정을 요구하는 단계와, 상기 기지국 제어 프로세서에 다른 프레임 오프셋 지정을 요구한 후 진행중인 셀렉터/보코더를 해제하는 단계와, 상기 트랜스 코딩 셀렉터 뱅크의 셀렉터/보코더 설정이 완료되었는지의 검사 결과 셀렉터/보코더의 설정이 완료되지 않았을 경우 상기 진행중인 셀렉터/보코더를 해제하는 단계와, 상기 해제된 셀렉터/보코더를 프레임 오프셋별 상태 관리 테이블에 갱신한 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 셀렉터/보코더 할당 방법.
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