KR100535642B1

KR100535642B1 - 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100535642B1
Application number: KR10-2003-0031246A
Authority: KR
Inventors: 최상윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2003-05-16
Publication date: 2005-12-08
Also published as: KR20040098919A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하는 이동통신 시스템에 있어서, 이동국의 호 접속 요구시 기지국과 연결된 중계선에 과부하가 감지되면, 수신된 패킷 데이터를 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링한 후, 상기 서비스 등급에 의한 우선 순위에 따라 버퍼링된 패킷 데이터를 추출하여 호를 처리하는 제어국을 포함하는 시스템을 구비하여 구성된다.

따라서, 본 발명은 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서, 이동국의 호 접속 요구시 특정 시간대에 기지국 및 제어국간의 중계선에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하여, 중계선에 과부하가 발생한 것으로 감지된 경우 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 요구한 가입자의 우선순위 및 그 가입자에게 제공하고자 하는 서비스 유형의 우선순위에 의해 결정된 서비스 등급에 따라, 그 결정된 서비스 등급별로 구분하여 상기 수신된 패킷 데이터를 버퍼링하고, 그 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출한 후, 소정 시간 동안 지연된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성 및 전송함으로써, 특정 시간대에 발생된 중계선의 과부하에 대해 시간대를 분산하여 호를 처리하고, 그에 따라 PCN을 통해 수신되는 패킷 데이터를 상기 결정된 서비스 등급에 의한 우선 순위에 따라 재정렬하여 해당 기지국의 채널카드로 전송하여, 서비스 등급 우선 순위에 따라 가입자가 요구한 패킷 데이터를 제어할 수 있어 신뢰성있는 서비스 품질(QoS)의 보장을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치 및 그 방법{CALL PROCESS APPARATUS AND METHOD FOR TRUNK LINE OVERLOAD IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서, 이동국의 호 접속 요구시 특정 시간대에 기지국 및 제어국간의 중계선에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하여, 중계선에 과부하가 발생한 것으로 감지된 경우 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 요구한 가입자의 우선순위 및 그 가입자에게 제공하고자 하는 서비스 유형의 우선순위에 의해 결정된 서비스 등급에 따라, 그 결정된 서비스 등급별로 구분하여 상기 수신된 패킷 데이터를 버퍼링하고, 그 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출한 후, 소정 시간 동안 지연된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성 및 전송함으로써, 특정 시간대에 발생된 중계선의 과부하에 대해 시간대를 분산하여 호를 처리하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

현재 이동통신 시스템은 IS(Interim Standard)-95 기반으로 음성 위주의 서비스를 제공하던 시스템에서, IMT(International Mobile Telecommunication)-2000 서비스와 같은 고속 패킷 데이터 서비스, 동영상 서비스, 나아가 패킷화된 음성 서비스 등과 같은 멀티미디어 서비스를 지원하는 시스템으로 발전하고 있다.

이러한 멀티미디어 서비스를 지원하는 이동통신 시스템은, 고속 패킷 데이터 서비스를 기반으로 하는데, 상기 고속 패킷 데이터 서비스를 기반으로 하는 이동통신 시스템은 해당 시스템 자원의 능력에 기초하여 셀 내의 데이터 전송율을 높이고 이동국으로부터 데이터 서비스가 요구될 때는 언제나 순방향 링크 자원을 해당 이동국 가입자에게 할당할 수 있는 능력을 갖도록 설계되어야 하며, 소정의 프레임 에러율(Frame Error Rate, FER)을 유지하기 위하여 셀 내에서 처리할 수 있는 최대 데이터 처리 용량보다 적은 용량으로 데이터를 전송하도록 순방향 링크 용량을 제한하는 등의 방법에 의해 스케줄링(Scheduling)을 수행하여 한정된 자원을 관리하게 된다.

도1은 종래 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템의 간략한 구성을 보인 블록도로서, 이동국(10), 기지국(11), 제어국(BSC)/패킷 제어기(PCF)(Base Station Controller/Packet Control Function)(12), 교환기(MSC)/방문자위치등록기(VLR)(Mobile Switching Center/Visitor Location Register)(13), PDSN(Packet Data Serving Node)(14), PCN(Packet Core Network)(15), 인터넷망(16)으로 구성된다.

기지국(11) 및 BSC/PCF(12)는 이동국(10)을 PDSN(14)에 접속시키며, 이동국(10)이 무선으로 연결된 기지국(11)으로 패킷 데이터 서비스를 요구받기 위해 패킷 데이터 서비스를 요구하면, BSC/PCF(12)는 패킷 데이터를 송신할 PDSN(14)을 결정한다.

그러면, 상기 이동국(10)과 BSC/PCF(12)의 BSC 사이에 무선 트래픽 채널(Traffic Channel)과 무선 링크 프로토콜(Radio Link Protocol, RLP) 링크가 설정되고, 상기 BSC/PCF(12)의 BSC와 PCF 사이에는 이동국(10)과 PDSN(14) 간의 PPP 링크 데이터를 전달하기 위한 A8 트래픽 링크가 설정된다.

그리고, 상기 MSC/VLR(13)은 각 이동국(10)에 대한 가입자 정보, 과금정보 등의 시스템의 전반적인 관리를 담당하고 외부의 다른 통신망(PSTN,PCS,PLMN 등)(미도시)과 연결되도록 하며, BSC/PCF(12)는 패킷 데이터의 인터페이스 역할을 하는 PDSN(14)을 통해서 PCN(15) 및 인터넷망(16)과 연결된다.

한편, 상기과 같은 고속 패킷 데이터 서비스, 동영상 서비스, 패킷화된 음성 서비스 등과 같은 멀티미디어 서비스를 지원하는 이동통신 시스템은 기존의 음성 서비스 위주의 이동통신 시스템에서 서비스하는 트래픽 양보다 많은 양의 트래픽이 발생하여 기지국(11)-제어국(12)간 네트웍 구성 요소인 중계선이 폭주할 가능성이 증가하게 된다.

그리고, 빈번한 핸드오프 및 오버로드가 발생하는 경우와 높은 서비스 우선 순위를 갖는, 즉 높은 서비스 품질(QoS)을 갖는 이동국(10)에 대한 즉각적인 대응 처리를 수행하기 위해 기존의 음성 서비스 위주의 이동통신 시스템보다 많은 양의 자원을 예비해 두어야 할 필요가 있다.

예를 들어, 이동통신 시스템의 기지국(11)은 자신의 셀 내에 존재하는 이동국(10)이 요구하는 서비스를 보장하기 위한 채널 자원을 관리하고, 상위의 시스템 구성 요소(12∼14)와 연동하여 이동국(10)이 요구하는 호의 서비스 특성을 파악하여 채널 자원 및 대역을 할당하는 스케줄링 과정을 거쳐 서비스를 수행하게 된다.

또한, 제어국(12)은 해당 이동국(10)에서 요구하는 패킷 데이터를 상위의 PCN(15)으로부터 전달받아 무선링크 프로토콜을 사용하여 기지국(11)으로 전송하게 된다.

이때, 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템은 순간적으로 대량의 패킷 데이터를 처리하게 되는데, 이에 따라 해당 시스템의 가용 자원을 보다 효율적으로 관리, 활용 및 할당을 하기 위해 이동국(10)으로부터 요구되는 데이터 호의 특성, 즉 가입자별 또는 서비스별 우선 순위를 고려하여 부여된 서비스 등급에 따라 각 이동국(10)을 관리한다.

즉, 특정 이동국(10)에 대하여 서비스를 수행하는 중간에 기존의 서비스 중인 호의 서비스 등급보다 높은 서비스 등급의 서비스에 대한 호 접속이 요구되면, 해당 시스템의 가용 자원이 확보된 경우에는 가용 자원을 이용하여 상기 새로이 요구된 임의의 서비스 등급에 따라 이동국(10)이 요청한 호를 수락하여 서비스하게 된다.

그러나, 해당 시스템의 가용 자원이 확보되지 않은 경우에는 상기 요구된 호에 대해 원천적으로 서비스를 수행하지 못하거나, 기존에 서비스 중인 호 중에서 상기 요구된 호의 서비스 등급보다 낮은 서비스 등급을 가지는 호의 서비스를 중지시키고 대신에 상기 새로이 설정 요구된 호의 서비스가 이루어지도록 하는 스케줄링 한다.

또한, 고속 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서 기지국(11)-제어국(12)간의 중계선의 제한된 용량에 의해 중계선 폭주가 발생하는 경우, 상기와 같은 스케줄링 방법 등을 통해 지속적인 중계선 폭주 현상을 제거할 수 있으나, 서비스 등급이 높은 이동국의 호 요청이 기각될 수 있어, 가입자별 또는 서비스별 신뢰성 있는 서비스품질(Quality of Service, QoS)를 보장하지 못하게 된다.

한편, 종래의 고속 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서 기지국(11)-제어국(12)간의 중계선 용량 제한에 의해 중계선 폭주가 발생하는 경우, 해당 이동통신 시스템에서 중계선 부하에 따라 신규 호의 수락 여부를 결정하는 방법을 도2의 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

이동통신 시스템 내의 기지국(11)은 시스템의 구동 초기 혹은 서비스 중에는 항상 새로운 이동국(10)으로부터 데이터 서비스에 대한 신규 호 요구가 수신되었는지 여부를 판단하게 되는데(S20), 이때 상기 이동국(10)은 자신이 억세스하는 시스템의 현재 가용 자원 상황을 파악할 수 없는 상태에서 데이터 서비스 요구를 하게 된다.

이동국(10)으로부터 새로운 호 접속 요구가 수신되면, MSC/VLR(13)과 같이 이동국(10)의 가입자 정보를 관리하는 상위단은 해당 이동국(10)에 대한 가입자 정보에 따라 호 접속을 요구하는 해당 이동국(10)의 우선 순위(priority) 및 해당 이동국(10)의 가입자가 등록한 서비스의 우선 순위를 확인하며(S21,S22), 상기 확인된 이동국(10)의 우선 순위 및 서비스의 우선 순위에 따라 해당 이동국(10)이 요구한 신규 호에 대한 서비스 등급을 결정한다(S23).

여기서, 상기 MSC/VLR(13)과 같이 이동국(10)의 가입자 정보를 관리하는 상위단이 이동국(10)의 우선 순위를 결정하는 방법으로는, 상기 이동국(10)이 특정 서비스를 사용하거나 상대적으로 고가의 사용료를 지불하여 고급의 서비스, 즉 높은 서비스 품질(QoS)을 이용하는 이동국(10)인지 또는 긴급 상황을 전달하는 이동국(10)인지를 확인하여 서비스 등급을 결정하는 등의 여러 가지 방법이 사용될 수 있다.

그리고, 상기에서 상기 MSC/VLR(13)과 같이 이동국(10)의 가입자 정보를 관리하는 상위단은 이동국(10)이 요구하는 응용 서비스의 특성 및 패킷 데이터 전송율 등을 고려하여 해당 이동국(10)의 서비스 우선 순위를 확인하거나, 상기 과정을 통해 확인된 우선 순위를 모두 고려하여, 요구된 호의 서비스 등급을 최종적으로 결정할 수도 있다.

또한, 상기 단계(S23)에서 결정된 서비스 등급에 변경 사항이 발생한 경우, 상기 MSC/VLR(13)과 같이 이동국(10)의 가입자 정보를 관리하는 상위단은 이동국(10)의 우선 순위와 해당 이동국(10)이 요청한 서비스의 우선 순위를 고려하여, 해당 이동국(10)으로부터 요청되는 각종 호들의 서비스 등급을 데이터베이스화하여 저장하는 별도의 저장수단(미도시)에 상기 변경된 사항을 재설정하고 저장한다(S24).

그 다음, 시스템의 BSC/PCF(12)는 상기 결정된 호의 서비스 등급을 만족시키기 위하여 필요한 자원을 계산하여 해당 기지국(11)의 현재 가용 자원의 양을 확인한 다음, 상기 요구된 호 접속 요구를 수락할지 여부를 판단한다(S25,S26).

여기서, 시스템이 이동국(10)으로부터 요구받은 신규 호에 대해 그 서비스 등급에 따라 신규 호 접속 수락 및 서비스를 수행하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있는데, 일예로 상기 단계에서 중계선 폭주 상황이 발생하지 않고 가용 자원의 양이 호 요구에 따른 서비스 수행이 가능한 것으로 판단되면 상기 요구된 신규 호에 대해 서비스를 개시하며, 기지국(11) 가용자원이 확보되어 있더라도 중계선 폭주 상황이 발생하는 경우에는 상기 요구된 신규 호 수용을 거부하거나, 해당 서비스 등급을 만족시키지 못하는 하위 등급의 서비스 품질로 대신하여 서비스를 수행하거나, 또는 기존 서비스 중인 호들의 서비스 품질을 저하시키면서 상기 요구된 신규 호에 대한 서비스를 수행하는 방법 등이 있다.

그리고, 다른 예로는 상기 단계(S26)에서, 중계선 폭주 상황이 발생하여 신규 호의 접속을 수락할 수 없는 경우, 이동통신 시스템은 현재 서비스 중인 호 상태를 확인하여 새로이 요구된 호의 서비스 우선 순위가 현재 서비스 중인 호의 서비스 우선 순위보다 높다고 판단되면(S27), 상기 시스템이 기존에 서비스 중인 호에 일시 중지 메시지를 전송할 수 있는지 여부를 판단하여(S28), 호 중지 메시지를 전송하고(S29), 새로이 요구된 호의 서비스 등급에 따른 호의 수락 및 서비스 개시 절차를 진행하는 방법이 있다(S30).

그러면, 기존에 서비스 중인 호 중에서 특정 호는 서비스가 중지되고, 그 보다 서비스 등급이 더 높은 신규 호에 대해 서비스가 개시된다.

그리고, 상기 단계(S28)에서, 서비스 중인 호를 중지할 수 없는 경우에는 신규 호의 접속 요구를 거절한다(S31).

그리고, 상기 과정은 중계선 폭주 상황이 발생할 경우, 신규 호 수락 및 서비스 개시 방법에 대해 설명하였으나, 신규 호 접속 요구가 접수되지 않는 상황일지라도 중계선 폭주가 발생하게 되면 중계선 구간에서의 무선링크 프로토콜 패킷의 유실이 발생하여 기존 서비스 중인 호들의 서비스 품질이 저하된다.

따라서, 상기와 같은 종래 기술에 있어서, 고속 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서 기지국-제어국간의 중계선의 제한된 용량에 의해 중계선의 과부하가 발생하는 경우, 서비스 등급이 높은 이동국의 신규 호 요청을 기각하거나, 신규 호 접속을 위해 기존 서비스 중인 호들의 서비스 품질까지도 저하시킴으로써, 가입자별 또는 서비스별 신뢰성 있는 서비스 품질(QoS)를 보장하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 문제점을 감안하여 기지국-제어국간 중계선 자원을 일정 부분 예비할 경우 기지국-제어국간 중계선 자원을 효율적으로 활용하지 못해 전체적인 시스템 성능 저하를 초래하며, 중계선 폭주를 방지하기 위해 해당 시스템의 중계선 증설을 취할 경우에는 경제적 부담이 증가하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서, 이동국의 호 접속 요구시 특정 시간대에 기지국 및 제어국간의 중계선에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하여, 중계선에 과부하가 발생한 것으로 감지된 경우 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 요구한 가입자의 우선순위 및 그 가입자에게 제공하고자 하는 서비스 유형의 우선순위에 의해 결정된 서비스 등급에 따라, 그 결정된 서비스 등급별로 구분하여 상기 수신된 패킷 데이터를 버퍼링하고, 그 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출한 후, 소정 시간 동안 지연된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성 및 전송함으로써, 특정 시간대에 발생된 중계선의 과부하에 대해 시간대를 분산하여 호를 처리하도록 하는 시스템 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치에 있어서, PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력 순서에 따라 저장하는 입력버퍼와; 접속이 요구된 호에 대해 결정된 서비스 등급에 따라 상기 입력버퍼로부터 출력된 패킷 데이터의 서비스 우선 순위를 비교하는 우선순위 비교부와; 상기 우선순위 비교부에 의해 서비스 등급별로 구분된 패킷 데이터를 해당 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 다수 개의 우선순위 버퍼와; 상기 다수 개의 우선순위 버퍼에 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 순차적으로 추출하는 스위치 어레이와; 기지국에 연결된 중계선의 부하를 측정하는 중계선 부하 측정부와; 상기 스위치 어레이를 통해 추출된 패킷 데이터를 RLP(Radio Link Protocol) 패킷 처리부 및 RLP 패킷 전송부를 통해 처리해서 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하여 중계선을 통해 기지국의 채널카드로 전송하기 위한 제어를 담당함은 물론, 상기 중계선 부하 측정부로부터 보고된 중계선의 과부하 여부에 따라 상기 우선순위 비교부, 다수 개의 우선순위 버퍼 및 스위치 어레이를 제어하는 제어부를 제어국에 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법에 있어서, 이동국의 신규 호 접속 요구시 그 요구된 신규 호에 대한 서비스 등급을 수신하는 과정과; 기지국에 연결된 중계선의 부하를 측정하여 상기 중계선의 과부하를 감지하는 과정과; 상기 중계선의 과부하 상태에서 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 상기 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 과정과; 상기 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출하고, 그 추출된 패킷 데이터로부터 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하여 상기 중계선을 통해 기지국으로 전송하여 데이터 서비스를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치의 구성을 보인 블록도로서, 이에 도시한 바와 같이, 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하는 이동통신 시스템에 있어서, 이동국(400)의 호 접속 요구시 중계선(270)의 과부하 여부를 감지하여, 중계선(270)에 과부하가 발생한 것으로 감지된 경우 PCN(Packet Core Network)(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 요구한 가입자의 우선순위 및 그 가입자에게 제공하고자 하는 서비스 유형의 우선순위에 의해 결정된 서비스 등급에 따라, 그 결정된 서비스 등급별로 구분하여 상기 수신된 패킷 데이터를 버퍼링하고, 그 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출하여, 소정 시간 동안 지연된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성 및 전송하는 제어국(Base Station Controller, BSC)(200)와; 상기 제어국(200)과 중계선(270)에 의해 정합되어 서비스영역 내의 이동국(400)으로부터의 호 접속 요구의 처리 및 그 처리를 위한 채널 자원을 관리하는 기지국(300)으로 구성한다.

그리고, 상기 제어국(200)은 PCN(Packet Core Network)(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력 순서에 따라 저장하는 입력버퍼(210)와, 접속이 요구된 호에 대해 결정된 서비스 등급에 따라 상기 입력버퍼(210)로부터 출력된 패킷 데이터의 서비스 우선 순위를 비교하는 우선순위 비교부(220)와, 상기 우선순위 비교부(220)로부터 서비스 등급별로 구분된 패킷 데이터를 해당 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)와, 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 순차적으로 추출하는 스위치 어레이(240)와, 상기 스위치 어레이(240)를 통해 추출된 패킷 데이터로부터 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하는 RLP(Radio Link Protocol) 패킷 처리부(250)와, 상기 RLP 패킷 처리부(250)를 통해 생성된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 기지국(300)의 채널카드(310)로 전송하는 RLP 패킷 전송부(260)와, 상기 RLP 패킷 전송부(260)와 기지국(300)의 채널카드(310)를 정합하여 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 전달하는 중계선(270)과, 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 유실율을 측정하여 상기 중계선(270)의 과부하 여부를 감지하여 주기적으로 보고하는 중계선 부하 측정부(280)와, 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 생성 및 처리를 위한 전반적인 제어를 담당함은 물론, 상기 중계선 부하 측정부(280)로부터 보고된 중계선(270)의 과부하 여부에 따라 상기 우선순위 비교부(220), 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)를 제어하는 제어부(290)로 구성한다.

여기서, 본 발명에서 서비스 등급별로 구분된 패킷 데이터를 분리 저장하는 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)는 소프트웨어적인 버퍼 또는 하드웨어적인 버퍼를 이용하여 구성할 수 있으며, 스위치 어레이(240)는 포인팅 함수를 사용한 소프트웨어적인 방법 또는 하드웨어적인 스위치 어레이를 이용하여 구성할 수 있다.

그리고, 제어국(200)에서 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 생성 및 처리 성능의 저하를 방지하기 위해, 기지국(300)과 제어국(200)간 중계선(270) 과부하가 발생하지 않는 경우, 제어국(200) 내의 제어부(290)는 우선순위 비교부(220), 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)를 비활성화 상태가 되도록 제어하여, PCN(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력버퍼(210)에 저장한 후 바로 RLP 패킷 처리부(250) 및 RLP 패킷 전송부(260)에서 무선링크 프로토콜 패킷 데이터로 생성 및 전송함으로써, 기존에 서비스 중인 호들이 중계선(270)의 과부하시의 호 처리에 의해 발생된 제어국(200) 성능 저하의 영향을 최소화할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 동작과정을 첨부한 도4의 순서도를 참조하여 설명하면, 먼저 기지국(300)이 서비스 영역 내의 다수 개의 이동국(미도시)에 대해 서비스하는 중에 특정의 이동국(400)으로부터 신규 호 접속 요구를 수신하면(S40), 도1의 MSC/VLR(13)과 같이 이동국(400)의 가입자 정보를 관리하는 상위단에서는 가입자 우선 순위 및 해당 이동국(400)이 요청한 서비스의 유형에 따른 서비스의 우선 순위를 확인하여 상기 신규 호 접속을 요구한 이동국(400)이 특정 서비스를 제공받는 이동국(400)인지, 고가의 사용료를 지불하고 있는 높은 서비스 품질(Qality of Service, QoS)를 할당받는 이동국(400)인지를 판단하며, 상기 확인된 이동국 및 서비스의 우선순위에 따라 서비스 등급을 결정한다(S41).

그리고, 상기 결정된 서비스 등급에 변경 사항이 발생한 경우, 상기 MSC/VLR(13)과 같이 이동국(400)의 가입자 정보를 관리하는 상위단은 상기 이동국(400)의 우선 순위와 상기 이동국(400)이 요청한 서비스의 우선 순위를 고려하여, 상기 이동국(400)으로부터 요청되는 각종 호들의 서비스 등급을 데이터베이스화하여 저장하는 별도의 저장수단(미도시)에 상기 변경된 사항을 저장한다(S41).

이때, 제어국(200) 내의 우선순위 비교부(220)는 상기 별도의 저장수단(미도시)에 저장된 서비스 등급을 수신하고(S42), 제어국(200) 내의 입력버퍼(210)는 PCN(Packet Core Network)(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력 순서에 따라 저장한다(S43).

여기서, 상기 제어국(200)은 통상적으로 PCN(100)으로부터 신규 호 접속 요구가 수신되면 가용한 채널 자원이 존재하는지 여부를 해당 기지국(300)으로 문의하는데, 그 문의를 받은 기지국(300)은 다수 개의 이동국에 서비스 중인 상황에서 새로이 데이터 서비스를 요구한 특정의 이동국(400)의 호 접속을 수용할 수 있는 가용한 채널 자원의 유무를 확인하여 상기 제어국(200)으로 보고하고 한정적인 채널 자원을 관리하게 된다.

그리고, 상기 제어국(200)은 상기 기지국(300)으로부터 수신된 가용 채널 자원의 존재 여부에 따라 호 처리를 수행하거나, 중계선 부하 측정부(280)로부터 현재 기지국(300) 및 제어국(200)간 중계선(270)이 과부하 상태인지 아닌지를 주기적으로 보고받아 과부하시의 호 처리를 수행하게 된다.

여기서, 중계선(270)은 제어국(200) 내의 RLP 패킷 전송부(260)와 기지국(300)의 채널카드(310)를 정합하여 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 전달하는 역할을 하고, 중계선 부하 측정부(280)는 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 CRC (Cyclic Redundancy Check)검사를 통해 측정한 유실율 결과에 따라 상기 중계선(270)의 과부하 여부를 감지하는 역할을 하며, 상기 중계선 부하 측정부(280)는 제어국(200) 또는 기지국(300)에 설치한다.

그리고, 상기 중계선 부하 측정부(280)는 기지국(300) 및 제어국(200)간 중계선(270)의 패킷 데이터 전송시 발생된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 유실 정도 또는 중계선 구간의 ATM 셀 손실율 측정 등을 통해 과부하 상태를 판단할 수 있다.

이때, 해당 기지국(300)에 가용한 채널 자원이 존재하지 않는 경우 신규로 호 접속을 요구한 이동국(400)의 호 접속 요구를 수용하지 않게 되지만, 해당 기지국(300)에 가용한 채널 자원이 존재하고 상기 기지국(300) 및 제어국(200)간 중계선(270) 과부하 상태가 아닌 경우라면(S44), 상기 제어국(200)은 이동국(400)의 신규 호 접속 요구에 정상적으로 응답하고, 호 수락 및 자원 할당 절차를 수행하여 PCN(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 기지국(300)을 통해 상기 이동국(400)으로 무선링크 프로토콜 패킷 데이터로서 전송함으로써, 패킷 데이터 서비스를 개시한다(S47,S48).

즉, 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 생성 및 처리를 위한 제어부(290)의 제어에 따라, PCN(100)으로부터 수신되어 입력버퍼(210)에 순차적으로 저장된 패킷 데이터가 RLP(Radio Link Protocol) 패킷 처리부(250)에서 무선링크 프로토콜 패킷 데이터로 변환되어 생성되면, RLP 패킷 전송부(260)는 상기 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 상기 RLP 패킷 전송부(260)와 기지국(300)의 채널카드(310)를 정합하는 중계선(270)을 통해 기지국(300)으로 전송하고, 상기 기지국(300)은 이를 무선으로 이동국(400)으로 전송한다.

한편, 상기 단계(S44)에서, 특정 시간대에 대량의 패킷 데이터가 발생하여 기지국(300) 및 제어국(200)간 네트웍 구성 요소인 중계선(270)이 과부하 상태가 되는 경우, 중계선 부하 측정부(280)는 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 유실율을 측정하여 상기 중계선(270)의 과부하 여부를 감지하여 과부하 상태임을 제어부(290)로 보고한다.

이에 따라, 무선링크 프로토콜 패킷 데이터의 생성 및 처리를 위한 전반적인 제어를 담당함은 물론, 상기 중계선 부하 측정부(280)로부터 보고된 중계선(270)의 과부하 여부에 따라 상기 우선순위 비교부(220), 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)를 제어하는 제어부(290)는, 중계선(270)이 과부하 상태라는 보고에 따라 상기 우선순위 비교부(220), 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)가 활성화되도록 제어한다.

먼저, 상기 우선순위 비교부(220)는 상기 단계(S42)에서 기지국(300)에서 결정되어 별도의 저장수단(미도시)에 저장된 서비스 등급을 수신하여, 그 수신된 서비스 등급에 따라 입력버퍼(210)로부터 출력된 패킷 데이터의 서비스 우선 순위를 비교한 다음, 서비스 등급별로 구분하여 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)로 출력한다.

그러면, 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)는 상기 우선순위 비교부(220)로부터 서비스 등급별로 구분된 패킷 데이터를 해당 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하며(S45), 스위치 어레이(240)는 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 버퍼링된 패킷 데이터를 다시 서비스 등급에 따라 구별하여 순차적으로 추출하여 RLP 패킷 처리부(250)로 출력한다(S46).

그리고, 상기 RLP 패킷 처리부(250)에서 상기 추출된 패킷 데이터로부터 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하여(S47), RLP 패킷 전송부(260) 및 중계선(270)을 통해 기지국(300)의 채널카드(310)로 전송하고, 상기 기지국(300)의 채널카드(310)는 이를 무선으로 이동국(400)으로 전송하는 데이터 서비스를 개시한다(S48).

본 발명에서, PCN(100)으로부터 수신된 패킷 데이터는, 입력버퍼(210)에 임시 저장된 다음 우선순위 비교부(220)에서 별도의 저장수단(미도시)에 기저장된 서비스 등급에 따라 그 패킷 데이터의 서비스 우선 순위가 판단되어, 그 판단 결과에 따라 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 서비스 등급별로 구분되어 버퍼링 된다.

또한, 제어국(200)에서 PCN(100)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력 순서에 따라 해당 기지국(300)으로 전달하여 이동국(400)이 요구한 패킷 데이터에 대한 서비스 품질(QoS)의 우선순위를 제어할 수 없는 현상을 제거할 수 있다.

예를 들어, 제1 우선순위 버퍼(230)에는 서비스 품질(QoS)이 가장 높은 패킷 데이터를 버퍼링하고, 제2 우선순위 버퍼(231)에는 그 다음 등급의 서비스 품질을 갖는 패킷 데이터를 버퍼링하는 방식으로, 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 각각의 서비스 등급별로 패킷 데이터를 구분하여 버퍼링한다.

그러면, 스위치 어레이(240)는 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 순차적으로 추출하는데, 상기 스위치 어레이(240)는 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)로부터 패킷 데이터를 추출할 시 제어국(200) 또는 해당 기지국(300)에서 동시에 처리 가능한 채널 자원을 고려하여, 서비스 등급이 가장 높은 패킷 데이터를 버퍼링한 제1 우선순위 버퍼(230)에서부터 서비스 등급이 가장 낮은 패킷 데이터를 버퍼링한 제n 우선순위 버퍼(233)에 이르기까지 추출하는 패킷 데이터의 개수에 차등을 두어 순차적으로 추출하게 된다.

즉, 각 우선순위 버퍼(230∼233)를 서비스 등급이 높은 것부터 소정의 비율에 차등을 둔 후, 패킷 데이터를 추출할 시 제1 우선순위 버퍼(230)에서 '5개'의 패킷 데이터를 추출한 경우, 다음의 제2 우선순위 버퍼(231)에서 '4개'의 패킷 데이터를 추출하고, 다음에는 제3 우선순위 버퍼(232)에서 '3개'의 패킷 데이터를 추출하는 방식으로 순차적으로 패킷 데이터를 추출하게 된다.

여기서, 운용자의 서비스 품질 우선 순위 정책 및 과금 정책에 따라 혹은 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 할당된 서비스 등급의 우선 순위에 따라, 상기 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233)에 저장된 패킷을 추출하는 스위치 어레이(240)의 운영 방법은, 제어국(200) 또는 해당 기지국(300)에서 처리 가능한 채널 자원을 고려하여 그 추출하는 패킷 데이터의 양을 변경하는 방법 등을 적용할 수 있다.

따라서, 상기 스위치 어레이(240)로부터 추출된 패킷 데이터는 최초에 PCN(100)으로부터 수신된 이후 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)를 거치면서 소정의 시간적 지연이 발생하여 RLP 패킷 처리부(250)로 전달되므로, 특정 시간대에 발생된 중계선의 과부하에 대해 시간대를 분산하여 호를 처리하게 되어, 특정 시간대에 발생된 순간적인 대량의 패킷 데이터에 의해 기지국(300) 및 제어국(200)간 네트웍 구성 요소인 중계선(270)에 지속적으로 과부하가 발생되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 상기 소정의 시간적 지연은 시스템 전체의 성능 및 과부하 정도에 따라 다수 개의 우선순위 버퍼(230∼233) 및 스위치 어레이(240)의 성능을 조절하여 그 지연되는 시간의 길이를 조절한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고속 패킷 데이터 트래픽을 처리하기 위한 이동통신 시스템에서, 이동국의 호 접속 요구시 특정 시간대에 기지국 및 제어국간의 중계선에 과부하가 발생하는지 여부를 감지하여, 중계선에 과부하가 발생한 것으로 감지된 경우 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 요구한 가입자의 우선순위 및 그 가입자에게 제공하고자 하는 서비스 유형의 우선순위에 의해 결정된 서비스 등급에 따라, 그 결정된 서비스 등급별로 구분하여 상기 수신된 패킷 데이터를 버퍼링하고, 그 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출한 후, 소정 시간 동안 지연된 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성 및 전송함으로써, 특정 시간대에 발생된 중계선의 과부하에 대해 시간대를 분산하여 호를 처리하고, 그에 따라 PCN을 통해 수신되는 패킷 데이터를 상기 결정된 서비스 등급에 의한 우선 순위에 따라 재정렬하여 해당 기지국의 채널카드로 전송하여, 서비스 등급 우선 순위에 따라 가입자가 요구한 패킷 데이터를 제어할 수 있어 신뢰성있는 서비스 품질(QoS)의 보장을 가능하게 하는 효과가 있다.

도1은 종래 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템의 간략한 구성을 보인 블록도.

도2는 종래 고속 패킷 데이터 서비스를 지원하는 이동통신 시스템에서, 중계선 부하에 따라 신규 호의 수락 여부를 결정하는 과정을 보인 순서도.

도3은 본 발명 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치의 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법의 동작과정을 보인 순서도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

100 : PCN 200 : 제어국

210 : 입력버퍼 220 : 우선순위 비교부

230∼233 : 우선순위 버퍼 240 : 스위치 어레이

250 : RLP 패킷 처리부 260 : RLP 패킷 전송부

270 : 중계선 280 : 중계선 부하측정부

290 : 제어부 300 : 기지국

310 : 채널카드 400 : 이동국

Claims

삭제
이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치에 있어서,

PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 입력 순서에 따라 저장하는 입력버퍼와; 접속이 요구된 호에 대해 결정된 서비스 등급에 따라 상기 입력버퍼로부터 출력된 패킷 데이터의 서비스 우선 순위를 비교하는 우선순위 비교부와; 상기 우선순위 비교부에 의해 서비스 등급별로 구분된 패킷 데이터를 해당 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 다수 개의 우선순위 버퍼와; 상기 다수 개의 우선순위 버퍼에 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 순차적으로 추출하는 스위치 어레이와; 기지국에 연결된 중계선의 부하를 측정하는 중계선 부하 측정부와; 상기 스위치 어레이를 통해 추출된 패킷 데이터를 RLP(Radio Link Protocol) 패킷 처리부 및 RLP 패킷 전송부를 통해 처리해서 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하여 중계선을 통해 기지국의 채널카드로 전송하기 위한 제어를 담당함은 물론, 상기 중계선 부하 측정부로부터 보고된 중계선의 과부하 여부에 따라 상기 우선순위 비교부, 다수 개의 우선순위 버퍼 및 스위치 어레이를 제어하는 제어부를 제어국에 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 다수 개의 우선순위 버퍼는, 소프트웨어적인 버퍼 또는 하드웨어적인 버퍼를 이용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 스위치 어레이는, 포인팅 함수를 사용한 소프트웨어적인 방법 또는 하드웨어적인 스위치 어레이를 이용하여 구성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치.
제2항에 있어서, 상기 제어부는, 기지국과 제어국간 중계선 과부하가 발생하지 않는 경우, 우선순위 비교부, 다수 개의 우선순위 버퍼 및 스위치 어레이를 비활성화 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 장치.
이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법에 있어서, 이동국의 신규 호 접속 요구시 그 요구된 신규 호에 대한 서비스 등급을 수신하는 과정과; 기지국에 연결된 중계선의 부하를 측정하여 상기 중계선의 과부하를 감지하는 과정과; 상기 중계선의 과부하 상태에서 PCN(Packet Core Network)으로부터 수신된 패킷 데이터를 상기 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 과정과; 상기 버퍼링된 패킷 데이터를 서비스 등급에 따라 구별하여 추출하고, 그 추출된 패킷 데이터로부터 무선링크 프로토콜 패킷 데이터를 생성하여 상기 중계선을 통해 기지국으로 전송하여 데이터 서비스를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법.
제6항에 있어서, 상기 수신된 패킷 데이터를 서비스 등급별로 구분하여 버퍼링하는 과정은, 접속이 요구된 호에 대해 결정된 서비스 등급을 수신하여, 그 수신된 서비스 등급에 따라 상기 PCN으로부터 수신된 패킷 데이터의 서비스 우선 순위를 비교하는 단계와; 상기 비교 결과에 따라, 패킷 데이터를 서비스 등급별로 구분하여 우선순위가 정해진 다수 개의 버퍼에 의해 버퍼링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법.
제6항에 있어서, 상기 추출된 패킷 데이터는, 동시에 처리 가능한 채널 자원의 양을 고려하여, 각 서비스 등급별로 추출하는 패킷 데이터의 개수에 차등을 두어 순차적으로 추출하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법.
제6항에 있어서, 상기 무선링크 프로토콜 패킷 데이터는, 상기 PCN으로부터 패킷 데이터를 수신한 시점으로부터 소정 시간의 지연 후에 생성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 중계선 과부하시의 호 처리 방법.