KR100324128B1 - 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 No.7 사용자로부터 입력된 신호메시지를 sls 별로 짝수와 홀수를 구분하는 단계와; 상기 짝수와 홀수로 구분된 신호메시지에 대해 각각 로컬 sls 키 값을 생성하는 단계와; 상기 짝수와 홀수 각각의 로컬 sls 키 값을 이용하여 부하 분담을 이룬 다음 상기 짝수와 홀수의 로컬 sls를 통해 신호메시지를 신호 전달점으로 각각 전송하는 단계를 수행함으로서, 2개의 STP를 경유하여 접근가능하도록 구성된 신호점으로 메시지 전송시 각 STP에 연결된 신호링크 별로 부하를 분산시킬 수 있게 되는 것이다.

Description

이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법{Method for load distributing each signalling link in mobile communication system}

본 발명은 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법에 관한 것으로, 특히 2개의 STP(Signaling Transfer Point, 신호 전달점)를 경유하여 접근가능하도록 구성된 신호점으로 메시지 전송시 각 STP에 연결된 신호링크 별로 부하를 분산시키기에 적당하도록 한 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템은 이동단말기를 통해 이동하면서 통신이 가능하도록 한 시스템으로, 개인휴대통신(Personal Communication System, PCS) 시스템과 디지털 셀룰러 시스템(Digital Cellular System, DCS) 등이 사용된다.

그리고 No.7 신호방식은 CCITT(International Telegraph and Telephone Consultative Committee, 국제유선통신자문기구) 권고 I.320의 ISDN(Integrated Services Digital Network, 종합정보통신망) 구조에서 제시하는 ISDN 프로토콜 기준모델(ISDN-PRM(Protocol Reference Model, 프로토콜 기준 모형))의 3개의 직교평면(사용자평면, 제어평면, 관리평면) 중에서 제어평면에 해당되며 End-user 입장에서 보면 OSI 7계층 중에서 망계층 서비스(Layer1∼3)를 제공해주는 역할을 담당한다. No.7 신호방식은 크게 2개의 기능, 즉 망서비스부(Network Service Part, NSP)와 사용자부(User Part, UP)로 나뉘며 NSP는 신호메시지를 신뢰성 있게 전송해주며, UP는 NSP가 제공하는 전송능력을 이용하는 기능적인 실체를 말한다. No.7 신호방식은 디지털 통신망 및 ISDN에서 사용하기 위해 개발된 것으로 계층적으로 모듈화되어 있고, 공통선 신호방식이며, 특수서비스에 기여하는 통신망 등 지능망에 사용할 수 있다. 기존의 신호방식에 비하여 풍부한 신호용량과 고속전송, 에러검출및 정정으로 신뢰성 향상, 기타 새로운 서비스(CUG, 폐쇄가입자 그룹, 신용 통화, 광역 착신 서비스 등) 제공이 용이하다.

따라서 No.7 신호방식은 국제적으로 표준화된 공통선 신호방식(데이터가 전송되는 통로와 그 데이터 전송을 위해 사용되는 신호의 통로를 구분하여 신호메시지는 하나의 공통된 신호통로를 사용하는 방식)의 하나로서, 메시지의 순서에 맞추어 중복없이 정보를 전달할 수 있는 방식으로, 각각 자신과 상대방을 신호점이라는 국제화된 포맷의 유일한 인식기호로 구분한다.

이처럼 No.7 프로토콜을 사용하여 다른 시스템과 연동하기 위해서는 No.7 프로토콜 계층구조를 갖추어야 한다.

No.7 프로토콜 계층구조에서, 신호 데이터 링크(Signalling Data Link, SDL)는 신호 메시지의 실제 전송을 위해 사용되는 것으로, 디지털 또는 아날로그 전송 매체로 구성된 물리적 경로를 의미한다. 이는 동일한 속도로 서로 반대 방향으로 운용되는 두 개의 데이터 채널로 구성된 양방향 전송로이다.

신호 단말(Signalling Terminal, ST)은 신호 데이터 링크를 사용하여 메시지가 신뢰성있게 전달되도록 하는 것으로, 레벨 2에 규정된 모든 기능을 수행하는 장치를 말한다. 이는 신호터미널로서 다른 신호점으로 연결된 실제의 하드웨어 접속점이고, 하나의 신호링크에 하나의 ST가 사용된다. 신호링크(Signalling Link, SL)는 신호 메시지를 전달할 목적으로 신호점들간에 연결한 링크로서, 신호 데이터 링크와 신호 단말로 구성된다.

도1은 일반적인 이동통신 시스템의 No.7 메시지흐름을 보인 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, No.7 사용자(11)와, 상기 넘버.7 사용자(11)로부터 메시지처리 명령을 받아 메시지를 처리하는 SSHP(Signalling System message Handling Processor, 신호 메시지 처리 프로세서)(12)와, 상기 SSHP(12)에서 처리된 메시지를 대국의 신호단말로 전송하는 ST(Signalling Terminal, 신호 단말)(13)을 포함한 자국(10)과; 상기 자국(10)의 ST(13)와 E1/T1로 연결되어 자국의 메시지를 전송받는 ST(23)와, 대국의 넘버.7 사용자의 명령에 따라 상기 ST(223)의 자국 메시지를 처리하는 SSHP(22)와, 상기 자국(10)의 No.7 사용자(11)와 호처리를 위한 가입자 정보 등의 메시지를 송수신하는 No.7 사용자(21)를 포함한 대국(20)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 일반적인 이동통신 교환기의 자국(11)과 대국(14)에서 넘버.7 사용자 간의 메시지 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 SSHP는 신호메시지 처리기로, 신호메시지를 상위의 메시지 사용자인 사용자에게서 전송받아 실제로 그 메시지가 전달되어야 할 다른 신호점으로 메시지를 전달하기 위해 다른 신호점에 연결된 하드웨어인 ST로 전송하는 기능을 수행한다.

자국(10)의 사용자가 메시지를 전달하기 위해서는 SSHP(12)를 거쳐 메시지를 처리하고, 대국(20)과 연결된 ST(13)를 통해 대국(20)의 ST(23)로 메시지를 전달한다. 그리고 자국의 역순에 따라 대국(20)의 사용자에게 메시지가 전달되게 된다.

여기서 넘버.7에서 신호메시지를 전달하기 위해 자신을 자국(10)이라고 지칭하고, 메시지 전달의 상대방을 대국(20)이라고 지칭한다.

도2는 일반적인 No.7 신호단말 관리장치의 블록구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 호처리 및 트래픽 제어기능과 넘버.7 유지 보수기능과 ASS(Access Switching Subsystem, 가입자 교환 서브시스템) 보전 및 운용 관리 기능과 기타 서비스 기능을 수행하는 ASP(Access Switching Subsystem Processor, 정합 교환 서브시스템 프로세서)(도면상에 도시하지 않음)와 IPC(Inter Processor Communication, 내부 처리 통신)로 연결되어 메시지를 처리하는 복수개의 SSHP(Signalling System message Handling Processor, 신호 메시지 처리 프로세서)와; 상기 복수개의 SSHP와 STN(Signalling Terminal Network, 신호 단말 네트워크)으로 연결되어 상기 복수개의 SSHP에서 처리된 메시지를 대국의 신호단말로 전송하는 자국의 복수개의 ST로 구성된다.

그래서 SSFA는 ST 네 개가 하나의 보드에 집약되어 있는 형태로 유지의 용이성과 단가를 절약하기 위해 변형된 구조를 갖는다.

이와 같이 구성된 종래의 이동통신 교환기 넘버.7 신호단말 관리장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

종래의 SSHP에서 모든 ST와 모든 SSHP는 STN을 통해 직접 통신할 수 있었고, 상태관리는 1:1로 직접 관장하는 방식을 사용하였다.

도3은 일반적인 인접 신호점에 연결된 신호링크간의 부하분담을 보인 블록구성도이고, 도4는 종래 신호루트 사이의 부하분담을 보인 블록구성도이다.

여기서 MSC(Mobile Switching Center)는 Mobile(핸드폰)의 호 설정을 위해 사용되는 자원 No.7 신호 메시지 등을 처리하기 위한 목적으로 만들어진 교환기이며, MSU(MTP Signalling Unit)는 신호메시지 No.7 사용자의 데이터가 전송되기 위해 사용되는 No.7 메시지를 칭하는 말이다.

그래서 2개의 STP를 경유하여 접근 가능하도록 구성된 신호점으로 메시지를 전송하게 된다.

즉, No.7 공통선 신호방식의 내용은 안정적으로 신호망을 유지 관리하여, 신호 메시지의 완벽한 전달이 가능하도록 규정된 여러 가지 방법들에 관한 것인데, 이러한 신호 메시지의 전달의 직접적인 매개체로서 신호 링크라는 대국과의 링크를 사용하여 메시지의 송,수신이 이루어진다.

따라서 망 전체에 흐르는 메시지의 양에 따라 특정 신호점 사이의 신호링크의 수가 결정되게 되어 있다.

이러한 호처리의 기본이 되는 가입자 정보 등의 메시지는 자국 MSC와 타 MSC, HLR(Home Location Register) 사이에 전달되게 되며, 가입자의 수가 증가하면, 교환기 간의 메시지 전달에 사용되는 신호링크의 수도 따라서 증가하게 되어 있다.

그러나 2개의 STP를 경유하여 접근 가능하도록 구성된 신호점으로 메시지 전송시 각 STP에 연결된 신호링크 별로 부하 분산이 제대로 되지 않는 문제점이 있었다. 즉, 종래의 메시지 루팅 방법에 따르면, 어떤 신호점에 대해 2개의 STP를 경유하여 접근 가능하도록 신호루트를 구성하면, 이 신호점으로 메시지 전송시 신호 링크 별로 메시지의 균등한 분배가 이루어지지 못하고, 전체 신호 링크 중 일부 링크에 로드가 편중되는 문제점을 가지고 있어, 실제 신호 링크의 증가가 안정된 망관리 기능에 도움이 되지 못하는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 2개의 STP를 경유하여 접근가능하도록 구성된 신호점으로 메시지 전송시 각 STP에 연결된 신호링크 별로 부하를 분산시킬 수 있는 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 의한 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법은,

No.7 사용자로부터 입력된 신호메시지(MSU)를 sls 별로 짝수와 홀수를 구분하는 단계와; 상기 짝수와 홀수로 구분된 신호메시지에 대해 각각 로컬 sls 키 값을 생성하는 단계와; 상기 짝수와 홀수 각각의 로컬 sls 키 값을 이용하여 부하 분담을 이룬 다음 상기 짝수와 홀수의 로컬 sls를 통해 신호메시지를 신호 전달점으로 각각 전송하는 단계를 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.

도1은 일반적인 이동통신 시스템의 No.7 메시지흐름을 보인 블록구성도이고,

도2는 일반적인 No.7 신호단말 관리장치의 블록구성도이며,

도3은 일반적인 인접 신호점에 연결된 신호링크간의 부하분담을 보인 블록구성도이고,

도4는 종래 신호루트 사이의 부하분담을 보인 블록구성도이며,

도5는 본 발명의 일실시예에 의한 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법이 적용된 블록구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 자국 20 : 대국

11, 21 : No.7 사용자 12, 22 : SSHP

13, 23 : ST 14, 15 : STP

이하, 상기와 같은 본 발명 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 No.7 사용자간의 메시지 흐름을 살펴본다.

자국 사용자의 메시지를 대국으로 전송하기 위해서는 메시지처리기(SSHP)를 거쳐야 하며, 메시지 처리기를 거친 메시지는 대국과 연결된 ST를 거쳐 다른 대국의 ST에게 전달되고 자국의 역순에 따라 대국의 사용자에게 전달되어 진다.(도1 참조) 즉, 자국 ST(13)와 대국 ST(23)간의 하나의 링크를 신호링크 하나로 구성하며, 각 신호 링크는 초당 최대 8000바이트의 메시지 전달 능력을 가진다. 도1에서는 개념을 쉽게 이해하도록 각각 하나의 SSHP와 ST를 도시하였으나, 실제의 시스템은 도2에서와 같이 여러 개의 SSHP와 최대 128개의 ST가 실장되며, 자국과 하나의 대국 신호점 사이에는 전송되는 메시지의 양에 따라 기본적으로 하나에서 최대 16개의 신호링크가 배정되어 사용된다.

도3에 도시된 바와 같이, 대국으로 연결된 여러 개의 신호 링크를 이용하여 많은 메시지가 전달된다는 것은 쉽게 추측할 수 있으나, No.7 공통선 신호방식의 주 목적인 안정적인 신호망을 유지하고 메시지의 완벽한 전달을 위해 가장 중요한 것은 각 링크별로 균일한 메시지의 분배이다. 도3에서 그 과정을 살펴 보면, 자국의 상위 No.7 사용자가 대국으로 전달 요구하는 메시지가 No.7 메시지 처리기에서 어떻게 대국으로 연결된 여러 개의 신호 링크 중의 하나로 균등하고 일관성있게 분배되는 지를 보여주고 있다. 여기서 균일한 메시지 분배의 기준이 되는 것은 sls라는 값이다.

여기서 sls(Signalling Link Selection)는 신호 메시지를 전송시 신호 링크간 부하 분담을 하여 배정하기 위해 발생 순서대로 붙이는 0~15 사이의 값이다.

상위에서 No.7 사용자가 sls가 0~15로 반복되는 메시지들을 메시지 처리기에 전달하면, 메시지 처리기는 sls에 따라 각 신호링크로 메시지를 재분배하는 과정을 거친다. 도3에서는 4개의 신호링크가 대국 MSC로 연결되고 있고, 링크 별로 각각 0, 1, 2, 3의 번호를 가지고 있음을 보여주고 있다. 메시지 처리기는 상위에서 전달된 메시지에 들어 있는 각각의 sls를 4로 나눈 나머지에 따라 나머지가 0이면 0번 신호링크로, 1이면 1번 신호링크로, 2이면 2번 신호링크로, 3이면 3번 신호링크로 각각 전달하게 된다. 이러한 방식으로 메시지가 대국 링크로 균등하게 분배되는 것이다.

그러나 실제 운용되는 망에서 대국으로 전송되는 No.7 메시지는 대국으로 직접 전달되기 보다는 신호점 간의 메시지의 중계를 전문적으로 수행하는 STP를 통하여 전달되도록 구성된다.

STP의 장애 상황 등의 발생시 안정적인 메시지 전송을 보장하기 위하여 이러한 과정도 단지 하나의 STP를 거쳐서 이루어지기 보다는 2개의 STP(14)(15)를 이용하여 부하를 분산시킨 다음 전달하도록 구성되어 있다.

도4에서 살펴보면, 대국 X(20)로 전달되는 메시지는 이처럼 두 개의 STP(14)(15)를 통해 전달된다는 것을 알 수 있다.

이렇게 구성함으로서 만약 STP-A(14)가 장애를 일으켜 정상적인 메시지의 중계가 불가능할 경우 STP-A(14)의 장애를 감지한 자국 메시지 처리기(12)는 DP-X(20)로의 메시지를 STP-B(15)를 통해 전달하도록 하여 중단없는 메시지의 전달을 보장할 수 있는 것이다.

이렇게 망이 구성될 경우, 도3에 도시한 메시지 전달방법은 문제의 소지가 있다. 이를 도4를 참조하여 상세히 설명하면, 상위에서 내려온 메시지는 일단 2개의 STP 중 어느 STP를 이용할 것인지 구분되어야 한다. 도3에서와 같이 짝수 sls는 STP-A(14)를 통하여 전달되고, 홀수는 STP-B(15)를 통하여 전달된다.

그러나 문제는 이렇게 짝수, 홀수로 분리된 메시지를 STP-A(14)와 STP-B(15)에 연결된 각각의 신호 링크로 배정하는 과정에서 발생한다. 즉, 도3에 도시된 알고리즘과 같이 수행하면, STP-A(14)를 통하는 MSU는 짝수만의 sls를 가지므로 신호링크 0과 2만을 사용하게 되고, STP-B(15)를 통하는 MSU는 신호링크 1과 3만을 사용하게 되어, No.7 메시지의 부하 분담을 위해 생성된 4개의 신호링크 중 반 만을 사용할 수 밖에 없게 되어 일부 링크에 과중한 부하를 전가하게 된다. 특정 링크로의 부하 전가는 망의 안전성에 치명적인 영향을 주게 되고, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

도5는 본 발명의 일실시예에 의한 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법이 적용된 블록구성도로서, 로컬 sls를 이용하여 메시지 분담을 수행하는 방법을 보인 것이다.

그래서 STP-A(14)와 STP-B(15)로 메시지를 분배시키는 과정은 sls 별로 홀수, 짝수를 구분하게 되어 있다. 일단 두 개의 STP로 분배된 MSU를 각 STP 별로 할당된 신호링크에 재분배하기 위해 신호 메시지 처리기(12)는 새로운 키 값을 생성하여 사용하게 된다.

즉, 짝수 sls를 가지고 0~15의 순서로 새로운 sls 값을 가지는 로컬 sls 키 값을 생성하게 된다. 신호 메시지 처리기(12)는 이 새로운 키 값을 이용하여 각 신호 링크 별로 동일하게 부하 분담이 이루어질 수 있도록 처리하게 되는 것이다.

홀수의 sls를 가지고도 짝수 sls의 처리와 동일한 과정을 거쳐 메시지 루팅을 위한 로컬 sls 키 값을 생성하여 부하 분담이 이루어지게 한다.

이처럼 본 발명은 2개의 STP를 경유하여 접근가능하도록 구성된 신호점으로 메시지 전송시 각 STP에 연결된 신호링크 별로 부하를 분산시키게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법은 No.7 메시지를 처리하는 과정에서 메시지의 유실은 호설정의 실패를 의미하며 이는 교환기 자체의 기능 상실을 의미하므로, No.7 신호망의 안정성은 커다란 의미를 지니게 되는데, 시간이 흘러 가입자가 증가하고 서비스가 다양해질수록 두 개의 신호점 사이에 트래픽이 증가하고 링크 수 또한 따라서 증가하게 되므로, No.7 메시지의 부하 분담이 실장된 전 신호링크별로 균등하게 이루어질 수 있도록 함으로서 안정적인 메시지 흐름을 보장하고 경제적인 이익을 보장할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. No.7 사용자로부터 입력된 신호메시지를 sls(signalling link selection) 별로 짝수와 홀수를 구분하는 단계와;

   상기 짝수와 홀수로 구분된 신호메시지에 대해 각각 로컬 sls 키 값을 생성하는 단계와;

   상기 짝수와 홀수 각각의 로컬 sls 키 값을 이용하여 부하 분담을 이룬 다음 상기 짝수와 홀수의 로컬 sls를 통해 신호메시지를 신호 전달점으로 각각 전송하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 신호링크별 부하분산 방법.