KR20000059393A - 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기전송 모드 방식 인터페이스 방법 - Google Patents

음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기전송 모드 방식 인터페이스 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 미래 육상 이동통신 시스템(international mobile telecommunications - 2000; IMT-2000)의 기지국과 제어국간에 ATM 셀을 이용하여 음성 데이터를 고속으로 전송하도록 한 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드 방식 인터페이스 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 기지국과 제어국간 음성 데이터 송수신시 음성 데이터가 ATM 셀 형태로 송수신되는데, 이 때의 ATM 셀을 하나의 ATM 셀에 다수 사용자의 음성 데이터를 다중화시켜 전송할 수 있는 AAL 2 형태의 ATM 셀로 만듦으로써, 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있고 고속으로 음성 데이터를 송수신할 수 있어 음성 데이터의 실시간적 특성을 만족시킬 수 있게 된다.

Description

음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드 방식 인터페이스 방법{asynchronous transfer mode interfacing method for voice traffic between base station and radio network controller in international mobile telecommunications - 2000}
본 발명은 미래 육상 이동통신 시스템(international mobile telecommunications - 2000; IMT-2000)의 제어국(Radio Network Controller; RNC)과 기지국(Base Station; BS)간 비동기 전송 모드(Asynchronous Transfer Mode; ATM) 방식 인터페이스에 관한 것으로, 특히 제어국과 기지국간에 사용자의 음성 정보를 고속으로 전송하도록 한 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드 방식 인터페이스 방법에 관한 것이다.
일반적으로 IMT-2000 시스템은 사용자에게 전세계를 범위로 한 자유로운 이동성 제공을 목표로 개발되는 시스템으로써, 음성만이 아닌 비음성과 무선 호출 등 다양한 서비스가 하나의 단말기로 통합되고, 다양한 미디어 제공을 통한 멀티미디어화와 지능형 서비스를 제공하고자 하며, 서비스의 개인화를 통한 사용자 자신의 서비스로써 개인정보에 대한 철저한 보안을 이룩하고자 하는 시스템이다. 이러한 IMT-2000 시스템은 보행자용 휴대 전화에서부터 차량용 전화에 이르기까지 단말기의 다양성을 수용함은 물론 위상 이동통신(Global Mobile Personal Communication System; GMPCS), 공중전화망(Public Switched Telephone Network; PSTN), 종합정보 통신망(Integrated Services Digital Network; ISDN) 등 망의 다양성도 수용한다.
일반적으로 ATM 방식은 동영상이나 정지 영상 데이터, 음성 등 모든 종류의 트래픽(traffic)을 전송하기 위한 방식이다. 그러나 현재 ATM 망을 이용한 음성 전송은 활발히 이루어지지 않고 있다. 그 이유는 음성 망에서 지원하는 기능들이 ATM 망에서 모두 지원하지 못하고 또한 그 기능들을 수행하고자 할 때는 다른 시스템 비용이 추가되기 때문이다. 현재 널리 사용되는 기존의 64Kbps 회선 교환망을 이용하면 저렴한 가격으로 음성 전송을 수행할 수 있기 때문에 음성 서비스만을 고려한다면 고가의 ATM 기술을 이용할 필요가 없다.
그러나 향후 IMT-2000 시스템에서는 사용자의 음성 트래픽이나 패킷(packet) 데이터 등 멀티미디어 트래픽을 전송해야 하므로, IMT-2000 시스템의 유선망은 ATM 망이 백본(backbone) 망으로 구축되어야 하며, 이를 이용한 음성 데이터의 전송은 필수적이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 IMT-2000 시스템의 ATM 망을 이용한 음성 트래픽 전송을 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 IMT-2000 제어국과 기지국간 음성 데이터 전송시 여러 사용자의 음성 데이터를 하나의 ATM 셀에 다중화하여 전송함으로써, 음성의 실시간적 특성에도 불구하고 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있도록 하고, 고속으로 음성 트래픽을 전송할 수 있도록 한 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 방법은,
미래 육상 이동통신 시스템(international mobile telecommunications - 2000; IMT-2000)의 기지국에서 제어국으로 음성 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
상기 기지국의 TAXI 정합부(Transparent Asynchronous Transmitter/Receiver Interface)를 통해 사용자로부터의 프레임(frame)이 수신되면 무선 구간의 정보를 바탕으로 FCL(Frame Control Layer) 처리를 수행한 후, 상기 수신 프레임이 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽(traffic)인지 또는 사용자 트래픽인지를 결정하는 단계와;
상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이 아닌 다른 트래픽이거나 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽이면 상기 수신 프레임으로 AAL 5(ATM Adaptation Layer 5) 형태의 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 셀(cell)을 구성하는 단계와;
상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이면 AAL 2 형태의 ATM 셀을 구성한 후, 그 ATM 셀의 헤더의 CID(Channel Identifier) 필드(field)와 사용자를 매핑시키는 단계와;
상기 AAL 5 형태 ATM 셀 또는 상기 AAL 2 형태 ATM 셀의 VCI(Virtual Channel Identifier)와 사용자를 매핑시킨 후 상기 제어국으로 송신하는 단계를 수행하는 것을 그 방법적 구성상의 특징으로 하고,
IMT-2000 기지국에서 제어국으로부터 음성 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
상기 제어국으로부터의 음성 데이터가 ATM 셀 형태로 수신되면, 이미 구성되어 있는 사용자, ATM VCI(Virtual Channel Identifier), CID(Channel Identifier)간 매핑 관계를 나타내는 매핑 테이블(mapping table)을 참조하여 상기 수신 셀의 VCI(Virtual Channel Identifier)와 사용자 간을 매핑(mapping)한 후 상기 수신 셀을 FCL(Frame Control Layer) 프레임으로 변환하는 단계와;
변환된 상기 FCL 프레임의 헤더(header) 정보를 바탕으로 무선 구간 정보를 생성하고 프레임을 상기 기지국의 TAXI 정합부(Transparent Asynchronous Transmitter/Receiver Interface)로 송신하는 단계를 수행하는 것을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 장치 블록 구성도,
도 2는 도1의 ATM 인터페이스 장치의 AAL 2 처리를 위한 소프트웨어 블록 구조도,
도 3a는 본 발명에 의한 기지국에서 제어국으로 음성 데이터 송신시 AAL 2 형태의 ATM 셀을 구성하는 방법을 보인 흐름도,
도 3b는 본 발명에 의한 기지국에서 제어국으로부터의 음성 데이터 수신시 AAL 2 형태의 ATM 셀을 프레임으로 구성하는 방법을 보인 흐름도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10:TAXI 정합부 20:프레임/셀 처리부
21:I/O 버퍼 22:AAL 2 처리부
30:CPU 40:ROM
50:E1 정합부
이하, 상기와 같은 본 발명 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드 방식 인터페이스 방법을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
현재의 ATM 방식을 이용한 음성 전송은 ATM의 AAL 1(ATM Adaptation Layer 1)을 이용하여 전송된다. AAL 1은 64Kbps 유선망을 이용하여 사용자당 하나의 VCI(Virtual Channel Identifier; 가상 채널 식별자)를 제공하여 음성 트래픽을 전송한다. 그리고 음성 데이터의 실시간적 특성으로 인해 지연 시간(delay)을 크게 설정해 줄 수 없다. 또한 음성 서비스 특성상 서비스가 제공되고 있는 동안에도 일시적으로 전송할 음성 데이터가 없는 경우가 발생되는데 이때 ATM 셀은 "0"으로 패딩(padding)되어 전송된다. 이렇게 AAL 1을 이용한 음성 데이터의 전송은 ATM 셀을 낭비할 뿐만 아니라 대역폭을 낭비하게 된다.
따라서 본 발명은 IMT-2000 기지국과 제어국간 ATM 셀을 이용한 음성 트래픽의 전송시 AAL 2를 이용하도록 한다.
AAL 2는 가입자당 하나의 CID(Channel Identifier)를 대응시키고, 하나의 ATM 셀에 다수의 CID를 다중화시킨다. 그래서 여러 사용자의 데이터를 하나의 ATM 셀에 다중화하여 전송하게 되어 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있도록 한다.
도1은 본 발명이 적용되는 IMT-2000 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 장치 블록 구성도로서, 이는 기지국에 위치한다.
도시된 바와 같이, TAXI 정합부(Transparent Asynchronous Transmitter/Receiver Interface Unit)(10)는 기지국 내부 각 장치 간 인터페이스를 수행한다. 프레임/셀 처리부(20)는 상기 TAXI 정합부(10)에서 전송되는 프레임(frame)을 ATM 셀로 변환시켜서 CPU(30)의 제어에 따라 E1 정합부(50)를 통해 제어국(100)으로 송신하고, 또한 E1 정합부(50)로부터의 ATM 셀을 프레임으로 변환하여 상기 TAXI 정합부(10)로 전송한다. 롬(ROM)(40)은 상기 프레임/셀 처리부(20)의 프로그램을 저장한다. CPU(30)는 기지국에서의 프레임과 제어국(100)으로부터의 ATM 셀간 정합을 제어한다. E1 정합부(50)는 기지국과 제어국(100)간에 E1(2.048Mbps) 전송 방식을 기반으로 ATM 셀이 전송되도록 정합하는 기능을 수행한다.
상기 프레임/셀 처리부(20)는, 상기 TAXI 정합부(10)과 프레임을 입출력하기 위한 I/O(Input/Output) 버퍼(21)와; 상기 I/O 버퍼(21)를 통한 음성 데이터를 AAL 2 방식 처리를 하여 ATM 셀을 형성하는 AAL 2 처리부(22)를 포함한다.
이와 같은 AAL 2 처리부(22)에서의 음성 데이터의 ATM 셀 처리를 지원하기 위한 소프트웨어 블록 구조가 도2에 도시된다.
도시된 바와 같이, 프레임 송신 블록(frame transmitter block)은 생성된 프레임을 I/O 버퍼로 송신하며, 프레임 수신 블록(frame receiver block)은 I/O 버퍼에서 프레임을 수신한다. FCL(Frame Control Layer) 블록은 MAC(Media Access Control; 매체 엑세스 제어) 계층에서 송신한 사용자 데이터와 무선 구간 파라미터(parameter)를 바탕으로 FCL 프레임을 구성한다. 프로토콜 변환 블록(protocol conversion block)은 FCL 블록에서 생성된 프레임을 AAL 2 CPS(channel part sublayer) 패킷, CPS-PDU(protocol data unit)를 생성하거나 제어국에서 수신된 AAL 2 CPS-PDU를 FCL 프레임으로 변환하는 기능을 수행한다. 사용자 매핑 블록(user mapping block)은 AAL 2 CPS 패킷 헤더(header)의 CID(channel identifier) 필드(field)와 사용자를 매핑하는 기능을 수행하며, 매핑 테이블(mapping table)을 생성/변경하는 기능을 수행한다. 셀 송신 블록(cell transmitter block)은 생성된 AAL 2 패킷을 CPU로 송신하는 기능을 수행하며, 셀 수신 블록(cell receiver block)은 제어국(100)에서 전송되는 AAL 2 패킷을 수신하는 기능을 수행한다. 타임 및 카운터 블록(time and counter block)은 AAL 2 처리부에서 사용되는 타이머와 카운터를 관리한다. 호 자원 관리 블록(call resource management block)은 AAL 2 처리부에서 CID와 사용자 리소스(resource)를 관리한다. 상태 관리 블록(status management block)은 AAL 2 처리부 전체의 상태 관리, 에러 제어 기능 등을 수행한다.
이와 같은 소프트웨어 블록의 지원으로 본 발명에 의한 기지국과 제어국간 음성 트래픽의 AAL 2처리를 통한 ATM 인터페이스 방법이 도3a 및 도3b에 도시된다.
우선 도3a에 도시된 바와 같이, 기지국에서 제어국으로 음성 데이터를 송신하는 경우의 ATM 인터페이스 방법은, 수신 큐(queue)에 수신된 프레임이 있으면 무선 구간의 품질 정보를 바탕으로 FCL 처리를 수행한 후, 상기 수신 프레임이 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽인지 또는 사용자 트래픽인지를 결정하는 단계(ST11-ST13)와; 상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이 아닌 다른 트래픽이거나 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽이면 상기 수신 트래픽으로 AAL 5 형태의 ATM 셀을 구성하는 단계(ST14,ST15)와; 상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이면 AAL 2 형태의 ATM 셀을 구성한 후, 그 ATM 셀의 헤더의 CID 필드와 사용자를 매핑시키는 단계(ST16,ST17)와; 상기 AAL 5 형태 ATM 셀 또는 상기 AAL 2 형태 ATM 셀의 VCI(Virtual Channel Identifier)와 사용자를 매핑시킨 후 CPU로 송신하는 단계(ST18)를 수행한다.
이와 같은 음성 트래픽을 AAL 2 형태의 ATM 셀로 변환시켜 기지국에서 제어국으로 송신하는 경우의 ATM 인터페이스 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저 기지국 내부의 DPR(dedicated packet router)로부터 프레임이 TAXI 정합부(10) 및 I/O 버퍼(21)를 순차 통해 수신 큐(queue)에 수신되면, 무선 구간의 품질 정보를 바탕으로 FCL 프레임을 구성한다(ST11,ST12). 이렇게 FCL 처리된 프레임이 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽인지 또는 사용자 트래픽인지를 결정한다.
이 결과 상기 프레임이 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽이면, 이 프레임으로 AAL 5 형태의 ATM 셀을 구성한다(ST13,ST14). 그리고 상기 프레임이 사용자 트래픽일 경우에는 다시 음성 트래픽인지 음성 트래픽이 아닌 다른 트래픽인지를 결정한다. 그래서 상기 프레임이 음성 트래픽이 아닌 그외 다른 트래픽이면 AAL 5 형태의 ATM 셀을 구성하고(ST16,ST14), 상기 프레임이 음성 트래픽이면 AAL2 형태의 ATM 셀을 구성한다(ST16). 그리고 이러한 AAL 2 CPS 패킷(Channel Part Sublayer packet)의 헤더에는 CID 필드가 구비되는데, ATM의 AAL 2에서는 CID와 사용자를 매핑시킨 후 하나의 ATM 셀에 다수의 사용자를 매핑시키게 되므로, 이 CID와 사용자를 매핑시킨다(ST17).
그래서 AAL 5 형태 ATM 셀이 구성되면 ATM 셀의 VCI와 사용자를 매핑시키고, AAL 2 형태 ATM 셀의 CID와 사용자간 매핑이 이루어지면 ATM VCI, CID로 매핑 테이블을 구성한다(ST15). 그런 다음에는 구성된 ATM 셀을 CPU(30)로 전송하게 된다(ST18). 그러면 CPU(30)는 이 ATM셀을 E1 정합부(50)를 통해 제어국(100)으로 송신하게 된다. 이러한 방법으로 AAL 2 형태의 ATM 셀의 음성 데이터가 고속으로 기지국에서 제어국으로 전송되게 된다.
다음으로 도3b에 도시된 바와 같이, 제어국에서 송신되는 ATM 셀을 기지국에서 수신하는 경우의 ATM 인터페이스 방법은, 수신 큐(queue)에 수신된 셀이 있으면, 이미 구성된 사용자, ATM VCI, CID로 이루어진 매핑 테이블을 참조하여 상기 수신 셀의 VCI와 사용자 간을 매핑한 후 상기 수신 셀을 FCL 프레임으로 변환하는 단계(ST21-ST23)와; 변환된 상기 FCL 프레임의 헤더 정보를 바탕으로 무선 구간 정보를 생성하고 프레임을 기지국 내부 해당 장치로 송신하는 단계(ST24,ST25)를 수행한다.
이와 같은 음성 데이터가 AAL 2 형태의 ATM 셀을 통해 고속으로 제어국에서 기지국으로 전송되는 경우의 ATM 인터페이스 방법을 설명하면 다음과 같다.
제어국(100)으로부터 ATM 셀이 전송되어 E1 정합부(50)를 통해 수신되면, CPU(30)는 이미 구성된 사용자, ATM VCI, CID로 이루어진 매핑 테이블을 참조하여, 수신 셀이 송신되어질 기지국 내부의 해당 블록을 결정한다. 즉 제어국(100)으로부터 수신된 셀과 사용자간을 매핑한다(ST21,ST22). 그런 후 상기 수신 셀을 FCL 프레임으로 변환한 후(ST23), 변환된 FCL 프레임의 헤더 정보를 바탕으로 무선 구간 정보를 생성한다(ST24). 이렇게 FCL 프레임에서 무선 구간 정보와 프레임을 생성한 후, 상기 프레임을 I/O 버퍼(21), TAXI 정합부(10)를 순차 통해 기지국 내부 해당 장치로 송신하게 된다(ST25). 이렇게 IMT-2000 시스템에서 음성 트래픽을 위해 기지국과 제어국간에 AAL 2 형태의 ATM 인터페이스를 수행하도록 함으로써 대역폭을 효율적으로 사용하면서도 고속으로 음성 트래픽을 전송할 수 있게 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 음성 트래픽을 위한 미래육상이동통신 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 방법은, IMT-2000 제어국과 기지국간 음성 데이터 전송시 음성 데이터를 ATM 셀 형태로 전송함으로써 고속으로 음성데이터를 전송할 수 있는 효과가 있다.
그리고 음성 데이터를 ATM 셀 형태로 구성시 여러 사용자의 음성 데이터를 하나의 ATM 셀에 다중화함으로써 음성의 실시간적 특성에도 불구하고 대역폭을 효율적으로 사용할 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

  1. 미래 육상 이동통신 시스템(international mobile telecommunications - 2000; IMT-2000)의 기지국에서 제어국으로 음성 데이터를 송신하는 방법에 있어서,
    상기 기지국의 TAXI 정합부(Transparent Asynchronous Transmitter/Receiver Interface)를 통해 사용자로부터의 프레임(frame)이 수신되면 무선 구간의 정보를 바탕으로 FCL(Frame Control Layer) 처리를 수행한 후, 상기 수신 프레임이 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽(traffic)인지 또는 사용자 트래픽인지를 결정하는 단계와;
    상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이 아닌 다른 트래픽이거나 기지국과 제어국간 제어 정보 트래픽이면 상기 수신 프레임으로 AAL 5(ATM Adaptation Layer 5) 형태의 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 셀(cell)을 구성하는 단계와;
    상기 결정 결과 상기 수신 프레임이 음성 트래픽이면 AAL 2 형태의 ATM 셀을 구성한 후, 그 ATM 셀의 헤더의 CID(Channel Identifier) 필드(field)와 사용자를 매핑시키는 단계와;
    상기 AAL 5 형태 ATM 셀 또는 상기 AAL 2 형태 ATM 셀의 VCI(Virtual Channel Identifier)와 사용자를 매핑시킨 후 상기 제어국으로 송신하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 음성 트래픽을 위한 IMT-2000 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드(ATM) 방식 인터페이스 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 AAL 2 형태 ATM 셀은,
    사용자와 일대일 매핑되는 CID를 하나의 셀에 다수개 구비하여, 하나의 ATM 셀에 다수의 사용자의 음성 데이터를 다중화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 음성 트래픽을 위한 IMT-2000 기지국과 제어국간 비동기 전송 모드(ATM) 방식 인터페이스 방법.
  3. 미래 육상 이동통신 시스템(international mobile telecommunications - 2000; IMT-2000)의 기지국에서 제어국으로부터 음성 데이터를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 제어국으로부터의 음성 데이터가 ATM 셀 형태로 수신되면, 이미 구성되어 있는 사용자, ATM VCI(Virtual Channel Identifier), CID(Channel Identifier)간 매핑 관계를 나타내는 매핑 테이블(mapping table)을 참조하여 상기 수신 셀의 VCI(Virtual Channel Identifier)와 사용자 간을 매핑(mapping)한 후 상기 수신 셀을 FCL(Frame Control Layer) 프레임으로 변환하는 단계와;
    변환된 상기 FCL 프레임의 헤더(header) 정보를 바탕으로 무선 구간 정보를 생성하고 프레임을 상기 기지국의 TAXI 정합부(Transparent Asynchronous Transmitter/Receiver Interface)로 송신하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 음성 트래픽을 위한 IMT-2000 기지국과 제어국간 ATM 인터페이스 방법.
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