KR20050071128A

KR20050071128A - 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법

Info

Publication number: KR20050071128A
Application number: KR1020030102013A
Authority: KR
Inventors: 장수영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-12-31
Filing date: 2003-12-31
Publication date: 2005-07-07

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법에 관한 것으로, 디폴트로 설정된 모든 채널카드가 자원 할당 가능한 상태로 기지국에 의해 관리됨과 동시에 기지국은 채널카드 CPU 부하제어를 위한 부하제어인자들을 채널카드에 내려주고, 채널카드는 수신한 부하제어인자들을 채널O/S에 설정하여 주기적으로 채널부하를 측정하는 제1과정과; 측정결과 부하가 LOAD_OUT_LEVEL 이상으로 올라가면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_OUT_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_OUT_EVENT를 발생시키거나 혹은 상기 부하가 LOAD_IN_LEVEL 이하로 유지되면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_IN_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_IN_EVENT를 발생시키는 제2과정과; LOAD_OUT_EVENT 혹은 LOAD_IN_EVENT를 수신한 채널S/W는 해당 채널카드로의 자원 할당이 더이상 불가능하다는 부하제어메시지 혹은 자원 할당이 가능하다는 부하제어메시지를 기지국으로 송신하는 제3과정과; 부하제어메시지가 기지국에 수신되면 기지국은 상기 부하제어메시지의 종류에 따라 해당 채널카드의 부하상태를 LOAD_OUT_STATE 혹은 LOAD__STATE로 천이하고, 기지국제어기를 통해 수신되는 통화설정요구메시지에 대해 해당 채널카드로의 자원 할당을 배제시키거나 자원 할당을 수행하는 제4과정을 포함하여 구성된다.

Description

이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법{RESOURCE ALLOCATION METHOD BY CHANNEL CARD MOUNTED BASE STATION IN PORTABLE TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드가 비정상적인 단말의 동작이나 시스템의 기능추가와 같은 부가적인 CPU 부하증가에 따라 다운되는 현상을 미연에 방지함은 물론 이미 설정된 통화채널에 대해 통화가 해제될 때 까지 정상적인 서비스를 수행하도록 하여 우수한 통화품질이 유지될 수 있도록 한 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 시스템은 운용자의 입력을 받아 망 내의 시스템들에 반영하는 망운용부와, 상기 망운용부와 하부 기지국들의 데이터를 취합하여 교환시스템 측으로 전송하는 기지국제어기와, 상기 기지국제어기의 데이터를 사용자 단말기들에 전송하고 상기 사용자 단말기들의 데이터를 취합하여 기지국제어기로 전송하는 기지국과, 상기 기지국에서 전송된 정보를 사용자에게 전달하고 전달된 사용자의 음성 또는 부호급의 정보를 무선데이터로 변환하여 상기 기지국으로 전송하는 이동통신 단말기를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 기지국에는 다수개의 채널카드(CHANNEL CARD)가 실장되어 호 처리를 수행하여 가입자와 채널을 연결시켜 주게 된다.

이러한 채널카드는 기지국의 주요한 자원으로서 하나의 채널카드당 다수개의 채널을 구비하며, 기지국으로부터 수신한 호 관련 제어메시지를 처리하고, 기지국제어기로부터 수신한 데이터를 지저대역 처리를 통해 단말로 송신하며, 단말기로부터 수신한 기저대역 신호를 처리하여 기지국제어기로 송신하는 기능을 수행한다.

그러나, 종래 기지국에서의 자원 할당 방식은 채널카드의 부하상태와 상관 없이 기지국의 자원 할당 알고리즘에 따라 획일적으로 수행되었기 때문에 경우에 따라서는 과부하에 의한 기지국 하위 디바이스들의 제어가 불가능하게 되는 단점이 파생되었다.

예컨대, 채널카드의 외부적인 문제나 채널카드에 기능을 새로이 추가함으로써 채널카드내 CPU의 부하가 임계치 이상으로 증가되어 채널카드가 다운될 수 있으며, 이와 같은 현상이 유발되면 설정된 통화채널이 완전 종료될 때까지 어떠한 경우든지 안정적인 동작이 유지되어야 함에도 불구하고 순간적으로 통화가 단절되는 등 통화품질을 현저히 저하시키는 문제가 유발되게 된다.

뿐만 아니라, 기지국에서 채널카드에 할당 가능한 모든 자원에 대한 FULL LOAD TEST를 채널 S/W(SOFTWARE)를 업그레이드할 때 마다 수행하여 검증해야 하는 번거로움이 생기며 이는 채널카드 유지보수를 위한 비효율성을 증대시키게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 채널카드가 자신의 CPU 부하 변동을 신속히 기지국에 보고하여 채널카드에 걸리는 부하가 적절히 제어되도록 하여 고품위의 통화품질을 유지함과 동시에 채널카드별로 부하에 따른 제어 메시지 통계를 유지하여 채널카드의 유지보수에 드는 비용을 절감할 수 있도록 한 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적과제를 달성하기 위하여, 디폴트로 설정된 모든 채널카드가 자원 할당 가능한 상태로 기지국에 의해 관리됨과 동시에 기지국은 채널카드 CPU 부하제어를 위한 부하제어인자들을 채널카드에 내려주고, 채널카드는 수신한 부하제어인자들을 채널O/S에 설정하여 주기적으로 채널부하를 측정하는 제1과정과; 측정결과 부하가 LOAD_OUT_LEVEL 이상으로 올라가면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_OUT_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_OUT_EVENT를 발생시키거나 혹은 상기 부하가 LOAD_IN_LEVEL 이하로 일정시간동안 유지되면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_IN_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_IN_EVENT를 발생시키는 제2과정과; LOAD_OUT_EVENT 혹은 LOAD_IN_EVENT를 수신한 채널S/W는 해당 채널카드로의 자원 할당이 더이상 불가능하다는 부하제어메시지 혹은 자원 할당이 가능하다는 부하제어메시지를 기지국으로 송신하는 제3과정과; 부하제어메시지가 기지국에 수신되면 기지국은 상기 부하제어메시지의 종류에 따라 해당 채널카드의 부하상태를 LOAD_OUT_STATE 혹은 LOAD_IN_STATE로 천이하고, 기지국제어기를 통해 수신되는 통화설정요구메시지에 대해 해당 채널카드로의 자원 할당을 배제시키거나 자원 할당을 수행하는 제4과정을 포함하여 구성되는 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법을 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 이동통신 시스템의 개략적인 구성블럭도이고, 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 채널카드의 부하변화에 따른 부하관련 EVENT 생성 및 부하상태의 천이를 나타낸 그래프이며, 도 3은 본 발명에 따른 기지국에서의 채널카드 부하상태 천이도이고, 도 4는 본 발명 채널카드의 부하제어메시지에 따른 기지국에서의 자원 할당 방법을 보인 절차도이다.

도 1에서와 같이, 본 발명에 따르면 다수의 기지국(20)을 제어하는 기지국제어기(10)가 기존과 같이 구비되고, 상기 기지국(20)은 그에 실장된 채널카드(30)들의 자원 할당을 제어함과 동시에 채널카드(30)들의 부하상태를 관리하며, 통계기능을 수행하게 된다.

채널카드(30)는 상기 기지국(20)의 모뎀이 실장되어 실제적인 무선데이터를 송수신하게 되며, 그 내부에는 채널카드(30)의 CPU 부하를 주기적으로 측정하여 특정 부하관련 EVENT를 생성하는 채널운영체제(이하 '채널0/S'라 함)(32)와, 상기 채널O/S(32)로부터 수신한 EVENT를 기지국(20)으로 송신하는 채널응용프로그램(이하 '채널S/W'라 함)(34)이 구비된다.

그리고, 상기 채널O/S(32)에서 생성될 EVENT의 생성 기준인자를 설정하고, 채널카드(30)별로 부하 제어 메시지 통계를 보여주는 운용자 콘솔(40)이 마련되며, 도시상 생략하였으나 통화서비스를 요구하는 단말기도 구성의 일부로 포함된다.

도 2,3을 참고하면, LOAD_OUT_EVENT가 발생하면 채널카드(30)의 부하상태는 그 상태변화 흐름을 보인 블럭도에서와 같이 LOAD_IN_STATE에서 LOAD_OUT_STATE로 천이하게 된다.

즉, 채널카드(30)는 Application이 ON되면 주기적으로 CPU 부하를 측정하며, 단말로부터의 호 설정 요구에 따라 호를 설정하고, 호 설정 및 유지에 필요한 일련의 동작을 수행한다.

채널카드(30)로 할당된 호 자원의 개수가 증가함에 따라 CPU 부하는 증가하게 되고, 안정된 시스템 운영을 위한 부하의 상한임계치(LOAD_OUT_LEVEL) 이상으로 부하가 올라가면 채널카드(30)는 LOAD_OUT_EVENT를 생성하며, LOAD_OUT_LEVEL indicator를 포함하는 부하제어메시지를 기지국(20)에 송신한 후 자신의 부하상태를 LOAD_OUT_STATE로 천이한다.

LOAD_OUT_STATE에 있는 채널카드(30)가 호 종료에 따라 부하가 떨어지고, 결국 부하 LEVEL이 LOAD_IN_LEVEL 이하로 떨어지면 T_LOAD_IN Timer를 구동하며, 이후 Timer가 구동되어 T_LOAD_IN 시간동안 LOAD_IN_LEVEL 이하를 유지하면 Timer의 구동을 멈추고 LOAD_IN_EVENT를 발생시킨 후 LOAD_IN_LEVEL indicator를 포함하는 부하제어메시지를 기지국(20)에 송신한 후 채널카드(30)의 부하상태를 LOAD_IN_STATE로 천이한다.

만약, T_LOAD_IN 시간동안 LOAD_IN_LEVEL 이상으로 부하가 높아지는 경우가 한번이라도 발생하면 Timer 구동을 멈춘 후 LOAD_OUT_STATE를 그대로 유지한다.

이때는 기지국(30)에 아무런 부하제어메시지를 송신하지 않는다.

즉, 채널카드(30)의 부하상태천이가 발생할 때만 기지국(30)에 부하제어메시지를 송신한다.

여기에서 사용되는 용어, LOAD_OUT_LEVEL은 기지국 채널카드가 과부하 상태로 판단하기 위한 임계치이며; LOAD_IN_LEVEL은 기지국 채널카드의 부하가 과부하 상태에서 안정된 상태로 들어가기 시작하는 임계치, 즉 T_LOAD_IN Timer를 enable 시키는 시점의 Load Level을 나타내고; T_LOAD_IN은 T_LOAD_IN timer에 대한 만료 주기이다.

또한, LOAD_OUT_EVENT는 채널카드의 부하상태가 과부하 상태라는 것을 알리는 EVENT이고, LOAD_IN_EVENT는 채널카드의 부하가 새로운 자원이 할당될 수 있을 정도로 안정되어 있음을 알리는 EVENT이며, LOAD_IN_STATE는 채널카드에 자원 할당이 가능한 상태를 말하고, LOAD_OUT_STATE는 채널카드에 과부하로 인한 자원할당이 불가능한 상태를 말한다.

아울러, T_LOAD_IN Timer는 채널카드 부하가 LOAD_IN_LEVEL 이하로 떨어진 후 구동되는 Timer로 LOAD_OUT_STATE에서 LOAD_IN_LEVEL 이하로 떨어지면 Timer는 Enable되고, T_LOAD_IN 시간동안 LOAD_IN_LEVEL 이하를 유지하면 Timer를 disable하며, LOAD_IN_EVENT를 발생시킨 후 채널카드의 부하상태를 LOAD_IN_STATE로 천이하는데 만약 T_LOAD_IN 시간동안 LOAD_IN_LEVEL 이상으로 부하가 높아질 경우에는 Timer를 disable한 후 LOAD_OUT_STATE를 유지한다.

이러한 관계를 중심으로 도 4를 참고하여 본 발명의 동작관계를 설명한다.

본 발명에서 기지국(20)은 초기에 채널카드(30)가 모두 ON되면 해당 채널카드(30)의 부하상태를 모두 LOAD_IN_STATE로 천이한다.

즉, 해당 기지국(20)의 제어하에 있는 모든 채널카드(기지국 하위 디바이스들도 포함될 수 있다)(30)가 자원 할당 가능한 상태로 관리된다.

기지국(20)은 디폴트로 설정된 채널카드(30) CPU 부하제어를 위한 측정기준 인자들, 즉 부하제어인자들을 채널카드(30)에 내려주고, 채널카드(30)는 수신한 부하제어인자들을 채널O/S(32)에 설정하며, 채널O/S(32)는 수신한 인자들의 값에 따라 주기적으로 채널부하를 측정한다.

상기 인자들은 운용자의 콘솔상에서 변경이 가능하며, 변경된 값들은 부하 제어인자 갱신메시지를 통해 해당 기지국(20)으로 전송이 되고, 해당 기지국(20)은 관련된 모든 채널카드(30)로 제어인자 갱신메시지를 전달한다(S11).

이때, 상기 제어인자 갱신메시지는 채널카드(30)의 채널S/W(34)가 수신한 후 채널O/S(32)에게 전달한다(S12).

상기 제어인자는 해당 채널카드(30)로의 자원 할당이 불가능함을 기지국(20)에 송신하기 위한 수준을 나타내는 LOAD_OUT_LEVEL과, 채널카드(30)의 LOAD가 안정화되어 다시 해당 채널카드로(30)의 자원 할당이 가능함을 기지국(20)에 송신하기 위한 수준을 나타내는 LOAD_IN_LEVEL 그리고 LOAD_OUT_STATE에서 LOAD_IN_STATE로 천이시 잦은 상태 천이 발생과 판단오류가 발생하지 않도록 LOAD_IN_LEVEL에 머물러야 하는 최소한의 시간을 나타내는 T_LOAD_IN 및 채널O/S(32)에서의 부하측정주기를 설정하는 LOAD_MEASURE_PERIOD를 포함한다.

채널O/S(32)는 채널카드(30)의 CPU 부하를 LOAD_MEASURE_PERIOD 주기로 측정하고, 그 측정결과가 LOAD_OUT_LEVEL 이상으로 올라가면 해당 채널카드(30)의 상태를 LOAD_OUT_STATE로 천이함과 동시에 즉시 채널S/W(34)로 LOAD_OUT_EVENT를 발생시킨다(S13).

그에 따라, 상기 채널S/W(34)는 LOAD_OUT_EVENT를 수신한 후 기지국(20)에 해당 채널카드(30)로의 자원 할당이 더이상 불가능함을 알리는 부하제어메시지를 기지국(20)에 송신한다(S14).

이후, 만약 현재 상태가 LOAD_OUT_STATE인 채널카드(30)에 대해 채널O/S(32)에서 측정한 부하수준이 LOAD_IN_LEVEL 이하로 떨어지면 채널O/S(32)는 T_LOAD_IN Timer를 구동(ENABLE)시킨다.

Timer가 만료(EXPIRE)될 때까지 부하수준이 LOAD_IN_LEVEL 이하로 유지되면 채널O/S(32)는 채널S/W(34)에 LOAD_IN_EVENT를 발생시킨다.

채널S/W(34)는 LOAD_IN_EVENT를 수신한 후 해당 채널카드(30)로의 자원 할당이 가능함을 알리는 부하제어메시지를 기지국(20)에 송신한다.

상기 부하제어메시지가 기지국(20)에 수신되면 기지국(20)은 해당 채널카드(30)의 부하상태를 LOAD_IN_STATE로 천이하고, 이후 기지국제어기(10)를 통해 수신되는 통화설정요구메시지에 대해 해당 채널카드(30)로의 자원 할당을 가능하게 한다(S15,S16).

그런데, 만약 T_LOAD_IN Timer가 만료되기 이전에 해당 채널카드(30)의 부하가 LOAD_IN_LEVEL 이상으로 올라간다면 채널O/S(32)는 Timer를 종료하고 LOAD_OUT_STATE를 유지하며, 기지국(20)은 제어하에 있는 모든 채널카드(30)로부터 수신한 부하제어메시지의 통계를 채널카드(30)별로 DATABASE에 저장하고, 추후 운용자가 부하제어통계 요구 메시지 수신시 DATABASE에 저장된 결과를 운용자 콘솔상에 보여준다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 비정상적인 단말의 동작이나 기지국 채널카드의 기능추가에 따른 LOAD 증가, 이동통신 시스템내의 다른 구성요소의 비정상적인 동작에 의한 채널카드 부하의 갑작스런 증가에 따른 채널카드의 다운현상을 미연에 방지할 수 있다.

뿐만 아니라, 갑작스런 호 절단율 증가와 같은 통화품질에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 부분도 방지한다.

아울러, 운용자의 의도에 따라 기지국내의 모든 채널카드에 대한 부하제어인자를 변경함으로써 부하율을 조절할 수 있으며, 채널카드별 부하제어메시지 통계 DATABASE 관리를 통해 추후 유지보수에 드는 비용을 절감할 수도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자원 할당 방법을 설명하기 위한 이동통신 시스템의 개략적인 구성블럭도,

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 채널카드의 부하변화에 따른 부하관련 EVENT 생성 및 부하상태의 천이를 나타낸 그래프,

도 3은 본 발명에 따른 기지국에서의 채널카드 부하상태 천이도,

도 4는 본 발명 채널카드의 부하제어메시지에 따른 기지국에서의 자원 할당 방법을 보인 절차도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

10....기지국제어기 20....기지국

30....채널카드 32....채널O/S

34....채널S/W 40....운용자 콘솔

Claims

디폴트로 설정된 모든 채널카드가 자원 할당 가능한 상태로 기지국에 의해 관리됨과 동시에 기지국은 채널카드 CPU 부하제어를 위한 부하제어인자들을 채널카드에 내려주고, 채널카드는 수신한 부하제어인자들을 채널O/S에 설정하여 주기적으로 채널부하를 측정하는 제1과정과;

측정결과 부하가 LOAD_OUT_LEVEL 이상으로 올라가면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_OUT_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_OUT_EVENT를 발생시키거나 혹은 상기 부하가 LOAD_IN_LEVEL 이하로 T_LOAD_IN 동안 유지되면 채널O/S는 해당 채널카드의 상태를 LOAD_IN_STATE로 천이시킴과 동시에 즉시 채널S/W로 LOAD_IN_EVENT를 발생시키고 만약 LOAD_OUT_STATE에서 T_LOAD_IN Timer가 구동되고 만료되기 이전에 LOAD_IN_LEVEL 이상의 부하 측정시 Timer의 구동을 멈추고 현재의 부하상태를 그대로 유지하는 제2과정과;

LOAD_OUT_EVENT 혹은 LOAD_IN_EVENT를 수신한 채널S/W는 해당 채널카드로의 자원 할당이 더이상 불가능하다는 부하제어메시지 혹은 자원 할당이 가능하다는 부하제어메시지를 기지국으로 송신하는 제3과정과;

부하제어메시지가 기지국에 수신되면 기지국은 상기 부하제어메시지의 종류에 따라 해당 채널카드의 부하상태를 LOAD_OUT_STATE 혹은 LOAD_IN_STATE로 천이하고, 기지국제어기를 통해 수신되는 통화설정요구메시지에 대해 해당 채널카드로의 자원 할당을 배제시키거나 자원 할당을 수행하는 제4과정을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제1과정에서,

상기 부하제어인자들은 운용자의 콘솔상에서 변경가능하며, 값들이 변경되면 제어인자 갱신메시지가 해당 기지국으로 전송되고, 해당 기지국은 관련된 모든 채널카드로 제어인자 갱신메시지를 전달하여 부하제어인자들의 값이 변경되었음을 채널카드가 인식할 수 있도록 하는 과정이 추가되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제2과정에서,

상기 채널O/S는 현재 상태가 LOAD_OUT_STATE인 채널카드에 대해 채널O/S에서 측정한 부하수준이 LOAD_IN_LEVEL 이하로 떨어지면 T_LOAD_IN Timer를 구동시킨 후 Timer가 만료될 때까지 기다려 그때까지도 부하수준이 LOAD_IN_LEVEL 이하로 유지되면 채널O/S는 채널S/W에 LOAD_IN_EVENT를 발생시키는 과정이 추가되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 제4과정에서,

상기 기지국은 그 제어하에 있는 모든 채널카드로부터 수신한 부하제어메시지의 통계를 채널카드별로 DATABASE에 저장하고, 추후 운용자가 부하제어통계 요구 메시지 수신시 DATABASE에 저장된 결과를 운용자 콘솔상에 보여주는 과정이 추가되는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 기지국에 실장되는 채널카드의 부하상태에 따른 기지국 자원 할당 방법.