이동 통신 시스템의 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법{Method for Dynamic Transport Channel Switching in Mobile Communication System}

본 발명은 이동 통신 시스템의 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법에 관한 것으로, 특히 비동기 IMT-2000(International Mobile Telecommunication-2000) 시스템 등에서 한정된 무선 채널 자원을 효율적으로 사용하기 위하여 전송율 정보(Transport Format Indicator; TFI)를 고려하여 트래픽 볼륨을 측정하는, 이동 통신 시스템의 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법에 관한 것이다.

기존의 능동 트랜스포트 타입 스위칭은 버퍼 점유율(BO: Buffer Occupancy)만을 이용한 하향 링크 트래픽 볼륨을 측정하는 방법을 사용하였다.

그러나 상기와 같은 방법에서는 호 설정시의 정해진 버퍼의 크기와 일시적인 트래픽 용량에 따라 빈번한 채널 스위칭이 발생하여 무선 용량이 감소되는 문제점이 나타난다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 기술로서 "프레임 송수신 장치"가 대한민국 특허 출원번호 제10-1998-0706695호에 개시되어 있으며, 또한, 논문 "김영일, "The delay detection method for voice/data traffic service in mobile system", Globecom , pp.2637-2641, Oct. 1999."이 게재되어 있다.

상기 특허 출원번호 제10-1998-0706695호는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 메모리 수단(이동 스위칭 센터 프로세서)은 이동국에서 이용할 수 있는 서비스에 대응하는 전송지연 특성을 저장하고, 통신 타이밍 설정 수단 (다이버시티 채널 전환 트렁크)은 서비스에 따라 선택된 전송지연 특성에 따라 기지국에 대한 통신의 타이밍을 결정한다. 그리고 프레임 전송 장치는 프레임 동기화 정보를 사용자 프레임에 부가하는 프레임 동기화 정보 가산기 및 프레임 동기화 정보를 갖는 사용자 프레임을 전송하는 전송기를 갖추고 있으며, 또한, 프레임 수신 장치는 프레임 동기화 정보를 갖는 사용자 프레임을 수신하는 수신기 및 프레임 동기화 정보를 참조하여 프레임 동기화를 수행하는 프레임 동기화기를 갖추고 있다.

상기 특허 출원번호 제10-1998-0706695호는, 비동기 상태 발생시에 망 내 프로세서들의 과도한 신호 전송이 발생하는 일을 막을 수는 있으나, 비동기 상태의발생을 근본적으로 방지할 수는 없는 문제점이 있다.

한편, 상기 논문에서는 기지국과 제어국간의 전송 지연, 즉 큐잉에 의한 지연을 줄이기 위하여 스태거드 프레임 방법 (staggered frame method)을 사용하는 것을 제안하고 있다. 이 스태거드 프레임 방법은 여러 호에 대한 트래픽 데이터의 전송 시간을 한 프레임 간격에 대해 고르게 분포하도록 한다

상기 논문은 트래픽 전송 시간을 고르게 분포 시켜 전송 지연을 줄이는 방법을 제안하고 있으나, 상기 특허출원과 마찬가지로 송신할 트래픽 데이터의 수신 지연으로 인해 프레임의 유실되는 것, 즉 비동기 상태의 발생을 근본적으로 차단할 수 없는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 빈번한 능동 트랜스포트채널 타입 스위칭에 의한 불필요한 채널점유 시간을 줄임으로써 전체 서비스 사용자의 증가를 통해 효율적으로 무선 자원의 사용을 도모할 수 있도록 하는 이동 통신 시스템의 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 빈번한 능동 트랜스포트채널 타입 스위칭에 의한 불필요한 채널점유 시간을 줄임으로써 전체 서비스 사용자의 증가를 통해 효율적으로 무선 자원의 사용을 도모할 수 있도록 하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 WCMS를 설명하기 위한 개략적인 구조도이다.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선 트래픽 처리 장치의 개략적인 블럭 구성예시도

도 3은 본 발명에 따른 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법을 설명하기 위한 일실시예 흐름도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동 통신 시스템의 무선 자원 제어부(RRC)가 트래픽 트랜스포트 채널을 관리하기 위한 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법에 있어서, 인터벌 카운트(interval count)값과 전송율 정보(TFI) 임계치의 최대값 및 최소값을 설정하는 제 1단계; 상기 인터벌 카운트 범위 내에서 상기 이동 통신 시스템에서 송신하는 TFI의 평균값을 산출하는 제 2단계; 및 상기 제 2단계에서 구한 TFI 평균값이 TFI 임계치의 최대값 및 최소값의 범위 내인지 여부에 따라, 전용 채널(DCH) 및 순방향 액세스 채널(FACH)간의 채널 스위칭 여부를 결정하여 상기 RRC로 송신하는 제 3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이동 통신 시스템의 무선 자원 제어부(RRC)가 트래픽 트랜스포트 채널을 관리하기 위해 마이크로프로세서를 구비한 트랜스포트 채널을 제어하는 트래픽 제어 프로세서(THP:Traffic Handing Processor) 장치에, 인터벌 카운트값과 전송율 정보(TFI) 임계치의 최대값 및 최소값을 설정하는 제 1기능; 상기 인터벌 카운트 범위 내에서 상기 이동 통신 시스템에서 송신하는 TFI의 평균값을 산출하는 제 2기능; 및 상기 제 2기능에서 구한 TFI 평균값이 TFI 임계치의 최대값 및 최소값의 범위 내인지 여부에 따라, DCH 및 FACH간의 채널 스위칭 여부를 결정하여 상기 RRC로 송신하는 제 3기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 광대역 코드 분할 다중 접속 이동 시스템(Wideband CDMA Mobile System; WCMS)을 설명하기 위한 개략적인 구조도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 시스템은, 무선 송수신 서브시스템(110; Radio Transceiver Subsystem(RTS)), 무선망 제어기(120; Radio Network Controller(RNC)) 및 코어 네트워크(150; Core Network(CN))로 구성되어 있다.

상기 RTS(110)는 기지국 제어 프로세서(111; Base-Station Control Processor(BCP)) 및 채널 소자 프로세서(112; Channel Element Processor(CEP))로 구성되어 있다.

또한, 상기 RNC(120)는 기지국 정합장치(121), ATM(Asynchronous Transfer Mode) 교환기(122), 망접속 장치(123), 무선 트래픽 처리 장치(130; Traffic Handling Module(THM)) 및 제어 서브 시스템(140; Main Controller Processor(MCP))으로 구성되어 있다.

또한, 상기 THM(130)은 공통 채널(Common Channel)의 매체 액세스 제어(Media Access Control(MAC-C))에 대한 THM(131; 이하 "THM-C"라 한다) 및 전용 채널(Dedicated Channel)의 MAC(MAC-D)에 대한 THM(132; 이하 "THM-D"라 한다)로 구성되어 있다.

또한, 상기 MCP(140)는 액세스 제어 프로세서(141; Access Control Processor(ACP))와 액세스 신호 프로세서(142; Access Signalling Processor(ASP))로 구성되어 있다.

상기 BCP(111)는 무선 자원을 할당, 예약 및 해제하는 기능을 담당하며, 무선 베어러를 설정, 변경, 해제하고, 무선 베어러와 이에 해당하는 유선 베어러를 연결하는 기능을 담당한다. 또한, 무선 자원 파라미터를 유지 및 관리하는 기능을 수행함으로써 무선 자원을 관리한다.

상기 CEP(112)는 무선 접속 기능, 트랜스포트 채널 접속 기능을 수행함으로서 무선 트래픽을 유선으로 전달한다.

상기 THM(130)는 사용자 장비(User Equipment(UE))와 무선 MAC을 접속하고, 상기 UE와 무선 RLC를 접속하는 기능 및 상기 CN(150)과 링크 및 네트워크 계층을 접속하는 기능을 수행한다.

상기 THM-D(132)는 상위로는 호 제어 프로세서(도시되지 않음) 및 상기 CN(150)과, 하위로는 RTS(110)와 직접 트래픽 데이터(Traffic Data)를 교환하는 기능을 담당한다.

상기 MCP(140)는 상기 RNC(120) 내의 자원 관리 및 호 제어, 기지국 운용 보전 등의 기능을 수행한다.

상기 ACP(141)는 이동 가입자의 발/착신호를 설정, 유지 및 해제하는 기능을 담당하며, 무선 또는 유선 자원을 할당하고, 예약하며 해제하는 기능을 담당한다. 또한, 상기 ACP(141)는 핸드오버를 결정하며, 상기 CN(150)과의 AAL2(ATM AdaptionLayer 2) 연결을 설정하고, 해제하는 기능을 수행한다.

상기 ASP(142)는 ASP-CN 및 RNC-RNC 간의 신호 정합 기능을 수행한다.

상기 RTS(110)에서 무선으로 수신한 상향 트래픽 데이터는 상기 THM(130)에서 무선 트래픽 처리 계층 2 과정을 거친 후, 호 제어 프로세서나 상기 CN(150)으로 전달되며, 반대로 하향 트래픽은 호 제어 프로세서나 상기 CN(150)으로부터 상기 THM(130)으로 전달되어 무선 트래픽 처리 계층 2 과정을 처리한 뒤 상기 RTS(110)으로 보내진다.

상기 RTS(110)에서는 수신한 트래픽 데이터를 무선 프레임으로 구성하여 단말기에 송신한다.

상기 THM-D(132)가 본 발명이 적용되는 프로세서의 일례라 할 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 무선 트래픽 처리 장치의 개략적인 블럭 구성예시도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 THM은 무선 링크 제어부(210; Radio Link Control(RLC)), MAC(220) 및 RFHB(230: RNC Frame Handling Block)로 구성되어 있으며, 상기 RLC(210)는 UMRB(211; Unacknowledged Mode RLC), TMRB(212; Time Mode RLC) 및 AMRB(213; Acknowledged Mode RLC)로 구성되어 있다.

또한, 상기 MAC(220)은 RMCB(221: RNC MAC-C Block) 및 RMDB(222:RNC MAC-D Block)로 구성되어 있다.

상가 RLC(210)는 연결 제어와 데이터 분할/조합 기능을 담당하는데, 상기 UMRB(211)는 응답 메시지 없이 무선 링크를 관리하는 기능을 담당하며, 상기TMRB(212)는 리얼 타임의 데이터를 주고 받는 기능을 담당한다, 또한, 상기 AMRB(213)는 시그널과 같은 응답 메시지를 주고 받는 기능을 담당한다.

상기 MAC(220)은 논리 채널을 트랜스포트 채널로 변환하는 기능을 수행하는 바, 상기 RMCB(221)는 공통 채널을 위한 논리 채널을 트랜스포트 채널로 매핑하고, 전송율 정보(TFI)를 선택하는 기능을 담당하며, 상기 RMDB(222)는 전용 채널을 위한 RB(RLC Block)와 트랜스포트 채널사이의 매핑을 담당하고, 데이터의 우선 순위 제어하며, 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit; PDU)을 다중화/역다중화하는 기능을 담당한다.

상기 RFHB(230)는 무선 트래픽 프레임을 조립하고 해석하며, 상기 THP(130)와 상기 CEP(112)간의 제어 정보를 송수신하고, 전력제어 정보를 송수신 하는 기능을 담당하는 프레임 프로토콜(Frame Protocol(FP))이다

본 발명은 트래픽 트랜스포트 채널을 관리하기 위한 것이므로, RMDB(222)가 본 발명이 적용되는 프로세서라 할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법을 설명하기 위한 일실시예 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 능동 트랜스포트 채널 스위칭 방법은 전송되는 데이터량(평균 전송율 정보(TFI)값)에 따라서, 전용 채널(Dedicated CHannel; 이하 'DCH'라 한다)에서 사용하던 트래픽을 평균 전송율 정보(Transport Format Indicator; 이하 'TFI'라 한다)가 적으면 순방향 액세스 채널(Forward Access CHannel; 이하 'FACH'라 한다)로 바꾸어서 사용하고 또 FACH를 사용하던 트래픽도 전송되는 평균 TFI 값이 너무 커지면 다시 DCH로 변환하여 사용하는 방법이다.

즉, 용량이 적은 패킷(packet)을 FACH을 이용함으로써 다른 큰 용량을 요구하는 DCH의 사용을 감소시키는 효과를 유도하여 좀 더 많은 사용자를 수용할 수 있게 한다.

그러나 너무 많은 채널 스위칭은 시스템의 부하를 주므로 종류마다 다른 TFI의 범위를 설정하여 너무 잦은 스위칭을 방지하고자 한다.

무선 네트워크 제어(RNC)에서 하향 링크 트래픽 볼륨 측정시에, TFI는 매체 액세스 제어(MAC)와 프레임 프로토콜(FP) 사이에 실제 데이터 전송량을 나타내므로, 이를 이용하면 트래픽 볼륨을 측정할 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 매체 액세스 제어(MAC)가 호를 설정할 때, 무선 자원 제어부(Radio Resource Controller; 이하 'RRC'라 한다)로부터 해당 호의 전송률 세트(Transport Format Set; TFS)를 수신하여, 해당 호의 서비스 타입에 따라 TFI 임계치의 최소값과 최대값을 설정하고, 또한 서비스 타입에 따라 인터벌 카운트(interval count)를 설정한다. 또한, 토탈 TFI(total TFI)을 초기화한다(301).

상기에서 결정된 인터벌 카운트에 따라 송신하는 TFI를 토탈 TFI에 축적한다(302, 303, 304).

상기에서 축적된 토탈 TFI를 평균하여 TFI 평균값을 구한다(305).

상기에서 구한 TFI 평균값이 이미 결정한 TFI 임계치의 최소값보다 큰지를 판단한다(306). 이 때, TFI 평균값이 TFI 임계치의 최소값보다 작으면, 현재 사용하고 있는 트랜스포트 채널이 DCH인지 확인하여(307), DCH인 경우에는 RRC로 현재 사용하고 있는 채널을 FACH로 변환하기 위한 메세지를 송신하고(308), DCH가 아닌 경우에는 RRC에 보고하지 않음으로써 채널 변화를 시도하지 않는다.

TFI 평균값이 TFI의 최소값보다 큰 경우에는, 상기 TFI 평균값이 TFI 임계치의 최대값보다 작은지 판단한다(309). 이 때, TFI 평균값이 TFI 임계치의 최대값보다 크면, 현재 사용하고 있는 트랜스포트 채널이 FACH인지 확인하여(310), FACH인 경우에는 RRC로 현재 사용하고 있는 채널을 DCH로 변환하기 위한 메세지를 송신하고(311), FACH이 아닌 경우에는 RRC에게 현재 트래픽 볼륨을 보고하지 않는다.

또한, TFI 평균값이 TFI 임계치의 최대값보다 작으면 채널변화를 시도하지 않는다.

상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 빈번한 능동 트랜스포트채널 타입 스위칭에 의한 불필요한 채널 점유 시간을 줄임으로써, 전체 서비스 사용자의 수용 능력의 증가를 통해 무선 자원을 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트랜스포트 채널 스위칭을 결정하는데 있어서 일정 시간 동안의 TFI의 평균값을 이용하여 스위칭 함으로써, 일시적인 트래픽 용량에 따라 발생하기 쉬운 시스템 부하를 감소 시켜 많은 서비스 가입자에게 통신 서비스를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.