KR100204588B1 - 위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지탈 이동통신 시스템에서 위치 등록 방법에 관한 것으로, 위치 등록 및 페이징에 소요되는 무선자원의 사용을 최적화하기 위하여 이동국별로 단위시간당 위치 등록 빈도를 계산하여 기준치와 비교함으로써 각각의 이동국마다 최적 크기의 위치 등록 영역 목록을 할당하는 위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법이 제시된다.

Description

위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법
본 발명은 디지탈 이동통신 시스템에서 위치 등록 방법에 관한 것으로, 특히 디지탈 이동통신 시스템에서 이동국의 위치 등록 빈도에 따른 가변 크기의 위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법에 관한 것이다.
일반적으로 디지탈 이동통신 시스템에서는 서비스 지역을 여러 개의 위치 등록 영역(Registratioin Zone)으로 나누고, 하나의 위치 등록 영역을 하나 이상의 셀로 세분화하여 운영한다. 이는 이동국이 착신 호를 요구할 때에 서비스의 전지역을 대상으로 이동국을 호출함으로써 발생되는 무선 자원의 낭비를 방지하기 위함이다. 동일한 위치 등록 영역에 속하는 기지국들은 동일한 위치 등록 영역의 식별번호를 주기적으로 방송(broadcast)하며, 이동국은 이동할 때마다 기지국으로부터 수신한 위치 등록 영역 식별번호를 분석하여 새로운 위치 등록 영역으로 진입하였는지를 판단한다. 만약 새로운 위치 등록 영역으로 진입하였음이 판명되면, 해당 이동국은 그 지역에서 위치 등록을 수행한다. 이동국의 위치 등록 결과는 방문자 위치 등록기(Visitors Location Register : 이하 VLR이라 함) 또는 홈 위치 등록기(Home Location Register : 이하 HLR이라 함)에 저장되는데, HLR에는 위치 등록한 이동국의 일반적인 정보, 즉 이동국이 어느 VLR에 위치해 있는가 하는 정보가 저장되며, VLR에는 위치를 등록한 이동국의 보다 상세한 정보, 즉 어느 위치 등록 영역에 위치해 있는가 하는 정보가 저장된다.
이동국의 착신 호 요구가 들어왔을 때에 망은 HLR과 VLR을 통해 현재 이동국이 위치하는 위치 등록 영역내의 모든 기지국에게 이동국 호출 메시지를 방송하도록 하여 이를 수신한 해당 이동국이 착신 호 요구에 응답하도록 한다. 이러한 위치 등록 영역 방식을 통해 디지탈 이동통신 시스템은 무선 자원을 효과적으로 운용할 수 있게 된다.
이와 같은 기존의 방식에서는 위치 등록 영역은 하나 이상의 다수 기지국으로 구성되며 서비스 개시 이전의 무선망 설계과정에서 그 구성 자체가 고정되어진다. 운용방식 또한 단위시간당 이동국의 위치 등록요구 횟수와 무관하게 각각의 이동국에 동일하게 적용된다. 이와 같은 방식은 이동국의 행동 습성을 반영하지 않음으로써, 위치 등록 가격(cost)와 페이징 가격의 상관관계를 모든 이동국에 동일하게 적용시키는 문제점이 있다.
많은 이동국을 수용하기 위하여 셀의 크기를 작게하므로서 발생되는 위치 등록 가격과 위치 등록 가격을 줄이기 위하여 위치 등록 영역을 확대함으로써 발생하는 페이징 가격간에는 상관관계가 존재한다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 페이징 가격과 위치 등록 가격간의 상관관계를 각각의 이동국이 가지는 이동 성향에 따라서 차등적으로 적용함으로써 무선 자원의 낭비를 방지하는 데 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동국의 위치 등록 요구에 대해 이동국의 단위 시간당 위치 등록 빈도에 따라서 위치 등록 요구가 발생한 기지국별로 크기가 다른 위치 등록 영역 목록을 할당하는 단계와, 상기 이동 교환기가 위치 등록 요구가 발생한 기지국마다 크기가 다른 위치 등록 영역 목록별로 위치 등록 가격과 페이징 가격이 대등한 이동국의 평균적인 위치 등록 요구 시간 간격을 기준치로 하여 위치 등록 영역을 결정하는 단계와, 상기 이동 교환기가 임의의 기지국으로 이동한 이동국에서 위치 등록 요구 메시지를 수신하여 이전에 위치 등록 요구 메시지를 전송한 시점과 현재 시점의 차이를 계산하고 이동국별로 가지고 있는 기준치와 비교하는 단계와, 상기 비교 결과를 이용하여 기지국별로 가지고 있는 위치 등록 영역 목록 중 하나를 위치 등록 영역 목록으로 결정하는 단계와, 상기 이동국의 위치 등록 성공 시마다 위치 등록 영역 목록별로 정의된 기준치가 이동국의 상기 기준치로 변경되는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 일반적인 디지탈 이동통신 시스템의 구성도.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 이동국이 기지국 0에서 위치 등록을 하는 경우를 설명하기 위한 도면.
제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 0에서 위치 등록에 성공한 이동국이 위치 등록 영역을 벗어나 기지국 7의 영역으로 진입하는 경우를 설명하기 위한 도면.
제4도는 기지국 (6, E)와 기지국 (5, F)을 중심으로 결정된 위치 등록 빈도 기준치 및 위치 등록 영역 목록을 설명하기 위한 도면.
제5도는 이동국의 위치에 따른 실제 위치 등록 영역과 위치 등록 영역 목록의 예를 설명하기 위한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100, 200 : 위치 등록 영역 110, 120, 130, 210, 220, 230 : 셀
111, 121, 131, 211, 221, 231 : 기지국
112, 113, 122, 123, 132, 133, 212, 213, 222, 223, 232, 233 : 이동국
300 : 홈 위치 등록기 310, 320 : 이동 교환국
311, 321 : 방문자 위치 등록기
첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명이 적용되는 일반적인 디지탈 이동통신 시스템도의 구성도이다. 본 발명에서는 동일한 기지국이 관할하는 영역 내에 있는 이동국이라도 상이한 위치 등록 영역 목록을 가질 수 있으며, 종래의 고정된 위치 등록 영역의 개념은 의미가 없다. 위치 등록 영역 목록은 하나 이상의 위치 등록 영역의 집합체이다.
이동 교환기는 위치 등록 영역 목록을 정의하는 데 있어서 크기나 모양에 제한을 받지 않으며, 기준 셀과 주변의 셀들의 위치 등록 지시자로 구성된다. 따라서 각각의 기지국은 이동 교환기내에서 유일한 위치 등록 영역 목록을 이동국에게 전달하며, 동일 기지국내에서도 이동국의 행동 습성에 따라서 다른 종류의 위치 등록 영역 목록이 전송된다. 이동국의 행동 습성에 따른 위치 등록 영역 목록의 분류는 이동국의 단위시간당 위치 등록 요청 변경에 따라서 이루어진다.
기지국에서 방송하는 위치 등록 지시자가 이동국이 운용중인 위치 등록 영역 목록에 포함되어 있지 않으면 이동국은 위치 등록을 요청하며 해당 기지국은 위치 등록 영역을 이동 교환국에게 전달한다.
이동 교환국은 각각의 기지국에서 받은 위치 등록 요청에 따라서 이동국의 단위 시간당 위치 등록 횟수를 고려하여 위치 등록 목록을 결정한 후, HLR과 VLR에 해당 정보를 저장한다. 이동 교환국은 VLR을 가지고 하나의 위치 등록 영역군을 관할한다. HLR은 다른 위치 등록 영역군을 관장하고 있는 이동 교환국과도 연결되어 있으며 복수개의 교환국으로부터 전송되는 위치 등록 영역 정보를 저장한다. 이동 교환국은 단위 시간당 이동국의 위치 등록 요청 횟수에 따라서 각 기지국마다 서로 다른 위치 등록 영역 목록을 할당함으로써 동일 기지국내에서도 각각의 이동국들은 자신의 위치 등록 횟수에 따라 서로 다른 위치 등록 영역을 가지게 된다. 이로써 모든 단말국은 자신의 위치 등록 횟수에 따라서 적절한 크기의 위치 등록 영역을 가지게 됨으로 위치 등록 가격과 페이징 가격의 형평성을 이룰 수 있다. 즉, 단위 시간당 위치 등록 횟수가 많은 이동국에게는 비교적 넓은 크기의 위치 등록 영역을 할당함으로써 페이징 가격은 상승하더라도 위치 등록 가격을 적게 할 수 있다. 반면에 위치 등록 횟수가 적은 이동국은 비교적 적은 크기의 위치 등록 영역을 갖게 함으로써 일정한 위치 등록 가격 범위 내에서 페이징에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있다. 이러한 위치 등록 영역의 운용은 빠른 이동을 하는 이동국에게는 가급적 위치 등록 절차가 발생하지 않도록 하며 이동의 속도가 둔해지면 위치 등록 영역의 크기를 축소하여 효과적인 페이징 절차가 이루어 지도록 한다.
위치 등록 영역의 유연한 운용은 이동국의 기능상 변경을 요구하지 않으므로 이동국 사용자는 항상 동일한 서비스를 받을 수 있다.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 이동국이 기지국 0에서 위치 등록을 하는 경우를 설명하기 위한 도면이다. 위치 등록 영역 식별번호란, 각 기지국에 할당된 고유한 번호로서 시스템 운용자가 서비스 이전에 미리 설정한 번호이다. 이동국은 위치 등록 영역 식별번호가 0인 기지국의 서비스 영역에서 최초로 전원이 공급되어 위치 등록 요구 메시지를 기지국 0에 송신한다. 위치 등록 메시지는 이동 교환국으로 전달되어 위치 등록 영역이 결정된다. 이동 교환국은 최초로 위치 등록을 요청한 이동국의 이동 성향에 대하여 알 수 없으므로 일반적인 이동국의 위치 등록 가격과 페이징 가격이 대등한 위치 등록 영역을 결정하고, 다음 위치 등록 요구가 발생할 때 이동국의 이동 성향을 알 수 있도록 하기 위하여 위치 등록 요구 시점을 기록한다. 이동국이 기지국 0을 통하여 위치 등록이 성공하면 위치 등록 성공 메시지를 수신한다. 이 위치 등록 성공 메시지는 위치 등록 영역 목록을 포함하는데, 이 목록은 기지국 0을 중심으로 구성된 위치 등록 영역 식별번호의 집합이다. 본 실시예에서는 기지국 0을 중심으로 구성된 기지국 식별번호 집합인 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 19, 20, 22, 27, 29, 30, 37, 38, 45, 46}이 일반적인 이동국에서 할당할 수 있는 위치 등록 가격과 페이징 가격이 대등한 위치 등록 영역이라 가정한다. 이동국은 상기 위치 등록 영역 목록을 이동국의 현재 위치 등록 영역으로 저장하거나 변경하고, 해당 위치 등록 영역 내에서 이동하는 동안에는 위치 등록을 수행하지 않는다. 이동국이 위치 등록 영역을 벗어나서 이동하던 중 방송 메시지를 통해 받은 위치 등록 식별번호가 자신이 저장하고 있는 위치 등록 목록에 포함되어 있지 않으면, 이동국은 현재 위치하고 있는 해당 기지국을 통해 위치 등록을 시도한다.
제3도는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 0에서 위치 등록에 성공한 이동국이 위치 등록 목록 영역을 벗어나 기지국 7의 영역으로 진입한 경우의 위치 등록 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 이동국이 기지국 0과 기지국 1 및 12을 거쳐 기지국 7로 이동하면 이동국은 기지국의 방송 메시지를 통해 기지국 7로 진입하였음을 인지한다. 이를 위치 등록 영역 목록에 포함되어 있는지 비교하여 포함되어 있지 않으면 위치 등록 영역을 벗어났다고 판단한다. 이때 이동국은 기지국 7을 통해 위치 등록을 수행한다. 기지국 7을 통하여 위치 등록 요구 메시지를 수신한 이동 교환기는 이동국이 이전에 위치 등록 요구 메시지를 전송한 시점과 현재 시점의 차이를 계산하여 기준치와 비교한다. 기준치는 이전에 이동국에게 할당한 위치 등록 영역내에서 이동국의 평균적인 위치 등록 요구 시간 간격이다. 이동국이 위치 등록 영역 목록 내에서 이동할 경우에는 위치 등록 요구를 하지 않으므로 기준치는 이와 같은 경우를 고려하여 결정된다. 이동 교환기에서 계산된 값이 기준치보다 크면 확률적으로 위치 등록 가격을 높이더라도 페이징 가격을 줄일 수 있도록 이전의 위치 등록 영역 목록보다 크기가 작은 새로운 위치 등록 영역을 결정한다. 계산된 값이 기준치보다 작으면 확률적으로 페이징 가격을 높이더라도 위치 등록 가격을 줄일 수 있도록 이전의 위치 등록 영역 목록보다 크기가 큰 새로운 위치 등록 영역을 결정한다. 계산된 값이 기준치와 동일하면 이전의 위치 등록 영역 목록과 크기가 유사한 새로운 위치 등록 영역을 결정한다. 따라서 이동국은 단위 시간당 위치 등록 요구 빈도에 따라서 기지국 7을 중심으로 구성된 인접 기지국의 식별번호 집합인 {7, 8, 9, 10, 11, 12, 13} 혹은 {1, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 12, 19, 20, 22, 27, 29, 30, 37, 38, 45, 46}, {0, 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20, 42, 43, 44, 45, 46, 49, 51, 52, 53, 54, 56, 60, 61, 62, 63, 64, 67, 68, 69, 75}을 통보 받아 위치 등록 영역을 갱신한다.
이동국에 의한 위치 등록 요구는 기존의 디지탈 이동통신 시스템의 방식에 따라서 VLR과 HLR로 전송된다. VLR은 관할하고 있는 각 기지국에 대한 위치 등록 영역 목록을 가진다. 또한 VLR이 관할하고 있는 기지국내에서 이동국이 위치 등록을 요구하였을 경우에는 VLR이 이동국의 단위 시간당 위치 등록 요구 빈도에 따라서 결정된 위치 등록 영역 목록을 이동국으로 전송한다. 기지국에서 이동국을 호출할 때는 이동국에게 할당한 위치 등록 영역 목록에 수록된 기지국들에게 페이징하도록 한다. 즉 이동국이 기지국 7을 통해 위치 등록에 성공하였고 그 후에 다른 기지국을 통해 위치 등록을 수행하지 않았다면, 기지국 7과 인접 기지국의 식별번호 집합인 {7, 8, 9, 10, 11, 12, 13} 혹은 {0, 1, 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 19, 20, 42, 43, 44, 45, 46, 49, 51, 52, 53, 54, 56, 60, 61, 62, 63, 64, 67, 68, 69, 75}를 통해 이동 교환기는 이동국을 호출한다.
제4도는 임의의 이동국이 위치 등록을 요구한 단위 시간 당 빈도와 이동국이 위치 등록을 요청한 기지국 식별번호, 위치 등록 영역 목록 및 위치 등록 영역 목록별 위치 등록 요구 평균 주기를 나타낸 그래프도이고, 제5도는 이동국의 위치에 따른 실제 위치 등록 영역과 위치 등록 영역 목록의 변화를 나타낸 도면이다. 제4도 및 제5도를 참조하여 이동국의 위치 등록 성공에 따른 실제 위치 등록 영역과 위치 등록 영역 목록의 변화에 대하여 설명하면 다음과 같다.
이동 교환기는 임의의 이동국에게 최초 위치 등록 시에 위치 등록 가격과 페이징 가격이 대등한 위치 등록 영역 목록 {(4,E), (5,D), (5,E), (5,F), (6,C), (6,D), (6,E), (6,F), (6,G), (7,D), (7,E), (7,F), (8,E)}을 할당하였으며, 위치 등록 영역 내에서의 이동국의 평균적인 위치 등록 요구 시간 간격인 X값을 알고 있다. 이동국의 두 번째 위치 등록은 시간 5X가 경과된 후 발생되었다. 즉, 이동국은 기준치 X보다 5배의 시간이 경과된 후 위치 등록 요청을 하였다. 따라서 이동국에게 이전에 할당한 위치 등록 영역 목록의 크기보다 작은 위치 등록 영역 목록을 할당하여도 위치 등록 가격이 증가하지 않으며 위치 등록 영역 목록을 축소함으로써 착신호를 위한 페이징 가격을 감소시킬 수 있다. 이동국에게 새롭게 할당되는 위치 등록 영역 목록은 {(3,G), (4,F), (4,G), (4,H), (5,G)}이 된다. 또한 이동 교환기의 위치 등록 빈도수에 따른 기준치 X도 새로운 위치 등록 영역 목록의 크기에 맞는 기준치인 Y로 변경된다. 이동국의 세 번째 위치 등록 요구는 0.5Y 시간이 경과된 후 발생되었다. 즉, 이동국은 기준치 Y보다 0.5배의 시간이 경과된 후 위치 등록 요청을 하였다. 따라서 이동국에게 이전에 할당한 위치 등록 영역 목록의 크기보다 큰 위치 등록 영역 목록을 할당함으로서 착신호를 위한 페이징 가격은 증가하더라도 위치 등록 영역 목록을 확대함으로써 위치 등록 가격을 감소시킬 수 있다. 이동국에게 새롭게 할당되는 위치 등록 영역 목록은 {(3,H), (4,G), (4,H), (4,I), (5,F), (5,G), (5,H), (5,I), (5,J), (6,G), (6,H), (6,I), (7,H)}이 된다. 또한 이동 교환기의 위치 등록 빈도수에 따른 기준치 Y도 새로운 위치 등록 영역 목록의 크기에 맞는 기준치인 Z로 변경된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 증가하는 이동국을 수용하기 위하여 위치 등록 영역의 크기를 축소하여도 위치 등록 및 착신호와 관련된 신호 트래픽의 양이 이동국마다 일정하게 증가하지 않도록 이동국의 단위시간당 위치 등록 빈도를 고려하여 최적 크기의 위치 등록 영역 목록을 할당함으로써 무선 자원의 낭비를 없앨 수 있는 훌륭한 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 이동국의 위치 등록 요구에 대해 이동국의 단위 시간당 위치 등록 빈도에 따라서 위치 등록 요구가 발생한 기지국별로 크기가 다른 위치 등록 영역 목록을 할당하는 제1단계와, 상기 이동 교환기가 위치 등록 요구가 발생한 기지국마다 크기가 다른 위치 등록 영역 목록별로 위치 등록 가격과 페이징 가격이 대등한 이동국의 평균적인 위치 등록 요구 시간 간격을 기준치로 하여 위치 등록 영역을 결정하는 제2단계와, 상기 이동 교환기가 기지국을 이동한 이동국에서 위치 등록 요구 메시지를 수신하여 이전에 위치 등록 요구 메시지를 전송한 시점과 현재 시점의 차이를 계산하고 이동국별로 가지고 있는 기준치와 비교하는 제3단계와, 상기 비교 결과를 이용하여 기지국별로 가지고 있는 위치 등록 영역 목록 중 하나를 위치 등록 영역 목록으로 결정하는 제4단계와, 상기 이동국의 위치 등록 성공 시마다 위치 등록 영역 목록별로 정의된 기준치와 이동국의 상기 기준치로 변경되는 제5단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제4단계는 상기 제3단계의 비교 결과에 따라 이동 교환기에서 계산된 값이 기준치보다 클 경우 이전의 위치 정보 목록보다 크기가 작은 위치 등록 영역을 결정하고, 이동 교환기에서 계산된 값이 기준치보다 작을 경우 이전의 위치 정보 목록보다 크기가 작은 위치 등록 영역을 결정하며, 이동 교환기에서 계산된 값이 기준치와 같을 경우 이전의 위치 등록 영역 목록과 유사한 크기의 위치 등록 영역을 결정하는 것을 특징으로 하는 위치 등록 영역 목록을 이용한 위치 등록 방법.
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