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KR20010017430A - 이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법 - Google Patents

이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법 Download PDF

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KR20010017430A
KR20010017430A KR1019990032938A KR19990032938A KR20010017430A KR 20010017430 A KR20010017430 A KR 20010017430A KR 1019990032938 A KR1019990032938 A KR 1019990032938A KR 19990032938 A KR19990032938 A KR 19990032938A KR 20010017430 A KR20010017430 A KR 20010017430A
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서평원
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Abstract

본 발명은 기지국과 망 연동장치 사이의 데이터 프레임 전송과정에 흐름제어가 가능한 서브프레임을 포함하여 전송함으로서 네트워크의 오버플로우를 방지하도록 한 이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은, 기지국제어부와 망연동부로 구성된 이동 통신 시스템에 있어서, 상기 기지국제어부에서 데이터 송신시간이 포함된 프레임을 상기 망연동부에 전송하는 단계와, 상기 망연동부에서 상기 전송된 프레임에 데이터 수신시간을 포함하여 상기 기지국제어부에 재전송하는 단계와, 상기 기지국제어부에서 상기 재전송된 프레임의 데이터 수신시간과 송신 시간과의 차이값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 차이값을 이용하여 상기 기지국제어부에서 망연동부와의 데이터 흐름을 제어하는 단계로 이루어짐으로서, 데이터 전송시 발생하는 오버플로우(Overflow)를 사전에 예측하여 네트워크상의 트래픽 부하로 인한 네트워크 재전송 또는 데이터 손실에 따른 에러정정과 같은 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.

Description

이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법{Transmission Control Method of Base Station Controller and InterWorking Function in Radio Communication System}
본 발명은 이동 통신시스템에 관한 것으로서, 특히 기지국제어부(Base Station Controller)와 망연동부(InterWorking Function)간의 데이터 전송시 발생하는 트래픽 부하를 줄이기 위한 이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 이동 통신시스템에서는 기지국(Base Station Controller ; 이하 BSC라 약칭함)과 망연동부(InterWorking Function ; 이하 IWF라 약칭함)간의 데이터 전송은 ISLP(InterSystem Link Protocol) 프레임 형태로 이루어진다.
도 1은 일반적인 데이터 전송시의 프레임 형태를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 플래그(Flag)는 시작플래그(11)와 종료 플래그(17)로 이루어진다. 플래그는, 일반적으로 0X7E의 값을 가지며 프레임의 경계를 나타낸다. Seq(S)(Send Sequence Number)(12)는 전송프레임의 일련번호를 나타내고 CNTL필드(13)는 전송하는 프레임의 타입을 표시한다.
정보의 길이(Length)(14)는 정보(Information)의 길이를 바이트(Byte)수로 나타낸 것이다. ISO(국제표준기구)의 HDLC(High Level data Link Control)인 경우 정보(Information)의 내용은 비트의 배열 또는 수에 제한없이 정보(Information)비트의 최대 길이 및 구성은 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 합의에 의해 사용된다.
프레임 에러체크(Frame Check Sequence ; FCS)(16)는 통신채널에 의해 발생되는 프레임의 에러체크를 위하여 사용된다. 상세하게는, 기지국(BSC)와 망연동부(IWF)간 동일하게 16비트의 검사순서를 가지고 각 프레임의 에러를 검사하게된다.
그러나, 이와 같은 구성으로 이루어진 프레임 형태로 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)사이에서 데이터 전송이 수행될 때는 흐름제어에 대한 정보가 들어가지 않는다.
여기서, CNTL 필드(13)가 의미하는 내용은 다음의 표에 의해 설명하기로 한다.
표 1에 의하면, 0 비트에서 7비트의 데이터로 구성된 ISLP 프레임에서 CNTL 필드는 최상위 비트 그룹인 7비트에서 값이 0이면 정보(Information) 데이터를 의미하고, 값이 1이면 명령 수행을 의미한다.
반면에, 최하위 비트 그룹인 0∼2비트일 때는 각각의 프레임 제어 명령이 수행된다. 즉, 000 비트일때는 망연동부(IWF)로 셋업(SETUP)메시지를 보내주기 위한 SABME 명령을 수행하고, 001 일때는 접속종료명령인 DISC(Disconnect)하며, 100일때는 긍정적 신호 응답인 UA를 전송하고, 101일 경우에는 연결이 안된다는 명령인 DM(Disconnect Mode)를 수행한다.
이상과 같은 프레임 구성요소들에 대한 설명을 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 ISLP 프레임 형태로 구성된 데이터의 전송동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
먼저 기지국(BSC)에서 SABME 프레임을 전송하고 그 응답으로서 긍정적 신호응답(UA)을 수신하게 되면 호가 설정되고 연결 불가 명령(DM)을 수신하면 호 설정은 되지 않는다.
만약 긍정적 신호응답(UA)을 수신하여 호가 설정되면 트래픽 데이터를 주고 받을 수 있는 상태가 되고 정보(Information)프레임을 서로 주고받게 된다.
그러나, 종래의 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 데이터 전송중에 정보(Information)프레임의 교환이 이루어지는 과정에 있어서, 트래픽의 송수신 상황에서 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 흐름제어에 관하여 어떠한 정보도 주고받지 않기 때문에 기지국과 망연동부간의 데이터 전송시 오버플로우(Overflow)가 발생하게 된다. 오버플로우(Overflow)는 트래픽이 많은 망연동부(IWF)에서 기지국(BSC) 방향으로 발생할 가능성이 높은 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기와 같이 언급한 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 종래의 프레임 전송과정에 흐름제어가 가능한 서브프레임을 포함하여 전송함으로서 네트워크의 오버플로우를 방지하도록한 이동 통신시스템에서의 기지국과 망연동부간의 전송 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일특징에 따르면, 기지국제어부에서 데이터 송신시간이 포함된 프레임을 상기 망연동부에 전송하는 단계와, 상기 망연동부에서 상기 전송된 프레임에 데이터 수신시간을 포함하여 상기 기지국제어부에 재전송하는 단계와, 상기 기지국제어부에서 상기 재전송된 프레임의 데이터 수신시간과 송신 시간과의 차이값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 차이값을 이용하여 상기 기지국제어부에서 망연동부와의 데이터 흐름을 제어하는 단계로 이루어진다.
바람직하게는, 상기 프레임은 상기 기지국제어부와 망연동부간에 전송되는 데이터 전송 ISLP(InterSystem Link Protocol) 프레임의 정보필드에 데이터 흐름 정보를 서브 프레임 형태로 삽입되어 전송된다.
또한, 상기 프레임은, 상기 프레임의 데이터 필드에 상기 기지국제어부에 구비된 HSVA(High speed Selector Vocoder Assembly) 보드의 데이터 송신 시간을 포함하여 전송한다.
도 1은 일반적인 데이터 전송시의 프레임 형태를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 의한 흐름제어 프레임의 구성을 나타낸 도면.
도 3은 도 2에 도시한 흐름제어 프레임의 구성요소중 BODY 부분을 구체화한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 기지국(BSC)과 망연동부(IWF) 간의 오버플로우(Overflow)를 예측하기 위한 프레임 송수신간 시간 차이(Round Trip Delay)를 측정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 흐름제어 시점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
21, 24 : 시작 및 종료 플래그 22 : Body의 길이
23 : 프레임의 몸체(Body) 31 : 메시지 형태
32 : HSVA 송신 시간
이하 본 발명에 대한 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 흐름제어 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시한 흐름제어 프레임의 구성요소중 BODY 부분을 구체화한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명은 기지국 제어부(Base Station Controller)와 HSVA(High speed Selecter Vocoder Assembly)보드와 망연동부(InterWorking Function)간의 데이터 전송시 ISLP(InterSystem Link Protocol) 프레임 형태의 흐름제어(Flow Control)를 위한 서브 프레임(sub-Frame)을 포함하여, 데이터 전송간의 오버플로우를 예측하는 방법을 구현하였다.
본 발명에서 구현한 데이터 전송시의 프레임(Frame)은 전체 프레임의 시작과 끝에 위치한 0X0F 비트의 플래그(21, 24), Length 필드를 의미하는 바디(Body)의 길이(22) 및, 바디(Body)(23)로 구성된다.
도 3에는 위에서 설명한 바디(Body)(23)의 구성을 나타내고 있다. 바디(Body)는 메시지 타입(Message Type)(31)과 HSVA 송신 시간(32)필드로 구성된다.
여기서 메시지 타입은 다음의 표와 같은 형태를 갖는다.
메시지 타입 코드 의미
XON 0X00 HSVA에서 망연동부로 재전송 요청
XOFF 0X01 HSVA에서 망연동부로 전송중단 요청
Loop Request 0X02 HSVA에서 망연동부로 round trip delay 요청
Loop Respond 0X92 망연동부에서 Loop request에 대한 응답전송
위의 표에 의하면, XON은 기지국제어부(BSC)의 HSVA 보드에서 망연동부(IWF)로 데이터 전송 가능여부와 데이터의 재전송을 요청을 서브프레임에 포함시켜 망연동부에 전송하는 메시지이다.
그리고 XOFF는 기지국제어부(BSC)의 HSVA보드에서 데이터 전송간의 흐름제어가 필요할 경우 요청을 서브프레임에 포함시켜 망연동부에 전송하는 메시지이다.
Loop request는 기지국제어부(BSC)에서 망연동부(IWF)로 전송하는 프레임에 대한 프레임 송수신 시간 차이(Round trip delay)의 측정을 요청하는 메시지이다.
Loop respond는 기지국제어부(BSC)의 HSVA보드에서 망연동부(IWF)간의 데이터 전송간에 프레임 송수신 시간 차이(Round trip delay)를 측정하기 위해 사용되는 메시지이다.
여기서, HSVA 보드는 기지국제어부(BSC)에 구비되어 송수신단간의 데이터 통신을 위해 제작된 것이다. 종래의 데이터 전송에 사용되던 음성 DSP(Digital Signal Processor) 칩의 이동 속도가 최대 13K인 반면에, HSVA는 64K의 고속 통신이 가능하다.
또한, HSVA 송신 시간(TX Time)이란, HSVA 보드에서 망연동부(IWF)로 송신하는 시점의 시간을 나타낸다. 이 필드는 기지국 제어부(BSC)의 HSVA 보드에서 전송하는 시간을 표시함으로써 프레임을 구분할 수 있으며, 기지국 제어부(BSC)와 망연동부(IWF)간의 프레임 송수신 시간 차이(Round Trip Delay)를 측정하는데 사용된다. 따라서 메시지 타입이 Loop Request 또는 Loop Respond의 경우에만 필요하다.
이와 같은 구성되어 흐름제어(Flow Control)에 사용되는 프레임은 도 1에 도시한 ISLP 프레임의 정보(Information)필드에 서브프레임(Sub-frame) 형태로 포함되어 전송한다.
흐름제어(Flow Control)정보는 필요할 때에만 기지국 제어부(BSC)에서 망연동부(IWF)로 전송하기 때문에, ISLP 프레임에 항상 포함되지는 않는다.
그리고, 흐름제어 프레임(Flow Control Frame)이 정보 필드에 포함되면 정보의 길이가 변하기 때문에, ISLP 프레임 정보의 길이(Length)도 적절히 변경한다.
이제, 본 발명에 의한 기지국제어부(BSC)와 망연동부(IWF)간의 흐름 제어 방법을 첨부된 도면으로 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 오버플로우(OVERflow)를 예측하기 위한 프레임 송수신간 시간 차이(Round Trip Delay)를 측정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 기지국제어부(BSC)에서 정확한 흐름제어를 구현하기 위해서는 전송과정에서의 트래픽 과부하에 의한 오버플로우(Overflow)를 예측할 수 있어야 한다.
이를 구현하기 위하여 기지국 제어부(BSC)와 망연동부(IWF) 사이의 프레임 송수신 시간 차이(Round Trip Delay)를 측정하여 오버플로우(Overflow)를 예측할 수 있도록 하였다.
먼저, 기지국 제어부(BSC)에서 흐름 제어 프레임의 메시지 타입(Message Type)을 Loop Request로 설정하고, 기지국 제어부(BSC)의 전송시간을 HSVA 송신 시간 필드에 포함시켜 망연동부(IWF)에 전송한다(S41).
망연동부(IWF)에서는 수신한 프레임의 메시지 타입(Message Type)을 Loop Respond 로 변경하고 HSVA 송신 시간은 바꾸지 않고 기지국 제어부(BSC)로 재전송한다(S42 ).
기지국 제어부(BSC)에서는 수신한 Loop Respond 메시지의 프레임 수신시간을 체크하고(S43), 프레임 내부에 있는 HSVA 송신 시간과의 차이를 계산하여 그 값을 프레임 송수신 시간 차이(Round trip delay)값으로 사용한다(S44 ).
프레임 송수신 시간 차이(Round trip delay)값은 측정횟수가 많을수록 신뢰성이 높아지지만, 통상적으로 3 회 측정한 값의 평균값을 이용한다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 흐름제어 시점을 결정하는 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
흐름제어가 필요한 시기를 결정하기 위해서는 기지국 제어부(BSC)에서 전송한 흐름 제어 메시지가 망연동부에 도달하여 망연동부(IWF)에서 더 이상의 프레임을 전송하지 않을 때까지 기지국 제어부(BSC)에서 수신 가능한 데이터의 최대 길이를 구해야 한다.
여기서는, 기지국 제어부(BSC)와 망연동부(IWF) 간의 프레임 송수신 시간 차이(Round Trip Delay)를 이용하여 기지국 제어부(BSC)가 수신할 수 있는 프레임의 최대 크기를 구한다.
즉, 프레임 송수신 시간 차이(Round Trip Delay)를(sec)라고 가정하고, 망연동부(IWF)에서 기지국제어부(BSC)로 재전송되는 프레임의 최대 속도를(bps)이라고 할 때 수신 가능한 프레임의 최대 크기 L은 다음의 수학식과 같이 산출된다.
따라서, 기지국 제어부(BSC)에 가지고 있어야 할 여유 버퍼의 크기는 위의 수학식 1에 의해 산출되는 L 값을 이용하여 결정한다.
즉, 이 값은 기지국 제어부(BSC)에서 XOFF 프레임을 망연동부(IWF)로 전송하게 될 시점을 결정하는 지표로 사용된다.
이를 바탕으로 기지국제어부(BSC)와 망연동부(IWF)간 데이터 전송시의 흐름제어 시점 결정 과정을 설명하기로 한다.
먼저, 기지국 제어부(BSC)에서는 현재 데이터 전송중인 네트워크상에 흐름제어가 필요한지를 판단하게 된다(S51).
만약 망연동부(IWF)에서 전송되는 데이터를 처리할 버퍼가 L 값보다 작아서 트래픽에 과부하로 인한 흐름제어가 필요하다면, 기지국 제어부(BSC)에서는 XOFF 형태의 흐름 제어 프레임을 데이터 전송 프레임의 서브프레임(Sub frame)으로 삽입하여 망연동부(IWF)로 전송한다(S52).
망연동부(IWF)에서는 XON 메시지를 수신할 때까지 기지국제어부(BSC)쪽으로 데이터전송을 중단하고, 임시버퍼에 전송할 데이터를 저장해 둔다.
이 후, 기지국제어부(BSC)에서는 XOFF 서브프레임으로 인해 중단된 데이터 전송 동작을 다시 계속하기 위해 기지국제어부(BSC)와 망연동부(IWF)간의 데이터 전송과정에 흐름제어가 계속적으로 필요한지 여부를 체크하게된다(S53).
만약, 트래픽 부하가 감소되어 데이터 전송이 가능하다면, 기지국제어부(BSC)에서는 XON 형태의 흐름제어 프레임을 데이터 전송 프레임의 서브프레임으로 포함시켜 망연동부(IWF)에 전송하게 됨으로서, 다시 계속적인 데이터 전송동작을 수행할 수 있게 된다(S54). 이 후, 상기와 같은 과정이 반복적으로 수행됨으로서 데이터 전송을 원활하게 수행할 수 있도록 네트워크상의 흐름제어가 가능해진다.
상기와 같이 언급한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
종래의 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 데이터 전송중에 정보(Information)프레임의 교환이 이루어지는 과정에서 기지국(BSC)과 망연동부(IWF)간의 흐름제어에 관하여 지속적으로 데이터 흐름 정보를 주고받을 수 있기 때문에기지국과 망연동부간의 데이터 전송시 발생하는 오버플로우(Overflow)를 사전에 예측하여 네트워크상의 트래픽 부하로 인한 네트워크 재전송 또는 데이터 손실에 따른 에러정정과 같은 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 ISLP 프레임에 서브 프레임 (Sub-Frame) 형태의 흐름 제어 프레임을 전송중인 데이터 프레임에 삽입하여 전송하는 것을 응용하여 흐름제어와 같은 메시지 외에도 필요한 제어신호가 있을 경우, 다양한 메시지 타입을 만들어서 서브 프레임의 형태로 포함시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

  1. 기지국제어부와 망연동부로 구성된 이동 통신 시스템에 있어서,
    상기 기지국제어부에서 데이터 송신시간이 포함된 프레임을 상기 망연동부에 전송하는 단계와;
    상기 망연동부에서 상기 전송된 프레임에 데이터 수신시간을 포함하여 상기 기지국제어부에 재전송하는 단계와;
    상기 기지국제어부에서 상기 재전송된 프레임의 데이터 수신시간과 송신 시간과의 차이값을 산출하는 단계와;
    상기 산출된 차이값을 이용하여 상기 기지국제어부에서 망연동부와의 데이터 흐름을 제어하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 통신시스템에서의 기지국제어부와 망연동부간의 전송 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프레임은 상기 기지국제어부와 망연동부간에 전송되는 데이터 전송 ISLP(InterSystem Link Protocol) 프레임의 정보필드에 데이터 흐름 정보를 서브 프레임 형태로 삽입되어 전송되는 것을 특징으로 하는 이동 통신시스템에서의 기지국제어부와 망연동부간의 전송 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 프레임은, 상기 프레임의 데이터 필드에 상기 기지국제어부에 구비된 HSVA(High speed Selector Vocoder Assembly) 보드의 데이터 송신 시간을 포함하여 전송하는 것을 특징으로 하는 이동 통신시스템에서의 기지국제어부와 망연동부간의 전송 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20010035651A (ko) * 1999-10-01 2001-05-07 박종섭 채널간 비동기 시스템에서의 고속 무선 데이터 서비스 제공방법

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