KR20020091390A

KR20020091390A - 아이엠티2000 기지국 제어기 테스트 시스템

Info

Publication number: KR20020091390A
Application number: KR1020010029998A
Authority: KR
Inventors: 문운홍; 김영준; 박상호; 강민아; 전경희
Original assignee: 에스케이씨앤씨 주식회사
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-05-30
Publication date: 2002-12-06
Also published as: KR100425990B1

Abstract

본 발명은 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템에 관한 것으로, 개인이 휴대하게 되는 IMT-2000 단말기 및 IMT-2000 단말기에 대한 신호의 송수신과 통신 프로토콜의 변환 및 암호화/복호화를 실행하는 기지국의 기능을 수행하고, 기지국제어기(RNC, 30)의 전반적인 동작 상태를 검증하기 위한 인터페이스 기능을 수행하는 테스트 모듈(QEM, 20)과; 상기 테스트 모듈(20)과 유선으로 연결되고, 테스트 시나리오를 통해 기지국제어기(30)의 전반적인 동작상태를 검증하는 워크스테이션 테스트 단말기(10); 복수의 기지국을 관리하면서 각 IMT-2000 단말기에 대한 통신 채널의 할당제어와 핸드오버 결정과 더불어 복수의 기지국에서 요구하는 통화요구를 처리하여 연결하고 통화가 끝날 때까지 신호를 계속 처리하며, 모든 기지국을 총괄관리, 조정/통제하는 기능을 수행하는 기지국 제어기(RNC, 30); 및 공중교환전화망(PSTN)에 접속되어 유무선 일반 전화기와 이동통신 단말기 및 IMT-2000 단말기를 연결하는 이동전화 교환기(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 IMT-2000 통신시스템의 초기화 이전에 기지국 제어기를 검증하기 위한 수단으로 기지국 제어기 테스트 시스템과 프로토콜 분석기 및 시뮬레이션 툴을 이용하여 IMT-2000 기지국 제어기의 각종 기능을 테스트함으로써, IMT-2000 통신시스템의 초기화에 따른 시간과 비용을 최소화할 수 있도록 된 것이다.

Description

아이엠티2000 기지국 제어기 테스트 시스템{Test System for Radio Network Controller IMT-2000}

본 발명은 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템 및 그 운영방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IMT-2000 통신시스템의 초기화 이전에 기지국 제어기 테스트 시스템과 프로토콜 분석기 및 시뮬레이션 툴을 이용하여 IMT-2000 기지국 제어기를 테스트함으로써, IMT-2000 통신시스템의 초기화에 따른 시간과 비용을 최소화할 수 있도록 된 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템에 관한 것이다.

IMT-2000 통신시스템은 현재 서비스되고 있는 각종 다양한 통신 시스템(전화, ISDN, B-ISDN, CDMA 및 PCS 등)들을 단일화한 라디오 기간망(Radio Infrastructure)으로 통합하여 기존의 고정된 텔레커뮤니케이션 네트워크로부터 제공받던 서비스의 품질은 보장받으면서, 동시에 사용자가 요구하는 고품질의 다양한 서비스를 제공할 수 있도록 해주는 제 3 세대 글로벌 시스템으로써, 2000년대에 서비스 개시를 목표로 ITU-T/R을 중심으로 IMT-2000에서 요구되는 각종 표준화를 진행하고 있으며, 세계 여러 나라에서 경쟁력으로 시스템 개발에 박차를 가하고 있다.

또한, IMT-2000망 구조는 고정망에서 제공하는 수준의 서비스를 이동망에서도 제공함을 목표로 하고 있으므로 이용자 요구에 따라 서비스를 신속하고 경제적으로 제공하기 위한 목적으로 하부망의 종류에 무관하게 서비스가 가능하도록 설계된 차세대지능망(AIN: Advanced Intelligent Network)을 기반으로 설계되고 있으며, 서비스 목표는 단일 IMT-2000 단말기(1)로 가능한 국제 로밍 서비스와 육상, 해상, 항공 등 전방위 이동 통신 서비스 외에 멀티미디어 서비스(매크로셀 환경에서는 144Kbps이하, 마이크로셀 환경에서는 384Kbps 이하, 피코셀 환경에서는 2Mbps 이하) 등을 제공하는 것으로 정의되고 있다.

도 1은 상기 IMT-2000 통신시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록구성도로서, 개인이 휴대하게 되는 IMT-2000 단말기(UE: USER EQUIPMENT, 1)와, 다수의 IMT-2000 단말기(1)의 위치를 확인하여 IMT-2000 단말기(1)에 대한 무선신호의 송수신과 통신 프로토콜의 변환 및 암호화/복호화 등을 실행하는 기지국(NODE B, 2), 다수의 기지국(2)을 관리하면서 각 IMT-2000 단말기(1)에 대한 통신 채널의 할당제어와 핸드오버(Hand Over) 결정 등의 기능을 수행하는 기지국 제어기(RNC, 3), 공중교환전화망(PSTN, 5)에 접속되어 유무선 일반 전화기와 이동통신 단말기 및 IMT-2000 단말기(1)를 연결하는 기능을 가지는 이동전화 교환기(MSC, 4)로 구성되어 이루어진다. 상기 기지국 제어기(3)는 여러 기지국(2)에서 요구하는 통화요구를 처리하여 연결하고 통화가 끝날 때까지 신호를 계속 처리하는 것으로, 모든 기지국(2)을 총괄관리, 조정/통제하는 기능을 가지고 있다.

상기 구성으로 된 IMT-2000 통신시스템은 소정의 IMT-2000 단말기(1)가 임의의 지역 내에 있게 되면, IMT-2000단말기(1)는 기지국(2)과 기지국 제어기(3)를 통하여 이동전화 교환기(4)로 자신의 위치를 보고하게 되고, 이동전화 교환기(4)는 기 등록을 요청한 IMT-2000 단말기(1)의 등록상태를 인증 센터로부터 확인한 후,기지국(2)을 통해 통화에 필요한 정보를 전달함으로써 해당 IMT-2000 단말기(1)를 사용가능상태로 설정함과 더불어, 다른 IMT-2000 단말기(1) 또는

타 시스템으로부터의 호출이 있을 경우 이를 해당 IMT-2000 단말기(1)로 연결시켜 주게 된다.

한편, 상기한 바와 같은 IMT-2000 통신시스템을 구축하기 위해서는 통신망의 성능, 서비스 품질, 용량 및 간섭량 등의 평가가 선행되어야 한다. 이는 통신망을 초기화시킨 이후에 상용화 과정에서 발생될 수 있는 다양한 에러를 검증하여 보다 안정적인 통신 서비스를 고객들에게 제공하기 위한 것이다.

상기 기지국, 기지국제어기, 이동전화 교환기 및 IMT-2000 단말기를 테스트하기 위해서는 각 장비가 모두 개발되어야 하며, 각 장비의 개발완료시기를 일치시키기에는 상당한 어려움이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해소하기 위한 것으로, IMT-2000 통신시스템의 초기화 이전에 기지국 제어기를 검증하기 위한 수단으로 기지국 제어기 테스트 시스템과 프로토콜 분석기 및 시뮬레이션 툴을 이용하여 IMT-2000 기지국 제어기의 각종 기능을 테스트함으로써, IMT-2000 통신시스템의 초기화에 따른 시간과 비용을 최소화할 수 있도록 된 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 IMT-2000 통신시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 3은 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 개념도,

도 4는 IMT-2000 통신시스템의 프로토콜 스택(STACK)을 도시한 블록구성도,

도 5는 본 발명에 따른 테스트 단말기의 소프트웨어 구성을 나타낸 기능블록도,

도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시뮬레이션을 설명하기 위한 흐름도,

도 11과 도 12는 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템 시나리오 작성기의 화면구조를 나타낸 예시도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: IMT-2000 단말기(UE) 2: 기지국(NODE B)

3, 30: 기지국제어기(RNC) 4, 40: 이동전화 교환기(MSC)

5: 공중교환전화망(PSTN)

본 발명은 상기의 목적을 위하여, 개인이 휴대하게 되는 IMT-2000 단말기 및IMT-2000 단말기에 대한 신호의 송수신과 통신 프로토콜의 변환 및 암호화/복호화를 실행하는 기지국의 기능을 수행하고, 기지국제어기의 전반적인 동작 상태를 검증하기 위한 인터페이스 기능을 수행하는 테스트 모듈과, 상기 테스트 모듈과 유선으로 연결되고, 테스트 시나리오를 통해 기지국제어기의 전반적인 동작상태를 검증하는 워크스테이션 테스트 단말기, 복수의 기지국을 관리하면서 각 IMT-2000 단말기에 대한 통신 채널의 할당제어와 핸드오버 결정과 더불어 복수의 기지국에서 요구하는 통화요구를 처리하여 연결하고 통화가 끝날 때까지 신호를 계속 처리하며, 모든 기지국을 총괄관리, 조정/통제하는 기능을 수행하는 기지국 제어기 및 공중교환전화망에 접속되어 유무선 일반 전화기와 이동통신 단말기 및 IMT-2000 단말기를 연결하는 이동전화 교환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면, 도 2는 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 개념도 이고, 도 3은 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 개념도, 도 4는 IMT-2000 통신 시스템의 프로토콜 스택(STACK)을 도시한 블록구성도, 도 5는 본 발명에 따른 테스트 단말기의 소프트웨어 구성을 나타낸 기능블록도, 도 6 내지 도 10은 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시뮬레이션을 설명하기 위한 흐름도, 도 11과 도 12는 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템 시나리오 작성기의 화면구조를 나타낸 예시도 이다.

이를 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 개인이 휴대하게 되는 IMT-2000 단말기(1) 및 IMT-2000 단말기(1)에 대한 신호의 송수신과 통신 프로토콜의 변환 및 암호화/복호화 등을 실행하는 기지국(2)을 대신하여 이후에 설명할 기지국제어기(RNC, 30)의 전반적인 동작 상태를 검증하기 위한 인터페이스 기능을 수행하는 테스트 모듈(QEM, 20)과, 상기 테스트 모듈(20)과 유선으로 연결되고, 테스트 시나리오를 통해 기지국제어기(30)의 전반적인 동작상태를 검증하는 워크스테이션 등의 테스트 단말기(10), 다수의 기지국(2)을 관리하면서 각 IMT-2000 단말기(1)에 대한 통신 채널의 할당제어와 핸드오버(Hand Over) 결정 등의 기능과 더불어 다수의 기지국(2)에서 요구하는 통화요구를 처리하여 연결하고 통화가 끝날 때까지 신호를 계속 처리하며, 모든 기지국(2)을 총괄관리, 조정/통제하는 기능 등을 수행하는 기지국 제어기(RNC, 30) 및 공중교환전화망(PSTN)에 접속되어 유무선 일반 전화기와 이동통신 단말기 및 IMT-2000 단말기(1)를 연결하는 이동전화 교환기(40)로 구성된다.

상기 테스트 모듈(20)은 도 3에 도시된 바와 같이, 보드 타입으로 외부 인터페이스(21)와, 제어부(22), 메모리부(23), E1 인터페이스부(24), ATM 먹스/디먹스(25), STM-1 인터페이스(26) 및 AAL 2/5 전환모듈(27)로 구성된다.

상기 외부 인터페이스(21)는 테스트 모듈(20)과 테스트 단말기(10)를 이더넷을 통해 연결되거나, 또는 RS-232 포트를 통해 개인용 컴퓨터와 테스트 모듈(20)을 연결하며 보드의 디버깅 및 모니터링을 실행하고, 이더넷은 외부와의 LAN 통신을통해 네트워크와 통신이 가능하도록 구현된다.

상기 제어부(22)는 외부 인터페이스(21)를 통해 이더넷 및 RS-232 포트를 통해 외부와 통신하고, 테스트 모듈(20) 내부의 장치 전반을 제어하게 된다.

상기 메모리부(23)는 플래쉬 메모리와 디램으로 구성되고, 플래쉬 메모리에 테스트 모듈(20)의 보드 부팅을 위한 기능 및 보드 동작을 위한 다운로딩 프로그램을 저장하여 추후에 롬을 바꾸지 않고, 보드 동작 중에도 다운로드 받을 수 있도록 구현된다.

상기 E1 인터페이스부(24)는 외부망과의 E1 인터페이스를 하기 위한 것으로, E1 프레이머(Framer)를 통해 물리적 인터페이스를 수행하고, 외부와의 임피던스 매칭을 위해 트랜스포머(Transformer) 및 지터(Jitter), 원더(Wander)에 대한 보완기능을 갖는다.

상기 ATM(Asychronous Transfer Mode) 먹스/디먹스(25)는 제어부(22)의 제어에 따라 송/수신되는 데이터 포맷을 ATM 먹스/디먹스를 수행하게 된다.

상기 STM-1 인터페이스(26)는 광케이블을 통해 기지국 제어기(30)와 연결되고, 광케이블을 통해 송수신되는 155.52Mbps의 데이터를 도시되지 않은 전송신호 송수신기를 통해 인터페이스 함과 더불어 외부와 ATM 트랜스하게 된다.

상기 AAL 2/5 전환모듈(27)은 AAL 5 SAR(Segment and Reassemble) 기능을 하는 부분으로, 외부로부터 전송되는 데이터 포맷이 AAL 2인 경우에는 AAL 5로 변환하여 상기 제어부(22)와 AAL 5로 접속된다.

상기 구성으로 된 테스트 모듈(20)은 기지국 제어기(30)와 E1인터페이스(24)를 E1(2.048Mbps)로, STM1 인터페이스(26)는 STM1(155.52Mbps)로 인터페이스를 지원하도록 구성되고, 상기 제어부(22)를 통해 E1 프레이머와 트랜스포머를 통해 E1 을 인터페이스 할 수 있으며, STM1을 통해서는 옵틱(Optic) 변환기(Transformer), ATM 레이어(Layer) 변환기를 통해 물리적으로 STM1을 지원하게 된다.

또한, 외부망과의 인터페이스 시에 상기 제어부(22)는 AAL 5를 지원하므로 AAL 5는 ATM 먹스/디먹스(25)를 통해 ATM 셀(Cell)을 생성하고, 유토피아(Utopia) 인터페이스를 통해 물리적으로 연결된다. 이때, 상기 AAL 2와 인터페이스 시 AAL 2 변환 모듈과 컨트롤러를 통해 AAL 5 만 인터페이스 가능하도록 되고, 보드의 필요 메모리는 플래시메모리, 디램 모듈을 통해 필요 메모리가 구성된다. 여기서, 상기 유토피아 인터페이스는 ATM 층과 물리층 사이의 인터페이스 시에 물리 층의 다양성을 유토피아 인터페이스로 흡수하도록 구성된다.

상기 외부 인터페이스(21)는 외부디버깅을 위해 RS-232C를 통해 개인용 컴퓨터와 시리얼 통신이 가능하고, 이더넷을 통해 워크스테이션 등과 같은 테스트 단말기(10)와 랜(LAN)으로 통신하여 보드에서 필요로 하는 프로토콜을 하드웨어에서 구현하고, 기타 테스트 운영자(USER)가 필요로 하는 프로그램은 테스트 단말기(10)를 통해 다운로드 받도록 하드웨어가 구성된다. 이때, 최소 2개의 E1을 지원하도록 구성되고, 네트워크 연결시 안정된 동기 클럭을 제공하며 지터(Jitter), 원더(Wander)에 대한 안정되게 동작하도록 구성하게 된다.

상기 도 4는 IMT-2000 통신 시스템의 통신 프로토콜 스택(Stack)을 나타낸것이고, 도 5는 본 발명에 따른 테스트 단말기의 소프트웨어 구성을 나타낸 기능블록도이다. 이를 참조하면, 상기 테스트 단말기(10)는 도 4에 도시된 바와 같이 IMT-2000 통신시스템에 대해 Iub{기지국(Node-B, 2)과 기지국제어기(RNC, 30)간의 인터페이스}단에서 접속하여 그 규격 및 기능을 시험하는 장비로서, 테스트 단말기(10)의 소프트웨어는 다음과 같이 2개의 시스템에 나뉘어 설치, 운용되도록 되어있다.

상기 테스트 단말기(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, UIB(User Interface Block, 11)와, CPEB(Call Processing Execution Block, 16), NAS(Non-Access Stratum, 13), RRC(Radio Resource Control, 15), NBAP(Node-B Application Part, 12) 및 UTHB(User Traffic Handling Block, 14) 기능 모듈이 워크스테이션(SUN Workstation)에 설치되고, 상기 각 모듈은 IPC(Inter Process Communication)를 사용하여 통신하도록 설계되어 있다. 또한, 테스트 단말기(10) 내부의 UIB(User Interface Block, 11)와의 통신은 TCP로, 테스트 모듈(20)과의 통신은 UDP를 사용한다.

상기 테스트 단말기(10)의 UIB(11)는 사용자 인터페이스를 담당하는 부분으로 PC상의 윈도우(Windows) 환경에서 실행되도록 설계되었으며, 사용자가 시나리오를 직접 만들거나 만들어진 시나리오를 실행시킬 수 있는 환경을 제공하게 된다.

상기 테스트 단말기(10)의 UIB(11)는 상기 CPEB(16)와 소켓을 통해 접속하며, 워크스테이션에 있는 메시지 데이터베이스를 사용하므로 시나리오를 생성/편집/실행시킬 때에는 항상 워크스테이션에 접속되어 있어야 한다.

상기 테스트 모듈(QEM, 20)은 도 4에 도시된 Iub단과 접속하여 메시지를 직접 송신 및 수신하는 기능을 수행하며, 제2 계층의 스택이 설치되는 모듈이다.

상기 UIB(11)는 QIT(Q Interface Tester)에서 사용자 입출력을 담당하는 모듈로서, 사용자에게 친숙한 인터페이스, 시나리오 작성의 편리성, 신뢰성 있는 메시지 전송, 시나리오 실행결과의 재활용 등을 고려하여 설계되었다.

사용자가 시나리오를 쉽게 작성하여 실행할 수 있도록 사용자 화면을 설계하였고, 다양한 화면기능을 구현함과 더불어 사용자에게 친숙한 인터페이스를 제공하기 위해 PC 기반의 윈도우 환경을 채택하였다. 각 기능들은 메뉴 바(Menu bar) 및 아이콘(Icon)을 통해 사용자가 쉽게 접근할 수 있도록 설계되었고, 작성된 시나리오에 대한 저장 및 편집기능을 두어 가능한 빠른 시간 내에 시나리오를 작성할 수 있게 된다. 또한, 시나리오 실행의 모든 진행사항은 로그 화면을 통해 확인할 수 있게 된다.

시나리오 작성의 편리성을 위해 NAS(13), RRC(15), NBAP(12) 메시지에 대한 상세 정보를 워크스테이션 내의 데이터베이스에 저장하여 사용자가 작성한 메시지에 대한 상세 정보를 시나리오 작성기 화면을 통해 보여지도록 설계되었다.

신뢰성 있는 메시지 전송을 위해 UIB(11)는 CPEB(16)와 TCP 소켓을 연결하여 데이터를 전달하고, 메시지는 ASN.1 인코딩 과정을 거쳐 전달되도록 함으로써 시스템의 적응력을 높였으며 전달되는 메시지의 크기를 줄여 대역의 낭비를 방지함과 더불어 메시지 전달시간을 최소화하게 된다.

시나리오 실행의 효율을 위해 UIB(11)는 작성된 시나리오의 각 메시지를 구성하는 정보요소들의 값에 대한 검증을 수행한 후, ASN.1 인코딩이 되도록 설계하여 잘못된 값을 가진 메시지가 CPEB(16)로 전달되지 않도록 하였으며, 한 번 전달된 시나리오는 시나리오에 대한 재 다운로딩 과정이 수행되지 않는 한 CPEB(16) 내부에 보존하여 동일한 시나리오가 실행될 때 다운로드 과정이 중복되어 수행되지 않도록 설계되었다. 또한, 시나리오 실행 결과의 재활용을 위해 시나리오 실행을 통해 얻어진 결과를 워크스테이션 내의 데이터베이스에 저장하여 나중에 다시 볼 수 있도록 설계되었다.

상기 CPEB(16)는 시나리오 실행을 제어하는 모듈로서, 워크스테이션 내에 존재하며, 오프라인 모드(Offline Mode)와 실행 모드(Execute Mode)의 두 상태를 가진다. 여기서, 상기 오프라인 모드는 최초 프로그램이 시작될 때 초기화가 끝난 직후 지정되는 모드이며 다음과 같이 시나리오의 다운로딩 및 실행대기 기능을 가진다.

상기 시나리오 다운로딩 및 저장은 사용자가 실행하고자 하는 시나리오를 UIB(11)로부터 CPEB(16)로 다운로드 되어야 하며, 다운로드의 안정성을 위해 UIB(11)와 CPEB(16) 사이의 프리미티브 전달과정은 핸드 쉐이킹(Handshaking) 방식을 사용하였다.

사용자가 작성한 시나리오 상의 정보요소 중에서 필수요소임에도 불구하고 사용자가 입력하지 못했을 경우, 그 정보요소에 대한 정보를 하위 스택에 알려주어야 하며 이를 위한 파싱 과정이 추가되었다. 파싱 과정을 통해 얻은 정보를 하위 스택에 전달된다.

시나리오의 다운로드를 마친 후 시나리오 실행 대기상태에서 CPEB(16)는 실행 대기 상태에 머물게 되고, 이때는 오직 UIB(11)로부터 전달되는 프리미티브만 주시하며, 시나리오를 실행하겠다는 프리미티브(SCR_START) 및 시나리오를 다운로드하겠다는 프리미티브(DOWNLOAD_INIT_REQ)를 통해 실행 대기상태를 벗어나게 된다.

상기 실행 대기상태의 CPEB(16)는 불필요한 동작을 최소화하여 CPU의 점유율을 낮추도록 설계하였으며, UIB(11)와의 연결이 끊겼을 경우 UIB(11)와 연결을 재 설정할 수 있도록 설계되었다.

상기 실행 모드(Execution mode)는 오프라인 모드에서 UIB(11)로부터 프리미티브(SCR_START)를 받아 전환되는 모드로서 다음과 같은 특징을 가지고 있다.

빠른 응답속도를 위해 CPEB(16)는 임의의 시간에 임의의 포트로부터 프리미티브가 전달될 수 있으므로 모든 포트를 모니터링 해야 한다. 따라서 이를 구현하기 위해 다양한 방식을 검토한 결과 최고의 응답 속도를 내는 폴링(Polling)방식을 사용하여 구현하게 된다.

상세한 상태감시를 위해 RRC(15) 및 NAS(13)의 경우 RLC를 통해 메시지가 전달되게 되므로 RLC의 모드에 따라 동작이 다르게 된다. 상기 CPEB(16)는 상태정보를 받아 현재 메시지가 제3 계층 스택에서 처리되고 있는지, 아니면 제2 계층 이하 또는 상대장비까지 전달된 것인지에 대한 정보를 확인하고 최종 송신이 확인될 경우 이를 UIB(11)로 보고하여 사용자가 최대한 정확한 정보를 얻을 수 있도록 설계되었다. 상기 스택의 통합 제어를 위해 스택에 대한 제어기능을 CPEB(16)로 통합하여 UIB(11)로부터의 제어정보에 따라 시스템이 동일하게 동작될 수 있도록 설계되었다.

상기 NAS(CC, MM, GPRS-MM, GPRS-SM, 13)는 CPEB(16)의 제어를 받아 NAS(13) 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보요소를 시스템이 요구하는 값으로 변환하여 시나리오실행을 진행하게 된다.

NAS 메시지의 인코딩/디코딩을 살펴보면 모든 NAS 메시지는 TS 24.008에 정의된 메시지 포맷(Format)에 따라 인코딩된 비트 스트림으로 타 프로세스간 전송되며, CPEB(16) 또는 RRC(Peer NAS Entity, 15)로부터 전송된 NAS 메시지를 디코딩하여 호 진행에 필수적인 정보요소를 저장하게 된다.

또한, 트랜젝션(Transaction) 관리를 위해 전송 요청된 NAS 메시지는 해당 시나리오 안에서 특정 트랜젝션으로 관리되며, 각 각의 트랜젝션에 대하여 트랜젝션 ID를 부여하게 된다.

서킷(Circuit)/패킷(Packet) 호 제어 및 이동성 관리를 위해 NAS(13)는 송/수신되는 NAS 메시지를 해석하여 호 제어 및 이동성 관리에 필수적인 정보요소를 관리하게 된다.

에러 로깅(Error Logging)/보고 기능을 위해 NAS(13)는 시나리오 실행 중 해당 메시지의 인코딩/디코딩 에러 또는 호 진행에 필수적인 정보요소의 오류 등이 발생할 경우 로그 파일에 저장하고, CPEB(16)과 UIB(11)로 에러 상태를 보고하게 된다.

상기 RRC(15)는 CPEB(16)의 제어를 받아 RRC 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보 요소의 값이 의미 없는 값인 경우에 다이나믹하게 정보요소의 값을 할당하여 시나리오의 실행을 진행시키며, 테스트 모듈(20)(QEM Board, RLC, MAC, FP)에서 할당한 라디오 베어러(Radio Bearer)를 관리하게 된다.

상기 RRC 메시지의 인코딩/디코딩을 위해 모든 RRC 메시지는 ASN.1 컴파일러/라이브러리를 이용하여 인코딩되어 타 프로세서로 전송되고, 디코딩되어 해석된다.

상기 라디오 베어러(Radio Bearer) 관리를 위해 RRC(15)는 RRC 연결, 라디오 베어러(Radio Bearer)의 설정 및 해제에 관련된 메시지를 송/수신 시 해당 메시지의 분석을 통하여 QEM 보드에 프리미티브(Primitive)를 전송하여 시그날링(Signaling) 또는 트래픽 라디오 베어러(Traffic Radio Bearer)를 생성하며, 해당 라디오 베어러(Radio Bearer)에 관련된 정보요소(RLC/MAC/FP Entity ID등)들을 관리하게 된다.

NAS 메시지 전달을 위해 RRC(15)는 업/다운링크 다이렉트 트랜스퍼(Up/DownLink DirectTransfer) 메시지를 이용하여 NAS(13)로부터 전송 요청된 메시지를 상대(Peer)에게 전달한다(Acknowledge Mode Data전송).

에러 로깅/보고 기능을 위해 RRC(15)는 시나리오 실행 중 해당 메시지의 인코딩/디코딩 에러 또는 호 진행에 필수적인 정보요소의 오류 등이 발생할 경우 로그 파일(Log File)에 저장하고, CPEB(16)로 에러 상태를 보고하게 된다.

상기 NBAP(12)는 CPEB(16)의 제어를 받아 NBAP 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보 요소의 값이 의미 없는 값인 경우에 다이나믹하게 정보요소의 값을 할당하여 시나리오 실행을 진행시키며, 테스트 모듈(QEM Board, 20) (AAL2SP, SSCF-UNI, ATM등)에서 할당한 ATM 리소스(Resource)를 관리하게 된다.

상기 NBAP 메시지의 인코딩/디코딩을 위해 모든 NBAP 메시지는 ASN.1 컴파일러/라이브러리를 이용하여 인코딩되어 타 프로세서로 전송되고, 디코딩을 통해 해석된다.

ATM 리소스 관리를 위해 NBAP(12)는 라디오 링크의 설정 및 해제에 관련된 메시지를 송/수신 시 해당 메시지의 분석을 통하여 테스트 모듈(QEM Board, 20)(ALCAP, SSCF등)에 프리미티브(Primitive)를 전송하여 ATM 리소스를 할당하며, 할당된 ATM 리소스를 관리하게 된다.

에러 로깅/보고 기능을 위해 NBAP(12)는 시나리오 실행 중 해당 메시지의 인코딩/디코딩 에러 또는 호 진행에 필수적인 정보요소의 오류 등이 발생할 경우 로그 파일에 저장하고, CPEB(16)와 UIB(11)로 에러 상태를 보고한다.

상기 UTHB(14)는 할당된 라디오 베어러(Radio Bearer)를 통하여 전송된 패킷/서킷 트래픽 데이터(Circuit Traffic Data)를 전송 받아 저장하고, 상대(Peer)에게 루프 백(Loop Back)하여 준다.

이어, 상기한 구성으로 된 소프트웨어의 구성을 근거로 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템의 테스트 방법을 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

우선, 사용자가 상기 테스트 단말기(10)의 전원을 온 시켜 윈도우 바탕화면에 등록된 기지국 제어기 테스트 프로그램인 UIB(11) 단축아이콘을 더블 클릭하여 프로그램을 실행시키게 되면 도 6에 도시된 바와 같이, 테스트 단말기(10)의 UIB(11)는 도시되지 않은 데이터베이스와 연결되어 테스트 프로그램 초기화면을 읽어들여 화면으로 출력하는 초기화 과정을 수행하고(S11) 사용자로부터 초기화면의 각종 메뉴가 선택되었는지 여부를 판단하게 된다(S12).

사용자가 상기 초기화면에 표시되는 시나리오 작성기를 선택한 경우에는 시나리오 작성화면을 디스플레이하고(S13), 사용자에 의해 작성되는 시나리오를 파일로 저장하게 된다(S14).

사용자가 초기화면에 표시되는 메뉴를 선택하는 단계(S12)에서 미리 작성된 시나리오 열기를 선택하여 시나리오 실행기를 선택하게 되면, UIB(11)는 파일로 기 저장된 시나리오 리스트를 읽어들여 화면상에 출력하고(S15), 시나리오 실행을 제어하는 상기 CPEB(16)와 연결을 시도하게 된다(S16).

상기 UIB(11)는 CPEB(16)와 연결되면 메시지를 인코딩하여 해당 시나리오를CPEB(16)로 다운로드하고(S17), 시나리오 다운로드 상태 감시 및 시나리오 시작을 CPEB(16)으로 통보하며(S18), CPEB(16)는 각 메시지의 다운로드에 대한 확인 프리미티브를 UIB(11)로 전송하여(S19) UIB(11) 화면으로 시나리오 다운로드 상태를 디스플레이 하게 된다(S20).

상기 UIB(11)는 사용자가 GUI 화면의 결과를 데이터베이스에 저장하기를 선택하였는지 여부를 판단하고(S21), 저장하기가 선택된 경우에는 해당 GUI 화면의 결과를 데이터베이스에 저장하게 된다(S22). 여기서, 상기 시나리오 실행기의 세부명령은 컨넥트(CPEB와 소켓 연결), 다운로드(CPEB로 시나리오 다운로드), 스타트(CPEB로 시나리오 시작 통보), 리셋(CPEB로 시나리오 리셋 통보), 스톱(CPEB로 시나리오 정지 통보), 디스컨넥트(CPEB와의 소켓 연결 해제)로 구분되어 있다.

상기 NBAP(12)는 도 7에 도시된 바와 같이, 라디오 링크(Radio Link)의 설정 및 해제에 관련된 송/수신 시 해당 메시지의 분석을 통하여 테스트 모듈(QEM, 20)(ALCAP, SSCF등)에 프리미티브(Primitive)를 전송하여 ATM 리소스(Resource)를 할당하며, 할당된 ATM 리소스를 관리한다.

상기 라디오 링크(Radio Link)의 설정 및 해제에 관련된 메시지를 송/수신 시 분석 및 해석하여(S31), 해당 메시지가 송신(Tx) 또는 수신(Rx) 인지 여부를 판단하고(S32), 송신인 경우에는 해당 메시지를 디코딩하여(S33), 정보요소를 적정 값으로 바꾼 후 송/수신 메시지의 일관성 유지에 필요한 항목은 데이터베이스에 업데이트시키고(S34), 메시지를 다시 인코딩하게 된다(S35).

상기 해당 메시지가 수신인 경우에는 해당 메시지를 디코딩하여(S36), 필요한 정보요소를 데이터베이스에 업데이트시키고(S37), 메시지를 다시 인코딩하게 된다(S38).

상기 RRC(15)는 도 8에 도시된 바와 같이, CPEB(16)의 제어를 받아 RRC 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하여(S41), 메시지 송신시 CPEB(16)로부터 수신된 메시지일 경우에는 RRC Tx, NAS(13)로부터 수신된 메시지일 경우에는 NAS Tx로 처리하며, RRC 메시지 수신시 RRC Rx에서 처리하는 해당 메시지가 NAS Tx, RRC Tx 및 RRC Rx 인지 여부를 판단하고(S42), 상기 메시지가 NAS Tx로부터 전송된 메시지인경우에는 RRC 헤더를 추가하여(S43) RRC 인코딩하게 된다(S44).

상기 RRC(15)는 인코딩된 메시지를 테스트 모듈(20)로 전송하고(S45), 송신 데이터를 CPEB(16)를 통해 UIB(11)에 보고하게 된다(S46).

상기 RRC(15)는 해당 메시지가 NAS Tx, RRC Tx 및 RRC Rx 인지 여부를 판단하는 단계(S42)에서, 상기 메시지가 RRC Tx인 경우에는 전달된 메시지를 디코딩하여 사용자가 값을 주지 않은 정보요소에 대하여 값을 채우고(S47), 필요한 몇몇 정보요소는 데이터베이스에 저장한 후 정보요소가 변경된 메시지를 RRC ASN.1 규격에 따라 인코딩하여(S48), 인코딩된 메시지를 테스트 모듈(20)로 전송하고(S49), 송신 데이터를 CPEB(16)를 통해 UIB(11)에 보고하게 된다(S50).

상기 RRC(15)는 해당 메시지가 NAS Tx, RRC Tx 및 RRC Rx 인지 여부를 판단하는 단계(S42)에서, 상기 메시지가 RRC Rx인 경우에는 전달된 메시지를 RRC 디코딩하여 필요한 몇 개의 정보요소를 데이터베이스에 저장하고(S51) 하위 스택으로부터 수신된 인코딩 데이터를 CPEB(16)에 보고하게 된다(S52).

사용자에 의해 작성된 시나리오 중에서 NAS 메시지가 CPEB(16)로부터 전송되면 상기 NAS Tx가 실행되고 도 9에 도시된 바와 같이, CPEB(16)로부터 받은 메시지를 토대로 NAS Tx를 초기화하고(S61), 시나리오를 시작 준비하게 된다(S62).

상기 시나리오의 메시지를 수신하여(S63) 시나리오가 종료되었는지 여부를 확인하고(S64), 시나리오가 종료된 경우에는 다시 NAS Tx는 초기화 상태로 된다.

상기 시나리오 종료 메시지가 수신되지 않은 경우에는 수신된 메시지를 디코딩하여(S65) 동적 변수값을 설정하고(S66), 상기 전송 요청된 NAS 메시지의 정보요소 중에서 NAS Tx가 값을 채울 것을 요구한 정보요소인 경우에는 NAS Tx가 정보요소의 값을 다이나믹하게 할당하여 인코딩하게 된다(S67).

상기 CPEB(16)측으로 NAS메시지의 수신 확인 프리미티브(MSG_SEND_CNF)를 전송한 후, RRC(15)에 NAS메시지 전송을 요청하고(S68) CPEB(16)측으로 송신 완료를 통보하게 된다(S69).

NAS Rx가 실행되면 도 10에 도시된 바와 같이, 하여 NAS Rx를 초기화하고(S71), 시나리오 시작 대기를 수행하며(S72) RRC(15)로부터 NAS 메시지 수신통보 프리미티브(RECV_IND)가 전달되었는지 여부를 판단하게 된다(S73).

상기 RRC(15)로부터 NAS 메시지 수신통보 프리미티브(RECV_IND)가 전달되지 않은 경우에는 CPEB(16)로 송신알림 프리미티브(SEND_ACK)를 전송하고(S74), RRC(15)로부터 NAS 메시지 수신통보 프리미티브(RECV_IND)가 전달된 경우에는 NAS 메세지 디코딩하여(S75) 동적 변수값을 저장하고(S76), 다시 인코딩하여(S77) CPEB(16)로 NAS 메시지 수신통보 프리미티브(MSG_RECV_IND)를 전송하게 된다(S78).

상기 시나리오 작성기(SCED-SCenario EDitor)는 기 작성된 시나리오를 불러오거나 신규 시나리오를 작성하는 블록으로 시나리오 작성, 시나리오 파일 열기, 시나리오 편집, 시나리오 저장하기, 시나리오 인쇄하기로 구성된다.

새 시나리오 파일 작성하기 위해서는 먼저, 메시지 송신 장비로부터 메시지 수신 장비로 마우스를 드래그하여 메시지 타입을 결정하고, 테스트하고자 하는 NAS(13), RRC(15), NBAP(12) 메시지를 메시지 선택창에서 선택하여 시나리오를 작성하게 된다. 예를들면, NodeB ↔RNC : NBAP 메시지, UE ↔RNC : RRC 메시지, UE↔CN : NAS 메시지 등으로 이루어진다.

또한, 첨부된 도면 도 11과 도12는 시나리오 작성기의 화면구조를 나타낸 예시도로서, 인코딩 데이터를 CPEB(16)에게 보내고 디코딩 데이터를 CPEB(16)로부터 받기 위해 발생하는 UIB(11)의 모든 상태와 정보에 대해 상세히 표시하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템은 IMT-2000 통신시스템의 기지국 제어기를 검증하기 위한 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 장비와 프로토콜 분석기 및 시뮬레이션 툴을 제공함으로써, IMT-2000 통신시스템을 초기 설치에 따른 시간과 비용을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템은 단지 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 그 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변형 및 변경 실시할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, IMT-2000 통신시스템의 기지국 제어기를 검증하기 위한 기지국 제어기 테스트 장비와 프로토콜 분석기 및 시뮬레이션 툴을 제공함으로써, IMT-2000 통신시스템을 초기 설치에 따른 시간과 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

개인이 휴대하게 되는 IMT-2000 단말기 및 IMT-2000 단말기에 대한 신호의 송수신과 통신 프로토콜의 변환 및 암호화/복호화를 실행하는 기지국의 기능을 수행하고, 기지국제어기(RNC, 30)의 전반적인 동작 상태를 검증하기 위한 인터페이스 기능을 수행하는 테스트 모듈(QEM, 20)과;

상기 테스트 모듈(20)과 유선으로 연결되고, 테스트 시나리오를 통해 기지국제어기(30)의 전반적인 동작상태를 검증하는 워크스테이션 테스트 단말기(10);

복수의 기지국을 관리하면서 각 IMT-2000 단말기에 대한 통신 채널의 할당제어와 핸드오버 결정과 더불어 복수의 기지국에서 요구하는 통화요구를 처리하여 연결하고 통화가 끝날 때까지 신호를 계속 처리하며, 모든 기지국을 총괄관리, 조정/통제하는 기능을 수행하는 기지국 제어기(RNC, 30); 및

공중교환전화망(PSTN)에 접속되어 유무선 일반 전화기와 이동통신 단말기 및 IMT-2000 단말기를 연결하는 이동전화 교환기(40)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 테스트 모듈(20)은 테스트 단말기(10)와 테스트 모듈(20)을 이더넷 또는 RS-232 포트를 통해 테스트 단말기(10)와 테스트 모듈(20)을 연결하여 테스트 모듈(20)의 디버깅 및 모니터링을 실행하고, 이더넷은 테스트 단말기(10)와의 LAN통신을 통해 통신이 가능하도록 구현된 외부 인터페이스(21)와;

상기 외부 인터페이스(21)를 통해 이더넷 및 RS-232 포트를 통해 외부와 통신하고, 테스트 모듈(20) 내부의 장치 전반을 제어하는 제어부(22);

플래쉬 메모리와 디램으로 구성되고, 플래쉬 메모리에 테스트 모듈(20)의 보드 부팅을 위한 기능 및 보드 동작을 위한 다운로딩 프로그램을 저장하는 메모리부(23);

외부망과의 E1 인터페이스를 하기 위한 것으로, E1 프레이머를 통해 물리적 인터페이스를 수행하고, 외부와의 임피던스 매칭을 위해 트랜스포머, 지터 및 원더에 대한 보완기능을 갖는 E1 인터페이스부(24);

상기 제어부(22)의 제어에 따라 송/수신되는 데이터 포맷을 ATM 먹스 및 디먹스를 수행하는 ATM 먹스/디먹스(25);

광케이블을 통해 기지국 제어기(30)와 연결되고, 광케이블을 통해 송수신되는 155.52Mbps 광을 전송신호 송수신기를 통해 인터페이스 함과 더불어 외부와 ATM 트랜스하는 STM-1 인터페이스(26); 및

외부로부터 전송되는 데이터 포맷이 AAL 2인 경우에는 AAL 5로 변환하여 상기 제어부(22)와 AAL 5로 접속 및 AAL 5 SAR 기능을 수행하는 AAL 2/5 전환모듈(27)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제1항에 있어서,

상기 테스트 단말기(10)는 IMT-2000 통신시스템에 대해 Iub단에 접속하여 그 규격 및 기능을 시험하는 장비로서, UIB(11)와, CPEB(16), NAS(13), RRC(15), NBAP(12) 및 UTHB(14) 기능 모듈이 워크스테이션에 설치되어, 상기 각 모듈은 IPC를 사용하여 통신하도록 설계되며 테스트 단말기(10) 내부의 UIB(11)와의 통신은 TCP로, 테스트 모듈(20)과의 통신은 UDP를 사용하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 UIB(11)는 사용자 입출력을 담당하는 모듈로서, 시나리오 작성의 편리성을 위해 NAS(13), RRC(15), NBAP(12) 메시지에 대한 상세 정보를 워크스테이션 내의 데이터베이스에 저장하여 사용자가 작성한 메시지에 대한 상세 정보를 시나리오 작성기 화면을 통해 표시하며, 신뢰성 있는 메시지 전송을 위해 CPEB(16)와 TCP 소켓을 연결하여 데이터를 전달함과 더불어 메시지는 ASN.1 인코딩 과정을 거쳐 전달하고, 시나리오 실행의 효율을 위해 작성된 시나리오의 각 메시지를 구성하는 정보요소들의 값에 대한 검증을 수행한 후, ASN.1 인코딩이 되도록 설계하여 잘못된 값을 가진 메시지가 CPEB(16)로 전달되지 않도록 하고, 한 번 전달된 시나리오는 시나리오에 대한 재 다운로딩 과정이 수행되지 않는 한 CPEB(16) 내부에 보존하여 동일한 시나리오가 실행될 때 다운로드 과정이 중복되어 수행되지 않도록 하고, 시나리오 실행 결과의 재활용을 위해 시나리오 실행을 통해 얻어진 결과를 워크스테이션 내의 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기테스트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 NBAP(12)는 CPEB(16)의 제어를 받아 NBAP 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보 요소의 값이 의미 없는 값인 경우에 다이나믹하게 정보요소의 값을 할당하여 시나리오 실행을 진행시키며, 테스트 모듈(20)에서 할당한 ATM 리소스를 관리하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 NAS(13)는 CPEB(16)의 제어를 받아 NAS 메시지의 송/수신 및 분석기를 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보 요소를 다이나믹하게 생성, 할당, 분석하여 시나리오 작성 및 수행을 보조하게 되고, 서킷/패킷 호 제어 및 이동성 관리를 위해 송/수신되는 NAS 메시지를 해석하여 호 제어 및 이동성 관리를 위해 필수적인 정보요소를 관리함과 더불어 에러 로깅/보고 기능을 위해 시나리오 실행 중 해당 메시지의 인코딩/디코딩 에러 또는 호 진행에 필수적인 정보요소의 오류가 발생할 경우 로그 파일에 저장하고, CPEB(16)과 UIB(11)로 에러 상태를 보고하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 RRC(15)는 할당된 라디오 베어러를 통하여 전송된 패킷/서킷 트래픽 데이터를 전송받아 저장하고, 상대에게 루프 백하는 UTHB(14)와 CPEB(16)의 제어를 받아 RRC 메시지의 송/수신 및 분석을 수행하며, 호 진행에 필수적인 정보 요소를 다이나믹하게 생성, 할당, 분석하여 시나리오 작성 및 수행을 보조하며, 테스트 모듈(30)에서 할당한 라디오 베어러를 관리하는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.
제3항에 있어서,

상기 CPEB(16)는 시나리오 실행을 제어하는 모듈로서 워크스테이션 내에 존재하고, 최초 프로그램이 시작될 때 초기화가 끝난 직후 지정되는 오프라인 모드와 오프라인 모드에서 UIB(11)로부터 프리미티브(SCR_START)를 받아 전환되는 실행 모드의 두 상태로 동작되는 것을 특징으로 하는 IMT-2000 기지국 제어기 테스트 시스템.