KR20010076779A - 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법 - Google Patents

Abstract

이동통신망에서는 무선 자원인 대역폭이 한정되어 있으므로, 이러한 한정된 자원을 이용하여 고객의 요구를 만족시킬 수 있는 서비스를 제공하기 위해서는 자원을 최대한 효율적으로 관리하여야 하며, 이 기법중의 하나가 호의 수락여부를 제어하는 호 수락 제어방법이다. 일반적으로 CDMA 통신시스템에서는, 스펙트럼을 공유하기 때문에 통화중인 이동국은 다른 이동국의 통화품질에 간섭으로 영향을 미친다. 따라서, 가입자의 통화품질을 일정 수준 이상으로 보장하기 위해서는 간섭이 일정 수준 이하로 제한되어야 한다. 따라서, CDMA 시스템에서 효율적인 호 수락 제어방법은, 각 셀의 부하를 고려하여 유동적이어야 하고, 동시에 가입자가 요구하는 통화품질을 보장하여야 한다. 이러한 목적의 본 발명은, 이동국으로부터 호 수락이 요청되면, 기지국이 상기 호에 대해 요구 전력을 결정하는 제 1 단계와; 상기 기지국이 총 수신전력과 상기 요구 전력을 더하고 그 결과값과 임계치를 비교하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 비교결과, 상기 결과값이 임계치보다 크면 상기 호를 거절하고 상기 결과값이 임계치보다 작거나 같으면 상기 호를 수락하는 제 3 단계를 포함한다. 본 발명에서는 수신전력과 셀 부하의 변동에 적응적으로 대처할 수 있다.

Description

이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법 { Admission Control Based on Cell Load in CDMA System }

본 발명은 직접시퀀스 확산 코드분할다중접근(DS-CDMA) 통신시스템에서의 호 수락 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 음성 및 데이터 트래픽 등의 다양한 종류의 서비스가 존재하는 상황에서 통화 품질을 보장하면서 셀의 부하에 동적으로 적응하는 호 수락 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 이동 통신망에서는 무선 자원인 대역폭이 한정되어 있고, 이러한 한정된 자원을 이용하여 고객의 요구를 만족시킬 수 있는 서비스를 제공하기 위해서 자원을 최대한 효율적으로 관리하여야 한다. 무선자원 관리를 위한 기법 중의 하나가 각 가입자의 호 요구시 호의 수락 또는 기각을 제어하는 호 수락 제어방법이다. 직접시퀀스 확산 코드분할다중접근(DS-CDMA : Direct Sequence Code Division Multiple Access) 통신시스템에서는 동시에 통화중인 사용자로부터의 간섭에 의해 용량이 결정된다. 통화 품질을 보장하기 위해서는 간섭을 일정 수준 이하로 제한하여야 하는데, 이 경우 동시에 통화할 수 있는 사용자 수는 일정한 것이 아니라 유동적이다. 즉, 해당 호가 속해 있는 셀(target cell)에서 통화중인 사용자 및 주변셀(neighboring cell)에서의 사용자들의 전력세기가 간섭으로 작용하게 되므로, 각 사용자는 해당 기지국에 의해 완벽한 전력제어(power control)가 이루어진다 하여도 동시에 통화할 수 있는 사용자 수는 유동적이다. 따라서, 셀의 부하에 유연하게 적응하는 호 제어방법이 필요하다. 특히, 다양한 종류의 트래픽이 존재하는 상황에서는 트래픽 종류별로 서로 다른 통화 품질과 전송율을 요구하기 때문에, 이러한 문제는 더욱 중요하다.

통화 품질을 결정하는 요소로는 호 차단율과 호 절단율이 있는데, 이 두 요소 사이는 트레이드-오프(trade-off) 관계가 있다. 즉, 호를 많이 수락할수록 호 차단율은 감소하고 호 절단율은 증가한다. 특히, 호 절단율은 통화 품질을 결정하는 중요한 요소가 된다. 호 수락 제어방법은 호 절단율을 일정 수준이하로 유지하면서 최대한 많은 사용자를 수용할 수 있도록 설계되어야 한다. 또한 트래픽 종류별로 서로 다른 통화 품질을 요구하므로 이것 역시 고려되어야 한다.

이러한 문제를 해결하기 위해 간섭량에 기반을 둔 호 수락 제어 또는 채널 할당방법이 고려되어 왔는데, 대부분이 음성 트래픽만을 고려 대상으로 하고 주변셀로부터의 간섭량은 고려하지 않았다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, CDMA 이동통신 시스템에서 음성 및 데이터 트래픽 등의 다양한 형태의 트래픽 종류가 존재하는 환경에서 셀의 부하에 적응적으로 대처하면서 통화 품질을 보장할 수 있는 호 수락 제어방법을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 발명은 각 트래픽 형태별로 우선권을 부여하여 호 요구시에 선택적으로 수락하는 호 수락 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 호 수락 제어방법을 도시한 동작 흐름도이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법은, 이동국으로부터 호 수락이 요청되면, 기지국이 상기 호에 대해 요구 전력을 결정하는 제 1 단계와; 상기 기지국이 총 수신전력과 상기 요구 전력을 더하고 그 결과값과 임계치를 비교하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 단계의 비교결과, 상기 결과값이 임계치보다 크면 상기 호를 거절하고 상기 결과값이 임계치보다 작거나 같으면 상기 호를 수락하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 "이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법"을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 트래픽 종류별로 서로 다른 통화품질과 전송율을 요구하는 CDMA 환경하에서 셀의 부하를 근거로 적응적으로 호를 수락하거나 기각하는 호 수락 제어방법을 제공한다. 여기서, 서로 다른 통화품질을 요구한다는 것은 트래픽 종류별로 서로 다른 신호대 잡음비를 요구하는 것을 의미하고, 이는 곧 서로 다른 전력이 필요하다는 것을 의미한다. 이에 따라 시스템 용량을 최대화하기 위해서는 우선적으로 트래픽 종류별로 적절한 전력비가 결정되어야 한다.

또한, 셀의 부하에 유동적으로 적응하는 호 수락제어를 위해서는 관심이 되는 셀(target cell)의 부하가 높더라도 주변셀의 부하가 작으면 통화품질의 열화없이 상대적으로 많은 사용자를 수용하여야 한다. 반면에, 관심이 되는 셀의 부하가 작더라도 주변셀의 부하가 높아서 간섭이 많아지면 상대적으로 적은 수의 사용자를 수용하여야 한다. 마지막으로, 트래픽 종류별로 서로 다른 호 차단율과 호 절단율을 요구하는 경우, 이에 따라 신호대 잡음비에 대한 적절한 임계치(threshold value)를 설정하여 트래픽 종류별로 우선권을 부여하여 선택적으로 수락한다.

음성 트래픽이 요구하는 전력세기 및 신호 대 잡음비를 각각P _v 및라 하고, 데이터 트래픽이 요구하는 전력세기 및 신호 대 잡음비를 각각P _d 및라 하며, 각 트래픽의 활성계수(activity factor)를 각각α _v 및α _d 라고 할 때, 각 트래픽에 대한 신호 대 잡음비는 수학식 1과 같다.

여기서,N _v 및N _d 는 각각 음성 및 데이터 가입자 수를 나타내고,I _k 및η _k 는 각각 외부셀로부터의 간섭량(external interference) 및 수신기의 잡음(background noise)을 의미한다. 이때, 시스템의 용량을 최대로 하기 위해서는 수학식 2와 같은 요구 전력비(δ)를 만족하여야 한다.

이러한, 전력비(δ)는 두 가지 이상의 트래픽 종류가 존재하는 상황에서도 얻을 수 있다. 수학식 2는 하나의 트래픽에 대한 요구 전력을 "1"로 정규화함으로써 다른 트래픽의 요구전력을 상수(δ)로 표현할 수 있음을 의미한다. 즉, 시스템의 용량을 최대로 하기 위해서는 각각의 트래픽에 대해 수학식 3과 같은 전력비를 만족해야 한다.

셀의 최대 용량은 외부셀에서의 간섭량과 수신기의 잡음이 없을 경우이다.음성 서비스 사용자를 기준으로 한 데이터 서비스의 유효 사용자 수를δN _d , 외부 간섭량의 유효 사용자 수를L _k = I _k /P _k 로 표현할 때, 활성계수를 고려하면 셀의 최대 용량은 수학식 4와 같이 표현된다.

여기서, 셀 k에서의 셀 부하(X _k )는 외부 간섭량을 포함한 셀의 현재 유효 사용자수 대 셀의 최대 용량의 비로 나타낼 수 있으며, 기지국에서의 총 수신전력(Z _k )을 이용하여 수학식 5와 같이 표현된다. 즉, 셀 부하를 나타내는 파라미터로 기지국에서의 총 수신전력을 사용할 수 있다.

일반적으로 셀 k의 기지국에서 트래픽 종류i의 트래픽에 대한 간섭량은 총 수신전력에서 자신의 신호를 제외한 값이므로 신호 대 잡음비()는 총수신전력(Z _k ) 및 가입자가 속해있는 기지국에서 가입자가 수신한 수신전력(P _k,i )을 이용하여 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.

위의 수학식 5와 수학식 6으로부터 총 수신전력(Z _k )은 셀 부하(X _k )와 신호 대 잡음비()를 동시에 반영함을 알 수 있다. 따라서, 총 수신전력을 파라미터로 하는 호 수락 제어방법은 호의 수락/기각을 결정할 때, 필요한 두 가지 요소를 동시에 직접적으로 제어할 수 있다.

도 1을 참조하면서 본 발명의 한 실시예에 따른 호 수락 제어방법을 상세하게 설명하기로 한다.

호가 발생되면, 각 이동국은 전파 감쇄가 최소가 되는 기지국을 자신의 기지국으로 선택하고, 이 기지국에 호 수락을 요청한다(10). 이때, 기지국은 요청된 호에 대해 수학식 3에 의해 이미 계산되어진 요구 전력(δ _j,i )을 결정한다(20). 기지국은 총 수신전력(Z _k )과 요구전력(δ _j,i )을 더한 값을 정해진 임계치(Z _th,i )와 비교한다(30). 이 경우 임계치는 시스템이 요구하는 값 이하로 설정하여야 하고, 이임계치의 최대값(Z _max )은 아래에서 설명하는 과정을 통해 구한다.

임계치의 최대값(Z _max )은 다음과 같이 구할 수 있다. 우선, 기준이 되는 트래픽의 요구 수신전력을 "1"로 정규화시킨다. 다른 트래픽에 대해서는 수학식 3에 의해 계산된 값이 요구 수신전력이 되고, 각 트래픽 종류별로 요구하는 신호 대 잡음비를라고 하면, 시스템은 아래의 수학식 7을 만족해야 한다.

따라서, 통화품질을 만족시키기 위한 신호 대 잡음비의 최소값은 수학식 7에서 등식이 성립할 때이고, 이때의 총 수신전력Z _k 값이 임계치의 최대값(Z _max )가 된다. 또한, 이 임계치의 최대값(Z _max )은 트래픽의 종류와 관계없이 항상 같은 값이 된다.

한편, 본 발명에서는 트래픽 종류별로 다른 임계치(Z _th,i )를 설정하여, 원하는 트래픽에 우선권을 부여하여 호 수락 제어를 한다. 즉, 우선권을 부여하는 트래픽의 경우에는 임계치를Z _max 값에 가깝게 설정하여, 다른 트래픽보다 상대적으로 호를 많이 수락하도록 한다. 마지막으로, 호 요구시 측정된 총 수신전력과 계산된 요구 수신전력의 합이 해당 트래픽에 대해 설정된 임계치보다 작으면, 요청된 호는 수락하고(40), 그렇지 않으면 기각한다(50).

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 기지국에서 총 수신전력을 기준으로 호 수락 제어를 하기 때문에, 셀 부하에 적응한 호 수락 제어가 가능하다. 또한, 본 발명에서는 트래픽 종류별로 다른 임계치를 할당함으로써 원하는 트래픽에 우선권을 부여하여 호 요구를 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 이동국으로부터 호 수락이 요청되면, 기지국이 상기 호에 대해 요구 전력을 결정하는 제 1 단계와;

   상기 기지국이 총 수신전력과 상기 요구 전력을 더하고 그 결과값과 임계치를 비교하는 제 2 단계; 및

   상기 제 2 단계의 비교결과, 상기 결과값이 임계치보다 크면 상기 호를 거절하고 상기 결과값이 임계치보다 작거나 같으면 상기 호를 수락하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계의 요구 전력은 상기 호의 트래픽 종류에 따라 결정된 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 호의 요구 전력은 기준 트래픽의 요구 전력에 대한 비로 표현되는 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 제 2 단계의 임계치는 트래픽 종류별로 서로 다른 값으로결정된 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서, 각 트래픽 종류별로 신호 대 잡음비가 최소값이 되도록 하는 총 수신전력을 최대 임계치(Z _max )로 결정하는 제 1 소단계와, 우선권이 부여된 트래픽의 임계치는 다른 트래픽들의 임계치에 비해 상기 최대 임계치에 가깝게 설정하여, 상기 우선권이 부여된 트래픽이 상대적으로 많은 호를 수락하도록 하는 제 2 소단계를 포함한 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서의 호 수락 제어방법.
6. 기지국에,

   이동국으로부터 호 수락이 요청되면, 상기 호에 대해 요구 전력을 결정하는 제 1 단계와;

   상기 기지국이 총 수신전력과 상기 요구 전력을 더하고 그 결과값과 임계치를 비교하는 제 2 단계; 및

   상기 제 2 단계의 비교결과, 상기 결과값이 임계치보다 크면 상기 호를 거절하고 상기 결과값이 임계치보다 작거나 같으면 상기 호를 수락하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 호 수락 제어방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.