KR100255564B1 - 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한채널 할당 및 해제 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코드분할 다중접속(CDMA) 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 할당 및 해제에 관한 것이다.

종래의 코드분할 다중접속 이동 통신 시스템에서 채널을 할당하는 방법에는 신규 트래픽이나 핸드오프 트래픽을 동일하게 처리하는 방법, 핸드오프 트래픽을 위해 전용채널을 사용하는 방법, 버퍼를 사용하는 방법 등 여러 가지가 있으나 이들은 주로 음성 트래픽을 위주로 한 종류의 트래픽만 고려한 경우이다. 그러나 일반적으로 코드분할 다중접속 이동 통신 시스템에서는 음성과 같이 시간 지연에 민감한 트래픽이 있는가 하면, 데이터 같이 시간 지연에 둔감한 트래픽 서비스가 있다. 한정된 무선 채널로 인하여 채널의 포화 상태에 의한 트래픽 처리를 할 수 없는 경우가 발생한다. 이런 경우에는 새로 발생하는 신규 트래픽 보다는 현재 서비스 중인 트래픽이 핸드오프를 요구했을 때, 이를 신규 트래픽보다 우선적으로 서비스해 주어야 한다. 서비스 중인 트래픽의 핸드오프를 위한 채널이 없으면 핸드오프가 성공하지 못하고 강제 절단되는 문제가 발생하기 때문이다.

따라서, 본 발명은 코드분할 다중접속 이동 통신 시스템에서 서비스 중인 트래픽의 특성을 고려하여, 시간에 민감한 트래픽과 시간에 둔감한 트래픽을 위하여 전용채널과 버퍼를 동시에 사용할 수 있는 채널 할당 및 해제 방법을 제시한다.

Description

코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 할당 및 해제 방법

본 발명은 코드분할 다중접속(CDMA) 이동통신 시스템에 관한 것으로, 제한된 무선 채널의 사용 효율을 극대화하고, 핸드오프를 수행할 때 채널 부족으로 인한 트래픽의 강제 절단율을 최소화하기 위하여 시간 지연에 민감한 트래픽에는 일정량의 전용채널(GC)을 배당하고, 시간 지연에 둔감한 트래픽에는 버퍼를 운용하여 핸드오프 절단율을 최소화하여 서비스중인 트래픽의 품질을 일정치 이상 유지하는 채널 할당 및 해제 방법에 관한 것이다.

일반적으로 셀 입장에서의 트래픽은 이동 가입자가 셀 서비스 영역에서 트래픽을 시도하여 발생하는 신규 트래픽과, 다른 셀 서비스 영역에서 서비스 중에 진행 중에 가입자의 이동에 의해서 서비스 받는 셀이 변경되는 핸드오프 트래픽으로 구분 할 수 있다. 그리고 각각의 트래픽에는 음성과 같이 시간 지연에 민감하고 전송 에러에 둔감한 트래픽과, 데이터 같이 시간 지연에 둔감하고 전송 에러에 민감한 트래픽으로 구분할 수 있다. 그리고 하나의 시스템에는 제한된 무선 채널을 사용하여 많은 트래픽을 서비스해야 하기 때문에, 채널의 효율적인 사용은 시스템 용량과 성능 및 서비스 트래픽 품질에 중대한 영향을 미친다.

이동통신 시스템은 사용자가 이동하면서 트래픽을 서비스 받기 때문에 신규 트래픽의 서비스 보다 현재 서비스 중인 트래픽이 사용자가 이동 중에도 불구하고, 항상 서비스가 유지되어야 하기 때문에 서비스 중인 트래픽에 대한 핸드오프의 중요성이 대두되고 있다.

종래의 CDMA 이동통신 시스템에서, 채널을 할당하는 기법에는 신규 트래픽과 핸드오프 트래픽을 동일하게 처리하는 기법과, 단지 핸드오프 트래픽 만을 위해서 미리 일정량의 전용채널(GC)을 할당하여 처리하는 기법, 그리고 전용채널 대신에 핸드오프 트래픽에게 일정시간 지연 대기 시켜는 역할을 하는 버퍼를 사용하는 기법 등이 주로 사용되었다.

상기 언급한 기법들은 트래픽 특성이 같은 경우로, 크게 신규 트래픽과 핸드오프 트래픽 만으로만 구분하여 처리함으로써 트래픽 특성을 고려하여 채널을 할당하는데는 미흡하였다. 이런 기법들은 시스템의 채널 사용량이 임계값이 되면, 신규 트래픽과 핸드오프 트래픽을 동일하게 처리하는 기법에서는 핸드오프 트래픽의 강제 절단율이 높아지게 되어 상대적으로 핸드오프의 성공율이 저하된다. 또한, 전용채널(GC)을 사용하는 기법에서는 시간에 민감한 트래픽과 시간에 둔감한 트래픽을 구분하지 않고 처리한다. 시스템의 용량이 임계값이 되면 핸드오프 발생 시에는 무조건 전용채널(GC)에 할당함으로써, 시간 지연에 둔감한 트래픽이 들어와도 전용채널(GC)에 사용 할 수 있는 채널이 없을 때에는 강제 절단되는 문제점이 발생하게 된다. 버퍼를 사용하는 기법에서는 전용채널(GC)을 사용하는 기법에서와 같이 트래픽을 구분하지 않고 처리함으로써, 시스템의 용량이 임계값이 되면 핸드오프 발생 시에는 무조건 버퍼에 대기시킨 후 채널을 할당한다. 이와 같은 방식은 버퍼에 대기중인 트래픽이 많을 경우, 시간 지연에 민감한 트래픽이 들어오면 버퍼에 대기중일지라도 타임아웃에 의해서 강제 절단되는 경우가 발생하게 된다. 이로 인해 시스템에 규정된 서비스 품질(QOS)을 만족시키지 못하는 문제점이 야기되어, 시스템의 성능과 운용 측면에서의 효율도 현저히 저하되었다.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 트래픽 특성에 따라 핸드오프 채널 할당 방법을 다르게 함으로써, 현재 서비스 중인 트래픽의 핸드오프 시에 발생하는 강제 절단율을 줄일 수 있다. 즉, 시간 지연에 민감한 트래픽은 전용채널(GC)에 할당하고, 시간지연에 둔감한 트래픽은 일정 시간 대기시키는 역할을 하는 버퍼에 저장한 후 서비스를 처리하도록 함으로써, 시스템의 성능과 효율을 극대화하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명인 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 할당 방법은 트래픽 처리 요구시 공통채널 및 전용채널의 할당 테이블을 검색하고, 공통채널의 사용량이 임계값에 도달했는지를 검색한 후, 사용 가능한 채널의 존재 여부를 확인하는 제 1 단계와, 상기 확인 결과, 공통채널의 존재 시에는 공통채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 공통채널의 부 존재 시에는 신규 트래픽 및 핸드오프 트래픽 중의 어느 하나인지를 구분하는 제 2 단계와, 상기 확인 결과, 신규 트래픽인 경우에는 트래픽 채널할당을 하지 않고 처리를 종료하고, 핸드오프 트래픽인 경우에는 시간 민감 트래픽 및 시간 둔감 트래픽 중의 어느 하나인지를 구분하는 제 3 단계와, 상기 확인 결과, 시간 둔감 트래픽인 경우에는 버퍼에 트래픽 대기의 가능 여부를 확인하는 제 4 단계와, 상기 제 3 단계의 확인 결과, 시간 민감 트래픽인 경우에는 사용 가능한 전용 채널의 존재 여부를 확인하는 제 5 단계와, 상기 제 4 단계의 확인 결과, 상기 트래픽 대기가 가능한 경우에는 상기 버퍼에 대기하고, 상기 트래픽 대기가 불가능한 경우에는 트래픽 처리를 중단하는 제 6 단계와, 상기 제 5 단계의 확인 결과, 사용 가능한 전용채널의 부 존재 시에는 트래픽 처리를 중단하고, 전용채널의 존재 시에는 전용채널을 할당하여 트래픽 처리를 수행하는 제 7 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명인 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 해제 방법은 트래픽 해제 요구시 공통채널 및 전용채널의 할당 테이블을 검색한 후, 버퍼에 대기중인 트래픽 존재 여부를 확인하는 제 1 단계와, 상기 확인 결과, 트래픽의 부 존재 시에는 채널을 해제한 후 종료하며, 트래픽의 존재 시에는 사용 가능한 공통채널의 존재 여부를 확인하는 제 2 단계와, 상기 확인 결과, 공통채널의 존재 시에는 대기중인 트래픽에 공통채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 공통채널이 부 존재 시에는 사용 가능한 전용채널의 존재 여부를 확인하는 제 3 단계와, 상기 확인 결과, 전용채널의 존재 시에는 대기중인 트래픽에 전용채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 전용채널이 부 존재 시에는 대기중인 다음 트래픽에 해제중인 채널을 할당한 후, 종료하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 시스템 구조도.

도 2는 본 발명에 적용되는 트래픽 요구에 따른 처리를 나타낸 개념도.

도 3은 본 발명에 적용된 트래픽 처리 요구시 수행되는 채널 할당을 나타낸 흐름도.

도 4는 본 발명에 적용된 트래픽 해제 처리 요구시 수행되는 채널 해제를 나타낸 흐름도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉

101 : 이동국(MS) 102 : 기지국 제어 프로세서(BCP)

103 : 기지국 제어 프로세서 상호 교환망(BIN)

104 : 코드분할 다중접속 상호 교환망(CIN)

105 : 트랜스코딩 셀렉터 뱅크(TSB) 106 : 기지국(BTS)

107 : 이동국 교환 센터(MSC) 108 : 호 제어 프로세서(CCP)

109 : 기지국 관리자(BSM) 110 : 인증 센터(AC)

111 : 홈 위치 등록기(HLR)

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 CDMA 이동통신 시스템의 구조를 나타낸 것으로서, 각 서브 시스템에 대한 주요 기능은 다음과 같다.

도면부호(101)은 이동국(Mobile Station: MS)을 나타내며, 도면부호(102)는 기지국을 관리하는 프로세서(BTS Control Processor: BCP)이다. 코드분할 다중접속 상호 교환망(CDMA Interconnection Network: CIN)(104)과 기지국 제어 프로세서 상호 교환망(BCP Interconnection Network: BIN)(103)은 패킷 형태의 제어 및 트래픽 메세지를 지정된 프로세서간에 전송하는 기능을 담당한다. 트랜스코딩 셀렉트 뱅크(Transcoding Select Bank: TSB)(105)는 CIN(104)에 연결되어 기지국(BTS)(106) 및 이동국 교환 센터(Mobile Switching Center: MSC)(107)와 트래픽 음성 데이터 정합을 이루며 호 제어 프로세서(Call Control Processor: CCP)(108)의 제어 정보에 따라 트래픽을 제어한다. TSB(105)의 음성 데이터 정합은 MSC(107)로부터 펄스 부호 변환기(PCM)의 음성 신호를 받아 압축하여 기지국으로 보내고, 기지국으로 부터의 압축된 신호를 복원하여 MSC(107)에 보내는 기능을 수행한다. CCP(108)의 주된 기능은 트래픽 처리가 원활하게 이루어지도록 트래픽를 제어하는 기능과, 통화 서비스에 필요한 셀렉터/보코더 채널을 할당하고 해제하는 기능이다. 또 가입자가 이동 중에도 트래픽 서비스가 유지 되도록 하는 핸드오프 제어를 수행하며, 이밖에 SO2(Service Option 2)를 포함한 데이터 서비스, 가입자의 위치 등록, 인증 기능도 수행한다. 기지국 관리자(Base Station Manager: BSM)(109)는 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC)와 BTS(106)를 포함하는 제어국 및 기지국 전체의 운용 관리 및 유지 보수를 담당하는 서브 시스템이다. 이를 위하여 시스템 시동 시, 초기화에 관한 정보와 시스템 형상에 관한 정보를 BSM(109)으로부터 CCP(108)를 통하여 각 서브 시스템에 전달하고, 각 서브 시스템으로부터 들어오는 상태 정보를 수집하고 이를 검색하여 각종 진단 기능을 수행한다. MSC(107)는 이동 교환기로써 기본적인 호 처리 외에 인증 센터(Authentation Center: AC)(110)와 제어국 사이의 인증 관련 데이터를 전달하는 기능을 담당한다. AC(110)는 인증 관련 모든 데이터를 검증한다. 도면부호(111)은 홀 위치 등록기(Home Location Register)이다.

도 2는 본 발명에 적용된 트래픽 요구에 따라 채널의 할당 처리를 나타낸 개념도이다.

전체 N개의 채널이 있을 때, 이중에서 일정량의 전용채널(GC) r개를 미리 할당하여두고, 이 전용채널(GC)(204) r개는 현재 서비스중인 트래픽의 핸드오프시 무선채널의 사용량이 임계값에 도달하면 오로지 시간에 민감한 트래픽만 할당하도록 한다. 나머지 N-r개의 채널 즉, 공통채널(202)들에 대해서는 신규 트래픽 또는 핸드오프 트래픽, 그리고 시간 지연에 근거한 트래픽 특성에 관계없이 할당하여 사용 할 수 있도록 한다(201). 그리고 일정시간 지연시키는 기능을 하는 하나의 버퍼를 운용하여 트래픽의 핸드오프시 무선채널의 사용량이 임계값에 도달하면 시간 지연에 둔감한 트래픽을 이 버퍼에 대기한 후에 처리한다(201 및 203). 이것은 일반적으로 이동통신 시스템에서 트래픽의 핸드오프 특성을 이용한 것이다. 즉, 서비스중인 트래픽이 소프트 핸드오프를 수행할 때는 서비스 중인 종래의 셀과 새로운 셀 사이에 동시에 트래픽이 설정된다. 이것은 일정시간 유지되는 특성을 고려하여, 이 시간동안 시간 지연에 둔감한 트래픽을 버퍼에 대기시킨 후, 채널이 해제될 때 대기중인 트래픽을 처리하도록 하는 것이다. 이때 버퍼에 대기중인 시간이 타임아웃(T/O) 될 때 까지 채널을 할당 받을 수 없으면 그 트래픽은 강제 절단된다(205).

도 3은 트래픽 처리 요구시 수행되는 채널 할당을 나타낸 흐름도이다.

트래픽 처리 요구가 들어오면(301), N-r개의 공통채널이 사용 가능한 지를 검색한다(302 및 303). 만약에 공통 채널이 사용 가능하면, 트래픽의 특성에 관계없이 공통채널을 할당하고 트래픽을 처리하도록 한다(304 및 305). 그러나 N-r개의 공통채널이 모두 사용중이면, 신규 트래픽인지 핸드오프 트래픽인지를 조사하여(306) 신규 트래픽에 대해서는 채널할당을 하지 않고 처리를 종료한다(307). 핸드오프 트래픽이면 시간 지연에 근거한 트래픽 특성을 고려하여(308), 시간 지연에 둔감한 트래픽이면 시간 지연 기능이 있는 버퍼에 T/O 발생 시까지 대기하여 채널 해제시에 이 버퍼를 검색하여 처리 할 수 있도록 한다(309 및 310). 시간 지연에 민감한 트래픽은 미리 예약해 놓은 전용채널(GC)이 사용가능한 지를 검색하여(311), 사용 가능하면 하나의 채널을 할당하여 트래픽을 처리하도록 하고(312), 전용 채널(GC)이 모두 사용 중이면 부득이 트래픽의 처리를 종료한다(313).

도 4는 트래픽 해제 처리 요구시 수행되는 채널 해제의 흐름도를 나타낸 것이다.

채널 점유 중에 트래픽 해제 요구가 들어오면(401) 무조건 채널을 해제하고 종료하는 것이 아니라, 채널 할당시에 시간지연에 둔감한 트래픽을 위해서 운용하고 있는 버퍼를 검색하여 채널할당을 기다리는 트래픽이 있는지를 검색한다(402 및 403). 만약에 대기중인 트래픽이 있으면 우선 공통채널이나 전용채널의 사용여부를 조사한다(404 및 405). 사용할 수 있는 채널이 이미 존재하면 대기 중에 있는 다음 트래픽을 그 채널에 할당하고(406 및 407), 존재하지 않으면 지금 해제 중인 바로 그 채널을 대기 중에 있는 다음 트래픽에 할당한다(408). 만약에 버퍼에 대기중인 트래픽이 없으면 채널을 바로 해제하고 종료한다(409).

상술한 바와 같이 본 발명은 CDMA 이동통신 시스템의 채널을 할당하는 기법으로써 시간 지연에 근거한 트래픽 특성별로 즉, 시간 지연에 민감한 트래픽은 전용채널(GC)에 할당하고, 시간지연에 둔감한 트래픽은 일정 시간 대기시키는 역할을 하는 버퍼에 저장한 후 서비스를 처리한다. 이와 같은 동작에 의해, 시스템의 용량이 임계값이 되었을 때 채널의 부족으로 인한 트래픽의 강제 절단율을 최소화하고 핸드오프 성공율을 최대화한다. 또한 무엇보다도 CDMA 이동통신 시스템에서 해결해야 할 최대의 과제중의 하나인 제한된 채널의 사용 효율을 향상시킴으로써, 시스템의 규정된 서비스 품질(QOS)을 만족하게 한다. 따라서 시스템의 성능과 효율을 극대화하는데 탁월한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 트래픽 처리 요구시 공통채널 및 전용채널의 할당 테이블을 검색하고, 공통채널의 사용량이 임계값에 도달했는지를 검색한 후, 사용 가능한 채널의 존재 여부를 확인하는 제 1 단계와,

   상기 확인 결과, 공통채널의 존재 시에는 공통채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 공통채널의 부 존재 시에는 신규 트래픽 및 핸드오프 트래픽 중의 어느 하나인지를 구분하는 제 2 단계와,

   상기 확인 결과, 신규 트래픽인 경우에는 트래픽 채널할당을 하지 않고 처리를 종료하고, 핸드오프 트래픽인 경우에는 시간 민감 트래픽 및 시간 둔감 트래픽 중의 어느 하나인지를 구분하는 제 3 단계와,

   상기 확인 결과, 시간 둔감 트래픽인 경우에는 버퍼에 트래픽 대기의 가능 여부를 확인하는 제 4 단계와,

   상기 제 3 단계의 확인 결과, 시간 민감 트래픽인 경우에는 사용 가능한 전용 채널의 존재 여부를 확인하는 제 5 단계와,

   상기 제 4 단계의 확인 결과, 상기 트래픽 대기가 가능한 경우에는 상기 버퍼에 대기하고, 상기 트래픽 대기가 불가능한 경우에는 트래픽 처리를 중단하는 제 6 단계와,

   상기 제 5 단계의 확인 결과, 사용 가능한 전용채널의 부 존재 시에는 트래픽 처리를 중단하고, 전용채널의 존재 시에는 전용채널을 할당하여 트래픽 처리를 수행하는 제 7 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 할당 방법.
2. 트래픽 해제 요구시 공통채널 및 전용채널의 할당 테이블을 검색한 후, 버퍼에 대기중인 트래픽 존재 여부를 확인하는 제 1 단계와,

   상기 확인 결과, 트래픽의 부 존재 시에는 채널을 해제한 후 종료하며, 트래픽의 존재 시에는 사용 가능한 공통채널의 존재 여부를 확인하는 제 2 단계와,

   상기 확인 결과, 공통채널의 존재 시에는 대기중인 트래픽에 공통채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 공통채널의 부 존재 시에는 사용 가능한 전용채널의 존재 여부를 확인하는 제 3 단계와,

   상기 확인 결과, 전용채널의 존재 시에는 대기중인 트래픽에 전용채널을 할당하여 트래픽을 처리하고, 전용채널의 부 존재 시에는 대기중인 다음 트래픽에 해제중인 채널을 할당한 후, 종료하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 코드분할 다중접속 이동통신 시스템의 트래픽 특성을 고려한 채널 해제 방법.

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