KR100413968B1 - 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼관리 방법 - Google Patents

무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼관리 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, ITM-2000 비동기 시스템에서 트랜스포트 채널로 전송되어지는 트래픽 데이터를 처리하기 위하여, 각 채널별로 전송된 데이터가 윈도우보다 앞서서 내려오는 경우 트랜스포트 채널별 다중 버퍼를 이용하여 트랜스포트 채널 동기를 맞추기 위한 버퍼 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신시스템에 적용되는 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 있어서, 채널 요소 제어기를 통해 전송된 데이터가 윈도우를 벗어날 경우 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여, 플래그를 이용하여 버퍼에 들어 있는 데이터의 개수를 조사하는 제 1 단계; 상기 버퍼의 데이터가 정해진 윈도우 시간안에 들어왔는지를 검사하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 검사결과에 따라, 상기 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 데이터를 버퍼에 저장하거나, 윈도우 안에 들어온 데이터를 변조 디지털 신호 처리기로 전송하거나, 늦게 들어온 데이터를 폐기하는 제 3 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신시스템 등에 이용됨.

Description

무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법{Buffer management method for transport channel synchronous of wireless communication system}
본 발명은 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 맞추기 위한 버퍼 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것으로, 특히 IMT(International Mobile Telecommunication)-2000 비동기 시스템에서 무선망 제어국(RNC)과 무선 송수신 서브시스템(RTS) 사이의 트랜스포트 채널 동기를 맞춘 후, 트래픽 데이터를 처리하는 과정에서 처리 가능한 시간 윈도우보다 앞서 온 데이터를 효율적으로 관리하기 위한 버퍼 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
동기 방식 시스템과 비동기 방식 시스템의 차이점은 기지국간의 시각 동기를 이루는데 있어서 위치추적시스템(GPS)의 사용 유무에 있다.
즉, 동기 방식의 IMT-2000 시스템은 위치추적시스템을 이용해 기지국의 시각을 일치시키는데 반해 비동기 방식의 IMT-2000 시스템은 자체 클럭(clock)으로 이를 조정하는 방식을 말한다. 즉, 비동기식 IMT-2000 시스템에서는 제어국과 기지국간의 서로 다른 동기를 맞추기 위해 제어국은 제어국과 기지국간의 각각의 클럭 차이를 계산하는 과정을 거친 후 트랜스포트 채널별로 트래픽 데이터를 전송하게 된다. 이때, 기지국에서 일정한 시간의 윈도우 안에 보내고자 하는 데이터가 전송되어 왔을 경우에만 무선 인터페이스(air interface)상으로 전송하게 된다.
따라서, 현재의 기술분야에서는 기존의 시스템과는 다른 트래픽 전송방법을 사용함에 따라, 기지국 채널카드에서 보다 효율적으로 트래픽 제어를 위하여 3GPP 규격을 만족하면서 트래픽 처리를 효율적으로 관리하기 위한 트래픽 관리 방안이 필수적으로 요구된다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 요구에 부응하기 위하여 제안된 것으로, ITM-2000 비동기 시스템에서 트랜스포트 채널로 전송되어지는 트래픽 데이터를 처리하기 위하여, 각 채널별로 전송된 데이터가 윈도우보다 앞서서 내려오는 경우 트랜스포트 채널별 다중 버퍼를 이용하여 트랜스포트 채널 동기를 맞추기 위한 버퍼 관리 방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템의 구성 예시도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템의 채널카드에서 채널 요소 제어기가 수행하는 태스크(Task)를 나타내는 개략적인 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 무선망 제어국과 무선 송수신 서브시스템간의 동기관련 주요 파라미터간의 관계를 나타낸 예시도.
도 4 는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
100 : 무선망 제어국(RNC) 110 : 주 제어기(MCP)
120 : 트래픽 처리기(THP) 130 : 무선 송수신 서브시스템(RTS)
140 : 기지국 제어기(BCP) 150 : 채널 카드(CHC)
160 : 채널 요소 제어기(CEP) 170 : 변조 디지털 신호 처리기(MDSP)
180 : 복조 디지털 신호 처리기(DDSP)
190 : 변조기(MOD) 200 : 복조기(DMOD
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신시스템에 적용되는 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 있어서, 채널 요소 제어기를 통해 전송된 데이터가 윈도우를 벗어날 경우 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여, 플래그를이용하여 버퍼에 들어 있는 데이터의 개수를 조사하는 제 1 단계; 상기 버퍼의 데이터가 정해진 윈도우 시간안에 들어왔는지를 검사하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 검사결과에 따라, 상기 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 데이터를 버퍼에 저장하거나, 윈도우 안에 들어온 데이터를 변조 디지털 신호 처리기로 전송하거나, 늦게 들어온 데이터를 폐기하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선통신시스템에, 채널 요소 제어기를 통해 전송된 데이터가 윈도우를 벗어날 경우 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여, 플래그를 이용하여 버퍼에 들어 있는 데이터의 개수를 조사하는 제 1 기능; 상기 버퍼의 데이터가 정해진 윈도우 시간안에 들어왔는지를 검사하는 제 2 기능; 및 상기 제 2 기능의 검사결과에 따라, 상기 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 데이터를 버퍼에 저장하거나, 윈도우 안에 들어온 데이터를 변조 디지털 신호 처리기로 전송하거나, 늦게 들어온 데이터를 폐기하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템의 구성 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선망 제어국(RNC : Radio Network Controller)(100)은 크게 무선망 제어국(100)내의 자원관리 및 호 제어, 기지국 운용보전 등의 기능을 수행하는 주 제어기(MCP : Main Controller Processor)(110)와 트래픽 송수신을 하는 트래픽 처리기(THP : Traffic Handling Processor)(120)로 구성된다.
무선 송수신 서브시스템(RTS : Radio Transceiver Subsystem)(130)은 무선자원관리 및 호 제어, 기지국 운용보전 등의 기능을 수행하는 기지국 제어기(BCP : Base-Station Control Processor)(140)와 무선으로 데이터를 전송하는 채널카드(150)로 구성되어 있다.
채널카드(150)의 기능을 살펴보면, 채널 요소 제어기(CEP : Channel Element Processor)(160)는 상위 BCP로부터 무선자원할당에 관련된 NBAP(Node B Application Part) 메시지와 트래픽 처리기(120)로부터 전달되는 FP(Frame Protocol) 데이터를 처리하며, 하위로는 변조 디지털 신호처리기(MDSP : Modulator Digital Signal Processor)(170)와 복조 디지털 신호처리기(DDSP : Demodulator Digital Signal Processor)(180)간 HPI(Host-Port Interface) 드라이버를 통해 채널 요소 제어기(160)로부터 수신한 무선자원 할당 및 호 제어 메시지(NBAP 관련 메시지)와 트래픽 처리기(120)로부터 수신된 트래픽 제어메시지 및 트래픽 메시지(FP 관련 메시지)를 변조 디지털 신호 처리기(170)와 복조 디지털 신호 처리기(180)로 전송한다.
여기서, 변조 디지털 신호 처리기(170)와 복조 디지털 신호 처리기(180)는 변조기(Modulator)(190)와 복조기(Demodulator)(200)의 컨트롤을 담당한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 IMT-2000 비동기 시스템의 채널카드에서 채널요소 제어기(160)가 수행하는 태스크(Task)를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 채널 요소 제어기(160)의 ATM 통신을 위한 초기화, 외부 인터럽트 초기화, IPC(Inter-Process Communication) 초기화 및 다른 태스크(Task)를 스펀(spawn)시키는 역할을 하는 주 태스크(Main Task)(21), IPC를 통해 들어온 NBAP 메시지를 처리한 후, MDSP 및 DDSP에 메시지를 전송하는 NBAP 태스크(22), UE(User Equipment)로 방송정보를 보내는 BCH(Broadcast Channel) 태스크(23), 호에 대한 상태 및 기타 운용보전에 필요한 기능을 수행하는 측정(Measurement) 태스크(24), 복조기(200)로부터 들어온 데이터를 복조 디지털 신호 처리기(180)를 거쳐 채널 요소 제어기(160)에서 올라온 데이터를 처리하는 기능을 담당하는 FP UL(Frame Protocol Up Link) 태크스(25), 트래픽 처리기(120)로부터 전송되는 트래픽 제어 메시지 및 트래픽에 대한 처리를 한 후, 복조 디지털 신호 처리기(170)로 데이터를 전송하는 FP DL(Frame Protocol Down Link) 태스크(26)로 구성된다.
본 발명이 적용될 FP DL 태스크(26)는 트래픽 처리기(120)로부터 전송되는 트래픽 데이터를 트랜스포트 채널별로 윈도우 시간 안에 들어왔는지를 검사하는 기능을 가지며 상술한 본 발명의 목적에 부합한 기능을 갖는 알고리즘을 포함한다.
도 3 은 본 발명에 따른 무선망 제어국과 무선 송수신 서브시스템간의 동기관련 주요 파라미터간의 관계를 나타낸 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 트래픽 처리기(120)는 각 트랜스포트 채널에 해당하는 데이터의 헤더부분에 무선 인터페이스(air interface)로 전송되어야 할 시간정보(CFN : Connection Frame Number)를 넣어서 채널 요소 제어기(160)로 전송한다.
이에 따라, 채널 요소 제어기(160)는 전달받은 데이터 안의 CFN을 기준으로 변조 디지철 신호 처리기(170)에서 무선 인터페이스로 전송하는데 걸리는 프로세싱 시간을 고려하여 LTOA(Latest Time of Arrival)의 값을 계산한다.
이어서, NBAP 메시지로 전달받은 윈도우에 관련된 파라미터인 TOAWE(Time of Arrival Window Startpoint)와 TOAWS(Time of Arrival Window Endpoint)를 이용하여 LTOA를 기준으로 한 TOAWE의 값을 계산한 후, 다시 TOAWE를 기준으로 TOAWS의 값을 계산한다.
이러한 계산 절차는 각 트랜스포트 채널의 각 데이터마다 수행된다.
도 3에서는 트랜스포트 채널 중 TTI(Transmission Timing Interval)가 10ms의 주기로 전송되는 채널에 대한 채널 요소 제어기(160)의 FP DL 태스크(25)의 동작 시점과 트래픽 처리기(120)로부터 전송된 데이터가 윈도우의 어느 시점에 들어왔는지에 대한 예를 다음과 같이 도시하고자 한다.
첫번째, 데이터가 윈도우 안에 들어왔을 경우 채널 요소 제어기(160)의 FP DL 태스크(25)가 수행되는 시점에 변조 디지털 신호 처리기(170)로 데이터를 전송하게 된다.
두번째, 데이터가 LTOA 시간 이후로 들어 왔을 경우 변조 디지털 신호 처리기(170)에서 무선 인터페이스로 보내고자 하는 시간에 보낼 수 없으므로, 채널 요소 제어기(160)에서 폐기한 후, TA(Timing Adjustment)메시지를 트래픽처리기(120)로 전송한다. 이에, 트래픽 처리기(120)는 TA 메시지를 받아 데이터가 채널 요소 제어기(160)로 늦게 도착하였다는 것을 인지한 후, 이후 트래픽 데이터부터 전송시간을 조절하여 전송한다.
세번째, 데이터가 TOAWS 보다 이전에 도착하였을 때, 채널 요소 제어기(160)는 TA 메시지를 트래픽 처리기(120)로 전송한 후, 본 발명에서 제안한 버퍼에 저장한다. 10ms 후 채널 요소 제어기(160)의 FP DL 태스크(25)가 수행 시 버퍼에 저장된 데이터를 조사한 후 보내고자 하는 CFN을 기준으로 윈도우 안에 들어 있는지를 검사한다. 이를 만족하면 변조 디지털 신호 처리기(170)로 데이터를 전송하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 트래픽 처리기(120)와 채널 요소 제어기(160)간 트래픽 전송 과정에서 버스트하게 윈도우보다 앞서 들어 경우 채널 요소 제어기(160)내의 효율적인 버퍼 관리를 통해 전송 효율을 높이는데 있다.
상기한 바와 같은 구조를 갖는 본 발명의 무선통신시스템에서 트래스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법의 동작 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4 는 본 발명에 따른 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 각 트랜스포트 채널은 플래그(Flag)와 L 길이의 데이터 버퍼를 갖는 N개의 버퍼를 갖는다. FP DL 태스크(25)에서 트랜스포트 채널은 TTI 주기로 실행된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 먼저 N개의 버퍼 중 플래그가 온(On)되어 있는 버퍼의 개수(Buffer Count)를 조사한다(401).
이어서, 버퍼의 개수가 0보다 큰지를 확인하여(402) 0 보다 클 경우 플래그가 온(On)되어 있는 중 하나의 버퍼 데이터를 가지고 데이터가 윈도우 시간 안에 들어왔는지를 검사한다(403).
검사결과(403), 윈도우 안에 들어왔을 경우 변조 디지털 신호 처리기(MDSP)(170)로 데이터를 전달한 후, 해당 버퍼의 플래그를 오프(OFF)시키고(404), 윈도우 안에 들어오지 않은 경우 다시 정해진 윈도우보다 늦게 들어왔는지를 확인한다(405).
확인결과(405), 정해진 윈도우보다 늦게 들어왔을 경우 데이터를 폐기한 후 플래그를 오프하고(406), 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 경우 데이터를 해당 버퍼에 다시 저장한 후 플래그를 온 상태로 유지한다(407).
이어서, 버퍼의 개수를 하나 감소한 값이 0보다 큰지를 확인하여(408). 0보다 크면 버퍼의 개수가 0보다 큰지를 확인하는 과정(402)부터 반복 수행한다. 즉, 버퍼의 저장된 개수만큼 상기의 절차를 반복 수행한다.
한편, 버퍼의 개수가 0보다 큰지를 확인하여(402) 0보다 작거나 같거나, 버퍼의 개수를 하나 감소한 값이 0보다 큰지를 확인하여(408) 0보다 작거나 같으면 해당 트랜스포트 채널로 새로이 입력된 데이터에 대해 상기의 과정과 유사한 과정을 수행하게 된다.
즉, 데이터가 존재하는지를 확인하여(409) 존재하면 정해진 윈도우 시간 안에 들어왔는지를 검사하여(410) 윈도우 안에 들어온 경우 데이터를 변조 디지털 신호 처리기(170)로 전달하고(411), 윈도우 안에 들어오지 않은 경우 TA 메시지를 트래픽 처리기(120)로 전달한다(412).
이후, 정해진 윈도우보다 늦게 들어왔는지를 확인하여(413) 늦게 들어온 경우 데이터를 폐기하고(414) 윈도우보다 앞서 들어온 데이터는 비어있는 버퍼에 저장 후 플래그를 온 상태로 유지한다(415).
즉, 상기와 같은 과정은 해당 트랜스포트 채널이 TTI마다 한번 수행하는 절차를 나타낸 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
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.
상기한 바와 같은 본 발명은, 3GPP 동기 관련 규격을 만족하면서 동기를 맞추는데 실패한 데이터를 자체 채널카드 내의 버퍼에 저장 및 보내야하는 적당한 시간에 무선 인터페이스로 전송함으로써 데이터의 손실을 최소화하는데 효과가 있고, 버스트하게 데이터가 잘못 전송이 되어 오는 경우에 대해서도 잘 대응할 수 있는 구조를 갖는다. 즉, 채널 요소 제어기에서의 효율적인 버퍼운영으로 데이터 전송효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 무선통신시스템에 적용되는 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법에 있어서,
    채널 요소 제어기를 통해 전송된 데이터가 윈도우를 벗어날 경우 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여, 플래그를 이용하여 버퍼에 들어 있는 데이터의 개수를 조사하는 제 1 단계;
    상기 버퍼의 데이터가 정해진 윈도우 시간안에 들어왔는지를 검사하는 제 2 단계; 및
    상기 제 2 단계의 검사결과에 따라, 상기 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 데이터를 버퍼에 저장하거나, 윈도우 안에 들어온 데이터를 변조 디지털 신호 처리기로 전송하거나, 늦게 들어온 데이터를 폐기하는 제 3 단계
    를 포함하는 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 개수를 하나 감소시킨 값이 0보다 클 경우, 상기 제 1 단계부터 반복 수행하는 제 4 단계
    를 더 포함하는 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 채널 요소 제어기는,
    소정 개의 버퍼에 대한 각 버퍼의 플래그를 이용하여 미리 들어온 데이터를 구별한 후, 윈도우 관련 프로세싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 요소 제어기는,
    각 트랜스포트 채널별로 존재하는 소정 개의 버퍼에 대한 처리 후, 해당 트랜스포트 채널로 새로이 입력된 데이터에 대해 윈도우 관련 프로세싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 트랜스포트 채널 동기를 위한 버퍼 관리 방법.
  5. 프로세서를 구비한 무선통신시스템에,
    채널 요소 제어기를 통해 전송된 데이터가 윈도우를 벗어날 경우 데이터 전송 성능을 향상시키기 위하여, 플래그를 이용하여 버퍼에 들어 있는 데이터의 개수를 조사하는 제 1 기능;
    상기 버퍼의 데이터가 정해진 윈도우 시간안에 들어왔는지를 검사하는 제 2 기능; 및
    상기 제 2 기능의 검사결과에 따라, 상기 정해진 윈도우보다 앞서 들어온 데이터를 버퍼에 저장하거나, 윈도우 안에 들어온 데이터를 변조 디지털 신호 처리기로 전송하거나, 늦게 들어온 데이터를 폐기하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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