모뎀 및 그 제어 방법 document_id A220623047464

UMTS(Universal Mobile Telecommunication System)는 GSM(Global System for Mobile communication)으로부터 진화한 제 3 세대 이동 통신 시스템으로서, GSM 핵심망(Core Network)과 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 무선 접속 기술을 기반으로 하여 보다 향상된 이동 통신 서비스 제공한다. 이러한 UMTS는 고속 및 고품질의 패킷 전송 서비스를 제공하기 위하여 다양한 무선 접속 방식을 수용한다. 예를 들어, UMTS는 하향 링크 전송에 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 방식을 사용한다. HSDPA란 데이터 패킷의 고속 전송을 실현할 수 있는 일종의 패킷 전용 무선 접속 방식으로서, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access)의 FDD(Frequency Division Duplexing) 시스템에서부터 적용되기 시작하여 현재는 TDD(Time Division Duplexing) 시스템에도 적용되고 있다. TDD 시스템의 모드는 5MHz 대역에서 3.84 Mcps 칩 속도를 갖는 HCR(High Chip Rate) TDD 모드와, 1.6MHz 대역에서 1.28Mcps의 칩 속도를 갖는 LCR(Low Chip Rate) TDD 모드가 존재한다. TDD 시스템은 상하향 링크에 대한 자원 할당을 비대칭적으로 수행할 수 있으므로, 하향 링크 채널을 최대로 할당할 경우 HSDPA의 도입으로 인한 전송 효율을 극대화할 수 있다. 예컨대, HCR TDD 모드의 경우 HSDPA의 도입을 통하여 최대 10.2Mbps의 전송률을 지원할 수 있으며, LCR TDD 모드의 경우 최대 2.8Mbps의 전송률을 지원할 수 있다. 한편, UMTS에서 사용자 단말과 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)간의 통신은 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)을 기반으로 한다. 상기 무선 인터페이스 프로토콜은 수평적으로는 다수의 프로토콜 계층(Protocol Layer)들로 이루어지며, 수직적으로는 데이터 정보의 전송을 위한 사용자 평면(User Plane)과 제어 신호의 전달을 위한 제어 평면(Control Plane)으로 구성된다. 상기 프로토콜 계층들은 통신 시스템에서 널리 알려져 있는 개방형 시스템 상호 접속(OSI : Open System Interconnection) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로, 제 1 계층(Layer1), 제 2 계층(Layer2) 및 제 3 계층(Layer3)으로 구분될 수 있다. 이들 중 제 1 계층에 속하는 물리 계층(Physical Layer)은 물리 채널(Physical Channel)을 이용하여 상위 계층에게 다양한 정보 전송 서비스(Information Transfer Service)를 제공한다. 예를 들어 물리 계층은 상위 계층인 무선 자원 제어(RRC : Radio Resource Control) 계층으로부터의 제어 및 채널 측정 요청에 응답하여 대응 정보를 제공할 수 있다. 일반적인 기지국이나 사용자 단말, 예컨대 TDD-LCR 단말의 모뎀 구조에서 물리 계층은 하드웨어로 구현된 모뎀 모듈과, 그 모뎀 모듈을 제어하기 위하여 상위 계층으로부터 메시지를 수신하고 이를 해석하여 물리 계층을 제어하는 모뎀 제어 모듈로 구성된다. 이때 모뎀 제어 모듈은 마이크로프로세서에 프로그래밍 된 소프트웨어의 형태로 구현된다. 이 경우 하드웨어인 모뎀 모듈과 소프트웨어인 모뎀 제어 모듈이 자원을 공유하여 사용하지 않으므로 모뎀 제어 모듈은 마이크로프로세서의 자원을 비교적 자유롭게 활용할 수 있다. 그러나 이러한 형태의 모뎀 구조는 모뎀 모듈을 하드웨어로 구성하기 하기 때문에 모뎀의 부피, 단가, 생산성 등의 여러 측면에서 효율적이지 못한 측면이 있다. 따라서 최근에는 모뎀 구현 기술 발전의 도움으로 모뎀 모듈들도 소프트웨어의 형태로 구성하는 추세이다. 예컨대 멀티프로세서를 이용하여 모뎀 모듈과 모뎀 제어 모듈을 단일 프로세서에 소프트웨어로 탑재하는 것이다. 그런데, 이와 같은 소프트웨어 형태의 모뎀은 모뎀 제어 모듈이 직접적으로 모뎀 모듈을 제어할 수 있다는 이점은 있으나, 모뎀 제어 모듈의 프로세서 및 메모리 버스의 점유가 제한을 받는 문제점이 존재한다. 왜냐하면 모뎀 제어 모듈과 모뎀 모듈이 제한된 멀티프로세서의 자원을 공유하여야 하기 때문이다. 이러한 문제는 모뎀의 동작 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있다. 예를 들어, 모뎀 제어 모듈 및 모뎀 모듈이 탑재되는 프로세서가 다중 쓰레드(Thread)를 처리할 수 있는 멀티프로세서인 경우, 처리 속도가 상대적으로 느린 모뎀 제어 모듈은 하나의 쓰레드만 할당하게 된다. 그러나 쓰레드는 순차적인 처리를 요구하므로 채널 측정이나 RRC 메시지의 확인 등과 같은 다중 처리 작업에 어려움이 발생하게 된다. 따라서, 소프트웨어의 형태로 구현된 모뎀의 물리 계층을 효율적으로 제어할 수 있는 기술이 요구된다.