KR20110083772A - 무선통신 시스템에서 이더넷 프레임을 이용한 시스템 초기화 장치 및 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서 이더넷 프레임을 이용한 시스템 초기화 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템에서 기지국의 전력 초기화에 대한 것으로, 기지국은, 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하는 이더넷 스위치와, 상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임에 초기화 패턴의 검출을 시도하고, 상기 초기화 패턴의 검출 여부에 따라 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 PLD와, 상기 PLD로부터 상기 전력 초기화 명령의 발생이 통지되면, 기지국의 전력을 초기화하는 전력 유닛을 포함한다.

Description

무선통신 시스템에서 이더넷 프레임을 이용한 시스템 초기화 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR RESET SYSTEM USING ETHERNET FRAME IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 무선통신 시스템에서 시스템 초기화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 무선통신 시스템은 기지국 시스템, 기지국 제어 시스템 및 운영관리장비(EMS : Element Management System) 간의 통신을 위하여 백홀 링크(backhaul link)로서 E1/T1 링크, 이더넷(Ethernet) 링크, 무선(wireless) 링크 등을 사용한다. 또한, 기업형 네트워크(Enterprise Network)도 통신 인터페이스로서 이더넷(Ethernet)을 주로 채용하고 있다. 최근, 모바일 WiMAX(Mobile Worldwide Interoperability for Microwave Access), LTE(Long Term Evolution) 및 4G 망(4th generation network)의 백홀 용량 증가로 인하여, 기존의 E1/T1 링크에서 패스트 이더넷(Fast Ethernet), 기가바이트 이더넷(Gigabit Ethernet)으로 백홀 링크의 전환이 이루어지고 있다.
시스템 운영 중, 백홀 링크는 정상적으로 동작하나 기지국 또는 시스템이 비정상 상황에 빠짐으로 인해 정상적인 서비스가 불가할 경우, 원격을 통한 시스템의 초기화가 필요하다. 일반적으로, 기지국의 설치 장소는 사람의 접근이 어려운 건물 옥상, 타워(tower), 산간 지역 등에 주로 설치된다. 따라서, 시스템의 비정상 상황의 경우 전원초기화를 할 수 없기 때문에, 사람이 현장에 직접 방문하여 조치하여야 한다. 이로 인해, 상당한 시간이 소모되고, 비용이 발생한다. 또한, 소모되는 시간 동안 서비스가 중단되므로, 사용자의 불편 및 불만이 야기된다.
따라서, 백홀 링크로서 이더넷을 사용하는 기지국에 대하여, 직접 방문하지 아니하더라도, 시스템 초기화를 가능케 하는 대안이 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 비정상 상태에 빠진 기지국을 초기화(reset)하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 백홀 링크로서 이더넷을 사용하는 기지국을 원격으로 초기화하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국 장치는, 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하는 이더넷 스위치와, 상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임에 초기화 패턴의 검출을 시도하고, 상기 초기화 패턴의 검출 여부에 따라 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 PLD와, 상기 PLD로부터 상기 전력 초기화 명령의 발생이 통지되면, 기지국의 전력을 초기화하는 전력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법은, 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하는 과정과, 상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임에 초기화 패턴의 검출을 시도하는 과정과, 상기 초기화 패턴의 검출 여부에 따라 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 과정과, 상기 전력 초기화 명령의 발생이 발생함이 판단되면, 기지국의 전력을 초기화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명을 통하여, 이더넷(Ethernet)을 백홀(backhaul)로 사용하는 기지국 또는 시스템에서 메인 프로세서(Main Processor)의 비정상 상황에서도 운영자가 원격에서 초기화(reset)을 할 수 있다. 이로써, 사업자는 시스템이 오동작할 시 원격에서 기지국을 전원 초기화함으로써 기지국 방문 횟수를 줄일 수 있고, 복구 시간도 감소시킬 수 있으므로, 비용을 절감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더넷 프레임(Ethernet frame)의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 이더넷 스위치 및 PLD(Programmable Logic Device)의 연결 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 초기화 절차를 도시하는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 백홀 링크로서 이더넷을 사용하는 기지국을 원격으로 초기화하기 위한 기술에 대해 설명한다.
본 발명은 이더넷 프레임(Ethernet frame)을 이용하여 기지국을 초기화한다. 즉, 프로세서(processor)의 오작동으로 인해 프로세서가 정상적인 명령을 받아들일 수 없으므로, 사용자는 원격 제어를 통해 상기 프로세서를 배제한 채 상기 이더넷 프레임을 통해 전력 유닛(power unit)을 직접 제어한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이더넷 프레임(Ethernet frame)의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 이더넷 프레임은 프리앰블(preamble)(101), 프레임 시작 구분자(start-of-Frame-Delimiter)(102), MAC(Media Access Contol) 목적지(destination)(103), MAC 발신지(source)(104), 타입/길이(Ethertype/Length)(105), 페이로드(payload)(106)를 포함한다.
상기 프리앰블(101) 및 상기 프레임 시작 구분자(102)는 이더넷 프레임의 시작을 알리는 미리 정의된 시퀀스이다. 상기 프리앰블(101) 및 상기 프레임 시작 구분자(102)를 제외한 나머지 부분들은 MAC 프레임으로서, 본 발명의 실시의 예에 따른 기지국 초기화는 60 바이트 크기의 고정된 MAC 프레임을 이용하여 수행된다.
상기 MAC 목적지(103)는 MAC 프레임을 수신할 목적지의 MAC 주소, 상기 MAC 발신지(104)는 MAC 프레임을 송신한 발신자의 MAC 주소를 나타낸다. 상기 타입/길이(105)는 페이로드에 포함된 상위 프로토콜의 종류 및 길이를 나타낸다. 상기 페이로드(106)는 상위 프로토콜의 데이터 등을 포함한다. 이때, 상기 MAC 프레임이 기지국의 초기화를 위한 MAC 프레임인 경우, 상기 페이로드(106)는 20 바이트 크기의 IP(Internet Protocol) 헤더(header)(111), 8 바이트 크기의 UDP(User Datagram Protocol) 헤더(112), 18 바이트 크기의 초기화 패턴(Reset Pattern)(113)을 포함한다. 상기 IP 헤더(111)는 초기화하고자 기지국의 IP 주소를 포함하고, 상기 UDP 헤더(112)는 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트(port) 번호를 포함한다. 상기 초기화 패턴(113)은 특정 값의 비트열로 설정되며, 상기 특정 값은 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 초기화 패턴으로서, 0xDB가 사용될 수 있다. 단, 상기 도 1에 도시된 초기화 패턴의 길이는 일 예로서, 상기 18 바이트가 아닌 다른 길이의 초기화 패턴이 사용될 수 있다.
이하, 본 발명은 상기 도 1과 같은 이더넷 프레임을 이용하여 초기화를 수행하는 기지국의 구성 및 동작 절차를 도면을 참고하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 기지국은 이더넷스위치(202), 프로세서(204), 전력유닛(206), PLD(208)를 포함하여 구성된다.
상기 이더넷스위치(202)는 이더넷 망을 통해 다른 노드들과 패킷을 송수신하기 위한 인터페이스이다. 상기 이더넷스위치(202)는 상기 이더넷 망을 통해 전달되는 패킷들 중 상기 기지국을 목적지로하는 패킷들을 분류하여 상기 프로세서(204)로 제공한다. 또한, 본 발명에 따라, 상기 이더넷스위치(202)는 상기 이더넷 망을 통해 전달되는 패킷들의 IP 주소 및 UDP 포트 값을 검사하고, 상기 IP 주소가 상기 기지국의 IP 주소이고, 상기 UDP 포트 값이 상기 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트 번호이면, 해당 패킷을 상기 PLD(208)로 제공한다. 즉, 상기 이더넷스위치(202)는 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하여 상기 PLD(208)로 제공한다.
상기 프로세서(204)는 상기 기지국의 동작을 위한 제어를 수행한다. 즉, 정상 동작 중, 상기 프로세서(204)는 다른 블록들을 제어하고, 통상적인 데이터 패킷을 처리한다.
상기 전력유닛(206)은 상기 기지국 내의 다른 블록들로의 전력 공급을 담당한다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 전력유닛(206)는 상기 PLD(208)로부터 전력 초기화 명령이 통지되면, 상기 기지국 내의 모든 전원을 끊어 기지국을 오프(off) 시킨 후, 일정시간 경과 후 각 소자들의 필요한 전원을 순서대로 온(on) 시킨다. 단, 기지국의 GPS(Global Positioning System)나 기타 동기(syncronization)원으로부터 시스템 클럭을 공급하는 블록은 오랜 시간 동안 홀드오버(holldover)를 유지하기 위해 학습시간이 필요하여 재기동하는 데 오랜 시간이 소요되므로, 상기 전력유닛(206)은 상기 시스템 클럭을 공급하는 블록에 대하여는 전원 오프(off)하지 아니할 수 있다.
상기 PLD(208)는 상기 이더넷스위치(202)로부터 제공되는 패킷, 즉, 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 이용하여 전력 초기화 명령이 발생하는지 확인한다. 즉, 상기 PLD(208)는 외부로부터 수신되는 초기화 패턴의 검출을 시도하고, 상기 검출 결과에 따라 상기 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단한다. 그리고, 상기 전력 초기화 명령이 발생됨이 판단되는 경우, 상기 PLD(208)는 상기 전력유닛(206)으로 상기 기지국의 전력을 초기화할 것을 통지한다. 이때, 상기 초기화 명령 발생의 여부는 소정 시간 구간 내에 N회의 초기화 패턴 수신이 이루어졌는지에 의해 판단된다. 상기 N은 1 이상의 정수로서, 예를 들어, 3일 수 있다. 즉, 초기화 명령의 정확한 판단을 위해, 시스템은 상기 N을 2 이상의 정수로 설정하고, 상기 PLD(208)는 일정 시간 내에 다수의 초기화 명령들이 수신된 경우에 초기화 명령이 발생하였다고 판단할 수 있다.
상기 PLD(208)는 상기 이더넷스위치(202)와 이더넷 MII(Media Independent Interface) 연결을 이룬다. 상세히 살펴보면, 상기 PLD(208) 및 상기 이더넷스위치(202)의 연결 관계는 도 3과 같다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 이더넷 스위치 및 PLD의 연결 구조를 도시하고 있다. 상기 PLD(208)는 초기화 패턴을 검출하는 기능만을 구비하면 되고, 상기 이더넷스위치(202)로 데이터를 송신할 필요는 없다. 따라서, 상기 PLD(208)는 이더넷 프레임을 수신만 하기 때문에, 상기 PLD(208)의 포트들 중 TX_CLK(311), RxD(312), RX_DV(313), RX_ERR(314), RX_CLK(315)만이 상기 이더넷스위치(202)의 CPU_TXX_MIL CLK(301), CPU_TX(302), CPU_TX_EN(303), CPU_TX_ERR(304), CPU_RX_CLK(305)와 연결된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선통신 시스템에서 기지국의 초기화 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 상기 기지국은 401단계에서 PLD의 RX_DV 신호가 인가되는지 확인한다. 상기 PLD의 RX_DV 신호가 인가, 즉, 하이(high)로 액티브됨은 상기 기지국 내의 이더넷 스위치가 상기 PLD로 데이터를 제공하고자 함을 의미하며, 상기 이더넷 스위치는 IP 주소가 상기 기지국의 IP 주소이고, UDP 포트 값이 상기 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트 번호인 이더넷 프레임이 수신되는 경우, 상기 이더넷 프레임을 상기 PLD로 제공한다. 즉, 상기 기지국은 상기 401단계에서 IP 주소가 상기 기지국의 IP 주소이고, UDP 포트 값이 상기 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트 번호인 이더넷 프레임이 수신되는지 확인한다.
상기 PLD의 RX_DV 신호가 인가되면, 상기 기지국은 403단계로 진행하여 상기 이더넷 프레임의 최초 50바이트를 스킵(skip)한다. 즉, 상기 이더넷 프레임은 상기 IP 주소 및 상기 UDP 포트 값을 통해 전력 초기화 명령을 위한 것이라 판단되므로, 상기 기지국은 최초 50바이트를 읽지 아니하고, 상기 50바이트 뒤에 위치한 초기화 패턴의 검출을 시도한다.
이어, 상기 기지국은 405단계로 진행하여 상기 50바이트 이후의 18바이트의 정보가 상기 초기화 패턴인지 판단한다. 상기 초기화 패턴인지 여부의 판단은 상기 기지국 내의 PLD에 의해 수행된다. 여기서, 상기 초기화 패턴이 18바이트로 설명되는 것은 일 예이며, 구체적인 실시 예에 따라 상기 초기화 패턴의 크기는 달라질 수 있다. 또한, 상기 초기화 패턴의 구체적인 값도 구체적인 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 만일, 상기 18바이트의 정보가 상기 초기화 패턴이 아니면, 상기 기지국은 상기 401단계로 되돌아간다.
반면, 상기 18바이트의 정보가 상기 초기화 패턴이면, 상기 기지국은 407단계로 진행하여 소정 시간 구간 내에 N회의 초기화 패턴 수신이 이루어졌는지 판단한다. 상기 N은 1 이상의 정수로서, 예를 들어, 3일 수 있다. 즉, 초기화 명령의 정확한 판단을 위해, 시스템은 상기 N을 2 이상의 정수로 설정하고, 상기 기지국은 일정 시간 내에 다수의 초기화 명령들이 수신된 경우에 초기화 명령이 발생하였다고 판단할 수 있다. 만일, 상기 소정 시간 구간 내에 N회의 초기화 패턴 수신이 이루어지지 아니하였으면, 상기 기지국은 상기 401단계로 되돌아간다.
반면, 상기 소정 시간 구간 내에 N회의 초기화 패턴 수신이 이루어졌으면, 상기 기지국은 409단계로 진행하여 상기 기지국의 전원 초기화를 수행한다. 즉, 상기 기지국 내의 전원 유닛은 기지국 내 다른 블록들에 대한 전원을 오프시키고, 일정시간 경과 후 블럭들에게 필요한 전원을 순서대로 온 시킨다. 이때, 시스템 클럭을 공급하는 블록에 대하여는 전원 오프가 배제될 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 무선통신 시스템에서 기지국 장치에 있어서,
    전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하는 이더넷 스위치와,
    상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임에 초기화 패턴의 검출을 시도하고, 상기 초기화 패턴의 검출 여부에 따라 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 PLD와,
    상기 PLD로부터 상기 전력 초기화 명령의 발생이 통지되면, 기지국의 전력을 초기화하는 전력 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임은, 상기 기지국의 IP 주소 및 상기 전력 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트 번호를 포함하는 이더넷 프레임인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PLD는, 상기 이더넷 프레임의 최초 50 바이트를 스킵하고, 상기 50 바이트 이후의 비트열이 상기 초기화 패턴인지 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PLD는, 소정 시간 구간 내에 미리 정해진 횟수의 상기 초기화 패턴 수신이 이루어진 경우, 상기 전력 초기화 명령이 발생하였다고 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전력 유닛은, 상기 기지국 내의 다른 블록들에 대한 전원을 오프시키고, 일정시간 경과 후 블럭들에게 필요한 전원을 순서대로 온 시키는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전력 유닛은, 시스템 클럭을 공급하는 블록에 대하여는 전원 오프가 배제하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 무선통신 시스템에서 기지국의 동작 방법에 있어서,
    전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임을 분류하는 과정과,
    상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임에 초기화 패턴의 검출을 시도하는 과정과,
    상기 초기화 패턴의 검출 여부에 따라 전력 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 과정과,
    상기 전력 초기화 명령의 발생이 발생함이 판단되면, 기지국의 전력을 초기화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전력 초기화 명령을 포함하는 형식의 이더넷 프레임은, 상기 기지국의 IP 주소 및 상기 전력 초기화를 위해 미리 정의된 UDP 포트 번호를 포함하는 이더넷 프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 초기화 패턴의 검출을 시도하는 과정은,
    상기 이더넷 프레임의 최초 50 바이트를 스킵하는 과정과,
    상기 50 바이트 이후의 비트열이 상기 초기화 패턴인지 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    성가 초기화 명령의 발생 여부를 판단하는 과정은,
    소정 시간 구간 내에 미리 정해진 횟수의 상기 초기화 패턴 수신이 이루어진 경우, 상기 전력 초기화 명령이 발생하였다고 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전력을 초기화하는 과정은,
    상기 기지국 내의 다른 블록들에 대한 전원을 오프시키는 과정과,
    일정시간 경과 후 블럭들에게 필요한 전원을 순서대로 온 시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기지국 내의 다른 블록들에 대한 전원을 오프시키는 과정은,
    시스템 클럭을 공급하는 블록을 제외한 나머지 블록들에 대하여만 전원을 오프시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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