KR100330841B1 - 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법및 그 운용방법 - Google Patents

직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법및 그 운용방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음성 및 데이터 서비스를 지원하며 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법 및 그 운용방법에 관한 것으로, 개시된 얼랑 용량 분석방법은 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널의 부족에 기인하는 호 차단 및 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)의 부족에 기인하는 호 차단을 고려하여 음성 및 데이터 호 차단 확률을 산출하는 과정과, 상기 음성 및 데이터 호 차단 확률이 요구된 QoS 및 GoS들에 만족되는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 섹터당 얼랑 용량을 산출하는 과정을 포함하며, 섹터당 가용 채널의 제한뿐만 아니라 기지국에서 채널 요소(CE)의 제한을 고려하여 시스템의 얼랑 용량을 분석하므로 용량 분석의 정확도가 향상되는 이점이 있다.

Description

직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법 및 그 운용방법{METHOD FOR ANALYZING ERLANG CAPACITY OF DS-CDMA SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
본 발명은 직접확산-코드분할다중접속(Direct Sequence-Code Division Multiple Access; DS-CDMA) 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성 및 데이터 서비스를 동시에 제공하는 DS-CDMA 시스템이 갖는 얼랑 용량을 분석하기 위한 방법과 이를 이용하여 실제 무선망을 효율적으로 운용하기 위한 방법에 관한 것이다.
주지와 같이, 대역확산 통신방식의 기본원리는 전송하고자 하는 원신호가 가지는 대역폭보다 더 넓은 전송 대역폭을 가지도록 원신호의 대역을 확산하여 통신을 하는 방식을 말하는 것으로서, 이러한 대역확산 통신의 기본원리를 이용하여 신호의 대역폭을 충분히 넓히면 아주 낮은 신호 대 잡음비(SNR)에서도 통신이 가능하게 된다.
대역확산 기술을 이용한 통신방식에는 크게 직접확산(Direct Sequence; DS), 주파수 도약(Frequency Hopping; FH), 시간도약(Time Hopping; TH), chirp 변조 및 이들 방식을 혼합하여 사용하는 혼합방식 등이 있다.
직접확산 방식을 이용한 DS-CDMA 방식은 주파수분할다중접속(FDMA)이나 시간분할다중접근(TDMA)과는 달리 호 접속을 요구하는 호는 기지국에서 각 트래픽 채널에 대해 수신된 확산 대역 신호를 처리하는 채널 요소(CE)의 부족뿐 만 아니라 특정 섹터에서 호가 일정 수준이상 몰린 경우 수신단의 잡음량이 높아져서 호의 접속이 차단 될 수 있다.
기지국에서 가용한 채널 요소(CE)의 부족으로 발생하는 호 차단을 하드 블라킹(Hard Blocking)이라 하고, 수신단에서 초과 잡음에 기인한 호 차단을 소프트 블라킹(Soft Blocking)이라 한다.
그런데, 음성 및 데이터 서비스를 제공하는 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량 분석을 위한 종래의 기술들은 섹터화를 고려하지 않았으며, 소프트 블라킹만을 고려하여 얼랑 용량을 정확히 분석하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 그 목적하는 바는 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량을 분석함에 있어서 하드 블라킹과 소프트 블라킹을 함께 고려하여 시스템의 얼랑 용량을 분석하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들 사이에서 적당한 교환(tradeoff)을 얻어 전체 시스템 얼랑 용량을 증가시키는 DS-CDMA 시스템의 운용 방법을 제공한다.
또 다른 목적은 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여 각 섹터에서 입력 부하량을 수용할 수 있는 기지국 채널 요소(CE) 량을 결정하는 방법을 제공한다.
이와 같은 목적들을 실현하기 위한 본 발명에 따른 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량 분석방법은, 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 DS-CDMA 시스템에 있어서: 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널의 부족에 기인하는 호 차단 및 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)의부족에 기인하는 호 차단을 고려하여 음성 및 데이터 호 차단 확률을 산출하는 과정과, 상기 음성 및 데이터 호 차단 확률이 요구된 QoS 및 GoS들에 만족되는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 섹터당 얼랑 용량을 산출하는 과정을 포함한다.
바람직하기로는, 각 서비스 그룹 관점에서의 상기 섹터당 얼랑 용량들이 중첩되는 영역에 따르는 전체 시스템 얼랑 용량을 산출하는 과정을 더 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 견지로서 DS-CDMA 시스템의 운용 방법은, 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속(DS-CDMA) 시스템에 있어서: 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들 사이에서 적당한 교환(tradeoff)을 얻어 전체 시스템 얼랑 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한다.
선택적으로, 상기 교환을 위하여 채널 예약 방식과 같은 우선권 정책을 사용하여 음성 호에 비하여 데이터 호에게 우선권(priority)을 주거나 음성 및 데이터 호들에 대해 서로 다른 GoS 요구 조건을 할당하여 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들을 최대한 중첩시킨다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 DS-CDMA 시스템의 운용 방법은, 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속(DS-CDMA) 시스템에 있어서: 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽 비 및 기지국 채널 요소(CE) 량의 증감에 따르는 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여 각 섹터에서 입력 부하량을 수용할 수 있는 기지국 채널 요소(CE) 량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 DS-CDMA 얼랑 용량분석방법을 적용하기 위하여 고려된 시스템 모델도,
도 2는 본 발명에 따라 산출된 음성 호가 겪는 호 차단 확률 분포도,
도 3은 본 발명에 따라 산출된 데이터 호가 겪는 호 차단 확률 분포도,
도 4는 음성 및 데이터에 대하여 요구되는 호 차단율이 각각 2%로 주어진 경우에 대하여 서로 다른 채널 요소(CE)들에 따른 얼랑 용량의 변화 그래프,
도 5는 음성 및 데이터 호들에게 서로 다른 GoS 요구조건들이 주어지고 채널 요소(CE)가 100으로 주어진 경우에 대한 얼랑 용량의 변화 그래프,
도 6은 채널 요소(CE)가 100으로 주어지고 음성과 데이터 및 평균 호 차단 확률에 대해 요구되는 GoS가 각각 2%로 주어진 경우에 시스템 변수 χ가 얼랑 용량에 대해 갖는 영향을 나타낸 그래프,
도 7은 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비(p) 및 채널 요소(CE)의 변화에 따른 얼랑 용량의 변화 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량분석방법 및 운용방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량분석방법을 적용하기 위하여 고려된 시스템 모델이다. 첫째, 3섹터 셀을 고려한다. 둘째, 섹터당 단일 반송파를 가정한다. 셋째, 섹터당개의 가용 트래픽 채널들이 존재하고, 기지국당 N개의 채널 요소(CE)들을 사용한다. 넷째, 하나의 데이터 호는 하나의 음성 호에 비해 Λ배의 시스템 자원(가용 채널 및 채널요소)을 점유한다. 다섯째, 요구되는 호 차단 확률은 2%로 주어진다. 여섯째, 전체 시스템의 성능평가는 세 개의 섹터들 중 호 차단 확률이 가장 나쁜 섹터가 갖는 호 차단 확률을 기준으로 결정된다. 일곱째, 사용되는 호 수용 정책은 각 호들이 모든 가용 트래픽 채널 및 채널 요소(CE)를 완전 공유하는 방식이다.
상기와 같은 특성을 가지는 DS-CDMA 시스템 모델에 적용되는 본 발명에 따른 얼랑 용량분석방법을 설명함에 있어서 그 이해를 돕기 위하여 이하에서는 다차원 M/M/m 손실 모델을 기반으로 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 DS-CDMA 시스템의 얼랑 용량을 분석하기로 한다.
먼저, 분석을 위하여ⅰ-번째 섹터에서 발생하는 음성 호 및 데이터 호들은 평균 호 발생률이 각각 λ( v,i )와 λ( d,i )인 포아송 분포를 가지고 발생하고, 음성 호및 데이터 호들의 채널 점유시간들은 평균이 1/μ( v,i )그리고 1/μ( d,i )인 지수 분포를 갖는다고 가정한다. 따라서,ⅰ-번째 섹터의 음성 및 데이터의 부하량은 ρ( v,i )= λ( v,i )/μ( v,i )그리고 ρ( d,i )= λ( d,i )/μ( d,i )로 주어진다. 또한 3섹터 DS-CDMA 셀에 대하여 섹터당 트래픽 밀도가 균등하게 분포된다고 가정한다. 따라서 각 섹터에서 발생하는 호들이 겪는 호 차단 율은 특정 섹터와 관계없이 동일하며, 하나의 섹터에서 발생하는 호들만을 고려함으로서 시스템의 전체 성능을 평가할 수 있다.
ⅰ-번째 섹터의 음성 및 데이터의 부하량을 (ρ( v,i ), ρ( d,i ))라 하면, 음성 및 데이터의 입력 부하량이 주어진 경우ⅰ-번째 섹터에서j명의 음성 사용자 및jj명의 데이터 사용자가 존재할 확률 값은 다음의 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서,
수학식 1에서 첨자ⅰ는ⅰ-번째 섹터를 나타내고, Ω i,all 는ⅰ-번째 섹터에서 허용 가능한 음성 및 데이터 사용자들의 상태 집합을 나타낸다.
셀 관점에서 시스템을 분석하기 위하여 각 섹터의 사용자들의 점유 상태에 의해 특징지어 지는 셀의 점유상태 S을 전체 시스템의 상태로 수학식 2와 같이 정의한다.
여기서, 상태 변수들j,k그리고l은 각 섹터에서의 음성 사용자의 수이고,jj,kk그리고ll은 각 섹터에서의 데이터 사용자의 수이다.
각 섹터에서 트래픽들의 분포가 서로 독립적인 확률과정임으로, 6차원 마르코프(Markov) 사슬(chain)이 S=(j,jj,k, kk, l,ll)의 상태에 있을 평형 상태 확률 P( j , jj , k, kk, l , ll )은 각 섹터 상태 확률 값들의 곱으로 주어진다.
앞에서 언급했듯이, 기지국에서 가용한 모든 채널 요소(CE)들은 완전 공유되어 지고 특정 섹터에 관계없이 할당되어 진다. 이때, 각 셀에서 음성 및 데이터 사용자들에 의해 사용되어 지는 채널 요소(CE)의 수가 기지국에서 가용한 전체 채널 요소(CE)를 초과할 경우 호가 차단될 수 있다. 이러한 채널 요소(CE)가 갖는 제한이 호 차단 확률에 대해 미치는 영향은 수학식 2에 다음의 수학식 3과 같은 제한 요소를 추가함으로서 고려된다.
여기서, N은 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)들의 전체 수이다. 또한, 하나의 데이터 호가 사용하는 채널 요소(CE)는 Λ에 비례한다고 가정된다.
수학식 3이 갖는 제한요소가 셀 내에서 음성 및 데이터 사용자의 전체 수를 제한함으로 상태확률 P( j , jj , k, kk, l , ll )는 다음의 수학식 4와 같이 변경된다.
여기서, C를 다음의 수학식 5와 같이 정의한다.
이 요소는 유효한 셀 상태 확률 값의 합이 1이 되도록 한다.
만약,이면 C=1이 된다. 이는 기지국에서 가용한 전체 채널 요소(CE)의 수가 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널수의 3배로 주어진 경우에 전체 셀 상태확률은 각각의 섹터 상태 확률 값의 곱으로 표현될 수 있음을 의미한다.
그러므로, 전체 셀 상태 확률은 다음의 수학식 6과 같이 표현된다.
일반적으로 각 서비스 그룹들의 호가 겪는 호 차단 확률 값들은 대응되는 호 차단 상태들의 점유 확률 값들의 합으로서 주어진다. 각 서비스 그룹들에 대한 호 차단 상태들은 크게 두 개의 부분으로 나누어진다. 즉 소프트 블라킹 상태들과 하드 블라킹 상태들로 나누어진다. 소트프 블라킹 상태들은 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널의 부족에 기인하고, 하드 블라킹 상태들은 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)의 부족에 기인한다.
음성 호에 대한 호 차단 상태들은 다음의 수학식 7, 8과 같이 주어진다.
여기서, Ω( voice,soft )와 Ω( voice,hard )는 각각 음성 호에 대한 소프트 블라킹 상태들과 하드 블라킹 상태들의 집합을 나타낸다.
그러면, 음성 호가 겪는 호 차단 확률 P( blocking,voice )는 다음의 수학식 9와 같이 주어진다.
또한,이면 수학식 9는 다음의 수학식 10으로 간략화되고,Pb( voice,hard )= 0 이다.
즉, 음성 호에 대해 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)들 N이 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널보다 3배 이상으로 주어지면, 음성호가 겪는 하드 블라킹은 무시될 수 있으며, 음성 호가 겪는 호 차단은 전적으로 소프트 블라킹에 의해서만 결정된다.
음성 호와 유사하게, 데이터 호에 대한 호 차단 상태들도 다음의 수학식 11, 12와 같이 주어진다.
여기서, Ω( voice,soft )와 Ω( voice,hard )는 각각 데이터 호에 대한 소프트 블라킹 상태들과 하드 블라킹 상태들의 집합을 나타낸다.
데이터 호 차단 상태들에 대응하는 데이터 호의 호 차단 확률은 다음의 수학식 13과 같이 주어진다.
또한,이면 C = 1이 되므로 다음의 수학식 14로 간략화 된다.
만약,이면, Pb( data,hard )= 1 이다. 즉 음성 호와 유사하게 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)들 N이 각 섹터에서 가용한 트래픽 채널보다 크게 주어지면 데이터 호가 겪는 하드 블라킹은 무시될 수 있으며, 데이터 호가 겪는 호 차단은 전적으로 소프트 블라킹에 의해 결정된다.
음성 및 데이터 서비스를 지원하는 DS-CDMA인 경우 음성만을 지원하는 시스템에 대응되는 얼랑 용량은 동시적으로 두 개의 구별된 서비스 그룹들의 성능을 고려하기 위하여 2차원의 벡터 형태로 변경되어야 한다. 본 발명에서는 음성 및 데이터를 지원하는 시스템의 얼랑 용량 CErlang은 요구되어 지는 QoS 및 GoS들을 만족하면서 시스템에 의해 지원될 수 있는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 정의한다. 대응되어 지는 섹터당 얼랑 용량은 다음의 수학식 15와 같이 계산되어 진다.
여기서 P( B,v ) req 와 P( B,d ) req 는 요구되어지는 음성 및 데이터의 호 차단 확률들이며, GoS 요구사항으로 간주된다.
다시 말하면, 시스템의 얼랑 용량은 각 서비스 그룹들의 호들이 겪는 호 차단 확률들을 요구되는 호 차단 확률이하로 유지시키는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합이다. 이러한 조건들 하에서 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량은 그 그룹의 호들이 겪는 호 차단 확률을 요구되는 호 차단 확률 값에서 등심선을 그음으로서 계산된다.
또한, 전체 시스템 얼랑 용량은 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들이 중첩되는 영역에 의해 결정된다. 즉 시스템 얼랑 용량을 가시화 하는 쉬운 방법은 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들이 중첩되는 영역을 전체 시스템 얼랑 용량으로 간주한다. 더 나아가 전체 시스템 얼랑 용량을 증가시키기 위해서는 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들을 최대한 중첩시키거나 균형을 이루어야 하며, 이를 위해 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들 사이에서 적당한 교환(tradeoff)을 얻는 것이 요구된다.
이하에서는 수치적 해석 결과를 서술함에 있어서 음성 및 데이터 서비스를지원하고 하나의 CDMA 반송파를 사용하는 전형적인 DS-CDMA 시스템을 고려한다. 각 섹터당 반송파당 최대 허용 가능한 동시 사용자 수는 29로 주어지고, 하나의 데이터 사용자가 음성 사용자에 비해 6배만큼의 시스템 자원들을 더 많이 사용한다.
도 2와 도 3은 채널 요소(CE)가 100으로 주어진 경우 음성 및 데이터 호 들이 겪는 호 차단 확률을 음성 및 데이터 트래픽의 입력 부하량의 함수로 나타낸다. 음성 및 데이터의 입력 부하량이 주어진 경우, 데이터 호들이 겪는 호 차단율이 음성 호가 겪는 호 차단율보다 항상 크다. 이는 하나의 데이터 사용자가 음성 사용자에 비해 6배만큼의 시스템 자원을 더 많이 사용하고, 시스템의 자원, 즉 섹터당 트래픽 채널과 기지국에서의 채널 요소(CE)들이 음성 및 데이터 사용자들에게 완전히 공유되어 사용되기 때문이다.
도 4는 서로 다른 채널 요소(CE)들의 값에 대해서 요구되는 음성 및 데이터 호 차단율이 각각 2%로 주어진 경우의 얼랑 용량을 보여 준다. 각 경우에 대해서 점선(ⅰ)은 음성 서비스 관점에서의 얼랑 용량을 나타내고, 실선(ⅱ)은 데이터 서비스 관점에서의 얼랑 용량을 나타낸다. 도 4로부터 더 많은 채널 요소(CE)가 기지국에 할당되면 더 많은 얼량 용량을 수용할 수 있음을 알 수 있다.
또한, 주어진 채널 요소(CE)에 대하여 다음과 같은 두 가지 사실을 관찰 할 수 있다. 첫째, 데이터 트래픽이 음성 트래픽에 비해 얼랑 용량에 더 많은 영향을 준다는 것이다. 이것은 하나의 데이터 사용자가 음성 사용자에 비해 더 많은 시스템 자원을 사용하기 때문이다. 둘째, 전체 시스템 얼랑 용량이 데이터 서비스 관점에서의 얼랑 용량에 의해 결정된다는 것이다. 이는 음성 및 데이터 호들이 요구하는 호 차단 확률들이 동시에 만족되어야 하기 때문이다.
따라서, 전체 시스템 얼랑 용량을 증가시키기 위해서는 각 서비스 그룹관점에서의 얼랑 용량들 사이에서 적당한 교환(tradeoff)을 얻는 것이 요구된다. 이러한 교환(tradeoff)을 고려하는 방법은 채널 예약 방식과 같은 우선권 정책들을 사용함으로서 음성 호에 비하여 데이터 호들에게 우선권(priority)을 주는 것이며, 또 하나는 음성 및 데이터 호들에게 서로 다른 GoS 요구 조건들을 할당하는 것이다. 이 경우에 데이터 호들에게 2%이상의 요구되는 호 차단 확률 값을 할당한다.
음성 및 데이터의 입력 부하량이 주어진 경우 데이터 호들이 겪는 호 차단율이 음성 호가 겪는 호 차단율보다 항상 크므로 음성 및 데이터 호들에 대하여 동일한 GoS가 할당되는 경우에 전체 시스템 얼랑 용량은 데이터 서비스관점에서의 얼랑용량에 의해 제한된다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 음성 및 데이터 서비스들이 요구하는 GoS 요구조건들에 대한 적정한 동작점을 찾는 것이 중요하다.
도 5는 서로 다른 GoS 요구 조건들이 얼랑 용량에 대해 갖는 영향을 보여준다. 점선(ⅰ)은 음성 서비스 관점에서의 얼랑 용량을 나타내고, 실선(ⅱ)은 데이터 서비스 관점에서의 얼랑 용량을 나타낸다. 여기서, GoS 요구조건들에 대한 적정한 동작점을 선택하기 위하여 세 가지 경우가 고려된다.
첫째, 음성 및 데이터 호들에 대하여 동일하게 2%의 GoS가 주어진 경우이다. 이 경우에 두 서비스 그룹들에 대하여 엄격한 GoS 요구조건들이 만족된다. 즉 시스템 얼랑 용량 범위 내에서 음성 및 데이터 호가 겪는 호 차단 확률들이 2%이내에있다. 그러나, 다른 경우들에 비해 낮은 얼랑 용량이 주어지며, 음성호가 겪는 호 차단 확률 값이 요구되어 지는 GoS값과 비교할 때 너무 좋게 된다(도 5의 (가) 참조).
둘째, 서로 다른 GoS 요구조건들이 주어지는 경우를 고려한다. 이 경우에 음성 호에 대하여 2% GoS가 주어지고, 데이터 호에 대해 5% 그리고 10%의 GoS가 주어진다. 도 5의 (나)와 (다)는 데이터 호에 대해 더 높은 GoS가 주어진 경우에 더 많은 얼랑 용량을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 그러나 데이터 호가 겪는 호 차단 확률은 높은 트래픽 부하에서 최대 5% 그리고 10%까지 증가하게 된다. 즉 데이터 호의 호 차단확률을 희생함으로서 더 높은 얼랑 용량을 수용할 수 있다.
셋째, 음성 및 데이터 호가 겪는 호 차단율의 불균형을 극복하기 위해 평균 호 차단 확률관점에서 얼랑 용량을 고찰한다. 여기서 평균 호 차단 확률 P( blocking,average )는 (ρ v ·P( blocking,voice )+χ·ρ d ·P( blocking,data ))/(ρ v +χ·ρ d )로 정의되며, χ는 1과 Λ사이 값이다. 도 5의 (라)는 평균 호 차단 관점에서의 얼랑 용량(ⅲ)을 보여준다. 평균 호 차단 확률 관점에서의 얼랑 용량은 음성 서비스 관점에서의 얼랑 용량 및 데이터 서비스 관점에서의 얼량 용량 사이의 중간에 위치함을 알 수 있다. 또한, 변수χ는 가중치 변수로 사용될 수 있다. 즉 도 6의 (ⅲ)과 같이 χ가 Λ로 근접함에 따라 더 많은 가중치가 데이터 호가 겪는 호 차단율로 주어진다.
더 많은 채널 요소(CE)들이 주어지면, 더 많은 얼랑 용량을 수용할 수 있다는 것은 매우 직관적인 사실이며, 도 4에서 확인 할 수 있다. 그러나 채널 요소(CE)가 계속 증가함에 따라 얼랑 용량은 계속 증가하지 않고 각 섹터에서의 가용한 트래픽 채널의 부족에 기인하여 어떤 값에 수렴하게 된다. 얼랑 용량에 대한 채널 요소(CE)가 갖는 영향을 고찰하기 위해 데이터 호의 트래픽 량이 음성 트래픽 량에 비례하여 발생한다고 가정하자. 이렇게 함으로서 얼랑 용량의 차원이 2차원에서 1차원으로 줄어든다. 도 7은 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비(p≡ρ d /ρ v ) 및 채널 요소(CE)의 변화에 따른 얼랑 용량의 변화를 보여 준다. 도 7로부터p가 증가함에 따라 얼랑 용량이 감소함을 알 수 있다. 즉 전체 트래픽의 비율중 데이터의 비율이 증가함에 따라 얼랑 용량이 감소한다. 또한 도 7로 부터p의 값이 주어진 경우 얼랑 용량은 채널 요소(CE)의 증가와 함께 증가하다가 어느 값 이상에서는 얼량 용량이 더 이상 증가하지 않고 수렴함을 알 수 있다. 수렴되는 영역에서의 호 차단율은 섹터당 동시 사용자 수의 제한에 의해 대부분 발생함으로 채널 요소(CE)를 증가하여도 더 이상 얼랑 용량은 증가하지 않는다. 또한 영역 1에서는 기지국의 채널 요소(CE)의 제한에 의해 호 차단이 발생하기 때문에 채널 요소(CE)를 증가시킴에 따라 얼랑 용량도 선형적으로 증가한다. 영역 2에서는 채널 요소(CE) 및 동시 사용자수의 제한 요소가 결합하여 얼랑 용량이 결정됨을 알 수 있다. 특별히, 도 7은 각 섹터에서 주어진 음성 및 데이터 트래픽을 수용하기 위하여 기지국에서 필요한 채널 요소(CE)의 량을 결정하는데 사용된다. 예를 들어, 섹터당 8얼랑의 음성 트래픽과 0.08얼랑의 데이터 트래픽의 량이 존재하는 경우 이를수용하기 위해 기지국에서 요구되는 채널 요소(CE)의 량을 결정하여야 한다. 이 경우p= 1%에 해당되는 경우로 도 7을 이용하여 기지국당 주어진 트래픽의 량을 수용하기 위해 적어도 46개의 채널 요소(CE)를 사용하는 것이 좋다.
전술한 바와 같이 본 발명은 섹터당 가용 채널의 제한뿐만 아니라 기지국에서 채널 요소(CE)의 제한을 고려하여 시스템의 얼랑 용량을 분석하므로 용량 분석의 정확도가 향상된다.
또한, 얼랑 용량 분석결과를 통하여 실제 무선망을 운영하는데 있어 주요 시스템 자원인 채널 요소(CE)의 수를 결정할 수 있는 기준안이 제시되는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속 시스템에 있어서:
    각 섹터에서 가용한 트래픽 채널의 부족에 기인하는 호 차단 및 기지국에서 가용한 채널 요소(CE)의 부족에 기인하는 호 차단을 고려하여 음성 및 데이터 호 차단 확률을 산출하는 과정과,
    상기 음성 및 데이터 호 차단 확률이 요구된 QoS 및 GoS들에 만족되는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 섹터당 얼랑 용량을 산출하는 과정을 포함하는 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각 서비스 그룹 관점에서의 상기 섹터당 얼랑 용량들이 중첩되는 영역에 따르는 전체 시스템 얼랑 용량을 산출하는 과정을 더 포함하는 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 호 차단 확률 산출과정은 음성 및 데이터의 입력 부하량에 의거하여 소정 섹터에서 음성 및 데이터 사용자가 존재할 확률을 산출하는 과정과,
    음성 사용자의 수와 데이터 사용자의 수 및 기지국에서 가용한 채널요소(CE)의 수를 제한 요소로 하여 상기 사용자 존재 확률로부터 트래픽 량의 평형 상태 확률을 산출하는 과정과,
    각 서비스 그룹들에 대한 소프트 블라킹 및 하드 블라킹 상태들에 의한 음성 호 차단 상태와 상기 평형 상태 확률에 따르는 음성 호가 겪는 호 차단 확률을 산출하는 과정과,
    각 서비스 그룹들에 대한 소프트 블라킹 및 하드 블라킹 상태들에 의한 데이터 호 차단 상태와 상기 평형 상태 확률에 따르는 데이터 호가 겪는 호 차단 확률을 산출하는 과정을 포함하는 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 섹터당 얼랑 용량은 상기 음성 및 데이터 호 차단 확률을 요구되는 호 차단 확률 이하로 유지시키는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 정의된 것을 특징으로 한 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 얼랑 용량 분석방법.
  5. 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속 시스템에 있어서:
    각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들 사이에서 적당한 교환을 얻어 전체 시스템 얼랑 용량을 증가시키는 것을 특징으로 한 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 운용방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 교환을 위하여 채널 예약 방식과 같은 우선권 정책을 사용하여 음성 호에 비하여 데이터 호에게 우선권을 주어 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들을 최대한 중첩시키는 것을 특징으로 한 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 운용방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 교환을 위하여 음성 및 데이터 호들에 대해 서로 다른 GoS 요구 조건을 할당하여 각 서비스 그룹 관점에서의 얼랑 용량들을 최대한 중첩시키는 것을 특징으로 한 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 운용방법.
  8. 음성 및 데이터 서비스를 지원하며, 섹터당 단일 반송파를 사용 및 트래픽 밀도가 균등하게 분포되는 직접확산-코드분할다중접속 시스템에 있어서:
    음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽 비 및 기지국 채널 요소(CE) 량의 증감에 따르는 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여 각 섹터에서 입력 부하량을 수용할 수 있는 기지국 채널 요소(CE) 량을 결정하는 것을 특징으로 한 직접확산-코드분할다중접속 시스템의 운용방법.
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