KR100243700B1 - 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법 - Google Patents

핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 무선 ATM 방식을 기반으로 하는 이동통신망 등에서 핸드오프시에 발생할 수 있는 서비스 품질의 저하를 해결하기 위하여 ATM 교환기내의 셀 흐름을 효과적으로 제어하여 핸드오프 동안의 셀지연이나 셀손실을 최소화한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선 ATM 방식을 기반으로 하는 이동통신망 등에서 일반 큐와 핸드오프 큐를 구분하여 이들간의 셀 흐름을 효과적으로 제어하므로써, 핸드오프시의 셀간 순서 및 지연 시간 변이의 보장을 통해 핸드오프 동안의 셀지연이나 셀손실을 최소화하여 서비스 품질을 향상시킬 수 있다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선 멀티미디어 서비스 등의 차세대 이동통신 서비스에 이용됨.

Description

핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법
본 발명은 무선 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 방식을 기반으로 하는 이동통신망 등에서 핸드오프시에 발생할 수 있는 서비스 품질의 저하를 해결하기 위하여 ATM 교환기내의 셀 흐름을 효과적으로 제어하여 핸드오프 동안의 셀지연이나 셀손실을 최소화한 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법에 관한 것이다.
미래에는 다양한 이동통신 서비스에 대한 사용자의 욕구 증대와 무선 기술의 발전에 따라 현재의 셀룰러 이동통신 및 개인휴대 통신도 음성 위주의 시스템에서 탈피하여 고속 데이터, 패킷 및 영상 등의 멀티미디어 서비스를 지원할 수 있는 시스템으로 진화될 것이다.
이런 무선 광대역 서비스들은 휴대 단말기의 멀티미디어 응용의 증대와 더불어 유선 광대역망에서 제공하는 다양한 서비스를 유선과 동일한 API(Application Program Interface)를 사용하여 무선에서 제공되는 형태로 정립될 것이며, 사설 근거리 통신망(LAN)에서부터 마이크로 셀을 기반으로 한 공중망에까지 점진적으로 확장될 것이다. 이를 위하여 현재 유선에서 사용되고 있는 ATM 프로토콜을 무선에까지 확장하고 종단간에 ATM 셀의 연결을 지원하는 무선 ATM(WATM : Wireless ATM) 기술에 대한 연구가 세계 각국에서 진행되고 있다.
무선 ATM 기술이 개인 휴대통신 서비스의 궁극적인 목표의 하나라 할 수 있는 다양한 형태의 무선 멀티미디어 서비스를 제공하기에 적합하지만, 고정망에서의 서비스와는 달리 개인 휴대통신 서비스(PCS)와 같은 무선 이동통신 서비스에서는 단말기의 이동성으로 인해서 셀 라우팅 경로의 잦은 변경과 무선 인터페이스의 특성상 발생하는 상대적으로 대단히 큰 전송 에러율과 같은 문제점들을 수반하게 된다.
앞으로의 개인 휴대통신 서비스는 마이크로 셀 환경에서 이루어지게 되므로 단말기의 이동으로 인한 핸드오프 빈도는 자연히 증가하게 될 것이다. 초기의 개인 휴대통신 서비스는 현재와 같은 음성 서비스만을 제공하게 되겠지만, 개인 휴대통신 서비스의 최종적인 서비스 목표가 음성뿐만아니라 데이터, 비디오 등과 같은 멀티미디어 통신을 지향하고 있기 때문에 이러한 서비스를 제공함에 있어 핸드오프로 인한 셀간 오순서 및 지연 시간 변이(Lagging Gap)의 미보장 등의 순간적인 서비스 품질의 저하는 서비스의 중단 및 망 성능에 심각한 문제점을 초래한다. 따라서, 무선 ATM 망에서 핸드오프를 처리하는 ATM 교환기는 핸드오프시 서비스 품질 저하를 예방하기 위한 방안이 적용되어야 한다.
상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 무선 ATM 방식을 기반으로 하는 이동통신망 등에서 일반 큐와 핸드오프 큐를 구분하여 이들간의 셀 흐름을 효과적으로 제어하므로써, 핸드오프시의 셀간 순서 및 지연 시간 변이의 보장을 통해 핸드오프 동안의 셀지연이나 셀손실을 최소화하여 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 셀 흐름 제어 장치 및 방법과 이를 이용한 핸드오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 비동기전달모드(ATM) 망의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 이동 비동기전달모드(ATM) 교환기의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 핸드오프 큐를 이용한 흐름 제어 장치의 일실시예 구성도.
도 4 는 본 발명에 따른 셀 처리부의 상세 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 일반 큐와 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 방법에 대한 설명도.
도 6 은 본 발명에 따른 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 방법의 일실시예 흐름도.
도 7 은 본 발명에 따른 무선 비동기전달모드(ATM) 망에서의 핸드오프 방법의 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 최근접 공통 노드 12,20 : ATM 교환기
13,19 : 이동교환 중심국 14,18 : 무선 제어국
15,17 : 무선국 16 : 이동국
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핸드오프 방법은, 이동국이 후보 무선국으로 핸드오프를 요청하면, 최근접 공통 노드와 상기 후보 무선국간의 경로를 설정하는 제 1 단계; 응답 메시지(ANM)를 상기 최근접 공통 노드로 전송한 상기 후보 무선국은 상기 이동국으로 핸드오프를 지시하고, 핸드오프를 지시받은 상기 이동국은 상기 후보 무선국으로 핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지를 전달하는 제 2 단계; 핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지는 후보 이동교환 중심국(MSC)까지 전달되어 핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지로 변환된 후에 상기 최근접 공통 노드로 전달되는 제 3 단계; 핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지를 수신한 상기 최근접 공통 노드는 이전 경로로의 셀 전송을 중단하고, 라우팅 테이블을 갱신한 후에 셀들을 후보 경로로 스위칭하는 제 4 단계; 소정의 시간동안 후보 경로로 스위칭된 핸드오프 셀들을 핸드오프 버퍼에 저장하고 있다가 이전 경로의 노드로 해제(REL) 메시지를 전달하면서 핸드오프 큐(Handoff Queue)에 저장하는 제 5 단계; 및 셀 헤더내의 패이로드 타입(PT)의 첫 비트를 이용하여 셀 흐름을 제어하는 제 6 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 셀 흐름 제어 방법은, 핸드오프 큐와 일반 큐에서의 셀 흐름 제어 방법에 있어서, 상기 핸드오프 큐와 상기 일반 큐의 셀내 패이로드(PT) 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "0"인 경우에는 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하고 상기 일반 큐의 셀 하나를 전달하는 제 1 단계; 상기 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"이고 상기 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"인 경우에는 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하는 제 2 단계; 상기 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"이고 상기 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"인 경우에는 상기 일반 큐의 셀 하나를 전달하는 제 3 단계; 및 상기 핸드오프 큐와 상기 일반 큐의 셀내 패이로드 타입 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "1"인 경우에는 상기 핸드오프 큐에서 나가는 셀내 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 "0"으로 셋팅한 후에 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하고 상기 일반 큐의 셀 하나를 폐기하는 제 4 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 셀 흐름 제어 장치는, 소정의 경로로부터 입력되는 셀을 저장하기 위한 입력 큐; 상기 입력 큐에 저장된 셀들을 순차적으로 출력 경로로 루팅하기 위한 입력 큐 처리 수단; 상기 입력 큐 처리 수단으로부터 입력되는 셀중 핸드오프와 연관된 셀을 검출하여 각 연결에 따라 전달하고, 핸드오프와 연관되지 않은 셀을 통과시키는 적어도 하나의 셀 처리 수단; 핸드오프시의 셀간 순서 보장과 셀 손실 방지를 위하여 상기 셀 처리 수단으로부터 핸드오프가 진행중인 호와 관련된 핸드오프 셀들을 입력받아 순차적으로 저장한 후에 이전 경로의 노드로 해제 메시지를 전송함과 동시에 연속적으로 출력하고, 마지막 셀을 복사하여 출력하는 적어도 하나의 핸드오프 버퍼링 수단; 상기 핸드오프 버퍼링 수단으로부터 핸드오프와 관련된 셀을 입력받아 저장하기 위한 적어도 하나의 핸드오프 큐; 상기 셀 처리 수단으로부터 입력되는 핸드오프와 연관되지 않은 셀과 상기 핸드오프 버퍼링 수단으로부터 입력되는 마지막 셀을 입력받아 저장하기 위한 적어도 하나의 일반 큐; 및 상기 일반 큐와 핸드오프 큐로부터 출력되는 셀들의 흐름 제어를 관리하여 셀을 외부로 출력하기 위한 적어도 하나의 출력 큐 처리 수단을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 비동기전달모드(ATM) 망의 일실시예 구성도이다.
본 발명이 적용되는 무선 ATM 망은, 이동국(16)과의 무선 통신 방식을 종단하고 ATM 방식의 유선망과의 정합 기능을 제공하는 무선국(RP : Radio Port)(15,17), 다수의 무선국(15,17)을 제어하며 무선 자원 관리 기능을 수행하는 무선 제어국(RPC : Radio Port Controller)(14,18), 이동국(16)으로부터의 호를 제어하고 이동성 관리의 기능을 제공하는 이동교환 중심국(MSC : Mobile Switching Center)(13,19), 이동국(16)의 핸드오프시 새로운 무선국(PRc)(15)과 연결되며 이전의 무선국(RPp)(17)과도 연결될 수 있는 공통의 위치에 존재하는 ATM 교환기중 이동국(16)에 가장 가까이 위치하는 최근접 공통 노드(NCN : Nearest Common Node)(11) 및 최근접 공통 노드(11)와 이동교환 중심국(13,19)사이의 연결고리상에 존재하는 다수의 ATM 교환기(12,20)를 구비한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 최근접 공통 노드(11)와 이전 무선국(RPp)(17) 사이에는 J개(이전 무선국 포함)의 노드와 유선 링크가 존재하며, 후보 무선국(RPc)(15) 사이에는 K개(후보 무선국 포함)의 노드와 유선 링크가 존재한다. 동일한 무선 제어국(14,18)내에서의 핸드오프인 경우에는 최근접 공통 노드(NCN)와 이전 무선국간, 최근접 공통 노드(NCN)와 후보 무선국간의 노드 수는 한 개이며, 이 사이의 링크 수도 한 개이다. 즉, J=K=1이다. 또한, 서로 다른 무선 무선국(RPC)(14,18)간의 핸드오프인 경우에는 J와 K가 모두 2가 됨을 알 수 있다. 서로 다른 이동교환 중심국(MSC)(13,19)간 핸드오프인 경우에는 J(≥3)와 K(≥3)가 다를 수 있으며, 이러한 경우에는 셀의 순서 보장과 셀 손실 방지를 위한 최근접 공통 노드(11)의 역할이 더욱 중요하게 된다. 본 발명은 핸드오프시 최근접 공통 노드(11)에 적용된다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 이동 비동기전달모드(ATM) 교환기의 일실시예 구성도로서, 도면에서 "21"은 입력부, "22"는 호 승인 제어부, "23"은 시스템 관리부, "24"는 셀 스위칭부, "25"는 출력부를 각각 나타낸다.
도 2 에서 점선으로 표시된 흐름은 관리 정보를 가진 셀의 흐름을 나타내는데, 본 발명에서는 흐름 제어를 위해 ATM 셀 헤더내 패이로드 타입(PT) 3비트중에서 첫 번째 비트를 사용하므로, 이를 위해서 도 2 에 도시된 바와 같이 이 첫 비트가 1인 관리 정보 셀들을 입력부(Input Module)(21)에서 미리 검출하여 시스템 관리부(System Management )(23)쪽으로 전송한다. 이러한 관리 정보 셀들은 셀 스위칭부(CSF)(24)를 거쳐 시스템 관리부(23)로 전달될 수도 있으나, 흐름 제어를 위해 패이로드 타입(PT)의 첫 비트가 '1'로 셋팅된 셀들과 섞이지 않도록 하기 위해서는 셀 처리부(Cell Processing Block) 이전단에서 시스템 관리부(23)로 걸러지게끔 ATM 교환기가 설계되어져야 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 핸드오프 큐를 이용한 흐름 제어 장치의 일실시예 구성도로서, 도면에서 "31"은 큐, "32"는 입력큐 처리부, "33,37"은 셀 처리부, "34,38"은 핸드오프 버퍼, "35,39"는 핸드오프 큐, "36,40"은 일반 큐, "37,41"은 출력큐 처리부를 각각 나타낸다.
본 발명에 따른 셀 흐름 제어 장치는 버퍼 관리(buffer management)에 기반한다. 즉, 핸드오프시의 셀간 순서 보장과 셀 손실 방지를 위해 핸드오프 버퍼(34,38)를 사용하여 핸드오프가 진행중인 호와 관련된 ATM 셀(이하, "핸드오프 셀"이라 함)들의 셀간 지연 시간 변이(lagging gap)를 최소화함은 물론 셀의 손실을 방지하는 것이다. 여기서, 지연 시간 변이(lagging gap)란 셀간의 시간적 간격이 벌어진 것을 말한다.
한편, 버퍼 관리에는 시간과 공간이라는 두 가지 측면이 있다. 시간적인 측면은 셀간의 순서(Scheduling)를 말하고, 공간적 측면이란 버퍼의 크기와 이에 따른 셀 파기(cell discarding)를 의미한다. 버퍼 관리는 ATM 교환기내 시스템 관리부(SM : System Management)(23)에 의해 수행되는 일반적인 트래픽 제어의 일부분이다. 그러나, 본 발명에 따른 셀 흐름 제어 방법을 위한 버퍼 관리는 최근접 공통 노드(11)에서 수행되며, 도 2 에 도시된 ATM 교환기 구성도에서는 셀 스위칭부(CSF : Cell Switch Fabric)(24)내에 존재한다.
다음으로, 본 발명에 따른 셀 흐름 제어 장치에서는 핸드오프 버퍼(34,38)와 핸드오프 큐(35,39)를 사용하는데, 그 구체적인 구성을 살펴보면 다음과 같다.
입력 큐(31)는 특정 경로로부터 입력되는 ATM 셀을 저장하는 장치이다. 그리고, 입력 큐 처리부(32)는 입력 큐(31)에 저장된 ATM 셀들을 순차적으로 출력 경로로 루팅하는 장치로서, 핸드오프와 연관된 셀들을 이전 경로의 셀 처리부(37)로 출력하다가 핸드오프 전송 메시지가 수신되면 후보 경로의 셀 처리부(33)로 출력한다.
셀 처리부(33,37)는 도 4 에 도시된 바와 같이 다수의 핸드오프 셀 필터(42)와 가상경로/가상채널(VP/VC) 데이터베이스(43)로 구성되며, 가상경로/가상채널(VP/VC) 데이터베이스(43)에는 핸드오프 호와 연관된 다수의 연결 정보들이 기록되어 있다. 핸드오프 셀 필터(42)는 각각의 연결(VP/VC)에 대해 입력 큐 처리부(32)에서 전달된 ATM 셀을 필터링하는 기능을 제공한다.
핸드오프와 연관된 ATM 셀은 각 연결에 따라 핸드오프 셀 필터(42)에서 검출되어 핸드오프 버퍼(34,38)로 전달된다. 핸드오프와 연관되지 않은 셀들은 핸드오프 셀 필터(42)를 통과하여 일반큐(36,40)로 전달된다. 또한, 셀 처리부(33,37)에서는 일정시간 경과 후에 이전 경로의 노드로 해제 메시지를 전송함과 동시에 가상경로/가상채널(VP/VC) 데이터베이스(43)에서 관련 연결을 제거하여 이후에 입력 큐(31)로부터 핸드오프와 연관하여 수신되는 셀을 일반큐(36,40)로 출력한다.
핸드오프 버퍼(34,38)는 핸드오프시의 셀간 순서 보장과 셀 손실 방지를 위하여 셀 처리부(33,37)로부터 핸드오프가 진행중인 호와 관련된 핸드오프 셀들을 입력받아 순차적으로 저장한 후에 이전 경로의 노드로 해제 메시지를 전송함과 동시에 핸드오프 큐(35,39)로 연속적으로 출력하고, 마지막 셀을 복사하여 일반 큐(36,40)로도 출력한다.
출력 큐 처리부(37,41)는 일반 큐(36,40)와 핸드오프 큐(35,39)로부터 출력되는 셀들의 흐름 제어를 관리한다. 출력 큐 처리부(37.41)를 통과한 ATM 셀은 출력부(25)로 전달된다.
도 4 는 본 발명에 따른 셀 처리부의 상세 구성도로서, 도면에서 "42"는 핸드오프 셀 필터, "43"은 VP/VC 데이터베이스를 각각 나타낸다.
셀 처리부(33)내의 핸드오프 셀 필터(42)들은 가상경로/가상채널(VP/VC) 데이터베이스(43)를 이용하여 핸드오프 셀의 가상경로식별자(VPI : Virtual Path Identifier) 및 가상채널식별자(VCI : Virtual Channel Identifier) 필드를 조사하여 각 필터에 관련된 핸드오프 셀들을 판별하여 핸드오프 버퍼(34)로 전송한다.
도 5 는 본 발명에 따른 일반 큐와 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 방법에 대한 설명도이다.
도 5 에는 일반 큐(36,40)와 핸드오프 큐(35,39)를 통한 셀 흐름(도면의 상단) 및 핸드오프 큐(35,39)를 사용할 때와 사용하지 않을 경우에 따른 출력에서의 셀 흐름(도면 하단)이 도시되어 있다. 여기서, 일반 큐(36,40)와 핸드오프 큐(35,39)의 소형 블록들은 하나의 ATM 셀을 나타내고, 소형 블록의 각 무늬는 각각의 호를 구분하며, 각 소형 블록 위의 숫자(0,1)는 각 ATM 셀내의 패이로드 타입(PT)의 첫 번째 비트를 나타내고 있다.
도 5 에서 왼쪽 아래의 셀 흐름 제어 방식에 의한 셀 출력 순서를 보면 각각의 호에 해당하는 셀들간에는 그 전송 순서가 보장되고 있음을 알 수 있다. 또한, 도 5 의 오른쪽 아래와 같이 하나의 호와 관련된 셀만 관찰해 보면 핸드오프 큐를 사용하는 경우가 그렇지 않은 경우보다 핸드오프시의 셀들간의 지연 시간 변이를 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다. 이와 같은 셀 흐름 제어 방식은 핸드오프 셀들간의 셀간 순서 반전을 방지하고 각 호와 관련된 셀들간의 지연 시간 변이도 최소화할 수 있다.
핸드오프 큐 또는 일반 큐에서 빠져나간 셀들은 출력부(OM : Output Module)(25)로 전달되고, 출력부(25)에서는 시스템 관리부(23)에서 입력되는 관리 정보 셀(ATM 셀 헤더내의 패이로드가 "100" "101" "110"인 셀)들과 각 큐에서 입력되는 셀들을 다중화하여 다른 ATM 교환기로 전송한다.
도 6 은 본 발명에 따른 핸드오프 큐를 이용한 셀 흐름 제어 방법의 일실시예 흐름도이다.
최근접 공통 노드(11)는 핸드오프시 이동국(16)으로부터 핸드오프 완료 신호를 받고 나서 지연시간 Τp 가 지난 후에 이전 경로를 해제하기 위해 해제 메시지를 전송함과 동시에 핸드오프 버퍼(34,38)에 저장된 관련 호의 셀들을 핸드오프 큐(35,39)로 보낸다. 이후의 핸드오프 큐(35,39)와 일반 큐(36,40)의 셀 흐름 제어 과정은 다음과 같다.
먼저, 유휴 상태에서 핸드오프 큐가 ATM 셀을 수신하면(61) ATM 셀로부터 패이로드 타입(PT)의 첫 번째 비트를 분리한 후에(62) 패이로드 타입의 첫 번째 비트값이 "0"인지를 판단한다(63).
만약, 판단 결과(63)가 "0"이면 일반 큐의 ATM 셀로부터 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 분리하여(64) 패이로드 타입의 첫 번째 비트값이 "0"인지를 판단하여(65) "0"이면 핸드오프 큐의 ATM 셀을 송신하고(66) 일반 큐의 ATM 셀을 송신한 후에(67) 유휴 상태로 천이하고, "1"이면 핸드오프 큐의 ATM 셀을 송신한 후에(68) 유휴 상태로 천이한다.
만약, 판단 결과(63)가 "1"이면 일반 큐의 ATM 셀로부터 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 분리하여(69) 패이로드 타입의 첫 번째 비트값이 "0"인지를 판단하여(70) "0"이면 일반 큐의 ATM 셀을 송신한 후에(71) 일반 큐의 ATM 셀로부터 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 분리하는 과정(69)부터 반복 수행하고, "1"이면 핸드오프 큐의 ATM 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 "0"으로 셋팅하고(72) 핸드오프 큐의 ATM 셀을 송신하고(73) 일반 큐의 ATM 셀을 폐기한 후에(74) 유휴 상태로 천이한다.
이러한 핸드오프 큐(35,39)와 일반 큐(36,40)의 셀 흐름 제어 과정에 대한 원리를 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 핸드오프 큐와 일반 큐의 셀내 패이로드(PT) 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "0"인 경우에는 핸드오프 큐의 셀 하나를 먼저 내보내고 일반 큐의 셀 하나를 다음에 내보낸다.
둘째, 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"이고 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"인 경우에는 핸드오프 큐의 셀 하나만을 내보낸다.
셋째, 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"이고 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"인 경우(두번째의 반대 경우)에는 일반 큐의 셀 하나만을 내보낸다.
넷째, 핸드오프 큐와 일반 큐의 셀내 패이로드 타입 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "1"인 경우에는 핸드오프 큐의 셀 하나를 내보내고 일반 큐의 셀 하나를 폐기한다. 이때, 핸드오프 큐에서 나가는 셀내 패이로드 타입의 첫 번째 비트는 원래대로 "0"으로 셋팅된다.
도 7 은 본 발명에 따른 무선 비동기전달모드(ATM) 망에서의 핸드오프 방법의 일실시예 흐름도이다.
핸드오프 전의 호와 관련된 ATM 셀들은 종료 포인트(End Point)로부터 최근접 공통 노드의 일반 큐(Normal queue)를 통해서 이전 경로로 흐른다.
이후, 이동국이 후보 무선국으로 핸드오프를 요청하면, 최근접 공통 노드와 후보 무선국간의 경로가 설정된다. 여기서, 핸드오프 요청에 대한 최근접 공통 노드 기능을 수행할 노드는 서로 다른 이동교환 중심국(MSC)간의 핸드오프인 경우에 망 전체 토폴로지를 가지고 있는 망 관리자에 의해 최근접 공통 노드(NCN)와 후보 무선국간의 경로 설정 전단계에 결정되며, 이는 후보 무선국의 요청에 의해 이루어진다. 최근접 공통 노드(NCN)와 이전 무선국간의 노드/링크 수 J와 최근접 공통 노드와 후보 무선국간의 노드/링크 수 K도 이때 결정되어 후보 무선국으로 전달된다. 동일 이동교환 중심국(MSC)내에서의 핸드오프인 경우에는 무선 제어국(RPC)나 이동교환 중심국(MSC) 자신이 최근접 공통 노드가 되므로 망 관리자가 개입하지 않는다.
다음으로, 응답 메시지(ANM)를 최근접 공통 노드로 전송한 후보 무선국은 이동국으로 핸드오프를 지시하고, 이동국은 이에 따라 후보 무선국으로 핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지를 전달한다.
핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지는 후보 이동교환 중심국(MSC)까지 전달되고, 여기서 핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지로 바뀌어 최근접 공통 노드로 전달된다.
이후, 핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지를 수신한 최근접 공통 노드는 이전 경로로의 셀 전송을 멈추고, 라우팅 테이블을 갱신한다. 따라서, 이후의 셀들은 후보 경로로 스위칭된다. 이와 동시에, 최근접 공통 노드는 이 핸드오프 호에 속한 연결(/들)과 관련된 ATM 셀들을 핸드오프 버퍼에 저장하기 위하여 셀 처리부(Cell Processing Block)내에 핸드오프 셀 필터를(/들을) 생성한다. 셀 처리부내의 핸드오프 셀 필터들은 셀의 가상경로식별자(VPI), 가상채널식별자(VCI) 필드를 참조하여 각 필터에 관련된 핸드오프 셀들을 판별하여 핸드오프 버퍼로 전송한다.
핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지를 수신한 후에 Τp 동안 후보 경로로 스위칭된 핸드오프 셀들은 핸드오프 버퍼에 순서대로 저장되어 있다가 이전 경로의 노드로 해제(REL) 메시지를 보냄과 동시에 모두 핸드오프 큐(Handoff Queue)에 저장된다. 이때, 핸드오프 버퍼의 모든 셀들은 연속적으로 핸드오프 큐에 저장되며, 단 마지막으로 들어가는 셀은 ATM 헤더내의 패이로드 타입(PT)의 첫 비트를 "1"로 지정하고 이 마지막 셀은 복사되어 일반 큐에도 동시에 입력된다. 여기서, 패이로드 타입은 ATM 셀내의 48바이트를 차지하는 패이로드내의 정보가 어떤 것인지를 나타내는 표시자로서, 3비트를 차지하는데, 타입 "0"부터 타입 "110"까지의 7가지 타입은 이미 정의되어 있으며, 마지막 타입 "111"은 향후의 기능을 위해 정의가 유보되어 있다. 이처럼 본 발명에 따른 셀 흐름 제어 방법에서는 핸드오프 셀의 흐름 제어를 위해서 패이로드 타입(PT)의 첫 번째 비트를 사용한다. 여기서, 셀 흐름 제어를 위한 패이로드 타입(PT)는 ATM 교환기 내부적으로만 사용되는 것으로, ATM 교환기에서 이 마킹셀(패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"로 셋팅된 셀)이 나갈 때는 다시 원래대로 패이로드 타입(PT)의 첫 비트를 "0"으로 바꾸어 준다. 핸드오프 버퍼내에 있던 셀들이 모두 핸드오프 큐로 나가면, 이와 동시에 셀 처리부내의 관련 핸드오프 셀 필터가 소거됨에 따라 이후의 핸드오프 셀들은 일반 큐를 통해 후보 경로로 전송된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 무선 ATM 방식을 기반으로 하는 이동통신망 등에서 일반 큐와 핸드오프 큐를 구분하여 이들간의 셀 흐름을 효과적으로 제어하므로써, 핸드오프시의 셀간 순서 및 지연 시간 변이의 보장을 통해 핸드오프 동안의 셀지연이나 셀손실을 최소화하여 서비스 품질을 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 다양한 트래픽의 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 ATM 교환기의 평상시 평균 트래픽 환경(ATM 교환기 용량의 60%∼80% 정도)에서 핸드오프 전후 셀간의 순서를 보장하면서 종래의 방법에서보다 지연 시간 변이를 1/3∼1/2 수준으로 현저히 향상시킬 수 있으며, 교환기 서비스율 이하의 적정 트래픽에서 핸드오프중인 이동국의 셀간 순서를 보장할 수 있다. 이러한 장점은 앞으로 고품질의 멀티미디어 서비스를 이동통신망에서 용이하게 수용할 수 있도록 하여 준다.

Claims (5)

  1. 이동국이 후보 무선국으로 핸드오프를 요청하면, 최근접 공통 노드와 상기 후보 무선국간의 경로를 설정하는 제 1 단계;
    응답 메시지(ANM)를 상기 최근접 공통 노드로 전송한 상기 후보 무선국은 상기 이동국으로 핸드오프를 지시하고, 핸드오프를 지시받은 상기 이동국은 상기 후보 무선국으로 핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지를 전달하는 제 2 단계;
    핸드오프 완료(HO_Complete) 메시지는 후보 이동교환 중심국(MSC)까지 전달되어 핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지로 변환된 후에 상기 최근접 공통 노드로 전달되는 제 3 단계;
    핸드오프 종료 전송(Send_HO_End) 메시지를 수신한 상기 최근접 공통 노드는 이전 경로로의 셀 전송을 중단하고, 라우팅 테이블을 갱신한 후에 셀들을 후보 경로로 스위칭하는 제 4 단계;
    소정의 시간동안 후보 경로로 스위칭된 핸드오프 셀들을 핸드오프 버퍼에 저장하고 있다가 이전 경로의 노드로 해제(REL) 메시지를 전달하면서 핸드오프 큐(Handoff Queue)에 저장하는 제 5 단계; 및
    셀 헤더내의 패이로드 타입(PT)의 첫 비트를 이용하여 셀 흐름을 제어하는 제 6 단계
    를 포함하여 이루어진 핸드오프 방법.
  2. 핸드오프 큐와 일반 큐에서의 셀 흐름 제어 방법에 있어서,
    상기 핸드오프 큐와 상기 일반 큐의 셀내 패이로드(PT) 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "0"인 경우에는 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하고 상기 일반 큐의 셀 하나를 전달하는 제 1 단계;
    상기 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"이고 상기 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"인 경우에는 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하는 제 2 단계;
    상기 핸드오프 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "1"이고 상기 일반 큐의 셀의 패이로드 타입의 첫 번째 비트가 "0"인 경우에는 상기 일반 큐의 셀 하나를 전달하는 제 3 단계; 및
    상기 핸드오프 큐와 상기 일반 큐의 셀내 패이로드 타입 세 비트중에서 첫 번째 비트가 모두 "1"인 경우에는 상기 핸드오프 큐에서 나가는 셀내 패이로드 타입의 첫 번째 비트를 "0"으로 셋팅한 후에 상기 핸드오프 큐의 셀 하나를 전달하고 상기 일반 큐의 셀 하나를 폐기하는 제 4 단계
    를 포함하여 이루어진 셀 흐름 제어 방법.
  3. 소정의 경로로부터 입력되는 셀을 저장하기 위한 입력 큐;
    상기 입력 큐에 저장된 셀들을 순차적으로 출력 경로로 루팅하기 위한 입력 큐 처리 수단;
    상기 입력 큐 처리 수단으로부터 입력되는 셀중 핸드오프와 연관된 셀을 검출하여 각 연결에 따라 전달하고, 핸드오프와 연관되지 않은 셀을 통과시키는 적어도 하나의 셀 처리 수단;
    핸드오프시의 셀간 순서 보장과 셀 손실 방지를 위하여 상기 셀 처리 수단으로부터 핸드오프가 진행중인 호와 관련된 핸드오프 셀들을 입력받아 순차적으로 저장한 후에 이전 경로의 노드로 해제 메시지를 전송함과 동시에 연속적으로 출력하고, 마지막 셀을 복사하여 출력하는 적어도 하나의 핸드오프 버퍼링 수단;
    상기 핸드오프 버퍼링 수단으로부터 핸드오프와 관련된 셀을 입력받아 저장하기 위한 적어도 하나의 핸드오프 큐;
    상기 셀 처리 수단으로부터 입력되는 핸드오프와 연관되지 않은 셀과 상기 핸드오프 버퍼링 수단으로부터 입력되는 마지막 셀을 입력받아 저장하기 위한 적어도 하나의 일반 큐; 및
    상기 일반 큐와 핸드오프 큐로부터 출력되는 셀들의 흐름 제어를 관리하여 셀을 외부로 출력하기 위한 적어도 하나의 출력 큐 처리 수단
    을 포함하여 이루어진 셀 흐름 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 입력 큐 처리 수단은,
    핸드오프와 연관된 셀들을 이전 경로의 상기 셀 처리 수단으로 출력하다가 핸드오프 전송 메시지가 수신되면 후보 경로의 상기 셀 처리 수단으로 출력하는 것을 특징으로 하는 셀 흐름 제어 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 셀 처리 수단은,
    핸드오프 호와 연관된 다수의 연결 정보들이 기록되어 있는 가상경로/가상채널(VP/VC) 데이터베이스; 및
    각각의 연결(VP/VC)에 대해 상기 입력 큐 처리 수단에서 전달된 셀을 필터링하여 핸드오프 버퍼링 수단과 일반 큐로 전달하는 핸드오프 셀 필터
    를 포함하여 이루어진 셀 흐름 제어 장치.
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