Performance Enhancement Architecture for HLR System Based on Distributed Mobile Embedded System

분산 모바일 임베디드 시스템 기반의 새로운 위치정보 관리 시스템

  • Published : 2004.12.01

Abstract

In mobile cellular network the ever-changing location of a mobile host necessitates the continuous tracking of its current position and efficient management of location information. A database called Home Location Register(HLR) plays a major role in location management in this distributed environment, providing table management, index management, and backup management facilities. The objectives of this paper are to identify the p개blems of the current HLR system through rigorous analysis, to suggest solutions to them, and to propose a new architecture for the HLR system. In the HLR system, a main memory database system is used to provide real-time accesses and updates of subscriber's information. Thus it is suggested that the improvement bemade to support better real-time facilities, to manage subscriber's information more reliably, and to accommodate more subscribers. In this paper, I propose an efficient backup method that takes into account the characteristics of HLR database transactions. The retrieval speed and the memory usage of the two-level index method are better than those of the T-tree index method. Insertion md deletion overhead of the chained bucket hashing method is less than that of modified linear hashing method. In the proposed backup method, I use two kinds of dirty flags in order to solve the performance degradation problem caused by frequent registration-location operations. Performance analysis has been performed to evaluate the proposed techniques based on a system with subscribers. The results show that, in comparison with the current techniques, the memory requirement is reduced by more than 62%,directory operations, and backup operation by more than 80%.

모바일 망에서는 지속적으로 변하는 개별 가입자의 위치 정보가 관리되어져야 한다. 이와 같은 분산 환경 속에서 위치 정보 관리의 핵심 역할을 수행하는 내장형 시스템인 HLR system은 table 관리 기능과 색인 관리 기능 그리고 백업 관리 기능을 제공한다. 본 논문에서는, 현재 사용되고 있는 HLR system의 문제점을 철저한 분석을 통해 파악하여 그 문제의 해결 방안을 제시하고, HLR system을 위한 새로운 구조를 제시하였다. HLR system에서는 가입자 정보의 실시간 접근과 갱신을 제공하기 위해 주기억장치 데이터베이스 시스템이 사용되고 있다. 따라서, 더 나은 실시간 기능을 제공키 위해서, 가입자의 정보를 보다 신뢰성 있게 관리하기 위해서, 보다 많은 가입자에게 편의를 제공하기 위해서는 이의 성능 개선이 요구된다. 본 논문에서는, HLR database transaction의 특성을 고려한 효을적인 백업 방법을 제안한다. 이단계 색인 기법은 기존의 T 트리 색인 기법보다 검색 속도와 기억 공간 사용 효율 측면에서 우수하다. 버켓 연결 해슁 기법은 기존의 변형된 선형 해슁 기법보다 삽입과 삭제 시의 오버헤드가 적다. 제안한 백업 방법에서는, 빈번한 위치 등록 기능 수행으로 인해 야기되는 성능 저하 문제를 해결하기 위해 두가지 종류의 갱신 플래그를 사용하였다. 가입자 수용시, 제안 기법을 사용하게 되면 기존 기법보다 메모리 사용량 절감(62% 이상), 디렉토리 증가 작업제거, 백업 작업 감소(80% 이상)를 제공받게 된다.

Keywords

References

  1. DeWit, D.J. et al, 'Implernentation Techniques for Main Memory Database Systems,' Proc. Intl. Conf. on Management of Data, ACM SIGMOD, Boston, USA, pp. 1-8, June, 1984
  2. Garcia-Molina, H., 'Main Memory Database Systems: An Overview,' IEEE Trans. onKnowledge and Data Engineering, Vol. 4, No.6, pp.509-516, 1992 https://doi.org/10.1109/69.180602
  3. Jagadish, H. V. et al, 'Dali: A High Performance Main Memory Storare Manager,' Proc. 20th Intl. Conf. on Very Large Data Bases, Santiago, Chille, pp. 48-59, Sept., 1994
  4. Peter, M. G. et al, 'PRISMA/DB: A Parallel, Main Memory Relational DBMS,' IEEE Trans. on Knowledge and Data Engineering, Vol. 4, No 6, Dec. 1992
  5. 김장환, 이충세, '이동 통신 HLR 시스템에서의 효과적인 색인 및 백업기법', 한국정보과학회 논문지 Feb. 2003
  6. Knuth, D., The Art of Programming, Vol. 3, Sorting and Searching, Addison-Wesley, 1973
  7. 한국통신기술협회, MSC/VLR-HLR/AC간 MAP 신호방식 표준, 1997.7; IMT-2000 3GPP2-TIA/EIA-41 개정 A 판에 순응하는 무선시스템의 국제적 제공, 2002.10.28
  8. Rhee, M. Y., CDMA Cellular Mobile Communications and Network Security, Prentice Hall, 1998
  9. Kim, J. H. and Rhee, C. S., 'Traffic Estimation Algorithms in Mobile Networks,' Proc. 4th Intl. Conf. on Advanced Communication Technology, pp. 139-141, Feb. 2002
  10. Son, S. H., Advances In Real-Time Systems, Prentice Hall, 1995
  11. Lehman, T.J. and Carey, M.J., 'A Study of Index Structures for Main Memory Database Managernent Systems,' Proc. 12th Intl. Conf. on Very Large Data Bases, Kyoto, Japan, pp.294-303, Aug. 1986
  12. Bayer, R. and McCreight, C., 'Organization and Maintenance of Large Ordered Indexes,'Acta Infomatica, Vol. 1, No. 3, pp. 290-306, 1972 https://doi.org/10.1007/BF00289509
  13. Bayer, R., 'Symmetric Binary B-Trees: Data Structure and Maintenance Algorithms,' Acta Infomatica, Vol. 1, No. 3, pp. 290-306, 1972 https://doi.org/10.1007/BF00289509
  14. Comer, D., 'The Ubiquitous B-Tree,' ACM Computing Surveys, Vol. 1, No. 2, pp.121-137, 1979
  15. Litwin, W., 'Linear Hashing: A New Tool For File and Table Addressing,' Proc. 6th Intl. Conf. on Very Large Data Bases, Montreal, Canada, pp. 212-223, Oct. 1980
  16. TIA/EIA, IS-41(A), Initial Version. Jan. 1991.; IMT-2000 3GPP2-International Implementation of Wireless Telecommunication Systems Compliant with TIA/EIA-41 Revision A, Oct.2002
  17. Jagadish, H. V., Silberschatz, A. and Sudarshan, S., 'Recovering from Main-Memory Lapses,' Proc. 19th Intl. Conf. on Very Large Data Bases, Dublin, Ireland, pp. 391-404, Aug., 1993
  18. Lehman, T.J. and Carey, M.J., 'A High Performance Memory-Resident Database System,' Proc. 12th Intl. Conf. on Management of Data, San Francisco, USA, pp104-117, 1987