KR100303340B1 - 이동통신시스템에서의액세스스위칭프로세서와이동제어국호제어프로세서사이의과부하제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국 호 제어 프로세서 사이의 과부하를 제어하는 방법에 대한 것이다. 본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국의 호 제어 프로세서 사이의 과부하를 제어하는 방법에 있어서, 액세스 스위칭 프로세서와 호 제어 프로세서 사이에 부하 정보를 포함하는 메시지를 주기적으로 송수신하는 단계, 부하 정보를 이용하여 프로세서 점유도 범위에 따른 프로세서 과부하 등급을 결정하는 단계, 검출된 과부하 등급별로 호 처리용량에 대한 호 수락율을 산출하는 단계, 산출된 호 수락율에 따라 이동 호 서비스별로 이동 호 서비스중 주요 부하요소에 해당하는 호 설정, 페이징 요구, 위치등록 요구, 가입자 정보 요구를 개별 제어하는 단계, 균일한 호 제어를 위하여 난수를 발생시키고 발생된 난수를 이용하여 산출된 호 수락율을 모듈레이션하는 단계, 모듈레이션 값이 0 ~ 호 수락율값 사이인 경우 호를 수락하고 그 이외의 값인 경우 호를 거절하는 단계를 포함하여 이루어진다. 이로써 본 발명은 시스템의 가용도 및 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

Description

이동 통신 시스템에서의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국 호 제어 프로세서 사이의 과부하 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING OVERLOAD BETWEEN ACCESS SWITCHING PROCESSOR AND CALL CONTROL PROCESSOR OF MOBILE CONTROL STATION IN MOBILE TELEMOMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국 호 제어 프로세서 사이의 과부하 제어 방법에 대한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서의 과부하 상태를 적절하게 제어하여 시스템의 영향을 최소화하고 서비스 품질을 최대화하기 위한 방법에 관한 것이다.
알려진 바와 같이 이동 통신 시스템은 기지국(Base Transceiver Subsystem: BTS)과 이동 제어국(Base Station Controller: BSC)과 이동 교환기(Mobile Switching Center: MSC)를 포함하여 구성되며, 기지국과 이동 제어국과 이동 교환기는 서로간에 연동될 수 있는 다수개의 프로세서를 구비한다.
종래 기술에 의한 이동 통신 시스템에서는 이동 제어국의 호 제어 프로세서와 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서의 과부하 상태 제어가 각 개별 프로세서에서만 수행되었다. 따라서 프로세서간의 과부하 확산이 발생하게 되었으며, 자국 이동 통신 시스템뿐 아니라 타 이동 교환망으로의 확산이 초래되어 시스템 장애가 지속될 수 있었다. 게다가 지속되는 장애로 인한 자원의 복구 불능으로 인하여 호 서비스의 질 저하가 초래되었다는 문제점이 발생하였다.
따라서 본 발명은 위의 문제점들을 해결하여 이동 통신 시스템내의 메인 프로세서간의 과부하 정보 교류로 과부하 확산 방지, 자원의 낭비 방지, 효과적인 호 제어로 서비스를 최대로 할 수 있는, 이동 통신 시스템에서의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국 호 제어 프로세서 사이의 과부하를 제어하는 방법을 제공함을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예는, 이동 통신 시스템에서 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국의 호 제어 프로세서 사이의 과부하를 제어하는 방법에 있어서,
액세스 스위칭 프로세서와 호 제어 프로세서 사이에 부하 정보를 포함하는 메시지를 주기적으로 송수신하는 단계;
상기 부하 정보를 이용하여 프로세서 점유도 범위에 따른 프로세서 과부하 등급을 결정하는 단계;
상기 검출된 과부하 등급별로 호 처리용량에 대한 호 수락율을 산출하는 단계;
상기 산출된 호 수락율에 따라 이동 호 서비스별로 이동 호 서비스중 주요 부하요소에 해당하는 호 설정, 페이징 요구, 위치등록 요구, 가입자 정보 요구를 개별 제어하는 단계;
균일한 호 제어를 위하여 난수를 발생시키고 상기 발생된 난수를 이용하여 상기 산출된 호 수락율을 모듈레이션하는 단계;
상기 모듈레이션 값이 0 ~ 호 수락율값 사이인 경우 호를 수락하고 그 이외의 값인 경우 호를 거절하는 단계를 포함한다.
도 1 은 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국 호 제어 프로세서의 개념도.
도 2 는 본 발명에 의한 과부하 제어 동작을 나타낸 메시지 흐름도.
도 3 은 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국간의 인터페이스.
도 4 는 제어국으로의 과부하 확산 방지 동작을 나타낸 메시지 흐름도.
< 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
100 : MSC 110 : ASP-M
120 : ASP-T 130 : LRP
150 : NTP 160 : INP
170 : OMP 180 : BCP(BTS)
190 : CCP(BSC) 200 : HLR
310 : 과부하 검출 프로세서 320 : 호 제어 프로세서
330 : 이동 제어국
S110 : 과부하 등급 ALD 호 수락율/거절율(ω) 송신
S210 : 제어 카운트 클리어 S220 : 난수 생성(R)
S230 : 호설정 요구 S240 : ω-1＜R
S250 : 호설정 거절 S260 : 호설정 수락
S270 : 제어 카운트 증가 S280 : 제어 카운트 = ω
S300 : TO 제어정보(ω) 수신여부 체크
S400 : 통제 지속 여부 확인 요청 S500 : 종료
이하 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 동작원리 작용에 대하여 설명한다. 본 발명은, CDMA 이동 통신 시스템의 가용도 및 신뢰도를 향상하기 위한 이동 제어국 호 제어 프로세서와 이동 교환기 액세스 스위칭 프로세서간의 효과적인 과부하 정보 교환 및 과부하 상태 출력, 과부하 등급에 따른 이동 호 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 이동 통신 교환기의 주요 부하 요소인 이동 호 발착신 및 위치 등록 서비스를 제어(차단 및 수락)하여 메인 프로세서에 가해지는 부하를 조정하여 이동 통신 교환망의 효과적인 운용 및 호 서비스를 실현한다.
코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 기술을 지원하는 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 호를 처리하는 메인 프로세서는 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서(Access Switching Processor: ASP)와 이동 제어국의 호 제어 프로세서(Call Control Processor: CCP)이다. 도 1은 상기 두 프로세서의 구성도를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 호 제어 프로세서(180)는 이동 제어국(BSC) 시스템의 상위 메인 프로세서며, 액세스 스위칭 프로세서-M(Mobile)(110)은 이동 제어국과의 정합, 이동가입자 호 처리, 이동성 관리, 자체 운용 보전 기능, 이동 제어국과 신호 정보 전달 및 트래픽 데이터 전송 기능 및 ASS-M내의 하드웨어 경보 수집 기능을 수행하는 이동 교환기의 상위 메인 프로세서이다.
이동 통신 시스템의 프로세서 과부하 상태에 대한 호 제어는 기존의 유선 교환기의 가입자 및 중계선 정합 프로세서의 발착신 제어 기능만을 고려하므로 이동 교환기의 이동 호 처리 특성에 대한 과부하 상태는 고려하고 있지 않다. 따라서 본 발명은 다음과 같은 방법으로 이동 호 처리가 수행되는 도중에 발생하는 주요 과부하 요인이 되는 항목을 위주로 과부하 상태 진단 및 호 제어 기능을 제공한다.
상기 부하 요소로는 이동 가입자 발신(setup request), 이동 가입자 위치 등록(registration request), 이동 가입자 정보요구(발신 가입자 인증 : authentification request/착신 가입자 위치 정보 : Location request), 이동 가입자 착신(paging request)이 있다.
이동 통신 시스템의 이동 가입자 호 서비스는 다수의 기지국(BTS)으로부터 이동 제어국(BSC)에 전송된 호 설정 요구(SET UP)에 의하여 시작된다. 이동 제어국의 호 제어 프로세서는 자신이 처리할 수 있는 이상의 호를 수신하면 망의 서비스율이 급격히 저하되지 않도록 과부하를 제어한다. 이동 제어국의 호 제어 프로세서는 자신의 부하 상태를 주기적으로 진단하여 일정 수준 이상의 경계 부하 상태가 되면 발신 및 위치등록요구를 제어하고 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서로 자신의 부하 상태를 전달하여 착신 제어를 요구한다.
한편, 자국이나 타 교환망으로부터 유입된 이동 가입자 착신 요구에 대해서 착신 가입자 위치 정보에 따라 해당 액세스 스위칭 프로세서로 착신을 시도하는데 이때 해당 액세스 스위칭 프로세서가 처리할 수 있는 이상의 착신요구(paging request)가 수신되면 과부하 상승으로 인한 장애와 함께 이동 제어국의 부하가 상승된다. 따라서 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서는 과부하 상태를 진단하여 일정 단계 경계 부하 상태에 따라 발생하는 페이징요구 및 이동 제어국의 발신요구/위치등록요구 제어에 필요한 자신의 과부하 정보를 이동 제어국으로 알린다.
이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서내의 자체 호 제어 유형 중 이동 제어국으로부터의 호 설정에 대한 제어 동작에 대하여 설명하면 하기와 같다.
첫째, 프로세서의 과부하 상태를 판단하기 위하여 상위 프로세서의 운영체제로부터 통보를 받거나 별도의 과부하 검출 프로세서를 동작시켜 과부하 등급을 결정한다.
둘째, 과부하 상태이면 호 제어 프로세서에 과부하 등급과 호 차단율(blocking rate)을 전송한다.
셋째, 과부하 등급과 호 차단율(blocking rate)을 수신한 호 제어 프로세서는 이전의 과부하 등급과 호 차단율(blocking rate)을 삭제하고 정보를 수신한 시점에서 유입되는 호서비스별로 호 차단율(blocking rate)에 따라 호를 누락시킨다. 호를 균일하게 제어하여 누락시키는 방법의 하나로 난수를 발생시켜 호 차단율과의 모듈레이션을 취해 0 ∼ (호 차단율-1) 사이이면 호 설정을 허용하고, (호 차단율-1) 이상이면 호설정을 거절한다.
넷째, 다음 주기가 도래하면 호 제어 프로세서는 과부하 검출 프로세서로 과부하 제어 지속 여부를 체크한다.
다섯째, 과부하 상태가 지속이라면 다음 주기 동안도 앞의 호 차단율(blocking rate)로 계속적으로 호차단을 한다(상기 셋째단계와 동일).
여섯째, 과부하 검출 프로세서로부터 새 과부하 등급과 호 차단율을 수신하면 현재 제어루틴을 종료하고 이전 과부하 등급과 호 차단율에 대한 정보는 삭제하고 새 과부하 등급과 호 차단율(blocking rate)에 따라 유입되는 호서비스 유형별로 호 제한을 시작한다.
일곱째, 과부하 지속상태가 아니라면 과부하 제어를 해제하고 모든 호를 수용한다. 매 단위주기 때마다 위와 같은 루틴을 반복한다.(도 2 참조)
이동 가입자가 액세스 스위칭 프로세서로의 착신(paging request)/위치등록(registration request)하는 동작에 대한 제어도 각 처리 프로세서에서 같은 루틴으로 과부하 검출 프로세서로부터 정보(과부하 등급과 호제한율)를 제공받아 제어를 하며, 원칙적으로 호설정 요구는 이동 제어국으로부터 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서로 호설정 요구가 올라오기 전에 이동 제어국에서 상위 액세스 스위칭의 부하 상태를 관리하며 자체적으로 호제한을 수행하는 것을원칙으로 한다. 이때 호 제한을 수행하기 위한 제어 방안도 도 2와 같은 방식으로 구현한다.
이동 제어국의 호 제어 프로세서는 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서로부터 IS634 표준규격에 따른 NO.7 신호 메시지(BSSMAP)를 이용하여 주기적으로 부하 정보를 수신받아 호 제어에 적용한다. 액세스 스위칭 프로세서의 부하 정보를 수신한 이동 제어국은 자신의 부하 상태와 함께 고려된 가상 부하 정보를 생성하여 이동 제어국에서 발생하는 호설정 및 위치 등록을 근원적으로 제한하고 부하 상태 해제 판단시 호제한을 푼다. 따라서 도 3에 나타낸 바와 같이 상위 액세스 스위칭 프로세서로의 부하 확산을 방지할 수 있다.
도 3에 있어서, TRC(Traffic Resource Control)는 과부하 검출 및 호자원 관리기능 애플리케이션이며, MSL(Mobile Shared Library)은 이동 공유 라이브러리로, 과부하 메시지에 대해 BSSMAP 형식의 패킷에 대한 압축/추출(pack/unpack) 기능 및 No.7 기능블럭과의 인터페이스를 제공한다. P7SPM(PCX No.7 SCCP Management)은 신호관리 제어부 관리번호 7, layer 3 기능을 하는 MTP(Massage Transfer Part)의 인터페이스이다.
도 3의 과정을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
A 단계에서는 이동 교환기의 과부하시에 기지국으로 과부하 발생을 알리면 이동 제어국은 트래픽을 한단계 내리고 타이머 T5 와 타이머 T6를 재구동한다. B 단계에서는 이동 교환기의 과부하 신호가 타이머 T5 만료전에 수신되면 이를 무시한다. C 단계에서는 이동 교환기의 과부하 발생/해제 메시지를 T5 만료 후 T6 만료전에 수신하면 이동 제어국은 트래픽을 감소/상승시키고 T5 와 T6를 재구동하며, T6 만료시엔 이동 제어국은 트래픽을 한단계 증가시키고 T5 와 T6를 재구동하여 반복적으로 T6 만료시 트래픽을 조정한다.
한편, 액세스 스위칭 프로세서는 과부하 상태의 제어국으로의 착신 제한을 위해서 이동 제어국의 부하 정보를 주기적으로 수신하여 관리하며 자신의 과부하 상태와 함께 고려된 가상 과부하 정보를 생성하여 착신 호 제어에 적용하여 사용한다. 따라서 이동 제어국으로의 과부하 확산을 방지할 수 있다. 도 4는 액세스 스위칭 프로세서에서 수행되는 과부하 확산 방지 동작을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, T6 이후에 과부하 정보를 수신하지 않고 이동 교환기가 과부하 상태가 아닌 경우 페이징 간격 값(paging gaping value)을 한단계씩 증가시킨 후 T5/T6를 재구동하고, T6이 종료되면 다시 페이징 간격 값(paging gaping value)을 한단계 감소시키는 과정을 반복 수행한다.
한편, 이동 교환기 처리 용량 측정 데이터의 과부하 상태, 즉 프로세서 점유도별 시스템 최대 호 처리 용량에 대한 산출예는 표 1과 같다.
ASP-M 1EA과 BSC 12EA, BST 192 EA, 호 유형은 발신호
CPU점유도(%) 과부하 등급 최대 호 처리 용량(BHCA) 최저 호 수락율(%)
0∼84 NORMAL(0) 24000 51
85∼89 MINER(1) 1000 33
90∼94 MAJOR(2) 300 21
95∼100 CRITICAL(3) 200 11
이동 교환기의 기 산출된 호 처리 용량에 따라 CPU 점유도별 호 수락율을 미리 정하여 과부하 검출 프로세서에서 호 수락율을 결정하고 호 제어 프로세서는 수신된 호 수락율에 따라 호 제어를 한다. 이때 난수를 발생시켜 호 수락율과 모듈레이션하고 모듈레이션 값이 0 ~ 호 수락율값 사이인 경우 호를 수락하고 그 이외의 값인 경우 호를 거절하여 균일한 호 제어를 수행한다. 충분한 과부하 상태에서 시스템 특성을 조사하고 이에 따라 과부하 검출이 이루어져야 한다. 마찬가지로 이동 제어국 및 기지국의 용량 산출도 사전에 이뤄져야 한다.
IS634에 기반한 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국의 호 제어 프로세서간의 인터페이스 규격에 따르면 표 2와 같은 MSSMAP 메시지 구성을 갖는다.
MSSMAP 메시지 구성
Information Element Direction Type
Message Type MSC ↔ BS M
Cause MSC ↔ BS Mb
Cell Identifier BS ↔ MSC Oa
이로써 본 발명은 이동 통신 시스템에서 메인 프로세서간의 과부하 정보를 교류하도록 함으로써 과부하 확산방지, 자원낭비 방지, 효과적인 호 제어에 의한 서비스 향상 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 이동 통신 시스템에서 이동 교환기의 액세스 스위칭 프로세서와 이동 제어국의 호 제어 프로세서 사이의 과부하를 제어하는 방법에 있어서,
    액세스 스위칭 프로세서와 호 제어 프로세서 사이에 부하 정보를 포함하는 메시지를 주기적으로 송수신하는 단계;
    상기 부하 정보를 이용하여 프로세서 점유도 범위에 따른 프로세서 과부하 등급을 결정하는 단계;
    상기 검출된 과부하 등급별로 호 처리용량에 대한 호 수락율을 산출하는 단계;
    상기 산출된 호 수락율에 따라 이동 호 서비스별로 호 설정 요구, 페이징 요구, 위치등록 요구, 가입자 정보 요구를 개별 제어하는 단계;
    균일한 호 제어를 위하여 난수를 발생시키고 상기 발생된 난수를 이용하여 상기 산출된 호 수락율을 모듈레이션하는 단계;
    상기 모듈레이션 값이 0 ~ 호 수락율값 사이인 경우 호를 수락하고 그 이외의 값인 경우 호를 거절하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 액세스 스위칭 프로세서에서 이동 제어국으로부터의 호 설정을 제어하기 위하여 과부하 검출 프로세서를 구동시켜 주기적으로 과부하등급을 결정하는 단계;
    상기 결정결과 과부하 상태이면 상기 호 제어 프로세서로 상기 결정된 과부하 등급과 호 차단율을 전송하는 단계;
    상기 과부하 등급과 호 차단율을 수신한 상기 호 제어 프로세서가 이전 주기의 과부하 등급과 호 차단율을 삭제하고 현재 주기의 호 차단율에 따라 유입되는 호서비스별로 호를 누락시키는 단계;
    다음 주기에서 상기 호 제어 프로세서가 상기 과부하 검출 프로세서로 과부하 제어 지속 여부를 확인하는 단계;
    상기 확인 결과 과부하 상태가 지속적으로 유지되는 경우, 다음 주기에서 상기 호 차단율로 계속적으로 호차단을 수행하는 단계;
    상기 과부하 검출 프로세서로부터 새로운 과부하 등급과 호 차단율이 수신되면 이전 주기의 과부하 등급과 호 차단율에 대한 정보를 삭제하고 상기 새로운 과부하 등급과 호 차단율에 따라 호서비스 유형별 호 제한을 수행하는 단계;
    상기 확인 결과 과부하 상태가 지속적으로 유지되지 않는 경우, 다음 주기에서 과부하 제어를 해제하고 모든 호를 수용하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 과부하 확산 방지 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 호를 누락시키는 단계는, 난수를 발생시키고 상기 발생된 난수를 상기 호 차단율과 모듈레이션하여 모듈레이션 결과값이 0 ∼ (호 차단율-1)사이 값이면 호 설정을 허용하고, 그 이외의 값이면 호설정을 거절함을 특징으로 하는 과부하 확산 방지 방법.
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