KR20050018295A

KR20050018295A - 이동통신시스템에서 보코더 선택 방법

Info

Publication number: KR20050018295A
Application number: KR1020030056729A
Authority: KR
Inventors: 장용
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-08-16
Filing date: 2003-08-16
Publication date: 2005-02-23
Also published as: US20050037790A1

Abstract

본 발명은, 패킷 기반의 전송 방식을 사용하고, 각각 보코더를 포함하는 미디어게이트웨이와 기지국 제어기 및 상기 미디어 게이트웨이를 제어하는 교환대행기를 구비하는 이동통신 시스템에서, 음성 신호가 발생 시 상기 음성 신호를 처리하기 위해 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어게이트웨이의 보코더 중 하나의 보코더를 선택하는 방법에 있어서, 상기 기지국제어기가 이동 단말로부터 요구된 정보에 따라 설정된 보코더 선택에 관련된 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 과정과, 상기 교환대행기가 상기 수신된 보코더 선택에 관련된 정보 및 상기 미디어 게이트내의 보코더 자원 가용 여부에 따라 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어게이트웨이의 보코더 중 사용할 하나의 보코더를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템에서 보코더 선택 방법{Method for selecting vocoder in mobile communication system}

본 발명은 이동통신시스템에서 음성 신호 전송 방법에 관한 것으로서, 특히, 음성 신호 전송에 사용되는 보코더를 선택하는 방법에 관한 것이다.

이동통신 가입자가 급격히 증가하고, 이동통신 서비스가 인터넷 서비스와 연계됨에 따라 이동통신 단말기에서도 인터넷 및 멀티미디어 서비스 등의 다양한 형태의 데이터 서비스를 제공받을 수 있도록 발전되고 있다. 이러한 이동통신 시스템(Code Division Multiple Access 이하, CDMA 2000 1x)에 대해 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 CDMA 2000 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.

CDMA 2000 1x는 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(20)과 연동하여 이동 단말이 송수신하는 음성 및 데이터를 해당 목적지로 교환해주는 교환기(Mobile Switching Center : MSC)(30)와, 외부 인터넷 망과 인터페이스하는 패킷 데이터 서비스 노드(Packet Data Service Node : PDSN)(40)로 구분되어 있다. 이에 더하여 CDMA 2000 1x는 교환기(30)로부터 데이터 전송요청을 받으면 서킷 데이터를 패킷 데이터로 상호 변환하여 연결시키는 정합 장치(Inter Working Function : IWF)(50)와, 패킷 데이터 서비스 노드(40)와 기지국(20)간에 연결되어 음성신호 및 데이터를 인터페이스하는 패킷 제어 장치(Packet Control Function : PCF)(60)로 구성되어 있다.

상기 기지국(20)은 이동 단말과 무선으로 연결되어 음성 및 패킷을 송수신하는 기지국 송수신 장치(BTS)(22a, 22b)와, 상기 기지국 송수신 장치(BTS)(22a, 22b)를 제어하는 기지국 제어기(Base Station Controller : BSC)(21)로 구성되어 있다.

상기 교환기(30)와 기지국제어기(21)간에는 시그널링을 위한 A1 인터페이스, 회선 데이터 전용의 사용자 트래픽을 위한 A2/A5 인터페이스가 설정되어 있다. 기지국 제어기(21)와 패킷 제어 장치(60)간에는 사용자 트래픽을 위한 A8 인터페이스와, 시그널링을 위한 A9 인터페이스가 설정되어 있으며, 상기 패킷 제어 장치(60)와 패킷 데이터 서비스 노드(40)간에는 사용자 트래픽을 위한 A10 인터페이스와, 시그널링을 위한 A11 인터페이스가 설정되어 있다.

기지국 제어기(21)는 보코더(또는 트랜스 코더)(23)를 구비하고 있다. 여기서 무선구간을 통하여 단말이 전송한 무선 보코더(예, EVRC, SMV,Q-CELP) 프레임 즉, 아날로그 음성 신호를 유선 집중망으로의 전달을 위해서 무선 보코더가 아닌 대표적인 유선 보코더인 64kbps PCM 보코더 프레임으로 변환한다.

그러나 이와 같이 구성된 이동 통신 시스템의 기지국 제어기와 교환기간의 전송로는 기존에는 TDM 방식의 전송로가 사용되고 있기 때문에, 무선 보코더가 생성한 프레임은 전달되기 어렵다. 즉, 사용하는 대역이 13Kbps 미만의 무선 보코더에서 생성된 프레임은 기지국 제어기의 보코더에서 생성한 프레임으로 64kbps 대역을 모두 사용하여 전달된다. 이에 따라 기지국제어기와 교환기간 TDM 전송로 상에서 전송로 효율이 낮아지며, TDM 전송로의 비용도 증가하게 되므로 이를 해결하기 위해서는 교환기에서 보코딩을 수행하기 위해 보코더를 구비한 새로운 교환기가 필요하게 되었다.

그런데 기존의 이동통신 시스템에 보코더를 갖는 새로운 교환기를 구비하게 되면, 기지국 제어기에 포함된 보코더와의 충돌이 발생하게 되므로 새롭게 추가된 보코더와 기존의 보코더 중 사용할 보코더를 선택이 필요하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 패킷 기반의 IP 망에 적합하도록 회선망과 별도의 패킷 망을 구비한 이동통신 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기지국 제어기와 패킷 기반의 전송방식을 사용하는 미디어게이트웨이에 음성 신호를 디지털 신호로 변환하는 보코더를 각각 구비하는 이동통신 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 패킷 기반의 전송방식을 사용하는 미디어 게이트웨이와 기지국 제어기간의 음성 신호 송/수신을 위해 기지국제어기와 미디어 게이트웨이에 각각 구비된 보코더를 선택하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 TDM 기반의 전송방식을 사용하는 미디어 게이트웨이와 기지국 제어기간의 음성 신호 송/수신을 위해 기지국 제어기와 미디어 게이트웨이에 각각 구비된 보코더를 선택하는 방법을 제공함에 있다.

상기 이러한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 방법은, 패킷 기반 또는 TDM 기반의 전송 방식을 사용하고, 각각 보코더를 포함하는 미디어 게이트웨이와 기지국 제어기 및 상기 미디어 게이트웨이를 제어하는 교환대행기를 구비하는 이동통신 시스템에서, 음성 신호가 발생 시 상기 음성 신호를 처리하기 위해 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어 게이트웨이의 보코더 중 하나의 보코더를 선택하는 방법에 있어서, 상기 기지국제어기가 서비스 이동 단말로부터 요구된 정보에 따라 설정된 보코더 선택에 관련된 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 과정과, 상기 교환대행기가 상기 수신된 보코더 선택에 관련된 정보 및 상기 미디어 게이트웨이내의 보코더 자원 가용 여부에 따라 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어게이트웨이의 보코더 중 사용할 하나의 보코더를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이동통신 시스템은 기존 교환기(MSC)를 호 제어 및 이동성 제어를 담당하는 교환대행기(MSC emulator : MSCe 또는 Media Gateway Control : MGC)와 음성 데이터를 아날로그 신호에서 디지털 신호로 변환하여 전송하기 위해 보코더를 포함하는 미디어 게이트웨이(Media Gateway : MGW)로 분리하여 구성한다. 이에 따라 기존의 이동통신 시스템의 교환기와 기지국 제어기간에 시그널링 및 사용자 정보를 위한 인터페이스들은 본 발명의 이동통신 시스템의 미디어 게이트웨이와 기지국 제어기간의 시그널링 및 사용자 트래픽을 위한 인터페이스들에 대응된다. 그리고 이동 단말에 송수신될 음성 정보를 전달하기 위해 미디어 게이트웨이와 기지국 제어기간의 전송 상태와 패킷의 도착 순서를 확인할 수 있는 프레임 프로토콜이 새롭게 설정된다. 또한, 본 발명의 이동통신 시스템은 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access : CDMA 2000 1x) LMSD(Legacy MS Domain) 시스템으로서, 무선 억세스 네트워크와 코어 네트워크(RAN_CN)간의 네트워크 참조 모델(Network Reference Model)을 통해 나타내었다. 이러한 이동통신 시스템(이하, CDMA 2000 1x 라 함)에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 2000 1x 시스템의 구조를 도시한 블록도이다.

상기 CDMA 2000 1x 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국 제어기와(121), 미디어 게이트웨이(131), 교환대행기(132), 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(160) 및 패킷 제어 장치(Packet Control Function : PCF)(150)로 구성된다.

기지국 제어기(121)는 아날로그 음성 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1보코더(122)를 구비하고 있으며, 상기 미디어 게이트웨이(131)와 연동하여 음성 신호를 송/수신한다. 여기서 기지국 제어기(121)는 보코더 대신 트랜스코더를 이용하여 음성 신호를 변환할 수도 있다.

상기 미디어 게이트웨이(131)는 아날로그 음성 신호와 디지털 신호간 변환을 담당하는 제2보코더(Vocoder 또는 Transcoder)(133)를 구비한다. 여기서 상기 미디어 게이트웨이(131)는 보코더 대신 트랜스코더를 이용하여 음성 신호를 변환할 수도 있다. 상기 제2보코더(133)는 순방향으로는 펄스 코드 변조(Pulse Code Modulation : PCM) 방식을 이용하여 일반 유선 전화에서 전달된 음성 데이터 프레임을 무선 단말이 사용하는 무선 보코더 프레임으로 변환하고, 역방향으로는 단말의 무선 보코더에 의한 생성된 음성 데이터를 64kbps PCM 음성 데이터로 변환한다. CDMA 2000 1x에 적용되는 보코더는 사용자의 음성에 따라 데이터 전송률을 조정하는 가변 전송률 보코더를 사용한다. 즉, 가변 전송률 보코더는 사용자의 음성이 빠른 경우에는 데이타 전송율을 높여서 코딩하고, 사용자의 음성이 느리거나 없는 경우에는 데이타 전송율을 줄여서 코딩하여 주파수를 효율적으로 사용 할 수 있도록 한다.

상기 교환대행기(132)는 호 제어 및 이동성 제어 즉, 미디어 게이트웨이(131)를 제어하는 신호를 교환하며, 음성 신호 발생 시 발생된 음성 신호 송/수신을 위해 제1 및 제2보코더 중 사용할 보코더를 결정한다.

상기 패킷 제어 장치(150)는 외부 인터넷 망과 연결된 패킷 데이터 서비스 노드(160)와 연동하며, 핸드오프 제어 및 관리, 이동 단말의 패킷 데이터 서비스 프로파일을 관리한다.

상기 기지국 제어기(121)와 미디어 게이트웨이(131)간의 일반적인 A1 인터페이스에 대응되는 신호는 "A1p" 인터페이스이고, 종래의 A2 인터페이스에 대응되는 신호는 "A2p" 인터페이스이다. 그리고 상기 기지국 제어기(121)와 미디어 게이트웨이(131)간에 "Amp" 인터페이스를 통해 베어러(Bearer) 설정 및 유지 관리를 위한 외부밴드 신호 처리(Out-of-band Signaling)를 수행한다. 여기서 상기 "Amp" 인터페이스에서 정의된 기능들은 A2p의 프레임 프로토콜에서 내부 밴드 신호 처리(In-of-band Signaling)를 통해 수행될 수도 있다. 이러한 "A1p", "A2p", "Amp" 인터페이스들은 일반적인 회선기반이 아닌 패킷(ATM 또는 IP) 기반이다. 상기 기지국 제어기와 미디어 게이트웨이간의 인터페이스에 정의되는 프로토콜 스택의 일 예를 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 도3에 도시된 바와 같이, 상기 프로토콜 스택은 A1p 인터페이스, A2p 인터페이스 및 Amp 인터페이스로 구분되며, 각 인터페이스는 케이스별로 구분되어 나타내었다. 상기 A1p 인터페이스의 케이스 1은 패킷 트랜스포트를 사용하는 경우에는 케이스 1을 적용하고, 케이스 2는 패킷 트랜스포트를 사용하는 경우에 사용할 수 있는 다른 프로토콜이며, 케이스 3은 기존 IOS A1과 동일한 프로토콜 스택으로서, TDM 트랜스포트를 사용하는 경우에 적용된다. 그리고 A2p의 인터페이스의 케이스 1 및 케이스 2는 패킷 트랜스포트를 사용하는 경우에 적용되는데, 주로 케이스 1을 적용한다. 케이스 3은 기존 IOS A2와 다른 프로토콜 스택으로서, TDM 트랜스 포트를 사용하는 경우에 적용되며, 패킷 트랜스포트의 경우와 같이 TDM 상에서 정의되는 새로운 프레밍 프로토콜(FpoT)를 적용한다. Amp의 인터페이스의 케이스 1 및 케이스 2는 신호메시지를 전달하는 데에 있어서, 신호메시지의 전달에 신뢰성을 요구하는 경우에는 주로 케이스 1을 적용하고 그렇지 않은 경우에는 케이스 2를 적용한다.

상기 "A2p"인터페이스의 프로토콜 스택에서 RTP(Real time Transport Protocol)*와 GRE(Generic Route Encapsulation)* 는 기존 RTP, GRE의 기능을 다소 변경하여 사용할 수 있음을 의미하며, 주로 포트 하나로 여러 사용자를 다중화하기 위한 변경사항과 RTP나 GRE의 기능 중에서 A2p에 불필요한 기능을 사용하지 않아도 되는 변경사항을 반영한다.

그리고 선택적으로 기지국제어기(121)와 미디어 게이트웨이(131)간에 베어러 설정 및 유지 관리를 위한 외부밴드 신호처리를 위하여 "Amp"가 설정된다. 여기서 "Amp" 인터페이스는 별개의 인터페이스로 구성된다. 교환대행기를 경유하여 Amp 인터페이스가 미디어 게이트웨이에 정합하게 되는 경우의 프로토콜 스택은 SCTP(Session Control Transmission Protocol)을 사용한다. 이러한 상기 "A1p","A2p" 및 "Amp" 인터페이스들은 기존의 회선 기반이 아닌 패킷 기반에서 고려되어지는 인터페이스들이다. 이와 반대로 기지국 제어기(121)와 미디어 게이트웨이(131)간의 전송로가 패킷이 아닌 TDM인 경우에도 기존 "A1", "A2"가 아닌 "A1p, A2p 인터페이스를 통해 정합된다.

상기 프로토콜 스택에서 정의된 A2p의 프레임 프로토콜에 대하여 설명하면 다음과 같다. RTP나 GRE 상에서 동작하게 되는 프레임 프로토콜은 미디어게이트웨이와 기지국 제어기간에 음성 정보를 송/수신할 시 음성 데이터 프레임을 처리할 수 있는 절차와 제어 절차를 제공하는 데, 주된 기능은 다음과 같다.

"A2p" 인터페이스에서 사용되는 A2p의 프레임 프로토콜은 하기 다섯 가지의 기능을 수행한다.

첫 번째로, 프레임 프로토콜은 음성 데이터 정보를 송신하기 전에 프레임을 만들어 전송하고, 프레임을 수신한 이 후, 해당 프레임에서의 제어 정보와 음성 데이터 정보를 분리하여 해석하는 기능을 수행한다.

두 번째로, 프레임 프로토콜은 기지국 제어기와 미디어 게이트웨이간에 음성 데이터 전달 전에 전송로의 서비스 품질 (QoS : Quality of Service)나, 프레임을 송/수신할 시에 송/수신한 프레임 번호 지정하는 기능 등을 포함하는 초기화 기능을 수행한다.

세 번째로, 프레임 프로토콜은 실시간으로 음성 데이터 정보를 송수신할 시에 발생하는 지연의 해결을 위하여 지연에 대한 보고를 통하여 실제 송/수신 시의 동기화를 설정 및 유지하는 기능을 수행한다.

네 번째로, 프레임 프로토콜은 이동 단말이 사용하는 보코더의 전송율이나 전송모드 전환 시에 미디어게이트웨이에 있는 보코더를 동일하게 전환시키기 위한 보코더 전송 제어 기능을 수행한다.

다섯 번째로, 프레임 프로토콜은 DB(Dim and Burst) 및 BB(Blank and Burst) 방식으로 기지국 제어기에서 발생한 신호 메시지와 부가 데이터(Secondary Traffic)를 다중화하여 단말에 전달하기 위해 미디어 게이트웨이로부터 전달되는 음성 데이터 전송율을 특정한 때에 조절하는 기능을 수행한다. 이러한 A2p의 프레임 프로토콜의 기능들에 대한 구체적인 설명은 본 발명에서는 생략하기로 한다.

이와 같은 구조 및 프로토콜 스택을 이용하여 음성 신호 발생 시 사용될 보코더를 선택하기 위한 호 처리 절차를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 호 발신 시에 보코더를 선택하기 위한 호 처리 절차를 도시한 흐름도이다.

401단계에서 이동단말(110)은 기지국 제어기(121)로 음성 호 발신을 위한 발호(Origination) 메시지를 전송한다. 그러면 402단계에서 기지국 제어기(121)는 기지국 응답 명령 메시지를 보내어 발호 메시지 수신 여부를 이동 단말(110)로 알린다.

403단계에서 기지국 제어기(121)는 A1p 인터페이스로 기지국제어기 가용성 정보를 포함하는 CM(Connection Management) 서비스 요구(CM Service Request) 메시지를 교환대행기(132)로 전송한다. 이때, 기지국제어기(121)는 이동단말(121)이 올린 발호 메시지 내의 서비스 옵션을 통하여 이동 단말(110)이 현재 어떤 보코더를 사용하는지 확인한다. 이후, 기지국 제어기(121)는 이동 단말(110)이 요구한 서비스 옵션에 해당하는 보코더 자원이 기지국제어기(121)내에 자체적으로 가용한 경우와 가용하지 않는 경우를 판단한다. 이러한 판단 결과에 따라 기지국 제어기(121)는 상기 CM 서비스 요구 메시지에 해당 경우에 따라 다른 정보들을 포함시켜 교환대행기(132)로 전송하여 교환대행기(132)로 하여금 보코더를 선택할 수 있도록 한다. 즉, 기지국 제어기(121)는 이동 단말이 올린 발호 메시지 내의 서비스 옵션을 확인하여 어떤 보코더를 이동 단말이 사용하는지 확인한다. 이후, 기기국 제어기(121)는 이동단말이 요구한 서비스 옵션에 해당하는 보코더 자원이 기지국 제어기(121)내에 자체적으로 가용한 경우인지 판단한다. 그리고 각 경우를 기지국 제이기(121)와 미디어 게이트웨이(131)간 트랜스포트 타입이 회선인지 패킷인지를 확인하여 각 해당 경우에 따른 정보들을 CM 메시지에 삽입한다. 그런 다음 기지국 제어기(121)는 교환대행기(132)로 상기 CM 메시지를 전달한다. 이러한 동작에 대한 구체적인 동작 설명은 하기 도 9a 내지 도 9b를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.

404단계에서 CM 서비스 요구 메시지를 수신한 교환대행기(132)는 기지국 제어기가 올린 보코더 자원의 가용성 여부와 기지국 제어기(121)와 미디어 게이트웨이(131) 사이의 전송이 패킷 기반인지 서킷 기반인지에 따라 어떤 보코더를 사용할 지를 결정한다. 이때, 기지국 제어기(121)내에 포함된 제1보코더를 사용하기로 결정하면, 교환대행기(133)는 미디어 게이트웨이(132)에서 제2보코더를 사용하지 않고 전송만을 수행하도록 MEGACO ADD(MEdia GAteway COntrol ADD) 메시지에 SDP(Session Description Protocol) 정보 형태로 삽입하여 전송한다. 반면, 교환대행기(132)가 미디어 게이트웨이(131)에 포함된 제2보코더를 사용하기로 결정하면, 미디어 게이트웨이(131)에 보코더 자원의 설정이 가능한지를 요구한다. 이때, 기지국제어기로부터 수신한 미리 설정된 프레임 옵셋값과 eCIC(expanded Circuit Identity Code)값을 MEGACO ADD 메시지에 SDP 정보 형태로 삽입하여 전달한다.

405단계에서 상기 MEGACO 추가(ADD) 메시지를 수신한 미디어 게이트웨이(131)는 기지국 제어기(121)에서 요구한 보코더 자원의 가용성 여부에 대한 응답으로서, MEGACO 응답(reply) 메시지를 전송한다. 여기서 트랜스포트 타입이 회선인 경우, 보코더 단에서 최종 결정하여 할당된 프레임 옵셋 정보와, eCIC 번호 및 해당 사용자의 음성 트래픽을 번들링(Bundling)할 것인지, 여러 다른 사용자와 다중화 할 것인지를 결정한다. 그리고 결정 결과를 eCIC 값에 지정하여 MEGACO 응답 메시지에 SDP 정보 형태로 삽입하여 대행교환기(132)로 전송한다. 여기서 수신측으로 음성 트래픽을 전송하기 위해서는 음성 트랙을 프레임 단위로 구분하여 각 구분된 음성 트래픽에 헤더를 붙이는 멀티플랙싱을 거치게 되는데, 이러한 멀티플렉싱에서 프레임에 필요한 정보를 번들링는 것을 본 발명에서는 번들링이라 한다.

반면, 트랜스포트 타입이 패킷인 경우, 미디어 게이트웨이(131)는 제2보코더 단에서 최종 결정하여 할당된 프레임 옵셋 정보와 미디어 게이트웨이(131)의 베어러 아이디(Bearer ID)를 할당하여 MEGACO 응답 메시지에 SDP 정보 형태로 삽입하여 교환대행기(132)로 전송한다. 이후, 미디어 게이트웨이(131)는 필요한 보코더 자원을 준비한다.

한편, 교환대행기(132)로부터 수신한 MEGACO 추가 메시지에 보코더와 관련된 정보가 없는 경우, 미디어 게이트웨이(131)는 기지국제어기(121)의 보코더를 사용하는 것으로 판단하여 상기 트랜스포트 타입이 회선/패킷인 경우와 같은 절차를 생략하고 전송로만을 제공한다.

406단계에서 교환대행기(132)는 미디어 게이트웨이(131)에서 제2보코더 자원 할당이 준비가 되어 가능한 경우, 제2보코더 자원 할당을 결정한다. 반면, 그렇지 않은 경우, 기지국제어기(121)내의 제1보코더 자원이 가용한 경우에 제1보코더 자원 할당을 결정한다. 이후, 교환대행기(132)는 미디어 게이트 웨이(131)로부터 수신한 eCIC 값이나 베어러 아이디와, 미디어 게이트 웨이(131)에서 결정되어 할당된 프레임 옵셋 값을 포함하여 무선 채널 설정을 명령하는 할당 요구(Assignment Request) 메시지를 기지국제어기(121)로 전송한다.

그러면 407단계에서 기지국 제어기(121)는 이동 단말(110)과의 트래픽 채널(TCH)을 설정하고, 408단계에서 상기 할당 요구 메시지에 대한 응답으로서, 트래픽 채널 설정이 완료되었음을 알리는 할당 완료 메시지를 교환대행기(132)로 전송한다. 이때, 상기 할당 완료 메시지에는 음성 신호 전송을 위한 베어러 아이디가 추가된다.

트래픽 채널 설정이 완료됨에 따라 409단계에서 미디어 게이트 웨이(131)는 링백 톤을 이동 단말(110)로 전송한다.

이와 같은 호 절차는 음성 신호를 발신하는 경우에 적용되는 보코더 선택에 대한 호 절차이며, 이동 단말로 음성 신호가 착신되는 경우에도 동일하게 적용된다. 다만, 이러한 경우에는 CM 서비스 요구 메시지에 삽입되는 기지국제어기 가용 정보를 페이지 응답 메시지(Page Response)에 삽입하여 전송한다. 또한, 음성 호 착신의 경우에는 적용 예만 다른 뿐, 실제 동작은 음성 호 발신과 동일하게 처리하므로 구체적인 호 처리 절차에 대한 설명은 생략하기로 한다. 여기서 CM 서비스 요구 메시지 포맷은 도 5와 같이 도시하며, 페이지 응답 메시지 포맷은 도 6와 같이 도시한다. 그리고 패킷 서비스 중 음성 신호를 발호하는 등의 동시 서비스(Concurrent Service)에 이용되는 추가 서비스 요구(Additional Service) 메시지의 포맷은 도 7과 같이 도시한다. 상기 CM 서비스 요구 메시지, 페이지 응답 메시지 및 추가 서비스 요구 메시지는 기지국제어기에서 교환대행기로 전송되는 메시지로서, 표준(3GPP2. A.S0001-A, IOSv4.3)에 나타나 있으며, 각 메시지내에 포함된 기지국제어기 가용성(BSC Capability) 정보 요소를 제외한 나머지 정보 요소들에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

상기 기지국제어기 가용성 정보요소는 도 8에 도시된 바와 같으며, 옥텟 1에는 A1 식별자(A1 Element Identifier)필드가 구성되고, 옥텟 2에는 예비영역(Reserved), 보코더 가용성(Vocoder Availability) 및 트랜스포트 타입(Transport Type) 필드로 구성된다. 여기서 보코더 가용성 필드는 이동 단말이 서비스 옵션에 지정한 보코더의 자원을 기지국제어기에서 가용한 지를 알려주며, "1"이면 가용이고, 그렇지 않으면 가용하지 않음을 나타낸다. 트랜스포트 타입 필드는 기지국제어기와 미디어 게이트 웨이간에 사용되는 트랜스포트 타입으로서, 기존 회선인 경우에는 "0"으로, 패킷인 경우에는 "1"로 설정한다.

이와 같은 음성 신호 발신 시의 호 처리 절차에서 기지국 제어기에서 CM 서비스 요구 메시지를 전송하는 동작을 기지국제어기에 가용할 자원이 있는 경우와 없는 경우로 구분하여 도 9a 내지 도 9b의 흐름도를 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 기지국제어기에서 가용할 자원이 있는 경우 CM 서비스 요구 메시지를 전송하는 동작을 도시한 흐름도이다.

901단계에서 기지국제어기는 이동 단말로부터 수신된 발호 메시지내의 서비스 옵션을 확인한다. 서비스 옵션을 확인함으로써 기지국 제어기는 기존 보코더(Q-CELP, EVRC)를 사용하는지 혹은 새로운 보코더(SMV, GSM AMR, WideBand Vocoder)를 사용하는지를 알 수 있다. 현재 도9a의 경우는 단말이 사용하는 보코더 자원이 기지국 제어기 내에 자체적으로 가용한 경우이다.

902단계에서 기지국 제어기는 트랜스 포트타입이 회선인지를 판단한다. 판단결과, 회선이 아닌 패킷인 경우, 903단계에서 기지국제어기는 기존 CM 서비스 요구 메시지에 CIC, eCIC와 같은 서킷 트랜스포트와 관련된 정보요소는 삽입하지 않고, 패킷 트랜스포트 상에서 음성 트래픽을 전송하기 위한 베어러 아이디 및 기지국제어기 가용 정보를 삽입한 후 907단계로 진행한다.

반면, 902단계에서 트랜스포트 타입이 회선인 경우, 905단계에서 기지국 제어기는 기존 CM 요구 메시지와 동일한 정보 요소 및 기지국제어기 가용 정보를 삽입한다. 이후, 906단계에서 기지국제어기는 사용자 트래픽을 번들링(Bundling) 할것인지에 대한 여부와 번들링(bundling) 한다면, 어느 정도의 프레임을 동시에 번들링할 것인지를 요구하는 정보와, 여러 다른 사용자들의 음성 트래픽과의 다중화 여부를 알려주기 위한 정보를 삽입한다. 그리고 교환대행기에서 미디어 게이트웨이의 보코더를 선택할 수도 있으므로, 기지국제어기는 907단계에서 제2보코더 선택 시에 필요한 정보들인 미리 설정된 프레임 옵셋값 및 기지국제어기 가용 정보도 CM 서비스 요구 메시지에 삽입한다. 이후, 기지국제어기는 908단계를 진행하여 보코더 선택을 위한 정보들을 포함한 CM 요구 메시지를 교환대행기(132)로 전송한 후 동작을 종료한다.

반면, 기지국 제어기에 제1보코더 가용 자원이 없는 경우에는 미디어 게이트 웨이내의 제2보코더 자원을 할당하도록 지원하도록 동작한다.

도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 기지국제어기에서 가용할 자원이 없는 경우 CM 서비스 요구 메시지를 전송하는 동작을 도시한 흐름도이다.

951단계에서 기지국제어기는 이동 단말로부터 수신된 발호 메시지내의 서비스 옵션을 확인한다. 확인 결과, 현재 상태는 제1보코더 가용 자원이 없는 상태로, 제2보코더 자원을 할당하기 위해 952단계에서 기지국 제어기는 미리 설정된 프레임 옵셋을 CM 서비스 요구 메시지에 삽입하고, 953단계에서 기지국제어기와 미디어 게이트웨어간 트랜스포트 타입이 회선인지를 확인한다. 확인 결과, 회선이 아닌 패킷 인 경우, 954단계에서 기지국 제어기는 기존 CM 서비스 요구 메시지에 CIC, eCIC와 같은 회선 트랜스포토와 관련한 정보 요소는 삽입하지 않고, 패킷 트랜스포트상에서 음성 트래픽을 전송하기 위한 베어러 아이디를 삽입한 후 957단계로 진행한다.

반면, 953단계에서 트랜스포트 타입이 회선인 경우, 955단계에서 기지국 제어기는 트랜스 타입이 서킷인 것과 보코더 자원이 가용하지 않는 것을 알리는 기지국 제어기 가용 정보를 CM 서비스 요구 메시지에 추가한다. 956단계에서 기지국 제어기는 CM 서비스 요구 메시지에 선호하는 eCIC값을 삽입하여 트래픽을 번들링을(Bundling) 것인지에 대한 여부와 사용자 트래픽을 번들링한다면, 어느 정도의 프레임을 동시에 묶을 것인지를 요구하는 정보와, 여러 다른 사용자들의 음성 트래픽과의 다중화 여부를 알려주기 위한 정보를 삽입한다. 그리고 대행교환기(132)에서 제2보코더를 선택할 수도 있으므로 957단계에서 기지국 제어기는 제2보코더 선택 시에 필요한 정보인 미리 설정된 프레임 옵셋값 및 기지국제어기 가용 정보를 CM 서비스 요구 메시지에 삽입한 후 958단계로 진행한다.

958단계에서 보코더 선택을 위한 정보들을 포함한 CM 요구 메시지를 교환대행기로 전송한 후 동작을 종료한다. 이러한 CM 요구 메시지를 수신한 교환대행기에서의 보코더를 선택하는 동작을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교환대행기에서 보코더를 선택하는 동작을 도시한 흐름도이다. 여기서 도 10a는 현재 이동 단말이 사용하는 보코더에 따른 선택 동작을 도시한 흐름도이고, 도 10b는 CM 서비스 요구 메시지의 기지국 제어기 가용 정보를 통해 확인된 트랜스코더 타입에 따른 선택 동작을 도시한 흐름도이다. 우선, 도 10a를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

1010단계에서 교환대행기는 CM 서비스 요구 메시지를 수신하고, 1020단계에서 상기 CM 서비스 메시지내의 서비스 옵션을 확인하여 현재 이동 단말이 사용하는 보코더가 기존 보코더(Q-CELP,EVRC)인지 새로운 보코더(SMV, WideBand Vocoder, GSM AMR)인지를 확인한다. 확인 결과, 기존 보코더라면, 1021단계에서 제1보코더에서 제1보코더 자원이 가용한지를 확인하여 가용한 경우, 1022단계에서 제1보코더를 사용할 것을 결정한 후 동작을 종료한다. 1021단계에서 제1보코더 자원이 가용하지 않은 경우 1023단계에서 교환대행기는 제2보코더 자원을 사용하기 위해 상기 CM 서비스 요구 메시지에 포함된 프레임 옵셋값 등을 보내면서 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 있는지를 확인한다. 확인결과, 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 있는 경우, 1024단계에서 미디어 게이트웨이가 최종적으로 지정한 대로 보코더를 할당한 후 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우, 1025단계에서 호 접속을 차단한 후 동작을 종료한다.

반면, 1020단계에서 새로운 보코더인 경우, 1030단계에서 교환대행기는 기지국 제어기로부터 CM 서비스 요구 메시지를 통해 수신한 프레임 옵셋값 등을 보내면서 제2보코더의 자원 가용성 여부를 판단한다. 판단 결과, 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 있는 경우, 1031단계에서 미디어 게이트웨이가 최종적으로 지정한 대로 보코더를 할당한 후 동작을 종료한다. 반면, 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 없는 경우, 1040단계에서 기지국 제어기가 CM 서비스 요구 메시지를 통해 전송한 보코더의 자원 가용성 여부를 확인한다. 이때, 기지국제어기에서 보코더 자원이 가용한 경우, 1041단계에서 교환대행기는 제1보코더를 사용할 것을 결정하여 기지국제어기로 알려준 후 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우, 1042단계에서 교환대행기는 호 접속을 차단한 후 동작을 종료한다.

다음으로, 도 10b를 참조하여 트랜스포트별 선택 동작을 설명하면 다음과 같다.

1110단계에서 교환대행기는 기지국제어기에서 전달한 CM 서비스 요구 메시지의 서비스 옵션을 읽어서 이동 단말이 요구한 보코더를 확인하고, 1120단계에서 트랜스포트 타입이 패킷인지 회선인지를 확인한다. 확인결과, 패킷인 경우, 1121단계에서 교환대행기는 미디어 게이트 웨이에 가용 보코더 자원이 있는지를 확인하여 가용 보코더 자원이 있으면, 1122단계에서 미디어 게이트웨이가 최종적으로 지정한대로 보코더를 할당한 후 동작을 종료한다. 가용 보코더 자원이 없는 경우, 1123단계에서 교환대행기는 기지국제어기에서 보코더 자원이 가용한지를 확인하여 가용하면, 1124단계에서 제1보코더 사용을 결정한 후 동작을 종료하고, 그렇지 않으면, 1125단계에서 호 연결이 되지 않은 것으로 판단하여 호 접속을 차단한 후 동작을 종료한다.

반면, 1120단계에서의 확인결과, 트랜스포트 타입이 회선인 경우, 1130단계에서 교환대행기는 기지국제어기로부터 수신된 CM 서비스 요구 메시지를 통해 기지국 제어기에서 보코더 자원이 가용한지를 확인한다. 이때, 가용한 경우에는 1131단계에서 교환대행기는 제1보코더 사용을 결정한 후 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우 1140단계에서 교환대행기는 기지국제어기에서 전송된 프레임 옵셋값을 전송하면서 미디어 게이트 웨이에 가용 보코더 자원이 있는지를 확인한다. 이때, 가용 보코더 자원이 있는 경우, 1141단계에서 교환대행기는 미디어 게이트웨이가 최종적으로 지정한 대로 보코더를 할당한 후 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우에는 1142단계에서 호 접속을 차단한 후 동작을 종료한다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 발명청구의 범위뿐 만 아니라 이 발명청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기지국제어기와 미디어 게이트웨이의 전송로 형태와는 관계없이 보코더가 기지국제어기와 미디어 게이트웨이에 동시에 위치하는 보코더 중 한 보코더만을 선택하여 사용하므로 보코더 자원의 낭비를 줄일 수 있으며, 보다 효율적으로 음성 신호를 송/수신할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 CDMA 2000 1x 시스템의 구조를 도시한 블록도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 2000 1x 시스템의 구조를 도시한 블록도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 2000 1x 시스템의 프로토콜 스택을 일예를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 실시예에 따라 호 발신 시에 보코더를 선택하기 위한 호 처리 절차를 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 CM 서비스 요구 메시지의 포맷을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 페이지 응답 메시지의 포맷을 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 추가 서비스 요구 메시지의 포맷을 도시한 도면,

도 8는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 제어기 가용 정보 요소를 도시한 도면,

도 9a는 본 발명의 실시예에 따라 기지국제어기에서 가용할 자원이 있는 경우 CM 서비스 요구 메시지를 전송하는 동작을 도시한 흐름도,

도 9b는 본 발명의 실시예에 따라 기지국제어기에서 가용할 자원이 없는 경우 CM 서비스 요구 메시지를 전송하는 동작을 도시한 흐름도,

도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 교환대행기에서 보코더를 선택하는 동작을 도시한 흐름도.

Claims

패킷 기반의 전송 방식을 사용하고, 각각 보코더를 포함하는 미디어게이트웨이와 기지국 제어기 및 상기 미디어 게이트웨이를 제어하는 교환대행기를 구비하는 이동통신 시스템에서, 음성 신호가 발생 시 상기 음성 신호를 처리하기 위해 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어게이트웨이의 보코더 중 하나의 보코더를 선택하는 방법에 있어서,

상기 기지국제어기가 서비스 이동 단말로부터 요구된 정보에 따라 설정된 보코더 선택에 관련된 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 과정과,

상기 교환대행기가 상기 수신된 보코더 선택에 관련된 정보 및 상기 미디어 게이트웨이내의 보코더 자원 가용성 여부에 따라 상기 기지국 제어기의 보코더와 상기 미디어게이트웨이의 보코더 중 사용할 하나의 보코더를 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서, 상기 보코더 선택에 관련된 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 과정은,

상기 기지국제어기의 보코더 자원이 가용한 경우, 상기 이동단말로부터 요구된 정보를 통해 상기 기지국제어기와 상기 미디어 게이트웨이 사이의 트랜스포트의 상태를 확인하는 단계와,

상기 트랜스포트의 상태가 회선인 경우 상기 보코더 선택에 관련된 정보로서, 기지국제어기에서 보코더의 자원이 가용하는 지에 대한 정보와, 상기 미디어 게이트웨이의 보코더 선택 시 필요한 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제2항에 있어서,

상기 트랜스포트의 상태가 패킷인 경우 상기 보코더 선택에 관련된 정보로서, 상기 음성 신호를 전송하기 위한 베어러 아이디와, 상기 미디어 게이트웨이의 보코더 선택 시 필요한 정보를 상기 교환대행기로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서, 사용할 하나의 보코더를 선택하는 과정은,

상기 기지국제어기로부터 수신된 상기 보코더 선택에 관련된 정보를 확인하여 상기 이동단말이 사용하는 보코더를 확인하는 단계와,

현재 상기 이동단말이 사용하는 보코더가 기존 보코더인 경우 기지국제어기의 보코더 자원이 가용한지에 따라 상기 사용할 보코더를 선택하는 단계와,

현재 상기 이동단말이 사용하는 보코더가 기존 보코더가 아닌 경우 상기 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 있는지를 확인하여 상기 사용할 보코더를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
제1항에 있어서, 사용할 하나의 보코더를 선택하는 과정은,

상기 기지국제어기로부터 수신된 상기 보코더 선택에 관련된 정보를 확인하여 상기 기지국 제어기와 미디어 게이트웨이간의 트랜스포트의 타입을 확인하는 단계와,

상기 트랜스포트 타입이 회선인 경우 기지국제어기의 보코더 자원이 가용한지에 따라 상기 사용할 보코더를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.

상기 트랜스포트 타입이 패킷인 경우 상기 미디어 게이트웨이에 가용 보코더 자원이 있는지를 확인하여 상기 사용할 보코더를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.