KR20060131356A - 유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 장치및 그 방법 - Google Patents

유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 장치및 그 방법 Download PDF

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KR20060131356A
KR20060131356A KR1020050051738A KR20050051738A KR20060131356A KR 20060131356 A KR20060131356 A KR 20060131356A KR 1020050051738 A KR1020050051738 A KR 1020050051738A KR 20050051738 A KR20050051738 A KR 20050051738A KR 20060131356 A KR20060131356 A KR 20060131356A
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Abstract

본원 발명은 유엠티에스(UMTS : Universal mobile Telecommunication System)의 사용자측면 인터페이스(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RNC와 MGW 사이에서 서로 상이한 프레임넘버(Frame Number)를 갖는 IuUP 프로토콜(Interface User Plane Protocol)을 사용하는 경우, MGW 또는 RNC가 동일한 프레임넘버(Frame Number)를 가지도록 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상술한 본원 발명은 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치에 있어서, 상기 데이터 전송 장치로 수신되는 데이터 포맷의 데이터 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식을 검색하는 프레임 넘버 검색부와; 상기 데이터 전송 장치가 상기 프레임 넘버 검색부에서 검색된 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식으로 전송될 데이터의 포맷의 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 프레임 넘버 생성부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
UMTS, IuUP, 미디어게이트웨이(MGW), 알엔씨(RNC), 프레임넘버

Description

유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 장치 및 그 방법{IuUP Protocol processing apparatus and the method tereof in the UMTS}
도 1은 유엠티에스(UMTS : Universal Mobile Telecommunication System)의 구성도이고,
도 2는 유엠티에스(UMTS)의 IuUP 프로토콜에서 사용되는 PDU 0 프레임 포맷(PDU 0 Frame Format)을 나타내는 도면이며,
도 3은 유엠티에스(UMTS)의 IuUP 프로토콜에서 사용되는 PDU 1 프레임 포맷(PDU 1 Frame Format)을 나타내는 도면이고,
도 4는 유엠티에스(UMTS)의 IuUP 프로토콜에서 사용되는 제어 프레임 전송을 위한 PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)을 나타내는 도면이며,
도 5는 유엠티에스(UMTS)에서 RNC와 MGW 사이에서의 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol) 처리과정을 나타내는 신호흐름도이고,
도 6은 호연결을 위한 초기화시 묵음 처리 기능을 포함한 경우에서의 타임베이스 방식으로 프레임 넘버가 지정된 프레임과, 피디유 베이스(PDU Base) 방식으로 프레임 넘버가 지정된 프레임에서의 프레임 넘버 비교도이며,
도 7은 호연결을 위한 초기화시 묵음 처리 기능을 포함하지 않는 경우에서의 타임베이스 방식으로 프레임 넘버가 지정된 프레임과, 피디유 베이스(PDU Base) 방 식으로 프레임 넘버가 지정된 프레임에서의 프레임 넘버 비교도이고,
도 8은 본원 발명의 유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 장치가 적용된 RNC와 MGW의 구성의 일 실시 예를 나타내는 도면이며,
도 9는 본원 발명의 유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 방법을 나타내는 순서도이고,
도 10은 도 9의 유엠티에스의 사용자측면 인터페이스 프로토콜 처리 방법의 일 실시예에 따르는 처리과정을 나타내는 순서도이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *
100 : 이동통신 단말기
200 : 알엔에스(RNS : Radio Network Subsystem)
220 : 알엔시(RNC : Radio Network Controller)
221 : RNC IuUP 송신부
222 : RNC IuUP 송신 제어 신호 처리부
223 : RNC IuUP 송신 데이터 처리부
224 : RNC IuUP 수신부
225 : RNC IuUP 수신 제어신호 처리부
226 : RNC IuUP 수신 데이터 처리부
300 : 회선기반 데이터 서비스 처리부(Circuit Switched Domain : CS - domain)
330 : 미디어게이트웨이(MGW : Media Gateway)
340 : MGW IuUP 수신부
341 : MGW IuUP 수신 제어신호 처리부
342 : MGW IuUP 수신 데이터 처리부
343 : 프레임 넘버 검색부 353 : 프레임 넘버 생성부
350 : MGW IuUP 송신부
351 : MGW IuUP 송신 제어신호 처리부
352 : MGW IuUP 송신 데이터 처리부
354 : 스위칭부
355 : 타임 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부
356 : 피디유 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부
700 : 코어네트워크(CN : Core Network)
본원 발명은 유엠티에스(UMTS : Universal mobile Telecommunication System)의 사용자측면 인터페이스(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol)에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 RNC와 MGW 사이에서 서로 상이한 프레임넘버(Frame Number)를 갖는 IuUP 프로토콜(Interface User Plane Protocol)을 사용하는 경우, MGW 또는 RNC가 동일한 프레임넘버(Frame Number)를 가지도록 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
유엠티에스(UMTS)는 기존의 무선망에서 제공하는 서비스를 보다 향상시키면서 신기술을 적용하고자 만들어진 제 3세대 무선망 시스템이다. 이런 UMTS 시스템을 구현하는 방법으로 ATM 기반에 의한 방법과 IP기반에 의한 방법이 제안되어져 있다. 우리나라에서는 ATM 방식으로 구현되었다. 최근에서는 ALL-IP로 가는 추세여서 ATM/IP를 모두 수용할 수 있는 시스템이 개발되거나 개발 중에 있다.
도 1은 유엠티에스 릴리즈(UMTS Release) 4 망 구성도이다. UMTS 망에서 코어네트워크(Core Network : 이하 "CN"이라 함)(700)는 크게 회선기반 데이터 서비스 처리부(Circuit Switched domain : 이하 "CS 도메인"이라 함)(300)와 패킷기반 데이터 서비스 처리부(Packet Switched Domain : 이하 "PS 도멘인"이라 함)(400)로 크게 나누어지며, 이외에 HLR(500)과 SCP(600)를 포함한다.
음성, 모뎀, 팩스와 같은 회선기반 서비스를 제공하기 위해 RNC(220)와 CN(700)내의 MGW(330)간에는 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)이 사용되며 이는 3GPP 25.415 규격에서 정의하고 있다.
상술한 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)은 크게 트랜스패런트모드(Transparent Mode)와 서포트모드(Support Mode)로 구성된다. 트랜스패런트모드(Transparent Mode)는 특별한 처리없이 상위 메시지를 하위단(ATM / IP처리부)으로 전송하는 경우 사용하고, 서포트모드(Support Mode)는 상위 메시지를 제어할 필요가 있을 경우 사용하는 것으로 무선 단말과 음성통화를 하는 경우에 이에 해당된다. 이 서포트모드(Support Mode)는 사용자 데이터 전송(Transfer of User Data), 초기화(Initialization), 레이트컨트롤(Rate Control), 시간정렬(Time Alignment), 에러이벤트핸들링(Handling of Error Event)의 5개의 기능을 수행한다.
사용자 데이터(User Data)를 전송하기 위해 PDU(Protocol Data Unit) 0, PDU 1 프레임 포맷(Frame Format)을 사용하고, 초기화(Initialization), 레이트컨트롤(Rate Control), 시간정렬(Time Alignment), 에러 이벤트(Error Event)는 PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)을 사용한다. 도 2는 PDU 0 프레임 포맷을 , 도 3은 PDU 1 프레임 포맷(Frame Format)을, 도 4는 PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)을 나타낸다.
각각의 PDU 0 , PDU 1, PDU 14 등의 PDU데이터 포맷은 프레임 컨트롤 파트(Frame Control Part), 프레임 첵섬 파트(Frame Checksum Part), 프레임 페이로드 파트(Frame Payload Part)로 구성되어 있다. 3G 이동통신 단말기를 이용한 통화를 하기 위해서는 RNC(220)와 CN(700)의 MGW(330)간에 사용자 측면 프로토콜(IuUP Protocol)을 사용하여 데이터를 송수신하게 되는데, 이 때 제어는 PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)으로, 데이터는 PDU 0 또는 PDU 1 프레임 포맷(Frame Format)으로 전송한다.
프레임 컨트롤 파트(Frame Control Part)에서는 공통적으로 제어 프레임(Control Frame) 인지 데이터 프레임(Data Frame)인지를 판단하는 PDU 타입(type)이 있으며, PDU 0 / 1 프레임 포맷(Frame Format)에서는 데이터의 연속성을 판단하는 4 비트 프레임 넘버(Frame Number)와 데이터의 품질(Quality)을 표시하는 FQC와 전송속도를 대표 수치로 표현하는 RFCI로 구성된다. PDU 14의 경우 프레임 컨트롤 파트(Frame Control Part)에서는 이 제어 프레임(Control Frame)이 요구인지 응답인지를 표현하는 프로시져 인디케이터(Procedure Indicator : Procedure/Ack/Nack)가 있으며, 프레임(Frame)의 연속성을 표현하는 2bit PDU 14 프레임 넘버(Frame Number)로 구성된다.
여기서 3GPP에서는 프레임 넘버(Frame Number)를 타임베이스(Time Base)단위로 사용되는 보코더의 전송 주기에 따라서 그 값을 증가시키는 타임베이스(Time Base) 방법과 PDU단위로 시간과 상관없이 보낸 PDU수에 따라서 순차적으로 증가시키는 PDU 베이스(PDU Base) 방법을 제시하고 있다.
프레임 첵섬 파트(Frame Checksum Part)는 해당 프레임(Frame)의 헤더와 페이로드 CRC(Payload CRC)를 나타낸다. 그리고, 프레임 페이로드 파트(Frame Payload Part)에서는 실제 전송하는 음성과 같은 데이터 또는 제어 메시지를 나타낸다.
PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)을 사용하는 제어 프레임(Control Frame)은 크게 초기화(Initialization)기능, 레이트 컨트롤(Rate Control) 기능, 시간 정렬(Time Alignment) 기능, 에러 이벤트(Error Event) 기능으로 나뉜다.
초기화(Initialization) 기능은 전송하게 될 데이터의 형식을 나타내는 역할을 수행하게 된다. 이 프렘임(Frame)에는 전송하게 될 데이터가 PDU 0과 PDU 1중에 사용하게 될 PDU type을 결정하고, 데이터의 크기와 주기, 가능한 전송속도 등 데이터의 성격을 포함하고 있다. 이 기능이 수행되어야 데이터가 전송된다.
레이트 컨트롤(Rate Control) 기능은 RNC와 MGW내에서 전송되는 데이터의 전송량을 제어하기 위해 전송속도의 변경을 요구하는 기능으로 데이터 전송 중간에 이루어진다.
시간 정렬(Time Alignment) 기능은 RNC와 MGW내에서 전송되는 데이터의 전송지연을 줄이기 위해 RNC가 MGW에게 요구하는 기능으로 데이터 전송 중간에 이루어진다.
에러 이벤트(Error Event)기능은 RNC와 MGW내에서 전송되는 데이터 또는 제어 프레임(Control Frame)에 대해서 에러를 검색하였을 때 자신의 상위 블록에 수신한 프레임(Frame)에 대한 에러 검색결과를 알리고 상대방에게 에러 이벤트(Error Event)를 전송하여 에러(Error)가 발생했음을 알린다.
도 5는 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol) 신호처리 과정을 나타내는 순서도이다.
3G 이동통신 단말기와 음성통화를 하기 위해서 상위블럭에서 해당 채널의 생성을 요구한다. 이 때 3GPP에서는 음성 서비스를 제공하기 위해 AMR(Adaptive Multi-Rate) 보코더를 권고하고 있다.
3G 이동통신 단말기의 음성통화 서비스를 제공하기 위한 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)의 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
상기 도 5의 처리과정에 의해 생성된 해당채널에서 RNC(220)로부터 AMR 보코더 데이터를 포함하고 있는 초기화 요구(Initailization Requent) 메시지를 받으면 에러검사를 한 뒤에 상위 블럭에게 메시지 내용을 분석하여 전달한다. 즉 RNC는 코 어네트워크(이하 "CN"이라 함) 안의 MGW(330)에게 업 초기화 요구(Up Initialization Request)를 도 4와 같은 형태의 PDU 14 프레임 포맷(Frame Format)으로 전송한다. MGW(330)는 수신된 초기화 요구 프레임(Initialization Request Frame)을 상위에 보고 한다. 이 때 상위로 전송되는 데이터는 전송 속도, PDU type 0 혹은 1, 제공 가능한 버전이다(S1).
상위 블럭에서는 제공 가능한 AMR 보코더 전송속도인지를 비교하여 제공할 수 있는 경우이면, 이 메시지에 대한 응답메시지인 초기화 ACK(Initailzation Acknowledge)를 RNC(220)에게 전송한다. 즉, 상위 블록에서는 초기화(Initialization)의 페이로드(Payload) 데이터와 자신이 처리할 수 있는 코드 값을 비교하여 그 값과 일치하는 값을 가지고 있으면, RNC에게 초기화 ACK(Initialization ACK)를 전송한다(S2). 이렇게 되면 초기화 과정이 끝난다.
상술한 S1 및 S2 과정에 의해 초기화 과정이 끝나면 RNC(220)와 MGW(330)는 초기화(Initialization)에 의해서 결정된 PDU Type에 따라 도 2, 도 3과 같은 형태로 데이터 포맷을 구성하여 전송한다(S3).
만약 통화중에 무선 환경이 바뀌어져 한 3G 이동통신 단말기에서 전송속도의 변경이 요구되는 경우에는 레이트 컨트롤(Rate Control) 메시지를 통해 레이트 컨트롤(Rate Control)을 요구한다(S4).
이처럼 레이트컨트롤(Rate Control)을 수행하는 경우 요구하는 전송속도를 PDU 14 형태로 RNC(220)에서 MGW(330)에게 전송하면 MGW(330)에서는 이 PDU14 프레임(Frame)을 분석하여 처리가 가능한 경우 Ack 프레임(Acknowledge Frame)을, 불가 능한 경우에는 Nack 프레임(Not Acknowledge Frame)을 가지는 레이트 컨트롤 ACK(Rate Control Ack)메시지를 전송한다(S5).
또한 RNC(220)에서 이동통신 단말기(100)로 전송하는 데이터와 MGW(330)로부터 수신되는 데이터가 동기를 맞추기 위해 버퍼량을 조절하고자 하는 경우 MGW(33)에게 시간정렬 요구(Time Alignment Request) 메시지를 전송한다(S6).
상술한 시간정렬 요구(Time Alignment Request)메시지를 수신한 MGW(330)는 시간정렬을 수행하여 동기를 맞춘다. 이 때 시간정렬(Time Alignment)은 -40 ms ~ 40ms로 규정하고 있다. 동기가 맞추어진 후에는 MGW(330)는 시간정렬 ACK(Time Alignment Acknowledge) 메시지를 RNC(220)로 전송한다(S7).
일반적으로 ATM기반에서 상술한 처리과정에 의한 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)를 제공하는 경우 전송에러가 적고, 음성 서비스를 제공하기 위해 사용되는 보코더인 AMR의 묵음기능을 On하고 사용하고 있다. 만약 대부분 초기화(Initialization) 시에 묵음의 경우를 포함하는 경우에는 프레임 넘버(Frame Number)를 타임 베이스(Time Base) 와 PDU 베이스(PDU Base) 중의 어느 하나를 쓰더라도 항상 AMR주기마다 데이터가 전송되기 때문에 프레임 넘버(Frame Number)는 일치한다.
도 6은 호 생성 후, 묵음을 처리하는 경우가 포함되어 있는 초기화(Initialization)를 수행한 한 후 PDU 타입(PDU Type) 0 또는 1의 프렘임(Frame)을 갖는 두 가지 방식의 프레임 넘버(Frame Number)를 표시한 음성 PDU들이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 음성과 묵음이 연속적으로 존재하는 경우 타임베이스(Time Base)의 음성 PDU와 PDU 베이스(PDU Base)의 음성 PDU는 모두 같은 프레임 넘버(Frame number) 값을 갖는다. 이런 경우 어떠한 RNC(220)든지 묵음을 포함하는 초기화(Initialization)를 수행하면 에러가 발생하지 않는다.
도 6과 달리 음성 데이터의 전송 시 묵음 발생하는 때에는 데이터를 전송하지 않도록 묵음을 포함하지 않는 초기화(Initialization)를 수행한 경우 프레임 넘버(Frame Number)는 타임베이스(Time Base)와 PDU 베이스(PDU Base) 중의 어느 것을 사용했는지에 따라 그 값은 달라진다.
도 7은 호 생성 후, 묵음 처리를 포함하지 않는 초기화(Initialization)를 수행한 후 PDU 타입(Type) 0 또는 1의 프레임(Frame)을 갖는 두 가지 방식의 프레임 넘버(Frame Number)를 표시한 음성 PDU들이다. 도 6과 동일한 조건으로 음성과 묵음이 연속적으로 존재하는 경우 타임 베이스(Time Base)의 음성 PDU와 PDU 베이스(PDU Base)의 음성 PDU의 프레임 넘버(Frame number)는 전혀 다른 값을 갖는다.
타임 베이스(Time Base) 방식의 프레임 넘버(Frame Number)는 도 7의 상단과 같이 음성 PDU와는 상관없이 매 20ms 보코더 주기만큼 값이 증가한다. 연속적인 음성이 발생하는 경우에는 프레임 넘버(Frame Number)가 증가하다가 묵음이 존재하면 PDU를 전송하지 않으며, 음성이 새로 발생하는 경우에 해당 주기에 맞춰 프레임 넘버(Frame Number)를 갖는다. 즉 타임 베이스(Time Base)방식의 프레임 넘버(Frame Number)는 그 값이 순차적인 값을 갖지 않는다. 반면 도 7의 하단과 같이 PDU 베이스(PDU Base) 방식의 프레임 넘버(Frame Number)는 묵음이 존재하더라도 전송되는 PDU간의 프레임 넘버(Frame Number)가 순차적인 값을 갖는다.
즉, 상술한 경우에서 도 6과 같이 RNC(220)와 MGW(330)가 동일한 방식의 프레임 넘버(Frame Number)인 경우에만 에러를 발생하지 않는다. 만약 RNC(220)와 MGW(330)가 각각 다른 방식의 프레임 넘버(Frame Number)를 사용하게 된다면, 연속적인 음성인 경우에는 동일한 값을 가지지만 묵음이 발생하는 경우에는 그 값이 달라져 서로간에 에러 이벤트(Error Event)가 발생한다.
이 경우 RNC(220)와 MGW(330)는 수신한 프레임(Frame)에 대해서 에러를 검색하게 되면 상위 블록에게 에러 검색 내용을 전달하고 상대방에게 에러이벤트(Error Event)를 보낸다. 이 에러 이벤트(Error Event)는 에러이유와 에러가 발생한 단계를 알려준다(S8).
따라서, 상술한 처리과정을 수행하는 종래기술의 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)의 경우 묵음을 포함하지 않는 초기화를 수행한 경우, 음성 통화 중에 묵음이 발생할 때마다 또는 첫 프레임 넘버(Frame Number)가 맞지 않을 때부터 계속적으로 에러이벤트(Error Event)가 발생한다. 그리고 에러 이벤트(Error Event)가 발생하면 에러이벤트의 전송을 위하여 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)을 처리하는 프로세스에 많은 부하가 발생하는 문제점을 갖는다.
또한 데이터 전송로를 통해 에러이벤트(Error Event)를 상대방에게 알려주어야 함으로 한정된 전송 대역폭에서 많은 대역을 점유하게 되므로 서비스 제공에 제한이 발생하며 유엠티에스(UMTS) 전체로도 큰 부하가 발생되어 유엠티에스의 전체 성능이 저하되는 문제점을 갖는다.
상술한 종래기술에서의 문제점을 해결하기 위한 본원 발명은 무선가입자와 통화하고자 할 때 RNC와 MGW간의 상이한 프레임(Frame Number)를 갖는 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP Protocol)을 사용하는 경우, MGW(Media Gateway)에서 자동으로 RNC와 동일한 프레임넘버(Frame Number)로 변경하여 통화로상에 에러이벤트(Error Event) 메시지 전송을 최소화하고, 프로세스에게 보내지는 에러이벤트(Error Event) 제어 메시지를 줄여 전체 시스템이 안정화되도록 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치는, 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치에 있어서, 상기 데이터 전송 장치로 수신되는 데이터 포맷의 데이터 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식을 검색하는 프레임 넘버 검색부와; 상기 데이터 전송 장치가 상기 프레임 넘버 검색부에서 검색된 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식으로 전송될 데이터의 포맷의 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 프레임 넘버 생성부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임 넘버 생성부는, 상기 전송될 데이터의 프레임에 타임베이스(Time Base) 방식으로 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 타임베이스 프레임 넘버 생성부와; 상기 전송될 데이터의 프레임에 피디유 베이스(PDU Base) 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 피디유 베이스 프레임 넘버 생성부와; 상기 프레임 넘버 검색부에서 검색된 프레임 넘버 지정 방식에 따라 전송될 데이터를 상기 타임베이스 프레임 넘버 생성부와 상기 피디유 베이스 프레임 넘버 생성부 중 어느 하나로 전송되도록 스위칭하는 스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치는 UMTS 시스템의 RNC 또는 MGW 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법은, 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치의 데이터 전송 방법에 있어서, 상기 데이터 전송 장치의 호 연결에 따른 초기화 이후에 수신된 데이터 포맷의 프레임 넘버 지정 방식을 검색하는 프레임 넘버 지정 방식 검색과정과; 상기 프레임 넘버 지정 방식 검색 과정에서 검색된 프레임 넘버 지정 방식과 송신 데이터의 프레임 넘버 지정 방식과 비교하는 프레임 넘버 지정 방식 비교 과정과; 상기 프레임 넘버 지정 방식 비교 과정의 비교 결과 수신된 데이터의 프레임넘버 지정 방식과 송신되는 데이터의 프레임 넘버 지정 방식이 상이한 경우 상기 프레임 넘버 지정 방식을 일치시키는 프레임 넘버 지정 방식 일치 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 프레임 넘버 지정 방식은 타임베이스(Time Base) 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식 또는 피디유 베이스(PDU Base) 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식 중 어느 하나 인 것을 특징으로 한다.
상기 데이터를 송수신하는 데이터 전송 장치는 RNC와 MGW인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 8은, 본원 발명의 일 실시예에 따르는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치를 미디어게이트웨이(MGW)(330)에 적용한 것을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 이동통신 단말기(100)의 음성 서비스를 위하여 이동통신 단말기로 무선 인터페이스를 제공하는 노드비(node B)와 RNC(220)가 접속되며, RNC(220)는 코어네트워크(CN)의 MGW(330)와 접속된다.
상술한 RNC(220)는 이동통신 단말기(100)의 음성 서비스를 제어하며 코어네트워크의 MGW(220)와의 데이터 전송의 제어 및 데이터 송수신을 수행한다. 이를 이위하여 RNC(220)는 이동통신 단말기(100)에서 전송된 음성 데이터(Voicd Data)를 수신하여 MGW(330)로 전송하는 RNC IuUP 송신부(221)와 MGW(330)로부터 수신되는 음성 데이터(Voice Data)를 이동통신 단말기(100)로 전송하는 RNC IuUP 수신부(224)를 포함하여 구성된다.
상술한 RNC IuUP 송신부(221)는 내부에 RNC IuUP 송신 제어 신호 처리부(222)와 RNC IuUP 송신 데이터 처리부(223)를 구비한다.
상술한 RNC IuUP 수신부(224)는 내부에 RNC IuUP 수신 제어신호 처리부(225)와 RNC IuUP 수신 데이터 처리부(226)를 포함한다.
상기 RNC IuUP 송신 제어 신호 처리부(222)와 RNC IuUP 수신 제어 신호 처리부(225)는 이동통신 단말기의 음성 서비스를 위해 MGW(330)와의 IuUP 프로토콜에 따른 제어신호처리를 수행하는 것으로서 도 5의 처리과정에서와 같이 초기화(S1), 레이트 컨트롤(Rate Control)(S4 ~ S5), 시간 정렬(Time Alignment)(S6 ~ S7), 에러 이벤트 제어(Error Event Control)(S8) 등을 위한 제어신호의 생성 및 제어신호처리를 수행한다. 즉, RNC IuUP 송신 제어 신호 처리부(222)는 MGW(330)로 전송될 제어데이터를 도 4의 PDU 14 포맷(PDU 14 Format)의 제어 프레임(Control Frame)을 생성하고, RNC IuUP 수신 제어 신호 처리부(225)는 MGW(330)로부터 수신된 도 4의 PDU 14 포맷(PDU 14 Format)의 제어프레임에 따른 제어신호처리를 수행한다.
상기 RNC IuUP 송신 데이터 처리부(223)와 RNC IuUP 수신 데이터 처리부(226)는 이동통신 단말기에 대한 음성 서비스 제공을 위한 음성 데이터의 처리를 수행한다. 즉, 상기 RNC IuUP 송신 데이터 처리부(223)는 이동통신 단말기(100)로부터 수신된 음성데이터를 도 2의 PDU 0 포맷(PDU 0 Format) 또는 도 3의 PDU 1 포맷(PDU 1 Format)으로 변환하여 MGW(330)로 전송한다. RNC IuUP 수신 데이터 처리부(226)는 MGW(330)로부터 수신된 도 2의 PDU 0 포맷(PDU 0 Format) 또는 도 3의 PDU 1 포맷(PDU 1 Format)에서 음성데이터를 추출하여 이동통신 단말기(100)로 전송한다.
도 8에서 미디어 게이트웨이(MGW : Media Gateway)(330)는 IuUP 프로토콜에 의한 음성 서비스 제공을 위하여 MGW IuUP 수신부(340)와 MGW IuUP 송신부(350)를 포함하여 구성된다.
상기 MGW IuUP 수신부(340)는 RNC(220)로부터 수신되는 PDU 14 포맷(PDU 14 Format)에 의해 전송되는 제어 프레임에 따른 제어신호 처리를 수행하는 MGW IuUP 수신 제어신호 처리부(341)와, PDU 0 또는 1 포맷(Format)으로 전송되는 음성데이터를 처리하여 상대방 이동통신 단말기로 전송하기 위해 PSTN 또는 ISDN 망으로 출력하는 MGW IuUP 수신 데이터 처리부(342)를 구비한다.
여기서, 상기 MGW IuUP 수신 데이터 처리부(342)는 본원 발명에 따르는 유연한 프레임 넘버의 제공을 위하여 RNC(220)로부터 수신된 데이터 프레임의 프레임 넘버(Frame Number)를 검색하여 데이터 프레임이 타임베이스(Time Base) 인지 PDU 베이스(PDU Base)인지를 판단하기 위하여 프레임 넘버(Frame Number)를 조사하는 프레임 넘버 검색부(343)를 구비한다. 상기 프레임 넘버 검색부(343)는 RNC(220)로부터 수신되는 데이터 포맷의 프레임 넘버(Frame Number)를 검색하여 프레임 넘버가 연속적인 경우에는 PDU 베이스(PDU base)로 판단하고, 프레임 넘버가 불연속적인 경우에는 타임 베이스(Time base)로 판단한다. 그리고, 프레임 넘버에 의해 판단된 결과에 따라 MGW IuUP 송신부(350)에 구성된 프레임 넘버 생성부(353)를 스위칭하는 스위칭 신호를 출력한다.
상기 MGW IuUP 송신부(350)는 RNC(220)와의 음성 데이터 서비스를 위한 IuUP 프로토콜에 따른 제어를 수행하기 위하여 RNC(220)로 전송될 PDU 14 포맷(PDU 14 Format)의 제어 프레임을 생성하여 RNC(220)로 전송하는 MGW IuUP 송신 제어신호 처리부(351)와, 상대방 이동통신 단말기로부터 수신된 음성데이터를 RNC(220)로부터 전송된 프레임 포맷의 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식(타임베이스 또는 PDU베이스)에 따라 음성데이터를 PDU 0 또는 1 포맷(Format)으로 변환하여 RNC(220)로 전송하는 MGW IuUP 송신 데이터 처리부(352)를 구비한다.
상술한 바와 같이 전송되는 데이터 프레임을 RNC(220)의 프레임 넘버(Frame Number) 방식에 따라 선택적으로 프레임 넘버를 지정하기 위하여, 상기 MGW IuUP 송신데이터 처리부(352)에는 프레임 넘버 생성부(353)가 구비된다. 그리고, 프레임 넘버 생성부(353)는 타임 베이스(Time Base) 방식으로 PDU 0 또는 1 포맷의 데이터 프레임의 프레임 넘버를 지정하는 타임 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부(355)와 PDU 베이스(PDU Base) 방식으로 PDU 0 또는 1 포맷의 데이터 프레임의 프레임 넘버를 지정하는 PDU 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부(356)와 MGW IuUP 수신 데이터 처리부(342)의 프레임 넘버 검색부(343)의 제어 신호에 따라 타임 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부(355)와 PDU 베이스 프레임 넘버(Time Base Frame Number) 생성부(356)로 데이터가 입력되도록 선택적으로 스위칭하는 스위칭부(354)로 구성된다.
그리고, 상술한 도 8의 구성에서 상기 프레임 넘버 검색부(342), 상기 MGW IuUP 송신 데이터 처리부(350)의 프레임 넘버 생성부(353)는 MGW(330)의 하드웨어로 또는 하드웨어의 변경 없이 소프트웨로 구현할 수 있다.
도 9는 본원 발명에 따르는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하여 본원 발명에 따르는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페 이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법의 처리과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저 PSTN 단말과 3G 단말간의 호 요구가 발생하면 도 5의 S1 과정과 같이 RNC(220)와 MGW(330)등의 데이터 전송장치가 AMR 보코더의 전송속도를 일치시키는 등의 IuUP 초기화(Initialization) 절차를 수행하여 데이터 전송을 준비하면, 타임 베이스(Time Base) 프레임 넘버 지정 및 PDU 베이스(PDU base) 프레임 넘버 지정을 동시에 수행할 수 있도록 데이터 전송장치를 설정한다(S11).
다음으로 MGW(330) 또는 RNC(220)는 입력되는 데이터 프레임의 데이터 프레임 넘버를 읽어 들여서 프레임 넘버가 타임 베이스(Time Base) 방식으로 지정되었는지 또는 PDU 베이스(PDU Base) 방식으로 지정되었는 지를 검색한다(S12).
S12 과정 이 후, RNC(220) 또는 MGW(330)는 S12과정에서 검색된 프레임 넘버 지정 방식에 따라 전송되는 데이터의 프레임 넘버를 지정하여 데이터 포맷을 작성한 후 이를 상대방에게 전송하는 것으로서 본원 발명의 처리 과정을 종료한다(S13).
도 10은 도 8의 시스템에 본원 발명에 따르는 도 9의 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법을 적용함으로써 유연한 프레임넘버(Frame Number) 방식을 갖도록 유엠티에스(UMTS)에서 전송되는 데이터 프레임을 제어하는 일 실시예의 처리 과정을 나타내는 순서도이다.
도 10의 유엠티에스(UMTS)에서 전송되는 데이터 프레임의 제어 처리 과정을 도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 PSTN 단말과 3G 단말간의 호 요구가 발생하여 도 5의 S1 과정과 같은 IuUP 초기화(Initialization) 절차를 수행하게 되면 기본적인 호가 연결되어 데이터가 전송된다. 이 때 미디어게이트웨이(MGW)(330)는 RNC(220)로부터 호 연결요구를 받으면 타임 베이스(Time Base) 프레임 넘버 생성부(355)와 PDU 베이스(PDU base) 프레임 넘버 생성부(356)를 구동시킨다(S21).
그리고, MGW(330)의 MGW IuUP 송신 데이터 처리부(352)의 프레임 넘버 생성부(353)는 전송되는 데이터의 프레임을 타임베이스(Time Base) 방식으로 지정하여 보낼 수 있도록 스위칭한다. 그리고, 이에 따라 상대방 이동통신 단말기로부터 수신되는 데이터를 타임 베이스(Time Base) 방식에 따라 프레임 넘버를 지정한 후 도 2 와 도 3에 도시된 바와 같은 PDU 0 또는 PDU 1포맷을 가지는 데이터 프레임을 생성하여 RNC로 전송한다(S22).
다음으로 MGW(330)의 MGW IuUP 수신 데이터 처리부(342)의 프레임 넘버 검색부(343)는 RNC(220)로부터 입력되는 데이터 프레임의 데이터 프레임 넘버를 읽어 들여서 프레임 넘버가 타임 베이스(Time Base) 방식으로 지정되었는지 또는 PDU 베이스(PDU Base) 방식으로 지정되었는 지를 검색한 후, 검색된 프레임 넘버 방식이 타임베이스 방식인지를 판단한다(S23).
S23과정의 판단 결과 RNC(220)에서 들어오는 데이터의 프레임 넘버(Frame Number)가 PDU 베이스(PDU Base)의 프레임 넘버(Frame Number)인 경우 에러 이벤트(Error Event)를 RNC(220)로 전송한다(S24).
그런 다음 RNC(220)로부터 수신되는 데이터 프레임의 프레임 넘버 지정 방식이 계속하여 PDU 베이스(PDU Base) 방식으로 데이터 프레임이 수신되어 에러 이벤트(Error Event)의 발생이 소정 회수 이상 반복되는 지를 판단한다(S25).
S25 과정의 판단 결과 에러 이벤트의 발생이 소정 회수 이상 반복되는 경우 MGW(330)의 프레임 넘버 생성부(353)는 PDU 베이스(PDU Base) 프레임넘버 생성부(355)로 스위칭하여 이 후에 전송되는 데이터는 PDU 베이스(PDU Base) 방식으로 프레임 넘버를 지정하여 데이터를 전송한다(S26).
그리고, S24 과정의 판단 결과 에러 이벤트가 발생되지 않는 경우, 그리고, S25 과정의 판단 결과 에러 이벤트의 발생회수가 소정 회수를 초과하지 않는 경우에는 타임베이스(Time Base) 프레임 넘버 생성부(355)로 스위칭된 상태를 유지하여 타임베이스(Time Base) 데이터 프레임을 생성하여 전송하는 것을 유지하게 된다.
도 8 및 도 10의 설명에서 UMTS에서 전송되는 음성 데이터 포맷의 프레임 넘버 지정 방식의 검색 및 프레임 넘버 지정 방식의 변환을 MGW(330)에서 수행하도록 구성하였으나, 이와 달리, 도 8의 프레임 넘버 검색부(343)를 RNC(220)의 RNC IuUP 수신데이터 처리부(226)에 구성하고, 프레임 넘버 생성부(353)를 RNC(220)의 RNC IuUP 수신데이터 처리부(226)에 구성하여, RNC(220)가 전송되는 음성 데이터 포맷의 프레임 넘버를 검색한 후 프레임 넘버의 지정 방식의 변경을 수행하도록 구성할 수도 있다.
상술한 본원 발명은 PSTN 단말 또는 2G 단말이 3G단말과의 음성 및 팩스 통신을 하기 위하여 유엠티에스 사용자 측면 인터페이스 프로토콜(UMTS IuUP Protocol)을 사용하는 RNC와 MGW간에 PDU 데이터가 서로 다른 프레임 넘버(Frame Number)를 사용하는 경우의 처리 방법으로서 RNC와 MGW 간의 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식이 다른 데이터를 전송하는 경우에 호의 삭제 없이 기존의 호를 유지하면서 RNC와 MGW의 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식이 동일하도록 자동으로 조정할 수 있다.
상술한 본원 발명은 UMTS에서 전송되는 음성 데이터 포맷의 프레임 넘버 지정방식의 상이함에 의해 발생되는 에러 이벤트를 감소시킴으로써 프레임 넘버 불일치에 따른 에러 이벤트의 전송을 감소시킴으로서 데이터 전송 대역폭의 손실을 최소화하여 전송 대역폭을 보장하고, 이에 따라 시스템의 성능을 항상 최상의 상태로 유지시키는 효과를 제공한다.

Claims (6)

  1. 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치로 수신되는 데이터 포맷의 데이터 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식을 검색하는 프레임 넘버 검색부와;
    상기 데이터 전송 장치가 상기 프레임 넘버 검색부에서 검색된 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식으로 전송될 데이터의 포맷의 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 프레임 넘버 생성부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프레임 넘버 생성부는,
    상기 전송될 데이터의 프레임에 타임베이스(Time Base) 방식으로 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 타임베이스 프레임 넘버 생성부와;
    상기 전송될 데이터의 프레임에 피디유 베이스(PDU Base) 방식으로 프레임 넘버(Frame Number)를 지정하는 피디유 베이스 프레임 넘버 생성부와;
    상기 프레임 넘버 검색부에서 검색된 프레임 넘버 지정 방식에 따라 전송될 데이터를 상기 타임베이스 프레임 넘버 생성부와 상기 피디유 베이스 프레임 넘버 생성부 중 어느 하나로 전송되도록 스위칭하는 스위칭부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 유엠티에스(UMTS)의 데이터를 송수신 하는 데이터 전송 장치는 알엔씨(RNC) 또는 미디어게이트웨어(MGW) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 장치.
  4. 유엠티에스(UMTS)의 데이터 전송 장치의 데이터 전송 방법에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치의 호 연결에 따른 초기화 이후에 수신된 데이터 포맷의 프레임 넘버 지정 방식을 검색하는 프레임 넘버 지정 방식 검색과정과;
    상기 프레임 넘버 지정 방식 검색 과정에서 검색된 프레임 넘버 지정 방식과 송신 데이터의 프레임 넘버 지정 방식과 비교하는 프레임 넘버 지정 방식 비교 과정과;
    상기 프레임 넘버 지정 방식 비교 과정의 비교 결과 수신된 데이터의 프레임넘버 지정 방식과 송신되는 데이터의 프레임 넘버 지정 방식이 상이한 경우 상기 프레임 넘버 지정 방식을 일치시키는 프레임 넘버 지정 방식 일치 과정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 프레임 넘버 지정 방식은 타임베이스(Time Base) 프 레임 넘버(Frame Number) 지정 방식 또는 피디유 베이스(PDU Base) 프레임 넘버(Frame Number) 지정 방식 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 데이터 전송 장치는,
    알엔씨(RNC) 또는 미디어게이트웨어(MGW) 중 어느 하나 인 것을 특징으로 하는 유엠티에스(UMTS)의 사용자측면 인터페이스 프로토콜(IuUP 프로토콜 : Interface User Plane Protocol) 처리 방법.
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