KR19990075972A - 지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법및 이를 구현한아이엠티-2 망 시스템 - Google Patents

지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법및 이를 구현한아이엠티-2 망 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아이엠티(IMT)-2000망 시스템에서의 교환기(MSC)간의 핸드오버를 지능망(IN)을 이용하여 수행함으로써 무선 전송을 위한 링크 자원을 효율적으로 관리할 수 있도록 한 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법 및 이를 구현한 IMT-2000망 시스템에 관한 것으로, MT가 관할 지역의 pMSC로 핸드오버를 요구하고 이어 pMSC의 SSF가 IN의 SCP로 핸드오버를 요구하면, IN의 SCP가 전달 MSC로 핸드오버를 요구하여 전달 MSC의 CCF가 상기 pMSC와의 연결을 해제한 후 라우팅 테이블을 변화시켜 새로운 cMSC와의 연결을 설정하여 MSC간의 핸드오버를 수행하며, 이후 핸드오버가 성공적으로 완료되면 전달 MSC가 IN의 SCP로 핸드오버 수행 결과를 통보하고 이어 IN의 SCP가 통보받은 핸드오버 수행 결과를 처음 핸드오버를 요구했던 pMSC로 통보함으로써 MSC간의 핸드오버 수행을 완료하도록 하는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 MSC내에 구비된 핸드오버를 수행하기 위한 기능을 삭제하고 종래 SSF와 CCF로 이루어진 MSC를 그대로 사용하여 MSC의 구조가 간단해짐은 물론, 이동성 관리를 위해 MSC내에 두었던 SACF를 RNC로 옮기는 방법과 함께 병용하면 게이트웨이 MSC를 사용할 필요가 없어지므로 게이트웨이 MSC로 트래픽이 몰리는 것을 방지할 수 있으며, 비계층적 망 구조를 통해 어떠한 MSC도 무선 접속망과의 연동을 수행할 수 있어 유연한 망의 구성과 적절한 트래픽의 분산이 가능하게 되는 효과가 있다.

Description

지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법 및 이를 구현한 아이엠티-2000망 시스템
본 발명은 아이엠티(International Mobile Telecommunication ; 이하, 'IMT'라 칭함)-2000망 시스템에서의 교환기(Mobile Switching Center ; 이하, 'MSC'라 칭함)간의 핸드오버(Handover)를 지능망(Intelligent Network ; 이하, 'IN'이라 칭함)을 이용하여 수행함으로써 무선 전송을 위한 링크 자원을 효율적으로 관리할 수 있도록 한 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법 및 이를 구현한 IMT-2000망 시스템에 관한 것이다.
최근 세계 공통의 주파수 대역을 이용하여 음성계 및 비음성계의 이동 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해 새롭게 대두되는 IMT-2000망 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 무선 환경을 최적화하는 무선 접속망(Radio Access Network ; 이하, 'RAN'이라 칭함)(100)과, 멀티미디어 서비스에 대해 고속의 전송기능과 교환기능을 수행하는 전송망(Core Network ; 이하, 'CN'이라 칭함)(200)과, 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 IN(300)으로 각각 독립적인 망에 독립적인 기능이 분배되도록 구성되어, 다른 망의 기능이나 구조가 변하여도 다른 망에 큰 영향을 미치지 못하도록 하고 있다.
상기 RAN(100)은 이동 단말기인 MT(Mobile Terminal)(110,111)와, 상기 MT(110,111)와 무선 접속하여 MT(110,111)를 제어하는 BTS(Base Terminal Station)(120,121)와, 상기 BTS(120,121)를 제어하는 RNC(Radio Network Controller)(130,131)로 구성되며, 이때 RNC(130,131)는 RACF(Radio Access Control Function)(140,150)과 ARF(Access link Relay Function)(141,142)를 포함하는데, RACF(140,150)는 무선 자원 및 호를 관리하는 역할을 수행하고, ARF(141,142)는 RNC(130,131)간의 앵커(Anchor) 핸드오버를 수행한다.
상기 CN(200)은 가입자 위치 정보를 등록하고 관리하는 VLR(Visited Location Register)과 접속하면서 상기 RAN(100)의 RNC(130,131)를 관리 및 제어하여 무선 자원을 전송 및 교환하는 MSC(210,220)와, HLR(Home Location Register) 또는 GLR(Gateway Location Register)과 접속하면서 상기 MSC(210,220)를 다른 망과 접속할 수 있도록 하는 GMSC(Gateway MSC)(230)로 구성되며, 이때, 상기 MSC(210,220)는 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode ; ATM) 교환기로서, IN(300)에서 전송되는 서비스를 분석하여 적절한 작업 요구를 CCF에 전송하는 SSF(Service Switching Function)(211,221)와, 상기 SSF(211,221)로 서비스 요구 메시지를 전송하고 SSF(211,221)에서 전송된 서비스 요구를 처리하는 CCF(Call Control Function)(212,222)와, 비호관련 이동성 서비스를 관리 및 제어하는 SACF(Service Access Control Function)(213,223)와, MSC(210,220)간의 핸드오버를 관리하는 ARF(214,224)로 구성되고, 상기 GMSC(230)는 SSF(231)와 CCF(232)로 구성된다.
상기 IN(300)은 서비스 제어로직을 구비한 SCP(Service Control Point)(310)와 서비스 수행중 필요로 하는 데이터를 구비한 SDP(Service Data Point)(311) 및 음성 사서함과 같은 서비스 자원 등을 구비한 IP(Intelligent Peripheral)로 구성된다.
이때, 상기와 같이 구성된 IMT-2000망 시스템에서는 2개의 MSC(210, 220)와 이에 접속되는 2개의 MT(110,11)만을 보여주고 있지만, 상기 RAN(100)은 다수의 MT, BTS, RNC를 구비할 수 있으며, 상기 CN(200) 역시 다수의 MSC를 구비할 수 있다.
한편, 상기와 같이 구성된 IMT-2000망 시스템에 있어서, 종래에는 앵커 방식을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행하였다.
MT(110)의 이동으로 MT(110)가 BTS(120) 및 RNC(130)를 관할하는 MSC(210)에서 다른 관할 지역의 MSC(220)로 핸드오버를 요구할 경우, 상기 MSC(210)가 먼저 ARF(214)를 통해 다른 관할 지역의 MSC(220)로 새로운 연결을 설정한다.
그러면, 상기 MSC(220)에서는 MSC(210)의 핸드오버 요구에 따라 ARF(224)를 통해 MT(110)의 핸드오버를 수행하여 MT(110)의 무선 자원 및 호를 관리한다.
즉, 상기 MT(110)의 핸드오버를 수행하기 위해서는 기존의 MSC(210)가 계속 호 관리를 수행하면서 새로운 MSC(220)로 별도의 연결을 추가하여야 한다.
그러나, 상기와 같은 종래 MSC간의 앵커 방식을 이용한 핸드오버는 MT가 핸드오버를 계속할 때마다 연결되는 MSC가 증가하게 되어, MSC간의 링크자원이 낭비되고 MSC내의 호 프로세서의 자원이 낭비된다.
다시 말해, 핸드오버가 수행될 때마다 전송링크가 새로운 MSC로 할당되어야 한다.
이에 따라, 넓은 대역의 채널을 차지하는 MT가 잦은 핸드오버를 요구할 경우 심각한 전송 자원의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었다.
또한, MSC마다 핸드오버를 관리하는 별도의 ARF가 필요하므로 무선망과의 접속을 위한 MSC를 유선망의 MSC와는 별도로 구현해야 하는 부담이 있을 뿐만 아니라 MSC 구조가 매우 복잡하여 제조 원가의 상승으로 많은 비용이 소요되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 CN내 MSC와 IN 사이의 인터페이스 프로토콜을 변화시키기 않고도 IMT-2000망 시스템의 IN을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행함으로써 전송 자원의 낭비를 줄이고, SSF와 CCF로 구성되는 ATM MSC를 그대로 사용하여 소요 비용을 절감하는 동시에 게이트웨이 MSC를 사용할 필요가 없으며, 동일 구조의 MSC를 통해 비계층적 IMT-2000망 시스템을 구현하여 적절한 트래픽 분산을 가능하게 하는 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법 및 이를 구현한 IMT-2000망 시스템을 제공하는 데에 있다.
도 1은 일반적인 IMT-2000망 시스템의 전체 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법을 구현하기 위 한 IMT-2000망 시스템의 전체 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법을 구현하기 위 한 전송망의 교환기와 지능망 사이의 프로토콜 구조도,
도 4는 본 발명에 의한 지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법을 보인 동작 흐름도,
도 5는 종래 앵커 방식과 본 발명의 지능망 기반 방식의 호 설정 실패율에 대한 비교 그래프,
도 6은 종래 앵커 방식과 본 발명의 지능망 기반 방식의 사용 가능 링크 수 에 대한 비교 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : RAN 110,111 : MT
120,121 : BTS 130,131 : RNC
140,150 : RACF 141,151 : ARF
142,152 : SACF 200 : CN
210,220,230 : MSC 211,221,231 : SSF
212,222,232 : CCF 300 : IN
310 : SCP 311 : SDP
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법 및 이를 구현한 IMT-2000망 시스템은, 핸드오버 수행을 위한 기능을 제거하고 SSF와 CCF로 구성되는 기존의 ATM MSC를 그대로 사용함에 따라 게이트웨이 MSC를 사용할 필요없이 비계층적 망 구조를 구현하도록 하고, IN을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행하는 경우, 먼저 MT가 관할 지역의 pMSC로 핸드오버를 요구하고 이어 pMSC의 SSF가 IN의 SCP로 핸드오버를 요구하면, IN의 SCP가 전달 MSC로 핸드오버를 요구하여 전달 MSC의 CCF가 상기 pMSC와의 연결을 해제한 후 라우팅 테이블을 변화시켜 새로운 cMSC와의 연결을 설정하여 MSC간의 핸드오버를 수행하며, 이후 핸드오버가 성공적으로 완료되면 전달 MSC가 IN의 SCP로 핸드오버 수행 결과를 통보하고 이어 IN의 SCP가 통보받은 핸드오버 수행 결과를 처음 핸드오버를 요구했던 pMSC로 통보함으로써 MSC간의 핸드오버 수행을 완료하도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법을 구현한 IMT-2000망 시스템의 구성과 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법을 구현하기 위한 IMT-2000망 시스템의 전체 블록 구성도로서, MT(110,111)와, 상기 MT(110,111)와 무선 접속하여 MT(110,111)를 제어하는 BTS(120,121)와, 상기 BTS(120,121)를 제어하는 RNC(130,131)로 구성되어 무선 환경을 최적화하는 RAN(100)과, 가입자 위치 정보를 등록/관리하는 VLR 및 HLR/GLR과 접속하면서 상기 RAN(100)의 RNC(130,131)를 관리 및 제어하여 무선 자원을 전송 및 교환하는 MSC(210,220,230)로 구성되어 멀티미디어 서비스에 대해 고속의 전송기능과 교환기능을 수행하는 CN(200)과, 서비스 제어로직을 구비한 SCP(310)와 서비스 수행중 필요로 하는 데이터를 구비한 SDP(311) 및 음성 사서함과 같은 서비스 자원 등을 구비한 IP로 구성되어 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 IN(300)으로 구성된다.
상기 RAN(130,131)은 무선 자원 및 호를 관리하는 RACF(140,150)와, RNC(130,131)간의 앵커 핸드오버를 수행하는 ARF(141,142)와, 서비스를 관리 및 제어하는 SACF(142,152)로 구성된다.
상기 CN(200)의 MSC(210,220,230)는 IN(300)에서 전송되는 서비스를 분석하여 적절한 작업 요구를 CCF에 전송하는 SSF(211,221,231)와, 상기 SSF(211,221,231)로 서비스 요구 메시지를 전송하고 SSF(211,221,231)에서 전송된 서비스 요구를 처리하는 CCF(212,222,232)로 구성된다.
상기 IN(300)의 SCP(310)와 SDP(311)는 각각 SCF(Service Control Function)와 SDF(Service Data Function) 기능을 수행한다.
여기서, 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하였으며, 본 발명의 IMT-2000망 시스템에서는 RAN(100)의 RNC(130,131)의 구조와 CN(200)의 MSC(210,220)의 구조가 종래 IMT-2000망 시스템과 다르다.
즉, 상기 RAN(100)의 RNC(130,131)는 종래 MSC에 구현된 SACF를 포함하는 구조로 이루어지며, 이에 따라 CN(200)의 MSC(210,220)에는 SACF가 구성되지 않게 된다.
그리고, 상기 CN(200)의 MSC(210,220)는 종래 구현된 IMT-2000망 시스템의 MSC의 구조가 아닌 기존에 SSF와 CCF로 구현된 GMSC와 같은 구조로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명에서는 종래 IMT-2000망 시스템에서의 GMSC를 필요로 하는 계층적 구조가 아닌 비계층적 구조를 구현함에 따라 GMSC로 트래픽이 몰리는 것을 방지하게 된다.
도 3은 본 발명의 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버 방법을 구현하기 위한 CN(200)의 MSC(210,220,230)와 IN(300)의 SCP(310) 및 SDP(311) 사이의 프로토콜 구조도로서, 기존의 CN 프로토콜 구조와 동일하여 상세 설명은 생략하며, 본 발명에서는 IN의 서비스 제어 부분에 이동성(mobility)을 추가하는 개념으로 SCP(310)와 SDP(311)에 각각 LRCF(Location Register Control Function)와 LRDF(Location Register Data Function) 기능을 추가하도록 한다.
상기와 같이 구성된 IMT-2000망 시스템에서 IN(300)을 이용한 MSC간의 핸드오버 과정을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
여기서, 핸드오버 전의 MSC를 pMSC(previous MSC)로 도 2의 MSC(210), 핸드오버된 MSC를 cMSC(candidate MSC)로 도 2의 MSC(220), 전달 MSC를 도 2의 MSC(230)로 각각 정한다.
pMSC(210)의 관할 지역내의 MT(110)의 이동으로 MT(110)가 관할 지역의 pMSC(210)로 핸드오버를 요구하면, pMSC(210)의 SSF(211)는 IN(300)의 SCP(310)로 MT(110)의 핸드오버를 요구한다(S1).
즉, pMSC(210)의 SSF(211)에 의해 CCF(212)로부터 핸드오버 요구가 IN(300)의 SCP(310)로 전달되게 된다.
그러면, 상기 IN(300)의 SCP(310)는 전달 MSC(230)로 핸드오버를 요구하고(S2), 이에 따라 전달 MSC(230)내의 CCF(232)는 상기 pMSC(210)와의 연결을 해제한 후 라우팅 테이블(Routing Table)을 변화시켜 새로운 cMSC(220)와의 연결을 재설정하여 MSC간의 핸드오버를 수행한다(S3).
즉, IN(300)의 SCP(310)가 전달 MSC(230)의 CCF(232)에게 원격 작업 명령을 전달하여 라우팅 테이블을 변화시키도록 하고, CCF(232)로 하여금 BCF(Bearer Control Function)(도시하지 않음)를 통해 연결의 재설정 절차를 수행하도록 한다.
상기 단계(S3)의 핸드오버가 성공적으로 완료되면(S4), 전달 MSC(230)는 IN(300)의 SCP(310)로 핸드오버 수행 결과를 통보하고(S5), 이에 따라 IN(300)의 SCP(310)는 통보받은 핸드오버 수행 결과를 처음 핸드오버를 요구하였던 pMSC(210)로 통보한다(S6).
상기와 같은 IN 개념은 IN CS-3에 기반을 둔 모델로서, 망에 지능 요소를 분산시키고, 분산된 서비스 요소를 조합하여 서비스 특화된 작업 블록(SIB(Service Independent Block))을 구성하여 병렬적으로 원격 작업을 수행하도록 하고 있다.
즉, 상기와 같은 IN을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행할 경우 MSC간의 핸드오버에 필요한 다수개의 원격 작업이 IN의 SCP의 관리하에 병렬적으로 이루어질 수 있게 되어 연결 재설정을 위한 시간 지연이 줄어들게 되고 관리의 통일성도 이룰 수 있게 된다.
도 5와 도 6은 시뮬레이션 언어를 사용하여 IMT-2000망 시스템을 구현함으로써 호설정 실패율과 링크 자원의 관리 능력에 대한 데이터를 모아 MSC간의 핸드오버 성능을 살펴본 결과이다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 IN을 이용한 MSC간의 핸드오버(b)에 비해 앵커 방식을 이용한 MSC간의 핸드오버(a)가 두 배 정도의 호 설정 실패율을 갖게 되는 것을 알 수 있으며, 이는 핸드오버때마다 새로운 링크를 할당해야 하는 앵커 방식이 새로운 호를 설정하기 힘들다는 것을 보여준다.
이에 따라, 본 발명에 따른 IN을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행하는 IMT-2000망 시스템은 더 많은 가입자를 동시에 지원할 수 있게 된다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이 IN을 이용하여 MSC간의 핸드오버를 수행하는 IMT-2000망 시스템(b)이 앵커 방식에 의한 핸드오버(a)를 수행할 때보다 사용 가능한 링크 자원이 더 풍부함을 알 수 있다.
이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 기존의 IMT-2000망 시스템내의 MSC내에 구비된 핸드오버를 수행하기 위한 기능을 삭제하고 종래 SSF와 CCF로 이루어진 ATM MSC를 그대로 사용하여 MSC의 구조가 간단해짐은 물론 비용을 절감할 수 있으며 게이트웨이 MSC를 사용할 필요가 없어지므로 종래 앵커 방식을 사용한 게이트웨이 MSC로 트래픽이 몰리는 것을 방지할 수 있으며, 비계층적 망 구조를 통해 어떠한 MSC도 무선 접속망과의 연동을 수행할 수 있어 유연한 망의 구성과 적절한 트래픽의 분산이 가능하게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. MT(110,111)와, 상기 MT(110,111)와 무선 접속하여 MT(110,111)를 제어하는 BTS(120,121)와, 상기 BTS(120,121)를 제어하는 RNC(130,131)로 구성되어 무선 환경을 최적화하는 RAN(100)과, 가입자 위치 정보를 등록/관리하는 VLR 및 HLR/GLR과 접속하면서 상기 RAN(100)의 RNC(130,131)를 관리 및 제어하여 무선 자원을 전송 및 교환하는 MSC(210,220,230)로 구성되어 멀티미디어 서비스에 대해 고속의 전송기능과 교환기능을 수행하는 CN(200)과, 서비스 제어로직을 구비한 SCP(310)와 서비스 수행중 필요로 하는 데이터를 구비한 SDP(311) 및 음성 사서함과 같은 서비스 자원 등을 구비한 IP로 구성되어 다양한 멀티미디어 서비스를 제공하는 IN(300)으로 구성된 IMT-2000망 시스템에 있어서,
    상기 RAN(130,131)은 무선 자원 및 호를 관리하는 RACF(140,150)와, RNC(130,131)간의 앵커 핸드오버를 수행하는 ARF(141,142)와, 서비스를 관리 및 제어하는 SACF(142,152)로 구성되고, 상기 CN(200)의 MSC(210,220,230)은 IN(300)에서 전송되는 서비스를 분석하여 적절한 작업 요구를 CCF에 전송하는 SSF(211,221,231)와 상기 SSF(211,221,231)로 서비스 요구 메시지를 전송하고 SSF(211,221,231)에서 전송된 서비스 요구를 처리하는 CCF(212,222,232)로 구성되는 것을 특징으로 하는 아이엠티(IMT)-2000망 시스템.
  2. 아이엠티(IMT)-2000망 시스템의 MSC간에 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, MSC(210)의 관할 지역내의 MT(110)의 이동으로 MT(110)가 관할 지역의 pMSC(210)로 핸드오버를 요구하는 경우 pMSC(210)의 SSF(211)가 IN(300)의 SCP(310)로 MT(110)의 핸드오버를 요구하여 IN(300)의 SCP(310)가 전달 MSC(230)로 핸드오버를 요구하는 제1단계와, 상기 제1단계의 IN(300)의 핸드오버 요구에 따라 전달 MSC(230)내의 CCF(232)가 상기 pMSC(210)와의 연결을 해제한 후 라우팅 테이블을 변화시켜 새로운 cMSC(220)와의 연결을 설정하여 MSC간의 핸드오버를 수행하는 제2단계와, 상기 제2단계의 핸드오버가 성공적으로 완료되는 경우 전달 MSC(230)가 IN(300)의 SCP(310)로 핸드오버 수행 결과를 통보하여 IN(300)의 SCP(310)가 통보받은 핸드오버 수행 결과를 상기 pMSC(210)로 통보하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 지능망을 이용한 교환기간의 핸드오버 방법.
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