KR100415115B1

KR100415115B1 - 통신시스템의 데이터 혼잡 통보 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100415115B1
Application number: KR10-2001-0075108A
Authority: KR
Inventors: 이성원
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2004-01-13
Also published as: JP2003298595A; US20030099195A1; KR20030044384A

Abstract

통신시스템에서 통신 경로상의 데이터의 혼잡을 판단하고 통보하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 이러한 본 발명은 제1 노드와, 상기 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함하는 통신시스템에서 상기 제1 노드에서의 데이터의 혼잡을 판단하기 위한 장치를 제안한다. 상기 장치는 송신을 위한 데이터를 저장하는 버퍼를 구비한다. 제어기는 상기 버퍼에 저장된 데이터의 크기를 미리 설정된 제1 임계값 및 상기 제1 임계값보다 크게 정해진 제2 임계값과 비교하고, 상기 데이터의 크기가 상기 제2 임계값보다 크거나 같을 때 데이터의 혼잡을 판단한다. 송신기는 상기 제어기의 제어하에 상기 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하여 상기 제2 노드로 송신한다. 이에 따라 상기 제2 노드는 상기 제1 노드로 혼잡 지시 메시지를 송신함으로써 혼잡 제어를 요구하게 된다.

Description

통신시스템의 데이터 혼잡 통보 방법 및 장치 {DATA CONGESTION NOTIFYING METHOD AND APPARATUS IN COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 통신시스템의 데이터 혼잡 제어에 관한 것으로, 특히 통신 경로상의 데이터의 혼잡을 판단하고 통보하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

CDMA(Code Division Multiple Access)2000, WCDMA/UMTS(Wideband Code Division Multiple Access/Universal Mobile Telecommunications System), GPRS(General Packet Radio System) 및 CDMA2000 1xEV-DO(Evolution-Data-Only), 1xEV-DV(1st generation Evolution-Data-and-Voice) 등과 같은 이동 통신시스템은 전형적으로 이동 가입자에게 음성 서비스만을 제공하는 형태이었다. 그러나, 이러한 이동 통신시스템은 음성 서비스 뿐만 아니라 데이터 패킷(data packet)의 데이터 서비스도 지원하는 형태로 발전하고 있는 추세이다. 데이터 서비스를 지원하는 다른 형태의 통신시스템으로 비동기전송모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 통신시스템이 있다. 상기 ATM 시스템은 잘 알려진 바와 같이 ATM 셀(Cell) 단위로 데이터 송신 및 수신을 처리함으로써 각종의 멀티미디어 서비스를 지원한다.

상기와 같은 데이터 서비스를 지원하는 이동 통신시스템 및 ATM 시스템(이하 "통신시스템"이라 통칭함)의 통신 경로는 복수의 노드(node)들로 구분할 수 있다. 예를 들어, 이동 통신시스템의 경우 기지국 제어기(BSC: Base Station Controller), 기지국(BTS: Base Transceiver System), 단말기 등이 노드들에 해당한다.

한편, 상기 통신시스템의 노드들에는 인접하는 노드로의 송신을 위한 데이터(데이터 패킷 또는 ATM 셀) 또는 상기 인접하는 노드로부터 수신되는 데이터를 일시적으로 저장하기 위한 데이터 버퍼(data buffer)가 구비된다. 상기 데이터 버퍼의 크기가 무한정으로 크다면 송수신되는 데이터를 저장한 후 송신 처리 또는 수신 처리를 하는데는 별다른 문제가 없을 것이다. 그러나 일반적으로 상기 데이터 버퍼의 크기가 유한하게 정해짐은 잘 알려져 있다. 이러한 상황이기 때문에, 일반적인 통신시스템에서는 상기 데이터 버퍼에 저장된 데이터의 크기에 따라 송수신되는 데이터에 대한 흐름 제어(flow control)가 수행된다. 이러한 흐름 제어의 일종으로 혼잡 제어(congestion control)가 있다.

예를 들어, 송신을 위한 데이터를 저장하는 버퍼를 구비하는 제1 노드와, 상기 제1 노드로부터의 데이터를 수신하는 제2 노드를 포함하는 통신시스템에서, 종래 기술에 따른 상기 버퍼에서의 데이터의 혼잡 제어 동작은 다음과 같이 수행된다. 상기 제1 노드는 상기 데이터 버퍼에 저장된 데이터의 크기와 미리 설정된 임계값(threshold value)을 비교한다. 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 임계값보다 클 때, 상기 제1 노드는 데이터의 혼잡을 판단하고 이를 나타내는 지시 정보(예: ATM 셀 포맷에서 EFCI(Explicit Forward Congestion Indicator))를 생성하여 상기 제2 노드로 송신한다. 상기 생성된 지시 정보는 송신 데이터의 헤더내에 포함되어 상기 제2 노드로 송신됨으로써 현재 데이터의 전송 구간에서 데이터의 혼잡이 통보된다. 상기 제2 노드는 상기 지시 정보가 수신됨에 응답하여 상기 제1 노드로 혼잡 제어를 요구하는 혼잡 지시 메시지(congestion indication message)를 송신한다. 이에 따라 상기 제1 노드는 버퍼로 전송될 데이터 레이트(rate)를 제어한다. 즉 송신을 위한 데이터의 레이트(rate)를 줄이는 등의 과정을 통해 혼잡 구간을 해소하기 위한 제어 동작을 수행한다.

위에서 설명한 바와 같이, 종래 기술에 따른 혼잡 제어 동작은 데이터 버퍼의 크기가 설정된 임계값보다 크면 혼잡 구간으로 판단하고, 아니면 비혼잡 구간으로 판단한다. 따라서, 혼잡 구간이 발생할 경우, 데이터 레이트를 줄이는 등의 제어 동작을 통해 혼잡 구간을 회피하게 된다. 그러나 짧은 시간안에 혼잡 구간을 벗어나자마자 데이터 레이트를 증가시키는 경우가 발생하게 되고, 이는 혼잡 구간을 벗어나자마자 다시 혼잡 구간으로 접어들게 되는 결과를 초래한다. 즉, 하나의 임계값만을 사용하여 혼잡 제어 동작을 수행하므로, 혼잡 구간과 비혼잡 구간의 간격(interval)이 매우 빈번해지게 된다. 이는 데이터 레이트의 빈번한 조정을 일으키게 되며, 이로 인한 혼잡구간 제어를 위한 시그널링의 증가를 초래한다는 문제점이 있다. 게다가, 통신시스템 내부의 상태가 대부분 임계값 수준을 유지하게 되므로, 전송되는 데이터(예: ATM셀)의 손실 확률도 커지게 된다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 통신시스템에서 전송 데이터의 혼잡을 제어하기 위한 동작이 빈번하게 발생하지 않도록 하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통신시스템에서 전송 데이터에 대한 흐름 제어를 위한 시그널링의 부하를 방지하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통신시스템에서 전송 데이터의 레이트가 빈번하게 변화됨을 억제함으로써 안정적인 시스템 상태가 유지되도록 하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 통신시스템에서 전송 데이터의 손실 확률을 줄이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 제1 노드와, 상기 제1 노드에 연결되는 제2 노드를 포함하는 통신시스템에서 상기 제1 노드에서의 데이터의 혼잡을 판단하기 위한 장치를 제안한다. 상기 장치는 송신을 위한 데이터를 저장하는 버퍼를 구비한다. 제어기는 상기 버퍼에 저장된 데이터의 크기를 미리 설정된 제1 임계값 및 상기 제1 임계값보다 크게 정해진 제2 임계값과 비교하고, 상기 데이터의 크기가 상기 제2 임계값보다 크거나 같을 때 데이터의 혼잡을 판단한다. 송신기는 상기 제어기의 제어하에 상기 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하여 상기 제2 노드로 송신한다. 이에 따라 상기 제2 노드는 상기 제1 노드로 혼잡 지시 메시지를 송신함으로써 혼잡 제어를 요구하게 된다.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동 통신시스템의 구성을 보여주는 도면.

도 2는 도 1에 도시된 기지국 제어기(BSC)의 구성을 보여주는 도면.

도 3은 도 1에 도시된 기지국(BTS)의 구성을 보여주는 도면.

도 4는 도 3에 도시된 채널카드의 구성을 보여주는 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치의 구성을 보여주는 도면.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하는 원리를 보여주는 도면.

도 7은 종래 기술의 실시예에 따라 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하는 원리를 보여주는 도면.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 5에 도시된 레지스터들을 설정하는 흐름을 보여주는 도면.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 수신 패킷 처리의 흐름을 보여주는 도면.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 송신 패킷 처리의 흐름을 보여주는 도면.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 패킷 송신시 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 설정하는 흐름을 보여주는 도면.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 동작의 일 예를 보여주는 도면.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 동작의 다른 예를 보여주는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

하기에서 설명될 본 발명의 실시예는 적어도 2개 이상의 통신 노드들로 이루어지는 통신시스템의 통신 경로상에서 전송되는 데이터의 혼잡을 상기 통신 경로상의 임의의 노드에서 판단하고, 그 판단 결과를 통보 및 제어하는 동작을 제안하는 것으로, 이러한 동작은 데이터 패킷(data packet)을 전송하는 이동 통신시스템, ATM 셀(Cell)을 전송하는 비동기전송모드(ATM: Asynchronous Transfer Mode) 시스템 등과 같은 각종의 통신시스템에 적용될 수 있다. 상기 이동 통신시스템으로는 데이터 패킷의 전송을 가능하게 하는 IS-2000(or CDMA2000), WCDMA, UMTS, 1xEV-DO, GPRS, 1xEV-DV 등이 될 수 있다. 그러나, 설명의 편의를 위해 본 발명의 실시예는 이동 통신시스템에 적용되는 것으로 국한되어 설명된다는 사실에 유의하여야 할 것이다. 또한, 하기에서 "데이터" 또는 "트래픽"은 데이터 패킷인 것으로 설명될 것이나, 이는 데이터 패킷만을 의미하는 것이 아니라 ATM시스템의 ATM 셀도 동일하게 의미하는 것임에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서는 임의의 데이터 전송구간에서 데이터의 혼잡을 지시하는 정보가 ATM 셀 포맷 구조하에서 잘 알려진 EFCI(Explicit Forward Congestion Indicator)인 것으로 설명될 것이나, 이에만 적용되지는 않는다는 사실에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 이동 통신시스템의 망 구성을 보여주는 도면으로, 이러한 통신시스템은 이동 가입자에게 음성 서비스 뿐만 아니라 패킷 서비스도 지원한다. 여기서 도시된 구조는 이동 통신시스템의 구조를 일반화하여 표시한 것으로, 구성 요소들의 이름들은 이동 통신시스템이 어떠한 시스템(예: IS-2000, WCDMA, UMTS, CDMA2000 1xEV-DO, GPRS, 1xEV-DV 등)이냐 여부에 따라서 달라질 수도 있을 것이다.

상기 도 1을 참조하면, 이동 통신시스템은 사용자인 이동 단말들(MSs: Mobile Stations) 11,12와, 상기 이동 단말들과 무선으로 접속되고 이들과 무선으로 통신하는 기지국들(BTSs) 20,30과, 상기 기지국들 20,30과 유선으로 접속되고 이들과 유선으로 통신하는 기지국 제어기(BSC) 40을 포함한다. 상기 기지국 제어기 40은 이동교환기(MSC: Mobile Switching Center) 50에 접속되고, 또한 게이트웨이(GW: Gateway) 60에 접속된다. 상기 이동교환기 50은 공중전화망(PSTN: Public Switching Telephone Network)에 접속되고, 상기 게이트웨이 60은 인터넷(Internet)/패킷데이터망(PDSN: Public Data Serving Node)에 접속된다. 그러므로, 상기 기지국 제어기 40의 제어하에 상기 이동 단말 11이 상기 이동교환기 50을 통해 PSTN에 접속되는 경우 상기 이동 단말 11에는 음성 서비스가 제공되고, 상기 이동 단말 11이 상기 게이트웨이 60을 통해 INTERNET/PDSN에 접속되는 경우 상기 이동 단말 11에는 패킷 서비스가 제공된다.

상기 기지국들 20,30은 각각 고주파 스케쥴러(Radio Frequency - Scheduler) 21,31을 포함하고, 상기 기지국 제어기 40은 선택 및 분배부(SDU: Selection Distribution Unit)/무선링크프로토콜(RLP: Radio Link Protocol)부 41을 포함한다. 상기 RF 스케쥴러 21,31은 상기 기지국들 20,30이 무선 자원을 효율적으로 사용하고, 복수의 사용자들이 한정된 무선 자원을 적절하게 사용하도록 하기 위한 것이다. 상기 SDU는 복수의 기지국들로 트래픽을 전송하고, 복수의 기지국들로부터 수신한 동일한 이동 단말의 데이터를 컴바이닝(combining)하기 위한 것이다. 이러한 SDU는 상기 게이트웨이 60에 위치하여 동일한 기능을 수행할 수도 있으나, 여기서는 상기 기지국 제어기 40의 내부에 포함되는 것으로 설명하기로 한다. 상기 RLP는 상기 게이트웨이 60으로부터 수신되는 패킷의 트래픽을 에러 제어 프로토콜 프레임 구조로 변경하여 상기 기지국들 20,30으로 전송하기 위한 것이다. 이때 상기 기지국들 20,30은 사용자들에 대해 한정된 크기의 버퍼 공간을 갖는다는 사실에 유의하여야 한다. 그러므로 상기 기지국들 20,30에 해당 사용자에게 할당 가능한 량 이상의 트래픽이 상기 기지국 제어기 40으로부터 수신되면, 필연적으로 상기 기지국들 20,30의 내부에서는 트래픽의 손실이 발생한다. 이러한 트래픽의 손실을 방지하기 위한 각종의 흐름 제어(flow control) 동작이 수행되는데, 본 발명은 상기 흐름 제어 동작중 임의의 데이터 전송 구간에서 혼잡이 발생함을 판단하고 그 판단 결과를 통보하고 이에 따라 수행하는 혼잡 제어 동작과 관련된 것이다.

도 2는 도 1에 도시된 기지국 제어기(BSC) 40의 구성을 보여주는 도면이다.

상기 도 2를 참조하면, 상기 기지국 제어기 40은 주제어기(Main Controller) 410, 라인 인터페이스(Line Interface) 420, 스위치(또는 라우터)(Intra-BSC Switch or Router) 430 및 라인 인터페이스(Line Interface) 440을 포함한다. 상기 주제어기 410은 상기 기지국 제어기 40을 전반적으로 제어한다. 상기 라인 인터페이스 420은 게이트웨이(GW: Gateway) 60과의 연결을 위한 것이고, 상기 라인 인터페이스 440은 기지국 20과의 연결을 위한 것이다. 상기 스위치 430은 상기 기지국 제어기 40내의 트래픽을 라우팅한다. 상기 SDU(Selection Distribution Unit) 프로세서 41은 소프트 핸드오버(Soft Handover)시에 두개 이상의 링크로부터 송수신되는 트래픽을 다중화/역다중화한다. 상기 RLP(Radio Link Protocol) 프로세서 41은 무선 링크의 에러 복구를 지원한다.

도 3은 도 1에 도시된 기지국(BTS) 20의 구성을 보여주는 도면이다. 여기서는 기지국이 도 1의 기지국 20인 것으로 가정될 것이나, 다른 기지국 30인 경우에도 동일하다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 기지국 20은 주제어기(Main Processor) 210, 라인 인터페이스(Line Interface) 220, 스위치(또는 라우터)(Intra-BTS Switch or Router) 230, 채널 카드들(Channel Cards) 241∼243, 고주파(RF: Radio Frequency) 송수신기(Transmitter/Receiver) 250 및 RF 스케쥴러(Scheduler) 21을 포함한다. 상기 주제어기 210은 상기 기지국 20을 전반적으로 제어한다. 상기 라인 인터페이스 220은 상기 기지국 제어기 40과의 연결을 위한 것이다. 상기 RF 송수신기 250은 이동 단말(MS: Mobile Station) 11과의 데이터 및 제어신호를 송수신하기 위한 것이다. 상기 스위치 230은 상기 기지국내의 트래픽 경로를 결정한다. 상기 RF 스케쥴러 21은 무선 자원의 효율적인 관리를 지원한다. 상기 RF 스케쥴러 21은 도시된 바와 같이 분리된 독립적인 프로세서일 수도 있고, 채널카드들 241∼243의 내부에 소프트웨어로서 구현될 수도 있다.

도 4는 도 3에 도시된 채널 카드들 241∼243의 구성을 보여주는 도면이다. 이 구성은 채널 카드 241인 것으로 가정될 것이나, 다른 채널 카드들 242∼243의 경우에도 동일하다.

상기 도 4를 참조하면, 상기 채널 카드 241은 입/출력 인터페이스(Inpu/Output Interface) 24-1, 프로세서(Main Processor) 24-2, 메모리(Memory) 24-3, 변조기(Modulator) 24-4 및 복조기(Demodulator) 24-5를 포함한다. 상기 입/출력 인터페이스 24-1은 상기 스위치 230과의 연결을 위한 것이다. 상기 변조기 24-4는 상기 RF 송/수신기 250의 송신기 251을 통해 상기 이동 단말 11로 송신될 데이터 및 제어신호를 변조한다. 상기 복조기 24-5는 상기 RF 송/수신기 250의 수신기 252를 통해 상기 이동 단말 11로부터 수신되는 데이터 및 제어신호를 복조한다. 상기 메모리 24-3은 상기 이동 단말 11로 전송될 패킷 데이터를 상기 기지국 제어기 40으로부터 수신하여 일시적으로 저장하는 내부 버퍼를 포함한다. 또한 상기 메모리 24-3은 각종 제어 정보를 저장할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 이러한 장치에 의한 전송 데이터 혼잡 제어 동작은 도 2에 도시된 라인 인터페이스(또는 네트워크 인터페이스) 420에서 게이트웨이 60으로 데이터를 송신하거나 라인 인터페이스 440에서 상기 기지국 20으로 데이터를 송신하는 경우에 수행된다. 또한 도 3에 도시된 라인 인터페이스 220에서 기지국 제어기 40으로 데이터를 송신하거나 채널 카드들 241∼243에서 RF 송/수신기 250을 통해 이동 단말 11로 데이터를 송신하는 경우에도 수행된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치는 상기 라인 인터페이스들 420,440,220 및 채널 카드들 241∼243의 내부에 포함된다. 여기서는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 동작이 데이터를 송신하는 측에서만 수행되는 것으로 설명될 것이나, 데이터를 수신하는 측에서도 동일하게 수행될 수 있다는 사실에 유의하여야 한다.

상기 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치는 메모리 110, 제어기 120 및 송신기 130으로 이루어진다. 상기 메모리 110은 레지스터들(Registers) 111∼115와, 버퍼(buffer) 116을 포함한다. 상기 버퍼 116은 입력 장치(도시하지 않음)를 통해 입력된 후 출력 장치(도시하지 않음)를 통해 송신될 송신을 위한 데이터를 저장한다. 제1 레지스터 111은 제1 임계값( α)을 저장한다. 제2 레지스터 112는 상기 제1 임계값보다 크게 정해진 제2 임계값( β)을 저장한다. 제3 레지스터 113은 상기 버퍼 116에 저장된 데이터의 크기 값(buffer size counter value or queue depth)을 저장하기 위한 레지스터이다. 제4 레지스터 114는 전송 데이터의 상태를 저장하기 위한 레지스터이다. 상기 전송 데이터의 상태에는 제1 상태(Lower State), 제2 상태(Low-to-Up State), 제3 상태(Upper State) 및 제4 상태(Up-to-Low State)가 있다. 이러한 상태들에 대한 정의는 후술될 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명될 것이다. 제5 레지스터 115는 혼잡 상태를 나타내는 지시 정보 비트(이하 "혼잡 지시 정보"라 칭함)를 저장한다. 상기 제1 레지스터 111 및 상기 제2 레지스터 112에 저장되는 상기 제1 임계값 및 상기 제2 임계값은 현재의 데이터 전송 구간이 혼잡 구간인지 여부를 판단하기 위해 미리 설정되는 값들이다. 상기 제3 레지스터 113에 저장되는 저장 데이터의 크기 값은 상기 버퍼 116에 의해 저장되는 데이터의 양을 카운트하는 카운터(도시하지 않음)에 의한 카운트 결과에 대응하는 값으로, 이 값은 상기 저장 데이터의 양에 따라 변화된다. 마찬가지로, 상기 제4 레지스터 114 및 상기 제5 레지스터 115에 저장되는 값들도 상기 버퍼 116에 의해 저장되는 데이터의 양에 따라 변화된다.

상기 제어기 120은 상기 버퍼 116에 저장된 데이터의 크기를 판단하고, 그 판단된 크기와 상기 제1 임계값 및 제2 임계값과 비교한다. 상기 비교 결과에 따라 상기 제어기 120은 현재의 데이터 전송 구간이 데이터의 혼잡 구간인지 여부를 판단한다. 데이터의 혼잡 구간인 것으로 판단되는 경우, 상기 제어기 120은 송신기 130을 제어하여 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보가 생성되도록 한다. 상기 송신기 130은 상기 제어기 120의 제어하에 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보(예: EFCI)를 데이터가 송신될 목적지측(destination)으로 송신한다. 이때 상기 송신기 130은 ATM 셀 포맷 구조하의 EFCI와 같이 송신 데이터의 헤더(Header)내 포함된 미리 결정된 비트를 "1"로 설정함으로써 상기 데이터 혼잡 지시 정보를 생성한다. 그러면 상기 데이터 혼잡 지시 정보를 목적지측은 데이터를 전송한 소스측(source)으로 혼잡 제어를 요구하는 혼잡 지시 메시지(Congestion Indication Message)를 송신하고, 이에 따라 상기 소스측은 버퍼로 전송될 데이터의 데이터 레이트를 제어한다. 즉 데이터 레이트를 낮추는 등의 혼잡 제어 동작을 수행한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하는 원리를 보여주는 도면이다. 이 도면은 시간이 경과함에 따라, 즉 데이터 전송 구간이 진행되고 상기 버퍼 116에 저장된 데이터의 크기가 변화함에 따라 데이터의 혼잡 구간이 발생함을 보여주고 있다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 저장된 데이터의 크기가 제1 임계값( α)보다 작을 때 전송 데이터의 상태는 제1 상태(Lower State)로 설정된다. 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 임계값( α)보다 크거나 같고 제2 임계값( β)보다 작을 때 전송 데이터의 상태는 제2 상태(Lower-to-Up State)로 설정된다. 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제2 임계값( β)보다 크거나 같을 때 전송 데이터의 상태는 제3 상태(Upper State)로 설정된다. 상기 제3 상태의 판단 이후에 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제2 임계값( β)보다 작고 상기 제1 임계값( α)보다 크거나 같을 때 전송 데이터의 상태는 제4 상태(Up-to-Low State)로 설정된다.

본 발명의 실시예의 따르면, 도 5에 도시된 제어기 120은 상기 저장된 데이터의 크기가 제3 상태보다 클 때 전송 데이터의 상태가 혼잡 상태인 것으로 판단하고, 이를 나타내는 데이터 혼잡 지시 정보를 상기 송신기 130을 제어하여 생성한다. 이렇게 혼잡 상태에서 생성된 혼잡 지시 정보는 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 임계값보다 작아질 때까지 유지된다. 즉, 상기 송신기 130은 상기 제어기 120의 제어하에 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제2 임계값보다 크거나 같을 때 데이터 혼잡 지시 정보를 목적지측으로 송신함으로써 현재의 데이터 전송 구간에 혼잡이 있음을 통보하고, 이렇게 생성된 데이터 혼잡 지시 정보를 상기 제1 임계값보다 상기 저장된 데이터의 크기가 작아질 때까지 송신한다.

이러한 본 발명의 실시예에 따라 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하는 원리와 대비되는 종래 기술의 실시예에 따라 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 생성하는 원리가 도 7에 도시되어 있다.

상기 도 7을 참조하면, 상기 저장된 데이터의 크기가 임계값보다 클 때 데이터의 혼잡 상태가 설정된다. 이러한 데이터의 혼잡 상태에서 데이터 전송의 목적지측에서는 데이터의 혼잡 상태를 통보받게 되며 이에 응답하여 데이터의 전송의 소스측으로 혼잡 제어를 요구하는 혼잡 지시 메시지를 송신한다. 이에 따라 혼잡 제어 동작이 수행되면 상기 저장된 데이터의 크기는 감소될 수 있는데 이 크기가 다시 상기 임계값보다 작아지는 경우 데이터의 혼잡 상태는 해제된다. 이러한 종래 기술에 따른 데이터 혼잡 상태 판단 동작에서는 단지 하나의 임계값만이 사용된다. 그러므로, 전술한 바와 같이, 혼잡 구간과 비혼잡 구간의 간격(interval)이 매우 빈번해지게 된다. 이는 데이터 레이트의 빈번한 조정을 일으키게 되며, 이로 인한 혼잡구간 제어를 위한 시그널링의 증가가 초래된다. 게다가, 통신시스템 내부의 상태가 대부분 임계값 수준을 유지하게 되므로, 전송되는 데이터의 손실 확률도 커지게 된다.

도 8은 도 5에 도시된 레지스터들 111∼115를 초기 설정하는 흐름을 보여주는 도면이다. 이러한 설정 동작은 도 5에 도시된 제어기 120에 의해 수행된다.

상기 도 8을 참조하면, 801단계에서 제1 레지스터 111은 제1 임계값( α)으로서 설정된다. 802단계에서 제2 레지스터 112는 제2 임계값( β)으로서 설정된다. 803단계에서 제3 레지스터 113은 "0"으로서 설정된다. 804단계에서 제4 레지스터 114는 제1 상태인 "Lower State"로서 설정된다. 805단계에서 제5 레지스터 115는 "0"으로서 설정된다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 수신 패킷 처리의 흐름을 보여주는 도면이다. 이러한 처리 흐름은 도 5에 도시된 제어기 120에 의해 수행된다.

상기 도 9를 참조하면, 901단계에서 상기 제어기 120은 데이터(패킷 또는 ATM 셀)의 수신을 기다린다. 902단계에서 데이터가 수신되는 것으로 판단되는 경우, 상기 제어기 120은 903단계에서 제3 레지스터 113의 값을 1만큼 증가시키고, 904단계에서 제3 레지스터 113의 값과 제1 레지스터 111의 값이 동일한지를 검사한다. 즉, 현재 데이터 버퍼 116에 저장된 데이터의 크기가 제1 임계값( α)과 동일한지를 검사한다. 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 임계값( α)과 동일하다면, 상기 제어기 120은 912단계에서 제4 레지스터 114를 제1 상태 "Low-To-Up state"로 설정하고, 913단계에서 제5 레지스터 115를 "0"으로 설정한다.

상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 임계값과 동일하지 않으면, 상기 제어기 120은 905단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 크거나 같은지를 검사한다. 즉, 상기 저장된 데이터의 크기가 제2 임계값( β)보다 크거나 같은지를 검사한다. 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 크거나 같으면, 상기 제어기 120은 906단계에서 제5 레지스터 115의 값을 "1"로 설정하고, 907단계에서 제4 레지스터 114의 값을 "Upper-State"로 설정한다.

상기 905단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 작으면, 상기 제어기 120은 908단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제1 레지스터 111의 값보다 크거나 같은지 검사한다. 즉, 상기 저장된 데이터의 크기가 제1 임계값( α)과 제2 임계값( β)의 사이인지를 검사한다. 상기 908단계에서 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 레지스터 111의 값보다 크거나 같으면, 909단계에서 상기 제어기 120은 제4 레지스터 114의 상태가 "Up-to-Low State"인지를 검사한다. 상기 909단계에서 상기 제4 레지스터 114의 상태가 "Up-to-Low State"이면, 910단계에서 상기 제어기 120은 제5 레지스터 115의 값을 "1"로 설정한다. 상기 908단계 및 상기 909단계에서 모두 아닌 것으로 검사되는 경우, 상기 제어기 120은 911단계에서 제5 레지스터 115의 값을 "0"으로 설정함으로써 데이터의 혼잡 상태를 해제시킨다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 송신 패킷 처리의 흐름을 보여주는 도면이다. 이러한 처리 흐름은 도 5에 도시된 제어기 120에 의해 수행된다.

상기 도 10을 참조하면, 1001단계에서 상기 제어기 120은 데이터(패킷 또는 ATM 셀)의 송신을 기다린다. 1002단계에서 데이터가 송신된 것으로 판단되는 경우, 상기 제어기 120은 1003단계에서 제3 레지스터 113의 값을 1만큼 감소시키고, 1004단계에서 제3 레지스터 113의 값과 제2 레지스터 112의 값에서 1을 뺀 값과 동일한지를 검사한다. 즉, 현재 데이터 버퍼 116에 저장된 데이터의 크기가 제2 임계값( β)보다 하나 작은지를 검사한다. 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제2 임계값(β)보다 하나 작다면, 상기 제어기 120은 1013단계에서 제4 레지스터 114를 제1 상태 "Up-to- Low state"로 설정하고, 1014단계에서 제5 레지스터 115를 "0"으로 설정한다.

상기 1004단계에서 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제2 임계값( β)보다 하나 작지 않으면, 상기 제어기 120은 1005단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 크거나 같은지를 검사한다. 즉, 상기 저장된 데이터의 크기가 제2 임계값( β)보다 크거나 같은지를 검사한다. 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 크거나 같으면, 상기 제어기 120은 1006단계에서 제5 레지스터 115의 값을 "1"로 설정하고, 1007단계에서 제4 레지스터 114의 값을 "Upper-State"로 설정한다.

상기 1005단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제2 레지스터 112의 값보다 작으면, 상기 제어기 120은 1008단계에서 제3 레지스터 113의 값이 제1 레지스터 111의 값보다 크거나 같은지 검사한다. 즉, 상기 저장된 데이터의 크기가 제1 임계값( α)과 제2 임계값( β)의 사이인지를 검사한다. 상기 1008단계에서 상기 저장된 데이터의 크기가 상기 제1 레지스터 111의 값보다 크거나 같으면, 1009단계에서 상기 제어기 120은 제4 레지스터 114의 상태가 "Up-to-Low State"인지를 검사한다. 상기 1009단계에서 상기 제4 레지스터 114의 상태가 "Up-to-Low State"이면, 1010단계에서 상기 제어기 120은 제5 레지스터 115의 값을 "1"로 설정한다. 상기 1008단계 및 상기 1009단계에서 모두 아닌 것으로 검사되는 경우, 상기 제어기 120은 1011단계에서 제4 레지스터 114의 상태를 "Lower State"로 설정하고, 1012단계에서 제5 레지스터 115의 값을 "0"으로 설정함으로써 데이터의 혼잡 상태를 해제시킨다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 데이터 혼잡 통보 장치에 의한 패킷 송신시 데이터 혼잡을 나타내는 지시 정보를 설정하는 흐름을 보여주는 도면이다. 이러한 처리 흐름은 도 5에 도시된 제어기 120에 의해 수행된다.

상기 도 11을 참조하면, 1101단계에서 상기 제어기 120은 데이터(패킷 또는 ATM 셀)의 송신을 기다린다. 1102단계에서 데이터가 송신된 것으로 판단되는 경우, 상기 제어기 120은 1103단계에서 제5 레지스터 115의 값이 "1"로 설정되어 있는지 검사한다. 상기 제5 레지스터 115의 값이 "1"로 설정되어 있는 경우, 상기 제어기 120은 1104단계에서 데이터 혼잡 지시 정보 비트를 "1"로 설정하고 1105단계에서 이 설정된 데이터 혼잡 지시 정보 비트를 헤더내에 포함하는 송신 데이터를 송신한다. 상기 제5 레지스터 115의 값이 "0"으로 설정되어 있는 경우, 상기 제어기 120은 1106단계에서 데이터 혼잡 지시 정보 비트를 "0"으로 설정한다.

본 발명의 실시예에 따른 동작의 예들이 도 12 및 도 13에 도시되어 있다. 상기 도 12는 데이터 전송 구간에서 혼잡 상태가 발생하지 않은 경우를 나타내고, 상기 도 13은 데이터 전송 구간에서 혼잡 상태가 발생한 경우를 나타낸다. 이 동작 예는 도 1에 도시된 기지국 제어기(BSC) 40(제1 노드)에서 기지국(BTS) 20(제2 노드)으로 데이터가 전송되는 순방향 전송의 경우를 예로 하고 있다. 추가적인 설명을 행하지 않겠지만, 기지국 20에서 기지국 제어기 40으로 데이터가 전송되는 역방향 전송의 경우에도 동일한 동작이 수행되게 된다는 사실에 유의하여야 할 것이다.

상기 도 12를 참조하면, 제1 노드의 SDU/RLP 프로세서 41이 전송한 데이터(예: ATM 셀)에 대해서 라인 인터페이스 440은 전송 경로(E1 또는 트렁크)상에서 혼잡구간이 발생하지 않으면, 해당하는 전송 경로를 통하여 전송되는 데이터의 헤더내에 포함되는 데이터 혼잡 지시 정보 비트(예: EFCI)를 "0"으로 설정한다. 이러한 경우 수신단인 제2 노드의 채널 카드 241에서는 별다른 동작을 수행하지 않는다.

상기 도 13을 참조하면, 제1 노드의 SDU/RLP 프로세서 41이 전송한 데이터(예: ATM 셀)에 대해서 라인 인터페이스 440은 전송 경로(E1 또는 트렁크)상에서 혼잡구간이 발생하면, 해당하는 전송 경로를 통하여 전송되는 데이터의 헤더내에 포함되는 데이터 혼잡 지시 정보 비트(예: EFCI)를 "1"로 설정한다. 이러한 경우 수신단인 제2 노드의 채널 카드 241에서는 송신단인 제1 노드의 SDU/RLP 프로세서 41에게 혼잡구간의 발생 사실을 혼잡 지시 메시지(Congestion_Indication_Message)를 통하여 알려준다. 상기 혼잡 지시 메시지는 이를 위한 용도의 별도 메세지 또는 인밴드(in-band) 시그널링을 통하여 구현될 수 있다. 상기 혼잡 지시 메시지를 수신한 SDU/RLP 프로세서 41은 해당 전송 경로에 대한 송신 데이터 레이트를 제어하는 과정을 통하여 혼잡 제어 동작을 수행함으로써 해당 전송 경로의 혼잡구간을 해소시키게 된다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 두 개의 임계값들을 사용하여 전송 데이터의 혼잡 상태를 판단 및 그 판단 결과를 통보하고, 그에 따라 혼잡 제어 동작을 수행한다. 이러한 본 발명은 혼잡 구간과 비혼잡 구간의 변경 주기를 종래 기술과 비교할 때 매우 작은 수준으로 할 수 있다. 이에 따라 시그널링도 줄어들게 되며, 아울러, 송수신단에서도 빈번하게 데이터 레이트를 변경하지 않아도 되므로, 안정적인 속도를 유지할 수 있도록 하는 이점이 있다.

Claims

송신을 위한 데이터를 저장하는 버퍼를 구비하는 제1 노드와, 상기 제1 노드로부터의 데이터를 수신하는 제2 노드를 포함하는 통신시스템에서, 상기 버퍼에서의 데이터의 혼잡을 제어하기 위한 방법에 있어서,

상기 제1 노드에서 상기 버퍼에 저장된 데이터의 크기를 미리 설정된 제1 임계값과 상기 제1 임계값보다 크게 정해진 제2 임계값과 비교하는 과정과,

상기 제1 노드에서 상기 데이터의 크기가 상기 제2 임계값보다 크거나 같을 때 데이터의 혼잡을 판단하고 상기 데이터의 혼잡을 상기 제2 노드로 통보하는 과정과,

상기 제2 노드에서 상기 제1 노드로부터의 혼잡 통보에 응답하여 상기 데이터의 혼잡 제어를 요구하는 혼잡 지시 메시지를 생성하여 상기 제1 노드로 송신하는 과정과,

상기 제1 노드에서 상기 제2 노드로부터의 상기 혼잡 지시 메시지의 수신에 응답하여 상기 버퍼로 송신될 데이터의 전송율을 제어하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 노드에서 상기 데이터의 크기가 상기 제1 임계값보다 작을 때 상기 데이터의 혼잡을 상기 제2 노드로 통보하는 과정을 중지하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 혼잡을 통보하는 과정은 상기 데이터의 크기가 상기 제1 임계값보다 작아질 때까지 유지되는 것을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 혼잡을 통보하는 과정은 상기 제2 노드로 송신되는 데이터의 헤더에 포함된 미리 결정된 비트를 통해 수행됨을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터는 비동기전송모드(ATM) 셀임을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 방법.
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통신시스템의 데이터 혼잡 제어 장치에 있어서:

송신을 위한 데이터를 저장하는 버퍼를 구비하는 제1 노드와,

상기 제1 노드로부터의 데이터를 수신하는 제2 노드를 포함하고;

상기 제1 노드는,

상기 버퍼에 저장된 데이터의 크기를 미리 설정된 제1 임계값과 상기 제1 임계값보다 크게 정해진 제2 임계값과 비교하고, 상기 데이터의 크기가 상기 제2 임계값보다 크거나 같을 때 데이터의 혼잡을 판단하는 제어기와,

상기 제어기의 제어하에 상기 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보를 상기 제2 노드로 송신하는 송신기와,

상기 버퍼로 송신될 데이터의 전송율을 제어하는 프로세서를 포함하고,

상기 제2 노드는,

상기 제1 노드로부터의 혼잡 통보에 응답하여 상기 제1 노드로 상기 데이터의 혼잡 제어를 요구하는 혼잡 지시 메시지를 생성하여 송신하는 송신기를 포함함을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 제어기는, 상기 데이터의 크기가 상기 제1 임계값보다 작을 때 상기 송신기를 제어하여 상기 데이터의 혼잡을 나타내는 지시 정보의 상기 제2 노드로의 송신을 중지하는 것을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 송신기는 상기 데이터의 크기가 상기 제1 임계값보다 작아질 때까지 상기 지시 정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 지시 정보는 송신 데이터의 헤더에 포함되는 미리 결정된 비트임을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 데이터는 비동기전송모드(ATM) 셀임을 특징으로 하는 상기 혼잡 제어 장치.
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