KR100309676B1 - 다중셀환경에서의호제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부하가 균일하지 않은 다중 셀 환경에서의 호 제어방법에 관한 것으로서, 부하가 균일하지 않은 다중 코드분할 다중접속 환경에서 신규 호의 차단률과 핸드오프 호의 절단률을 감소시키기 위해 차단률과 절단률에 따라 대역폭을 적용하여 신규 호와 핸드오프 호의 수락 영역을 결정하고, 결정된 수락 영역이 만족되면 자원을 누적시켜 호를 수락함으로써, 이동 가입자의 수용 용량을 증가시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

다중 셀 환경에서의 호 제어방법

본 발명은 셀룰라 코드분할 다중접속 시스템에서 신규호와 핸드오프 호를 수락하는 호 수락 제어방법에 관한 것으로서, 특히 등가대역 개념에 호의 차단률을 고려한 호 수락 방법에 관한 것이다.

종래의 등가대역 개념을 이용한 호의 수락 방법은 다음과 같다.

m 번째 셀의 서비스 형태 j의 사용자 i가 요구하는 QoS를 보장받기 위한 전력 p_mji 는 아래 수학식 (1)을 만족시켜야 한다.

여기서, R은 기준 전송율이며, W는 대역폭이다.

상기 수학식 1에서 셀 m의 총 간섭 I는 다음 수학식 2와 같이 구해진다.

여기서, α_mji 는 셀 m에 있는 서비스 형태 j의 사용자 i가 요구하는 채널 수이며, N_mj 는 기지국 m에서 서비스 형태 j의 호수이며, X_pji ^(m) 은 셀 p에 있는 서비스 형태 j의 사용자 i에 의해 셀 m에서 받는 간섭량으로 둘 다 확률 변수이다.

전력 P_mji=K·(E_b/N₀)_mji·R 가 되고, 이를 상기 수학식 1과 수학식 2에 이용하면 다음 수학식 3과 같은 결과를 얻을 수 있다.

상기 수학식 3에서 α_mji와 X_pji ^(m) 은 확률 변수이므로 수학식 3의 좌변이 W를 초과할 확률이 α 이하가 되는 것을 호 수락 조건으로 한다면 호 수락 여부는 다음 수학식 4를 근거로 결정할 수 있다.

또한 가우스 근사화 방법을 이용하면 셀 p에 있는 서비스 형태 j의 셀 m에서의 등가 대역폭 k_pj ^m 을 구할 수 있으며 상기 수학식 (3)과 수학식 (4)로부터 셀 m에서의 호 수락 영역은 다음 수학식 5와 같다.

따라서 호(신호, 핸드오프)의 요청이 있을 경우 상기 수학식 5의 호 수락 영역을 검사하여 영역을 만족시키면 호를 수락하여 진행시키고 영역을 만족시키지 않으면 호를 절단한다.

상기한 바와 같이 종래의 CDMA 시스템에서는 각 셀에서 동시에 통화할 수 있는 이동 가입자들의 수는 각 기지국이 수신하는 총 간섭량에 따라 제약을 받으며, 서비스 받는 이동 가입자의 수는 각 기지국마다 균일하지 않게 분포됨으로써, 이동 가입자의 수용 용량이 제한되는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 부하가 균일하지 않은 환경에서 신규 호의 차단률과 핸드오프 호의 절단률을 감소시키기 위해 차단률과 절단률이 큰 셀에는 큰 대역폭을 적용하여 신규 호와 핸드오프 호의 수락 영역을 결정할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

즉, 호 요구를 받은 셀을 중심으로 두 번째 계층(tier)까지의 셀들 중 차단률과 절단률이 가장 큰 셀에는 전체 대역폭(W)을 적용하고 그 외의 셀에 대해서는 차단률과 절단률에 비례하여 대역폭을 적용한다. 여기서, 상기 차단률과 절단률은 거절된 신규 호(핸드오프 호)수를 기준시점부터 현재까지의 호(핸드오프) 수락을 요청한 신규 호(핸드오프 호)수로 나눈 값을 나타낸다.

먼저 신규 호 요구가 있을 때, 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 차단률을라하고 신규 호의 요구를 받은 셀의 차단률을 P_n이라 하자.

그러면 신규 호 요구를 받은 셀의 대역폭(W_n)은 다음 수학식 6과 같이 주어진다.

따라서 신규 호의 수락 영역은 상기 수학식 5로부터 다음 수학식 7과 같이 된다. 여기서, 차단률과 절단률이 가장 큰 셀에 전체 대역폭 W를 주고 그렇지 않은 셀에는 차단률과 절단률에 비례하여 주는 것이다. 따라서, 차단률과 절단률에 따라 상기 수학식 6처럼 대역폭을 주는 것이다.

마찬가지로 핸드오프 호의 요구가 있을 경우, 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 절단률을라하고 핸드오프 호 요구를 받은 셀의 절단률을 P_h이라 하자.

그러면 핸드오프 호 요구를 받은 셀의 대역폭 (W_h)은 아래 수학식 8과 같이 주어진다.

따라서 핸드오프 호의 수락 영역은 상기 수학식 5로부터 다음 수학식 9와 같이 된다.

따라서 트래픽 양이 많은 곳에서는 호가 차단될 확률이 많아짐으로 각 셀에서 호의 차단률을 고려하여 호 수락 여부(수학식 7, 9)를 결정함으로써 전체 시스템에서 이동 가입자의 수용 용량을 증가시킬 수가 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 부하가 균일하지 않은 다중 코드분할 다중접속 환경에서 신규 호의 차단률과 핸드오프 호의 절단률을 감소시키기 위하여 차단률과 절단률이 큰 셀에는 큰 대역폭을 적용하여 신규 호와 핸드오프 호의 수락 영역을 결정하는 제 1 과정과, 결정된 수락 영역이 만족되면 자원을 할당하여 호를 수락하는 제 2 과정을 실행함으로써, 전체 시스템의 이동 가입자 수를 증가시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 신규호와 핸드오프 호에 대한 수락 및 호의 진행을 나타내는 흐름도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명이 적용되는 신규 호와 핸드오프 호에 대한 수락 및 호의 진행을 나타내는 흐름도이다.

먼저 각 셀에서 신규 호에 대한 요구가 있으면(S1) 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 차단률를 구하고(S2) 상기 수학식 6에 의해 호 수락을 결정하기 위한 대역폭을 계산하고(S3) 상기 수학식 7에 따른 호 수락 제어 영역을 만족하는지 확인한다(S4). 여기서, 기존의 호 수락 제어 영역의 만족은 주어진 대역폭 W에 대해서 기존의 수학식 5를 이용하여 수락영역의 만족여부를 결정하게 되고, 본 발명에서는 수학식 6으로부터 새로운 대역폭 W_n을 구하여 수학식 5의 W 대신 사용하여 수락영역의 만족 여부를 결정하는 것이다. 즉, 상기 수학식 7로부터 수락영역을 얻는 것이다. 이때, W_n은 항상 W보다 작거나 같다.

호 수락 제어 영역을 만족하면 요구한 신규 호에 대해 자원을 할당하고(S5) 통화중으로 대기시키고(S7), 만족하지 않으면 차단시킨다(S6).

핸드오프 요구가 있으면(S8) 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 절단률를 구하고(S9) 수학식 8에 의해 호 수락을 결정하기 위한 대역폭을 계산하고(S10) 수학식 9에 따른 핸드오프 호 수락 제어 영역을 만족하는지 확인한다(S11).

확인 후 만족하면 해당 셀에서 호에 자원을 할당하고(S5), 만족하지 않으면 핸드오프 호 버퍼에 대기시킨다(S12).

핸드오프 호의 버퍼에서의 대기 시간은 이동 가입자의 속도에 비례하여 부여하는데, 즉 속도가 큰 이동 가입자일수록 버퍼 대기 시간은 짧게 준다.

통화가 완료되거나 이웃 셀로 핸드오프가 완료되면(S13) 자원을 해제하는데(S14), 이때 해제한 자원의 등가대역을 R_E_bw라 하자(S15).

버퍼에 대기중인 호가 있는지 검사하여(S16) 없으면 대기 상태로 된다(S27).

버퍼에 대기중인 호가 있으면 우선 순위가 높은 호를 선택하여(S18) 대기시간이 허용된 시간을 초과하였는지 검사한다(S19).

검사 후 초과되었으면 호를 절단하고(S20), 자원을 해제한(S15) 후 버퍼에 대기중인 호가 있는지 다시 검사한다(S16).

대기시간이 초과하지 않았으면를 찾아(S21) 수학식 8을 이용하여 대역폭을 계산한 후(S22) 수학식 9에 의해 호 수락 영역을 만족하는지 검사한다(S23).

검사 후 상기 수학식 9를 만족하지 않으면 그 핸드오프 호는 계속 버퍼에 대기시킨다(S24).

상기 수학식 9를 만족시키면 자원을 할당하고 이때 할당된 자원의 등가대역을 E_bw라하고 이를 전에 할당된 양에 누적시킨다(A_E_bw+=E_bw)(S25).

이 누적된 양(A_E_bw)이 앞의 해제된 양(R_W_bw) 보다 적으면 다시 버퍼에 대기중인 호가 있는지 검사하여(S26) 앞의 과정을 반복하고(S16) 많으면 대기 상태(S27)로 간다.

트래픽이 균일하지 않은 다중 셀 환경에서 본 발명을 적용하면, 전체 시스템에서 이동 가입자의 수용 용량을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 부하가 균일하지 않은 다중 코드분할 다중접속 환경에서 신규 호의 차단률과 핸드오프 호의 절단률을 감소시키기 위하여,

   차단률과 절단률에 따라 대역폭을 적용하여 신규호와 핸드오프 호의 수락 영역을 결정하는 제 1 과정과;

   결정된 수락 영역이 만족되면 자원을 할당하여 호를 수락하는 제 2 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 호 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 과정은,

   각 셀에서 신규 호에 대한 요구가 있으면 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 차단률( P_n ^max )을 구하는 제 1 단계와;

   신규 호 요구를 받은 셀의 대역폭을 하기 수학식 1에 의해 계산하여 호 수락 결정을 위한 대역폭을 계산하는 제 2 단계와;

   상기 신규 호의 수락 영역을 하기 수학식 2에 의거하여 계산하여 호 수락 제어 영역을 만족하는지 확인하는 제 3 단계와;

   호 수락 제어 영역을 만족하면 요구한 신규 호에 대해 자원을 할당하고 통화중으로 하는 제 4 단계와;

   상기 확인 후 만족하지 않으면 절단하는 제 5 단계와;

   5 단계 수행 후 핸드오프 요구가 있으면 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 절단률( P_n ^max )을 구하는 제 6 단계와;

   하기 수학식 3에 의거하여 핸드오프 호 요구를 받은 셀의 대역폭( W_h )의 계산에 의해 호 수락을 결정하기 위한 호 수락 영역을 계산하는 제 7 단계와;

   상기 핸드오프 호의 수락 영역 계산에 따른 핸드오프 호 수락 제어 영역을 만족하는지 확인하는 제 8 단계와;

   확인 후 만족하면 해당 셀에서 호에 자원을 할당하고, 만족하지 않으면 핸드오프 호 버퍼에 대기시키는 제 9 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 호 제어방법.

   (수학식 1)

   W_n=P_n/P_n ^max×W

   (수학식 2)

   (수학식 3)
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 2 과정은,

   통화가 완료되거나 이웃 셀로 핸드오프가 완료되면 자원의 등가대역(R_ E_bw )을 해제하는 제 1 단계와;

   버퍼에 대기중인 호가 있는지 검사하여 없으면 대기 상태로 되고, 버퍼에 대기중인 호가 있으면 우선 순위가 높은 호를 선택하여 대기시간이 허용된 시간을 초과하였는지 검사하는 제 2 단계와;

   검사 후 초과되었으면 호를 절단하고, 자원을 해제한 후 버퍼에 대기중인 호가 있는지 다시 검사하는 제 3 단계와;

   대기시간이 초과하지 않았으면 두 번째 계층까지의 셀들 중 가장 큰 절단률( P_n ^max )을 찾아 하기 수학식 4에 의거하여 핸드오프 호 요구를 받은 셀의 대역폭을 계산하는 제 4 단계와;

   대역폭 계산 후 하기 수학식 5에 의거하여 핸드오프 호의 수락 영역에 의해 호 수락 영역을 만족하는지 검사하는 제 5 단계와;

   검사 후 상기 핸드오프 호의 수락 영역을 만족하지 않으면 그 핸드오프 호는 계속 버퍼에 대기시키는 제 6 단계와;

   만족하면 자원을 할당하고 그 할당된 자원의 등가대역( E_bw )을 하기 수학식 6에 의거하여 전에 할당된 양에 누적시키는 제 7 단계와;

   이 누적된 양(A_ E_bw )이 앞의 해제된 양(R_ W_bw ) 보다 적으면 다시 버퍼에 대기중인 호가 있는지 검사하여 앞의 과정을 반복하고 많으면 대기 상태가 되는 제 8 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다중 셀 환경에서의 호 제어방법.

   (수학식 4)

   W_h=P_h/P_h ^max×W

   (수학식 5)

   (수학식 6)

   A_ E_bw += E_bw