KR100429191B1 - 이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 셀내 과부하 방지를 위한 과부하 방지 장치 및 방법에 관한 것으로 본 발명의 과부하 방지장치는 기지국 및 셀에 과부하 발생시 과부하 경고상태인 셀의 존(zone)정보를 이용하여 존(zone)내 셀 ID 탐색 및 상기 셀들에 대한 통화량 분석정보로부터 통화량이 가장 적은 셀을 선정하여 제어국으로 송신하는 과부하 처리 전용 워크스테이션을 추가로 구성하는 것을 특징으로하고, 본 발명에 따른 셀내 과부하 방법은 셀내 사용 가능한 리소스 수가 적정치 이하가 되면 과부하 경고 상태로 판단하는 제 1 단계와, 과부하 경고 상태인 셀의 존(zone)정보를 이용하여 존(zone)내 셀 ID들을 탐색하는 제 2 단계와, 탐색된 ID들에 대한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 이용하여 통화량이 가장 적은 셀을 선정하는 제 3 단계와, 선정된 셀들이 사용 가능한 리소스 수에 관한 정보를 탐색하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 셀 ID 정보를 만드는 제 4 단계와, 셀 ID 정보를 과부하 경고 상태인 셀 또는 기지국 및 단말기로 통보하여 셀 ID 정보에 의해 동일 존(zone)내 다른 셀로 억세스하는 제 5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PREVENTING OVERLOAD IN CELL OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 IMT-2000 시스템에서 과부하 처리 전용 장치를 이용하여 단말기의과부하를 방지할 수 있는 과부하 방지 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, IMT-2000 시스템은 이동전화, CT-2, CT-3, PHS, PCS, 위성통신, 페이저(Pager), 고정망 등의 다양한 시스템을 통합하고, 제한된 무선접속을 통하여 일체화된 이동 서비스를 제공하는 것을 목표로 한다.

또한, 고정망과 비슷하거나 또는 보다 나은 통화 품질과 최대 2Mbps까지의 다양한 이동 멀티미디어 서비스를 제공하며, 국제 로밍(Roaming)을 위한 단말 및 개인이동성을 지원하고, 고부가가치의 서비스를 신속하게 도입하기 위해 지능망을 사용한다.

IMT-2000 시스템은 음성, 비음성, 무선호출 등 요구 서비스를 음성뿐만 아니라 오디오, 팩스, 영상 등과 같은 멀티미디어 서비스를 시간과 장소의 제약없이 언제, 어디서나, 누구에게도 제공할 수 있는 방향으로 전개되고 있다.

보행자용 휴대전화로부터 차량용 전화에 이르기까지 단말기의 다양성을 수용함은 물론 위성이동통신, 공중전화망(PSTN), 종합정보통신망(ISDN)등 망의 다양성도 수용한다.

이와 같은 IMT-2000 시스템의 구성을 도 1에 도시하였다.

도 1은 종래 기술에 따른 IMT-2000 시스템의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 단말기(MS:Mobile Station)들(11)과, 상기 단말기들(11)과 무선 접속하여 발신 또는 착신 호를 연결하는 다수의 기지국(BS: Base Station)들(13)과, 상기 기지국(13)들을 제어하는 제어국(RNC: Radio Network Controller)들(15)과, 상기 제어국(15)과 연결된 제어국 관리기(17)와, 단말기(11)들과의 발신 또는 착신 호를 관리하는 교환국(MSC:Mobile Switching Center)(19)과, 상기 단말기(11)들의 위치 정보를 등록 및 관리하는 홈위치등록기(HLR:Home Location Register)(21)로 구성된다.

이와 같은 종래 IMT-2000 시스템에서는 하나의 교환국(19)에 다수의 제어국(15)이 연결되고, 각각의 제어국(15)은 다수의 기지국(13) 또는 셀과 연결된다.

각 셀(Cell)의 부하를 결정하는 요소로서는 발신, 착신, 핸드오프, 위치등록 등의 호 처리를 위해 단말기로 정보를 송신하기 위한 시그널링 로드(signaling load)와 리소스(Resource)의 점유를 통한 로드로 구분할 수 있다.

이와 같은 종래 IMT-2000 시스템에서는 제어국과 그에 연결된 기지국 또는 셀에서 과부하가 발생하면 서비스 영역내의 모든 단말기들은 서비스를 받을 수가 없다.

따라서, 셀에서 과부하가 발생하지 않도록 하는 방안을 강구해야 하는데, 그중 하나는 사용자의 서비스를 제한하지 않는 범위내에서 기지국 또는 셀의 자원을 관리하는 것이다.

즉, 부하가 많은 셀내의 사용자를 다른 셀로 이동시켜 서비스를 받도록 함으로써 관리가 가능하지만, 이는 위치등록이 요구되며 위치등록으로 인한 추가적인 부하가 발생할 수가 있다.

따라서, 가장 중요하게 고려되어야 할 사항은 부가되는 로드(load)의 생성없이 과부하를 회피할 수 있느냐 하는 점이다.

셀내 과부하 회피 방안으로써 또다른 하나는 셀내에 적정한 로드(load) 이상의 부하가 발생했을 때 호의 제한을 통해 부하를 조절하는 방법이 있다.

종래 IMT-2000 시스템은 상기 두 가지의 과부하 회피 방안을 통해 기지국 또는 셀에서의 과부하가 일어나지 않도록 하였다.

하지만, 상기와 같은 종래 IMT-2000 시스템에서의 과부하 회피 방안은 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 셀내에서의 과부하를 회피하기 위해 서비스를 제한할 경우 고객에 대한 서비스의 질(quality)이 떨어진다.

둘째, 위치등록이나 시스템 장비간 시그널링 메시지의 증가로 인해 부가 로드가 급격히 증가하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 이동통신 시스템에서의 셀내 과부하를 방지하는데 적당한 이동통신 시스템의 과부하 방지장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 IMT-2000 시스템의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 IMT-2000 시스템의 구성도

도 3은 교환국과 제어국, 그리고 제어국간의 인터페이스를 관계를 보여주는 도면

도 4는 본 발명 이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지방법을 설명하기 위한 플로우챠트

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,21 : 단말기 13,23 : 기지국

15,25 : 제어국 17,27 : 제어국 관리기

19,29 : 교환국 21,31 : 홈위치 등록기

33 : 과부하 처리전용 워크스테이션

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지장치는, 임의의 셀이 과부하 경고 상태인지를 판단하는 수단과; 과부하 경고 상태인 셀의 존(zone) 정보를 이용하여 상기 존(zone)내 셀 ID들을 탐색하는 수단과; 탐색된 ID들에 대한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 이용하여 통화량이 적은 셀들을 선정하는 수단과; 상기 선정된 셀들이 사용할 수 있는 리소스 수에 관한 정보를 탐색하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 셀 ID 정보를 만드는 수단; 및 상기 셀 ID 정보를 과부하 경고 상태인 셀 내에 위치하는 단말기로 통보하여 상기 단말기가 상기 셀 ID 정보에 의해 동일 존(zone)내 다른 셀로 억세스하도록 제어하는 수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.본 발명의 이동통신 시스템에서의 셀내 과부하 방지방법은, 임의의 셀이 과부하 경고 상태인지를 판단하는 제 1 단계와, 과부하 경고 상태인 셀의 존(zone)정보를 이용하여 상기 존(zone)내 셀 ID들을 탐색하는 제 2 단계와, 탐색된 ID들에 대한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 이용하여 통화량이 가장 적은 셀을 선정하는 제 3 단계와, 상기 선정된 셀들이 사용 가능한 리소스 수에 관한 정보를 탐색하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 셀 ID 정보를 만드는 제 4 단계와, 상기 셀 ID 정보를 과부하 경고 상태인 셀 또는 기지국 및 단말기로 통보하여 상기 셀 ID 정보에 의해 동일 존(zone)내 다른 셀로 억세스하는 제 5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지장치 및 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 IMT-2000 시스템의 구성도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 다수의 단말기(MS:Mobile Station)(21)들과, 상기 단말기(21)들과 무선 접속하여 발신 또는 착신 호를 연결하는 다수의 기지국(BS:Base Station)(23)들과, 상기 기지국(23)들을 제어하는 제어국(RNC:Radio Network Controller)(25)들과, 상기 기지국들을 관리하는 제어국관리기(27)와, 상기 단말기(21)들과의 발신 또는 착신 호를 관리하는 교환국(MSC:Mobile Switching Center)(29)과, 상기 단말기(21)들의 위치 정보를 등록 및 관리하는 홈위치등록기(HLR:Home Location Register)(31)와, 셀내 과부하를 방지하기 위한 과부하 처리 전용 워크스테이션(33)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 과부하 처리 전용 워크스테이션(33)은 지형 맵(Map) 및 각 셀 그리고 각 셀에 인접한 셀들에 대한 정보를 담고 있다.

상기 셀의 인접 셀이란, 위치등록을 관리하는 기준으로 존(zone)을 이용함에 있어서 같은 존(zone)에 포함되는 셀들을 의미한다.

상기 과부하 처리 전용 워크스테이션(33)은 하나의 교환국(29)에 연결된 모든 제어국(25)들과 TCP/IP로 연결될 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 과부하 처리 전용 워크스테이션(33)은 제어국 관리기(27)하고도 연결되어 있다.

여기서, 과부하 처리 전용 워크스테이션(33)이 제어국 관리기(27)와 구별되어 배치되는 이유는 과부하 상황 등 시스템의 부하가 많을 때에는 제어국 관리기(27)에서도 부하가 많아지므로 상기 제어국 관리기(27)와의 로드 공유(load share)를 하기 위해서이다.

과부하 처리 전용 워크스테이션(33)에 저장되어 있는 정보는 하나의 셀을 기준으로 동일 존(zone)으로 구성되는 셀(인접 셀)들의 정보를 담고 있다.

상기 정보들은 셀의 추가, 변경, 삭제 등의 셀의 재배치가 요구될 때에 과부하 처리 전용 워크스테이션으로 전달되어 업데이트(Update)된다.

여기서, 제어국(25)간의 시그널링 메시지 교환을 위한 Iur 인터페이스 및 교환국과 제어국간의 인터커넥션 포인트(interconnection point)를 위한 Iu 인터페이스는 도 3과 같이 이용된다.

여기서, Iu 인터페이스는 교환국과 제어국간의 데이터 송수신을 위한 프로토콜에 의해 정의된 인터페이스이고, Iur인터페이스는 제어국간의 데이터 송수신을 위한 프로토콜에 의해 정의된 인터페이스이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 인접한 제어국(25)간에는 Iur 인터페이스에 의해 시그널링 메시지 교환이 이루어지는데, 상기 시그널링 메시지로써는 핸드오버 호 접속에 관한 것이다.

그리고 제어국(25)과 교환국(29)간에는 Iu 인터페이스에 의해 시그널링 메시지 교환이 이루어지는데, 상기 시그널링 메시지로써는 발신, 착신, 위치등록등의 호에 관한 것이다.

한편, 제어국 관리기(27)는 각각의 기지국(23)내의 셀별 통화량 정보를 정해진 주기에 따라 요일별 및 시간대별로 수집하여 저장하고, 평균 리소스(Resource) 점유 수를 분석한다.

즉, 제어국 관리기는 정해진 주기로 각 기지국의 통화량 정보를 수집한다. 그리고, 각 기지국에 대해 요일별, 시간대별로 통화량을 분석하고 저장하고, 각 기지국에 대해 요일별, 시간대별로 평균 리소스 점유 수를 산정 및 저장하는데, 이는 향후 과부하 처리 전용 워크스테이션의 요구시 상기 정보들을 제공하기 위함이다.

이와 같은 본 발명의 IMT-2000 시스템에서의 셀내 과부하 방지방법을 도 4에도시된 플로우 챠트를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 IMT-2000 시스템에서의 셀내 과부하 방지방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.

과부하 회피를 위해 과부하 발생 가능성을 감지하기 위한 방법으로 과부하 경고 팩터를 이용하는데, 단순히 사용 가능한 리소스의 수를 이용할 수도 있다.

즉, 셀내의 사용 가능한 리소스의 수가 적정치(Threshold) 이하로 떨어지는지를 판단하여(S401), 사용 가능한 리소스의 수가 적정치 이하가 되면 과부하 경고 상태로 판단한다.

여기서, 과부하 경고 상태 판단을 위한 적정치(Threshold)는 셀 또는 기지국의 재시작(restart)시 시스템 정보를 통해 제어국으로부터 제공받는다.

이후, 과부하 경고 상태가 되었음을 제어국으로 통보하면(S402), 상기 제어국은 이를 TCP/IP를 통해 과부하 처리 전용 워크스테이션으로 알려준다(S403).

과부하 경고 상태를 알리는 메시지를 받은 과부하 처리 전용 워크스테이션은 과부하 경고 상태인 셀의 존(zone)정보를 이용하여 같은 존(zone)내의 셀 ID들을 탐색한다(S404).

이후, 탐색된 셀 ID들에 대해 발생 요일과 시간에 의한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 제어국 관리기로 요청한다(S405).

과부하 처리 전용 워크스테이션은 제어국 관리기로부터 존(zone)내 셀들에 대한 통화량 분석정보를 수신하여 그중 통화량이 가장 적은 셀을 선정한다(S406).

그리고 선정된 셀에 대한 정보를 제어국으로 송신한다(S407).

여기서, 상기 제어국 관리기 앞에서 설명한 바와 같이, 각각의 기지국내의 셀별 통화량 정보를 주기에 따라 요일별 및 시간대별로 수집하여 저장하고, 평균 리소스 점유 수를 분석하여 저장하고 있다.

과부하 처리 전용 워크스테이션으로부터 선정된 셀에 대한 정보를 받은 제어국에서는 상기 정보에 포함된 셀들의 현재 사용 가능한 리소스의 수에 관한 정보를 얻기 위해 다른 기지국으로 문의를 수행한다.

이를 위해 모든 셀들이 자체 제어국과 연결되어 있는지를 체크한다(S408).

여기서, 상기 셀들이 자체 제어국과 연결되어 있으면 Iub 인터페이스에 문의가 가능하지만, 셀들이 자체 제어국과 연결되어 있지 않으면 Iur 인터페이스를 통해 문의를 수행한다.

즉, 제어국은 다수의 기지국과 연결되고, 각 기지국은 다수의 셀들을 관리하게 되는데, 상기 과부하 처리 전용 워크스테이션으로부터 전달받은 셀들이 해당 기지국 및 제어국과 연결되어 있을 수도 있고, 핸드오프되어 다른 제어국에 연결되어 있을 수도 있다.

따라서, 해당 제어국에 연결되어 있으면, 제어국과 기지국간의 인터페이스인 Iub 인터페이스를 통해 리소스 정보를 문의하고(S409), 셀들이 해당 제어국과 연결되어 있지 않고 다른 제어국과 연결되어 있으면 제어국간의 인터페이스인 Iur 인터페이스를 통해 리소스 정보를 문의한다(S410).

이와 같이, 제어국은 Iub, Iur 인터페이스를 통해 셀들의 사용 가능한 리소스 정보를 수신하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 분류하고 적정 수까지의셀 ID정보를 만들어 낸다(S411).

이렇게 만들어진 정보를 과부하 경고 상태가 발생한 기지국 또는 셀로 전송하고, 다시 단말기로 전송된다(S412).

단말기들은 이 정보에 의해 다른 셀로의 억세스를 시도하게 되며, 이동하는 셀들은 같은 존(zone)내에 속한 것이므로 위치 등록은 발생하지 않는다.

또한, 발신 또는 착신과 같은 서비스들로 전과 동일하게 수행할 수가 있다.

이러한 상황 해제는 과부하 경고 상태가 발생된 셀이 과부하가 될 가능성이 없어졌을 때, 기지국에서 제어국으로 보고하고 단말기들로 송신함으로써 해제된다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명의 이동통신 시스템에서의 셀내 과부하 방지장치 및 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 셀 또는 기지국에서 과부하 상태가 발생되기 이전에 이를 감지하여 추가 부하를 최소화시키는 범위내에서 셀의 과부하를 방지할 수 있다.

둘째, 과부하 처리 전용 워크스테이션을 별도로 구성하여 시스템의 전체 부하가 높아지는 상황에서 제어국 관리기 또는 제어국과의 과부하 컨트롤 로드(overload control load)를 줄일 수 있다.

셋째, 과부하 경고 상태가 발생한 셀 또는 기지국내에서 서비스를 받고 있던 단말기들이 위치등록등의 부가 로드(load)를 발생시키지 않고도 셀이 과부하 상태가 되는 것을 피할 수 있다.

Claims (6)

1. 이동 통신 시스템에 있어서,

   임의의 셀이 과부하 경고 상태인지를 판단하는 수단;

   과부하 경고 상태인 셀의 존(zone) 정보를 이용하여 상기 존(zone)내 셀 ID들을 탐색하는 수단;

   탐색된 ID들에 대한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 이용하여 통화량이 적은 셀들을 선정하는 수단;

   상기 선정된 셀들이 사용할 수 있는 리소스 수에 관한 정보를 탐색하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 셀 ID 정보를 만드는 수단; 및

   상기 셀 ID 정보를 과부하 경고 상태인 셀 내에 위치하는 단말기로 통보하여 상기 단말기가 상기 셀 ID 정보에 의해 동일 존(zone)내 다른 셀로 억세스하도록 제어하는 수단을 포함하는 이동통신 시스템의 셀 내 과부하 방지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   임의의 셀이 과부하 경고 상태인지의 여부는 상기 셀의 사용 가능한 리소스의 수가 적정치(Threshold) 이하로 떨어지는지의 여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 셀 내 과부하 방지 장치.
3. 제1항에 있어서,

   지형 맵(Map) 및 각 셀 그리고 각 셀에 인접한 셀들에 대한 정보를 저장하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 셀 내 과부하 방지 장치.
4. 임의의 셀이 과부하 경고 상태인지를 판단하는 제 1 단계;

   경고 상태인 셀의 존(zone)정보를 이용하여 상기 존(zone)내 셀 ID들을 탐색하는 제 2 단계;

   탐색된 ID들에 대한 평균 리소스 점유 수에 관한 정보를 이용하여 통화량이 가장 적은 셀을 선정하는 제 3 단계;

   상기 선정된 셀들이 사용할 수 있는 리소스 수에 관한 정보를 탐색하여 사용 가능한 리소스가 많은 순서대로 셀 ID 정보를 만드는 제 4 단계;

   상기 셀 ID 정보를 과부하 경고 상태인 셀 또는 기지국 및 단말기로 통보하여 상기 단말기가 상기 셀 ID 정보에 의해 동일 존(zone)내 다른 셀로 억세스하는 제 5 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 셀 내 과부하 방지 방법.
5. 제4항에 있어서,

   임의의 셀이 과부하 경고 상태인지의 여부는 상기 셀의 사용 가능한 리소스의 수가 적정치(Threshold) 이하로 떨어지는지의 여부로 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 셀 내 과부하 방지 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 과부하 상태를 판단하기 위한 적정치는 셀 또는 기지국의 재시작시 시스템 정보를 통해 제어국으로부터 제공받는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 셀내 과부하 방지방법.