KR100273136B1 - A method on signaling channel assignment using packet transmission scheme in mobile communication - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신시스템에서 패킷전송방식을 이용한 신호채널 할당 방법에 관한 것으로서, 특히 부호 분할 다중 액세스(CDMA) 방식을 이용하는 차세대 이동통신시스템(IMT-2000)에서 효과적인 신호채널 사용과 기지국에서의 신호채널 하드웨어 소요량을 감소시킬 수 있는 이동통신 시스템에서 패킷 전송방식을 이용한 신호채널 할당 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for allocating a signal channel using a packet transmission method in a mobile communication system. In particular, the present invention relates to an effective signal channel use and a signal at a base station in an IMT-2000 using a code division multiple access (CDMA) method. The present invention relates to a signal channel allocation method using a packet transmission method in a mobile communication system capable of reducing channel hardware requirements.
일반적인 이동통신시스템에서는 호설정이나 위치등록이 단말기별로 이루어지므로 신호채널은 각 단말기별로 할당된다. 신호 트래픽 량이 클 경우 신호채널은 트래픽 채널과는 분리된 대역외 신호방식(Out-of band Signaling)을 주로 이용한다. 기지국에서는 각 신호채널을 변복조하기 위한 하드웨어 장치(신호채널카드)를 필요로 한다. 따라서 위치등록이나 호시도가 빈번히 발생하는 경우, 단말기와 기지국간의 신호채널 하드웨어 장치(신호채널카드)를 일대일로 제공하게 되면, 기지국은 다량의 하드웨어 장치를 보유하여야 한다. 특히, 부호분할 다중 액세스 방식의 복조기는 기능이 복잡하고, 비용과 하드웨어 크기도 적지 않아 이동통신기술 개발에 있어서 큰 부담으로 부각되고 있다. 더욱이, 신호채널을 효과적으로 사용하지 못하게 되면 신호트래픽량의 증대되는 만큼, 음성/데이터/영상등을 위한 통신 트래픽의 처리용량이 감소하게 된다.In a general mobile communication system, since call setup or location registration is performed for each terminal, a signal channel is allocated for each terminal. When the signal traffic is large, the signal channel mainly uses out-of-band signaling that is separate from the traffic channel. The base station requires a hardware device (signal channel card) for modulating and demodulating each signal channel. Therefore, in case of frequent location registration or visibility, if a signal channel hardware device (signal channel card) between the terminal and the base station is provided in one-to-one, the base station should have a large amount of hardware devices. In particular, the code division multiple access demodulator is complicated and its cost and hardware size are small. Further, when the signal channel is not effectively used, the processing capacity of communication traffic for voice / data / video or the like decreases as the amount of signal traffic increases.
신호트래픽은 늘 존재하는 것이 아니며, 단말기가 호 설정이나 위치등록 등을 수행하는 경우에만 발생하는 비연속적인 특성이 있다. 따라서, 신호채널은 필요한 경우에만 있으면 되며 여러 단말이 한 개의 공용 신호채널을 시분할방식으로 공용하여 신호정보를 보낼 수 있으며, 단말국 마다 특정시간동안에만 이용하게 하므로써 마치 전용 신호채널을 사용하는 효과를 줄 수 있다. 이로써, 신호채널 정보의 변복조 등을 위한 하드웨어 장치(고속처리용량)는 그 수가 다중화 된 수만큼 대폭 감소될 수 있다.Signal traffic does not always exist, and there is a discontinuous characteristic that occurs only when the terminal performs call setup or location registration. Therefore, the signal channel is required only when necessary, and multiple terminals can share one common signal channel in a time-division manner to send signal information. Can give Thus, the hardware device (high-speed processing capacity) for modulation and demodulation of the signal channel information can be greatly reduced by the number multiplexed.
이같은 절차는 2단계로 이루어 진다(도 4 참조). 단계1은 단말기가 신호채널 슬롯을 할당 받는 절차이며, 단계2는 할당된 신호채널 슬롯을 이용하여 신호정보를 주고받는 절차이다. 단계1에서 단말기는 신호채널 슬롯 요청을 기지국이 포착할 때까지 반복 전송한다. 기지국은 이 요청을 포착하면 신호채널 슬롯 요청에 대한 응답을 단말기로 보내고, 동시에 신호채널 자원을 할당하게 된다. 신호채널 자원 할당은 패킷전송방식을 이용하여 신호채널 슬롯 단위로 이루어 진다. 따라서, 기지국은 복수개의 신호채널이 시분할 다중화되어 들어 오는 공용 신호채널을 시간 순서적으로 처리한다.This procedure is a two step process (see Figure 4).
종래의 디지털 셀룰러 방식(예: IS-95)에서는 별도의 신호채널을 사용하지 않고 신호정보와 트래픽 정보를 혼합하여 전송하는 인밴드 신호방식을 사용하며 이 방식은 음성위주의 서비스에는 문제가 없으나, 미래 이동통신과 같이 복합 멀티미디어 서비스를 추구하는 경우에는 전달 신호용량의 한계점을 갖는다.Conventional digital cellular methods (e.g., IS-95) use an in-band signaling method that transmits a mixture of signal information and traffic information without using a separate signal channel. This method has no problem for voice-oriented services. In case of pursuing a complex multimedia service such as mobile communication in the future, there is a limit of the transmission signal capacity.
유럽형의 이동통신 방식(GSM) 방식의 경우에도 각 단말기마다 별도의 전용 신호채널을 제공하는 회선전송방식 개념을 택하고 있어 위치등록 및 호설정이 빈번한 상황에서는 효과적인 신호채널 사용과 기지국에서의 신호채널 하드웨어 소요량을 감소시키는 효과를 기대할 수 없는 문제점이 있다.In the case of the European mobile communication system (GSM), the circuit transmission method is provided, which provides a separate dedicated signal channel for each terminal. There is a problem that can not expect the effect of reducing the hardware requirements.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효과적인 신호채널 할당과 기지국에서의 신호채널 하드웨어 규모를 감소시키는 이동통신시스템에서 패킷전송방식을 이용한 신호채널 할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a signal channel allocation method using a packet transmission method in a mobile communication system which reduces the effective signal channel allocation and the size of the signal channel hardware at a base station.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제어국의 신호 채널 자원 관리기의 현재 부하 상태에서 채널 자원 설정 또는 해제 요청인지를 확인하는 제 1단계와, 상기 제 1단계의 확인 결과 자원 설정 요청이면 일반 호와 같은 우선순위가 높은 호 타입인 제 1 요구 타입인지, 위치등록 호와 같은 우선순위가 낮은 호 타입인 제 2 요구 타입인지를 확인하여 부하를 증가시키고 새로운 부하를 계산하는 제 2단계와, 상기 제 2단계의 확인결과 자원해제 요청이면 부하를 감소시키고 새로운 부하를 계산하는 제 3단계와, 자원 할당 스캐줄링을 수행한 후에 스캐줄링 영역 내에 존재하는지 확인하는 제 4단계와, 상기 제 4단계의 확인 결과 자료 요청이 스캐줄링 영역 내에 존재하면 자원을 할당한 후, 상기 제 1단계로 복귀하는 제 5단계와, 상기 제 4단계의 확인 결과, 스캐줄링 영역을 초과하면 폐기시킨 후, 자원할당 스캐줄링에서 삭제하고, 상기 제 1단계로 복귀하는 제 6단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신시스템에서 패킷전송방식을 이용한 신호채널 할당 방법에 의하여 달성된다.The present invention for achieving the above object is a first step to determine whether the channel resource setting or release request in the current load state of the signal channel resource manager of the control station, and if the resource setting request as a result of the confirmation of the first step general call A second step of increasing the load and calculating a new load by checking whether the first request type is a high priority call type, such as a high priority call type, or the second request type is a low priority call type, such as a location registration call; A third step of reducing the load and calculating a new load if the resource release request is a result of the second step; a fourth step of checking whether the resource is present in the scheduling region after performing resource allocation scheduling; and If the check result data request exists in the scheduling area, after allocating resources, the fifth step of returning to the first step, and the check result of the fourth step, And a sixth step of deleting the resource allocation schedule, deleting the resource allocation scheduling, and returning to the first step. Is achieved.
도 1은 일반적인 이동통신시스템의 구성도.1 is a block diagram of a general mobile communication system.
도 2는 신호채널자원의 운용방식을 나타내며, 단말기 전용의 신호채널 운용과 단말기 공용의 신호채널 운용방식을 보여주는 도면.2 is a view illustrating a method of operating a signal channel resource, and showing a method of operating a signal channel for a terminal and a signal channel for a terminal.
도 3은 패킷전송방식을 이용하는 공용 신호채널의 슬롯 구성을 나타내는 도면.3 is a diagram illustrating a slot configuration of a common signal channel using a packet transmission scheme.
도 4는 단말기가 한개의 신호채널 슬롯을 할당 받기 위한 신호채널 슬롯 자원 할당 절차도와 할당된 신호채널 슬롯을 이용하여 신호정보를 주고받는 절차도.4 is a flowchart illustrating a signal channel slot resource allocation procedure for a terminal to be allocated one signal channel slot, and a procedure of transmitting and receiving signal information using the assigned signal channel slot.
도 5는 도 4의 이해를 돕기 위해 단말기와 기지국사이의 신호채널 할당 및 신호정보 전송 절차를 시간축으로 나타낸 사례를 나타내는 도면.FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a signal channel allocation and signal information transmission procedure between a terminal and a base station on a time axis for better understanding of FIG. 4; FIG.
도 6은 신호채널슬롯의 자원 할당 관리 방법을 나타내는 도면.6 is a diagram illustrating a resource allocation management method of a signal channel slot.
도 7은 도 6의 신호채널슬롯 자원 할당 관리절차를 세부적으로 나타낸 흐름도.7 is a flowchart illustrating in detail the signaling channel slot resource allocation management procedure of FIG.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the reference numerals for the main parts of the drawings>
21: 전용 신호채널 22,24: 신호채널 카드21:
23: 패킷 전송방식의 공용 신호채널 34: 신호채널 슬롯23: common signal channel of the packet transmission method 34: signal channel slot
35: 신호채널 슈퍼 슬롯35: signal channel super slot
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 일반적인 이동통신시스템의 구성도를 나타낸다. 단말기(11)와 기지국(12)간에는 음성, 데이터 및 영상정보를 전달하는 트래픽채널(15)과 신호정보를 전달하는 신호채널(16)이 존재한다. 부호 분할 다중 액세스 방식의 경우, 각 채널은 특수한 코드를 사용하여 구별되며 각 채널에 실려가는 정보를 변복조하기 위한 하드웨어 장치(트래픽채널카드와 신호채널 카드)가 기지국(12)에 내장된다. 이들 트래픽채널과 신호채널은 무선채널 자원에 속하며, 이를 각 단말기에 할당하기 위한 무선자원관리기(18)가 제어국(13)에 존재한다.1 is a block diagram of a general mobile communication system. Between the terminal 11 and the
도 2는 단말기 전용의 신호채널 운용과 단말기 공용의 신호채널 운용방식을 보인다. 전자는 신호채널(21)별로 신호채널카드(22)가 필요한 반면, 후자는 패킷전송방식을 이용하여 시분할된 여러 신호채널을 하나의 신호채널로 다중화시켜 이를 순서적으로 처리하는 고속 용량의 신호채널카드(24)가 있어 기지국의 신호채널 카드 소요량을 줄이게 된다.2 illustrates a signal channel operation method for terminal use and a signal channel operation method for terminal use. The former requires a
도 3은 패킷전송방식을 이용하는 공용 신호채널의 슬롯 구성을 나타낸다. 슬롯 구성은 일반 패킷전송방식 개념을 도입한 것이다. T5(35)는 전체 신호채널에 해당하는 슈퍼 슬롯을 보이며, 한개 슈퍼 슬롯은 n개의 신호채널 슬롯으로 구성된다. 신호채널 슬롯은 각 단말기별로 할당되어 신호정보를 실어 나르는 단위가 되며, 각 신호채널 슬롯의 동기 및 시작점을 찾기 위한 신호채널 슬롯 프리앰블(T1), 실제 신호정보가 실리는 신호채널정보(T3) 그리고 신호채널 슬롯간의 겹침을 방지하기 위한 신호채널 슬롯 가드(T2)로 이루어 진다.3 shows a slot configuration of a common signal channel using a packet transmission scheme. Slot configuration introduces the concept of a general packet transmission method.
도 4는 단말기가 한개의 신호채널 슬롯을 할당받기 위한 신호채널 슬롯 자원 할당 절차(단계1)와 할당된 신호채널 슬롯을 이용하여 신호정보를 주고받는 절차(단계2)이다 : 단계1(41)은 단말기와 기지국간의 매체액세스제어(Medimum Access Control) 기능을 이용하여 이루어 진다. 단말기의 신호채널 슬롯 요청(1)은 랜덤액세스채널(RACH: Random Access CHannel)을 통해 기지국이 이 요청을 포착할 때까지 반복 전송된다. 기지국이 이 요청(1)을 포착하면 순방향액세스채널(FACH: Forward Access CHannel)을 통해 신호채널 슬롯 요청에 대한 응답(2)을 단말기로 보낸다. 기지국은 동시에 신호채널 자원 할당 요구를 제어국의 신호채널 자원 관리(45) 기에 보내어 신호채널 자원을 할당하게 된다. 신호채널 자원 할당은 신호채널 슬롯 단위로 이루어 지며, 할당된 신호채널 자원은 기지국과 제어국사이에 활성화된 후(5), 6), 할당된 신호채널 슈퍼슬롯 번호와 신호채널 슬롯 번호를 포함하여 단말기로 전달된다.(7), 8) 단말기와 기지국간에는 할당된 신호채널 슬롯을 이용하여 신호정보를 주고 받는다.((9)-(12))4 is a signal channel slot resource allocation procedure (step 1) for a terminal to be allocated one signal channel slot and a procedure of sending and receiving signal information using the assigned signal channel slot (step 2): step 1 (41) This is done by using the medium access control function between the terminal and the base station. The signal
도 5는 도 4의 이해를 돕기 위해 단말기와 기지국사이의 신호채널 할당 및 신호정보 전송 절차를 시간축으로 나타낸 사례이다. 단말기가 기지국으로 신호정보를 전송하기 위해 할당된 슬롯번호는 2번(53)이고, 그 반대방향(기지국에서 단말기 방향)으로는 슬롯 번호 3번(54)이 할당된 경우를 보인다.FIG. 5 is an example illustrating a signal channel allocation and signal information transmission procedure between a terminal and a base station on a time axis for better understanding of FIG. 4. The slot number assigned by the terminal for transmitting signal information to the base station is number 53, and the
도 6은 신호채널 자원 할당 관리 방법을 보이고 있다. 신호채널 슬롯 요청은 용도에 따라 호설정, 위치등록 등 2가지 유형으로 분류할 수 있다. 통신중에 발생하는 신호정보는 본 발명의 범위에서 벗어 난다. 일단 할당된 신호채널 슬롯은 호설정 혹은 위치등록 절차가 완료될 때까지 신호채널 자원을 점유하는 예약기법으로 동작된다. 가용한 신호채널 자원보다 요청한 자원이 많을 경우는 우선 순위에 따라 할당하는 자원 스케쥴링이 수행되며(61), 자원 할당은 선입선출(First In-First Out, 64) 방식으로 이루어 진다. 엄격한 실시간적 처리가 요구되지 않는 위치등록은 호설정에 비해 낮은 우선순위를 부여한다. 신호채널 자원에 대한 해제가 요청되면(62), 신호채널 관리기는 해당 자원을 복구한다(63).6 shows a signal channel resource allocation management method. Signal channel slot requests can be categorized into two types according to their purpose: call setup and location registration. Signal information generated during communication is outside the scope of the present invention. Once allocated, the signal channel slot is operated by a reservation technique that occupies the signal channel resources until the call setup or location registration procedure is completed. When there are more requested resources than available signal channel resources, resource scheduling is performed according to priority (61), and resource allocation is performed in a first in-first out (64) manner. Location registration, which does not require rigorous real-time processing, gives lower priority than call setup. When the release of the signaling channel resource is requested (62), the signaling channel manager recovers the corresponding resource (63).
도 7은 도 6의 신호채널 자원 할당 관리절차를 세부적으로 나타낸 것이다. 제어국의 신호채널 자원 관리기의 현재 부하가 N(71)인 상황에서 채널자원을 요청 혹은 해제를 받으면(72) 우선 순위를 고려한 FIFO방식에 따라 한개의 신호채널 슬롯을 할당한 후 현재 부하를 증가시킨다. (N1=N1+1, N2=N2+1) 채널자원 해제가 요구되면 현재 부하(N)를 감소시킨다.(N=N-1) 가용한 신호채널 자원보다 요청한 자원이 많을 경우는 우선 순위에 따라 자원 할당 스케쥴링이 수행되어(76), 수용 가능하면 자원을 할당하고(79) 가능하지 않으면 폐기시킨후 자원 할당 스케쥴링에서 삭제한다(78).FIG. 7 illustrates the signaling channel resource allocation management procedure of FIG. 6 in detail. When the current load of the signal channel resource manager of the control station is N (71), when a channel resource is requested or released (72), the current load is increased after allocating one signal channel slot according to the FIFO method considering the priority. Let's do it. (N1 = N1 + 1, N2 = N2 + 1) If channel resource release is requested, reduce the current load (N). (N = N-1) If there are more requested resources than available signal channel resources, priority is given to priority. Resource allocation scheduling is performed accordingly (76), and if possible, allocates the resource (79) and if not, discards it and deletes it from the resource allocation scheduling (78).
여기서, 부하란 제어국에서 처리해야 할 전체 트래픽 양(Total traffic load)을 지칭한다. 발신호나 위치등록호 등과 같은 새로운 호가 요청되면 부하는 증가하고, 호가 해제되면 감소한다. 부하는 수요에 해당하고, 자원은 공급에 해당한다. 즉, 부하는 발신호나 위치등록호와 같은 수요에 따라 증감되고, 자원은 신호채널 자원과 같은 공급 물량에 해당한다.Here, the load refers to the total traffic load to be handled at the control station. The load increases when a new call such as an originating call or a location call is requested, and decreases when the call is released. A load is a demand, and a resource is a supply. That is, the load is increased or decreased in accordance with demand such as a call signal or a location registration call, and the resource corresponds to a supply quantity such as a signal channel resource.
또한, 스케쥴링은 수요가 공급보다 많을 경우, 우선순위가 높은 수요는 먼저 공급해 주고, 우선순위가 낮은 수요는 나중에 공급하는 식으로 스케쥴링 함으로써 자원(신호채널)을 효과적으로 사용하기 위한 것이다.In addition, scheduling is to effectively use resources (signal channels) by scheduling high priority demand first and supplying low priority demand later when supply is greater than supply.
일반 호는 실시간(Real-time)적으로 처리해야 함으로 우선순위가 높고, 위치등록은 비-실시간(Non-real-time)적으로 처리해도 되므로 우선순위가 낮습니다.Normal calls have a high priority because they must be processed in real time, and location registration can be handled non-real-time, so it has a low priority.
본 발명은 단말기와 기지국간의 신호채널을 패킷전송방식을 이용한 시분할 다중화로 구성하여, 실제로는 여러 신호채널을 하나의 공용 신호채널로 대체시키는 효과를 얻음으로써, 기지국에서의 신호채널 하드웨어 소요물량을 시분할 다중화 정도 만큼 대폭 감소시킬 수 있고, 단말기와 기지국은 할당된 특정 슬롯 시간에만 신호정보를 보내므로써 신호채널을 효과적으로 사용할 수 있다.According to the present invention, the signal channel between the mobile station and the base station is configured by time division multiplexing using a packet transmission method, and in practice, the time channel of the signal channel hardware requirements in the base station is obtained by obtaining the effect of replacing several signal channels with one common signal channel. It can be greatly reduced by the degree of multiplexing, and the terminal and the base station can effectively use the signal channel by sending signal information only during a specific slot time.
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