KR20010002397A - 무선시스템에서 고속 데이터 서비스를 위한 채널접속방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신망 환경에서 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 가입자 정보단말장치를 데이터망과 접속하기 위하여 채널을 할당할 경우에 고속 데이터 서비스를 위해 64 x N Kbps로 채널대역을 증감할 수 있는 채널 접속방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 가입자 정보단말과 가입자접속장치, 기지국, 기지국제어기, 및 데이터처리장치를 포함하는 무선통신망에 있어서, 기지국과 기지국제어기 사이에 혹은 기지국제어기와 데이터처리장치 사이에 E1 선로로 연결하는 제1 단계; 가입자 정보단말이 고속 데이터 서비스를 요구하는 호 설정을 요구하면, 가입자 요구의 대역폭을 판단하여 할당 채널의 수를 산출하는 제2 단계; 산출된 채널 수만큼의 채널을 할당하기 위해 유휴채널을 찾아 해당 채널의 채널번호/비트맵을 셋하여 소정 포맷의 호 설정 메시지를 형성하는 제3 단계; 및 형성된 호 설정 메시지를 소정 프로토콜에 따라 상대측으로 전송하여 채널할당을 위해 협상하는 제4 단계를 포함한다. 따라서 본 발명은 광대역 CDMA 방식의 무선통신 기술을 이용한 고속 데이터 서비스 방식에 있어서 채널협상을 통해 64 x N Kbps 의 광대역 채널을 제공할 수 있다.

Description

무선시스템에서 고속 데이터 서비스를 위한 채널접속방법{ A method of channel connection for high speed data service in mobile communication system }

본 발명은 무선통신망 환경에서 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 가입자 정보단말장치를 데이터망과 접속하기 위하여 채널을 할당할 경우에 고속 데이터 서비스를 위해 64 x N Kbps로 채널대역을 증감할 수 있는 채널 접속방법에 관한 것이다.

최근들어, 정보화 사회가 진전되면서 전통적인 음성통신보다는 데이터통신이 증가하는 추세이고, 멀티미디어 데이터를 전송하기 위하여 통신선로도 고속 광대역화하는 경향이 있다.

종래에 공중전화망을 이용하여 정보제공사업자(ISP)와 접속하기 위한 구성은 도 1a에 도시된 바와 같이, 개인용컴퓨터(PC:102), 모뎀(104), 교환기(106), 원격접근시스템(Remote Access System:이하 'RAS'라 함;108), 데이터망(110), 정보제공사업자(112)로 이루어져 있다. 도 1a를 참조하면, 가입자는 개인용 컴퓨터(102)에 내장되거나 외부에 연결된 모뎀(104)을 통해 공중전화망의 교환기(106)에 통상의 전화선을 통해 접속되고, RAS(108)는 내부에 가입자의 모뎀에 대응하는 모뎀 풀을 구비한 후 교환기(106)를 통해 접속된 가입자의 접속번호를 해석하여 데이터망(110)에 연결된 해당 정보제공사업자(ISP:112)와 연결되게 하였다.

그런데 모뎀을 이용하는 상기와 같은 종래의 방식은 기존의 음성 전화선을 이용하여 디지털신호를 아날로그 형식으로 변환한 후 음성신호대역으로 전송하는 형태이므로, 모뎀에 의해 대역폭이 제한되는 문제점이 있다. 즉, 모뎀으로 전송가능한 전송속도는 56Kbps 이하이므로 가입자 정보단말이 고속일 경우에 모뎀을 이용한 접속은 대역폭이 제한되는 문제점이 있다.

한편, 무선전화망을 이용하여 정보제공사업자(ISP)를 접속하기 위한 종래의 구성은 도 1b에 도시된 바와 같이, 개인용 컴퓨터(PC:102), 모뎀(104), 휴대폰(120), 기지국(122), 기지국제어기(124), 교환기(126), RAS(108), 데이터망(110), ISP(112)로 이루어져 있다. 도 1b를 참조하면, 개인용 컴퓨터(102)는 모뎀(104)과 무선망(휴대폰, 기지국, 기지국제어기, 교환기등을 포함함)을 통해 RAS(108)로 연결되고, RAS(108)는 내부에 가입자의 모뎀에 대응하는 모뎀 풀을 구비한 후 교환기(126)를 통해 접속된 가입자의 접속번호를 해석하여 데이터망에 연결된 해당 정보제공사업자(ISP:112)와 연결되게 한다.

그런데 이와 같이 무선망을 이용하는 종래의 방식에서도 이동서비스 구현 기술 자체가 이동 가입자의 일반 음성만을 전달하여 주기 위한 기술이므로 최대 13Kbps 이하로 속도가 제한되고, RAS의 모뎀을 통해 데이터가 전달되므로 고속 데이터 전송이 어려운 문제점이 있다.

다른 한편, ISDN망을 이용하여 고속 데이터 서비스를 접속할 경우에 '2B+D' 기본접속을 통해 64Kbps 이상의 고속 접속이 가능하나 2B를 설정하기 위하여 적어도 2번의 호 설정 과정을 필요로 하고, ML-PPP라는 다중 링크접속을 위한 별도의 프로토콜이 추가되어 오버헤드가 부가되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 광대역 CDMA 무선통신 기술을 이용함과 아울러 모뎀을 사용하지 않고 64 x N Kbps 대역으로 채널을 할당하여 고속 데이터 서비스가 가능한 무선시스템에서 고속 데이터 서비스를 위한 채널접속방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 방법은, 가입자 정보단말과 가입자접속장치, 기지국, 기지국제어기, 및 데이터처리장치를 포함하는 무선통신망에 있어서, 상기 기지국과 기지국제어기 사이에 혹은 상기 기지국제어기와 데이터처리장치 사이에 E1 선로로 연결하는 제1 단계; 상기 가입자 정보단말이 고속 데이터 서비스를 요구하는 호 설정을 요구하면, 가입자 요구의 대역폭을 판단하여 할당 채널의 수를 산출하는 제2 단계; 상기 산출된 채널 수만큼의 채널을 할당하기 위해 유휴채널을 찾아 해당 채널의 채널번호/비트맵을 셋하여 소정 포맷의 호 설정 메시지를 형성하는 제3 단계; 및 상기 형성된 호 설정 메시지를 소정 프로토콜에 채널을 표시하기 위해 채널번호/슬롯맵을 셋하는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

도 1a는 종래 공중전화망을 이용한 데이터 서비스를 설명하기 위하여 도시한 개략도,

도 1b는 종래 무선전화망을 이용한 데이터 서비스를 설명하기 위하여 도시한 개략도,

도 2는 본 발명에 따라 고속 데이터 서비스를 접속하기 위한 무선 가입자망을 도시한 도면,

도 3은 도 2에 도시된 IWF의 세부 블록도,

도 4는 본 발명에 따른 기지국제어기와 데이터처리장치간에 호 설정절차를 도시한 신호 흐름도,

도 5는 본 발명에 따른 채널대역 변경을 위한 신호 흐름을 도시한 도면,

도 6은 본 발명에 따라 채널대역을 변경할 경우의 메시지 포맷을 도시한 도면,

도 7은 도 6에서 채널을 지정하기 위한 채널번호/슬롯 맵을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

210: 가입자장치 220: 가입자접속장치

230: 기지국장치 240: 기지국제어기

250: 기지국운용장치 260: WLL교환기

270: 데이터서비스처리장치(IWF) 280: 지역망관리센터

290: 데이터망

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따라 고속 데이터 서비스를 위해 채널접속하기 위한 무선 가입자망(WLL)을 도시한 도면으로서, 본 발명이 적용되는 무선 가입자망은 가입자장치(210)와, 가입자접속장치(220), 기지국장치(230), 기지국제어기(240), 기지국운용장치(250), WLL교환기(260), 데이터 서비스 처리장치 (IWF:Inter Working Function; 270), 지역망관리센터(280), 데이터망(290)으로 구성된다.

도 2를 참조하면, 가입자장치(210)는 가입자접속장치(220)의 POTS (Plain Old Telephone Service)부(221)에 연결되는 통상의 전화기(212)와, BRI부(222)에 RJ-45 방식으로 접속되는 ISDN단말기(214), DATA부(223)에 RS-232C 방식으로 접속되는 개인용 컴퓨터(210)를 포함하고, 가입자접속장치(220)는 "Radio Interface Unit:RIU)"라 하는 데, POTS부(221), BRI부(222), DATA부(223), CODEC부(224), 기저대역 디지털 변복조부(225), RF정합부(226)로 이루어지고, 데이터망(290)은 패킷 통신망(292)과 인터넷망(294)등을 포함한다.

본 발명에서 가입자의 정보단말 즉, 개인용 컴퓨터(PC)는 비동기 포트(RS-232C)를 이용하여 ISDN포트나 POTS포트와 다른 별도의 포트로 가입자접속장치(220)로 연결되어 비동기 직렬 데이터 방식으로 접속된다.

가입자접속장치(220)는 가입자장치를 W-CDMA방식의 무선으로 기지국(230)과 접속하는 양방향 통신 기능을 가지고 있고, 전화(212), ISDN단말(214), 및 개인용 컴퓨터(216)를 접속할 수 있게 해주며, 본 발명에 따라 번호를 수신하면 이를 메시지화하여 무선으로 전송한다.

기지국(230)은 "Radio Port(RP)"라고 하는 데, 무선 가입자망시스템에서 가입자접속장치(226)와 W-CDMA방식의 무선으로 접속되고, 기지국제어기(240)와 E1선로로 연결되어 데이터를 전달한다.

기지국제어기(240)는 "Radio Port Controller(RPC)"라 하는 데, 가입자접속장치에서 디지털 데이터로 부호화된 데이터를 유선망의 디지털 데이터로 복호하고, 호의 종류를 판별하여 비동기 데이터 서비스를 요구하는 호를 데이터 서비스 처리장치로 라우팅하며, 기지국 관리를 수행한다. 그리고 기지국으로부터 수신한 호가 음성호인지, 모뎀을 이용한 호인지 아니면, RS-232C 포트를 이용한 비동기 데이터 호인지, 또는 ISDN 호인지를 구분하여 교환기나 IWF로 분기하여 준다. 즉, 가입자장치가 음성 호인 경우에는 기지국 제어기(240)와 V5.2로 접속된 WLL교환기(260)가 톤(Tone)신호를 내려주고, 이 톤신호는 무선구간을 타고 가입자까지 전달되어 일반전화기로 들리게 된다. 이 경우 가입자는 PSTN과 동일한 방식으로 번호를 눌러 DTMF 신호를 발생시키고, 이 DTMF신호는 그대로 교환기까지 전송된다. 가입자장치(210)가 비동기 데이터 호인 경우에는 가입자접속장치(220)가 PC(216)로부터 접수된 번호를 메시지화하여 전체 접속번호를 한꺼번에 패킷으로서 기지국(230)으로 전송한다. 그리고 기지국(230)에서는 이 패킷을 기지국 제어기(240)로 전송하고, 기지국제어기(240)에서는 수신된 패킷을 분석하여 호의 종류를 판별한 후, 음성호이거나 ISDN호이면 WLL교환기(260)로 전달하고, 데이터 호이면, IWF(270)로 전송한다.

기지국운용장치(RPOM:250)는 무선망 시스템에서 기지국제어기(240), 기지국(230) 및 가입자 접속장치(210)의 운용 및 관리기능을 담당한다.

WLL교환기(260)는 무선 가입자망시스템에서 스위칭기능, 유/무선 발/착신 호처리기능, 과금 처리기능, 운용관리기능 및 IWF로 모뎀 데이터 호 라우팅기능 등을 수행한다.

지역망관리센터(280)는 IWF(270)에서 보고하는 망과 관련된 자체 시스템 및 자원관리등의 정보를 수집 분석하여 관리하며, 중앙 망관리 센터에 수집된 정보를 보고하고 수신된 명령을 IWF(270)로 지시하여 수행케 하는 기능을 담당한다.

그리고 IWF(270)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기지국제어기 정합부(271), HDLC제어부(272), 억세스서버부(273), 랜정합부(274), 프로세서부(275), 운용제어부(276)로 구성되고, 운용제어부(276)는 과금, 장애, 통계, RPOM정합부, 과금센터정합부, 관리콘솔정합부를 포함하여 RPOM(277), 과금센터(278), IWF관리콘솔(279)이 연결된다. 즉, IWF(270)는 무선망과 데이터망과의 연결을 수행하기 위하여 무선망에서 전달된 데이터를 유선망에 맞는 데이터 전달 속도에 맞도록 속도정합(Rate Adaption)기능을 수행하고, 유선 데이터망으로 라우팅(Routing)할 수 있도록 전달주소와 데이터 포맷 구성을 수행한 후, 일반 유선 데이터망으로의 접속하는 데이터 호를 처리한다.

도 3을 참조하면, 기지국제어기 정합부(271)는 기지국제어기(271)와의 E1 트렁크의 자원 할당 및 회수등의 인터페이스를 처리하고, HDLC제어부(272)는 기지국 제어기(240)와 접속하는 데이터 호를 HDLC 포맷으로 전송하기 위하여 팩/언팩(Pack/Unpack)한다. 억세스서버(273)는 접속시 인증서버와 연결되어 인증 및 IP 주소를 관리하고 할당하며, 랜정합부(274)는 접속되는 데이터를 접속을 원하는 인터넷 데이터망으로 라우팅하고, 프로세서부(275)는 무선가입자망과 데이터망과의 연동 호처리 및 이와 관련된 정보를 서브모듈에 내려보내 데이터 속도 정합, 내부 모듈간의 라우팅, 및 외부망과의 접속 제어 등을 처리한다. 그리고 IWF 시스템 하부 자원의 할당 및 회수와 호처리와 관련된 전반적 처리, 및 자원관리를 담당한다. 운용제어부(IOM:IWF Operation & Mainternance;276)는 무선망 전체의 관리와 운용 및 과금기능을 수행한다.

도 4는 본 발명에 따른 기지국제어기와 데이터처리장치간에 호 설정절차를 도시한 신호 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 기지국으로부터 가입자의 호 설정요구가 기지국제어기로 전달되면, 기지국제어기는 셋업 메시지를 데이터처리장치에 전달하고, 데이터처리장치는 이에 따라 콜 프로시딩 메시지를 기지국제어기에 전달한다. 이어 데이터처리장치는 커넥트 메시지를 기지국 제어기로 전송하고, 이에 따라 기지국 제어기는 커넥트 어크 메시지를 데이터 처리장치로 제공한다.

이와 같이 고속 채널을 설정하기 위해 사용되는 호 절차 메시지는 다음 표1과 같다.

비트8 7 6 5 4 3 2 1	메세지 타입
0 0 0 - - - - -0 0 0 1 00 0 1 1 10 1 1 1 10 0 1 0 10 1 1 0 1	호 설정(Call establishment)CALL PROCEEDINGCONNECTCONNECT ACKNOWLEDGESETUPSETUP ACKNOWLEDGE
0 1 0 - - - - -0 0 1 0 10 1 1 0 11 1 0 1 0	호 해제(Call clearing)DISCONNECTRELEASERELEASE COMPLETE
0 1 1 - - - - -1 1 0 1 1	기타INFORMATION

상기 표 1을 참조하면, 호를 설정하거나 해제하기 위한 메시지들이 나타나 있는 데, 상기 메시지들은 통상의 프로토콜에 의해 정의되는 소정 포맷으로 형성되어 있다. 예컨대, 셀업(SETUP) 메시지는 접속 설정을 시작하기 위해 전송하는 메시지로서, 1 옥텟 길이의 프로토콜 디스크리미네이터(Protoco discriminator)와, 2 옥텟 길이의 콜 레퍼런스(Call reference), 1 옥텟 길이의 메시지 타입, 4 내지 12 옥텟 길이의 베어러 커퍼빌리티(bearer capability), 2 옥텟 길이 이상의 채널 아이디(Channel identification), 6 내지 10 옥텟의 사용자 아이디(User identification), 2옥텟의 서비스 타입(Service type), 3옥텟 이상의 디짓 시그널(Digit Signal)로 이루어진다. 셋업 메시지의 정보요소중 자원할당을 위한 정보요소는 "Bearer capability"와 "Channel identification"이다.

콜 프로시딩 메시지는 세업 메시지 수신측에서 셋업 메시지 발신측으로 보내지며, 요청된 호설정이 시작되어 더 이상의 호 설정정보가 필요치 않다는 것을 나타낸다. 그리고 인포메이션 메시지는 접속설정과정 중이나 접속설정이 완료된 후, 추가적인 정보 전달을 위하여 기지국 혹은 기지국제어기에서 IWF로 전송하는 메시지이다.

도 5는 본 발명에 따른 채널대역 변경을 위한 신호 흐름을 도시한 도면이다. 도 5에서 기지국 제어기는 기지국으로부터 사용자가 요구하는 채널 대역정보를 전달받아 채널을 변경할 필요가 있으면, 베어러 모디피케이션 정보를 IWF로 전달하고, IWF는 상기 정보가 수신되면 베어러모디피케이션어크 메시지를 IWF로 전달한다. 이와 같이 채널이 설정된 후에도 사용자의 요구에 따라 적응적으로 채널 대역을 증감하여 할당할 수 있으로로 대역을 효율적으로 사용할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따라 채널대역을 변경할 경우의 채널ID의 정보요소 포맷을 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 첫번째 옥텟은 채널구분자(channel Identification)으로서 MSB로부터 "11000"이고, 옥텟2는 채널구분 내용의 길이를 나타내며, 옥텟 3에서 비트 8은 확장용이고, 비트 7은 Int. id. present를 나타내고, 비트 6은 Int타입을, 비트 5는 Pref./Excl. 을 나타내고, 비트 4는 D 채널표시, 비트 3 내지 비트1은 다음 표 2와 같이, 채널 선택정보를 나타낸다.

비트3 2 1	채널
0 0 0	no channel
0 0 1	B1
0 1 0	B2
0 1 1	B1 & B2
1 0 0	B1, B2, B3
1 0 1	B1, B2, B3, B4
1 1 0	B1, B2, B3, B4, B5
1 1 1	B1, B2, B3, B4, B5, B6

그리고 옥텟3.1에는 인터페이스 구분자가 실리고, 옥텟3.2에는 코딩표준, 번호/맵, 채널형태/맵요소형태가 표시된다. 이어 채널선택정보에 따른 수만큼의 채널번호/슬롯맵을 제공하기 위하여 도 7에 도시된 바와 같은 채널번호/슬롯맵이 해당 수만큼 뒤 따른다.

도 7을 참조하면, 4 옥텟의 각 비트는 E1 선로의 32 채널을 각각 지정하는데, 첫번째 옥텟의 비트8은 31번 채널을 나타내고, 순차적으로 옥텟4의 비트1은 0번 채널을 나타낸다. 이와 같이 32비트는 각각 하나의 채널에 대응하고, 해당 비트가 "1"로 셋되면 해당 채널의 접속요구를 나타낸다. 그리고 이러한 채널번호/슬롯맵은 채널 선택정보에 따라 B1 내지 B6까지 동일한 패턴으로 반복되어 최대 6채널(즉, 64 x 6 Kbps )을 하나의 호로 설정하여 광대역의 채널을 제공할 수 있다.

이상에서는 본 발명이 무선가입자(WLL)망에 적용되는 것을 실시예로 설명하였으나 본 발명의 기술은 셀룰러망, PCS망, IMT2000등과 같은 다른 무선통신망에서도 적용될 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 광대역 CDMA 방식의 무선통신 기술을 이용한 고속 데이터 서비스 방식에 있어서 채널협상을 통해 64 x N Kbps 의 광대역 채널을 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 가입자 정보단말과 가입자접속장치, 기지국, 기지국제어기, 및 데이터처리장치를 포함하는 무선통신망에 있어서,

   상기 기지국과 기지국제어기 사이에 혹은 상기 기지국제어기와 데이터처리장치 사이에 E1 선로로 연결하는 제1 단계;

   상기 가입자 정보단말이 고속 데이터 서비스를 요구하는 호 설정을 요구하면, 가입자 요구의 대역폭을 판단하여 할당 채널의 수를 산출하는 제2 단계;

   상기 산출된 채널 수만큼의 채널을 할당하기 위해 유휴채널을 찾아 해당 채널의 채널번호/비트맵을 셋하여 소정 포맷의 호 설정 메시지를 형성하는 제3 단계; 및

   상기 형성된 호 설정 메시지를 소정 프로토콜에 따라 상대측으로 전송하여 채널할당을 위해 협상하는 제4 단계를 포함하는 무선시스템에서 고속 데이터 서비스를 위한 채널접속방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 단계는 산출된 채널수에 따라 채널 아이디 정보요소의 채널선택정보를 정의하고, 산출된 채널 수만큼의 채널번호/슬롯맵의 해당 비트를 셋하는 것을 특징으로 하는 무선시스템에서 고속 데이터 서비스를 위한 채널접속방법.