KR100541879B1 - Mobile communication system, control method of random access channel for the same and medium thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 시스템에서 무선 자원의 부하 제어를 통한 임의 접속 채널의 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 부하 제어 방식과 임의 접속 채널(RACH)의 할당을 제어하는 방식을 이용하여 임의 접속 채널(RACH) 할당 방식에서 다수의 접속 요구 채널을 접속 슬롯의 할당과 퍼시스턴스(Persistence) 인자를 제어함으로써 시스템의 부하를 완화시키며, 요구하는 무선 접속 서비스 클래스의 우선 순위에 따라 이동 단말의 임의 접속 채널의 시도를 구별하여 제어할 수 있다. The present invention relates to a method for controlling a random access channel through load control of radio resources in a mobile communication system. The present invention controls the allocation of the access slot and the persistence factor of a plurality of access request channels in the random access channel (RACH) allocation method using a load control method and a method of controlling the allocation of the random access channel (RACH). It is possible to alleviate the load on the system and to distinguish and control the random access channel attempt of the mobile terminal according to the priority of the required radio access service class.
무선 접속 프로토콜, 무선자원관리 엔터티, 부하 제어부, 시스템 정보 블록부Radio access protocol, radio resource management entity, load control unit, system information block unit
Description
도 1은 종래의 기술에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 접속망의 일부를 나타낸 개략적인 구조도이다.1 is a schematic structural diagram showing a part of a wireless access network of a next generation mobile communication system according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 기지국의 내부 구성을 나타낸 도이다.2 is a diagram illustrating an internal configuration of a base station of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 부하 제어부에서 시스템 정보 변경을 요청하는 과정을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a process of requesting change of system information by a load control unit according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 임의 접속 채널 제어에 사용되는 용어를 나타낸 도이다.4 is a diagram illustrating terms used for random access channel control according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 시스템 정보 블록부의 임의 접속 제어 정보의 변경 과정을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a process of changing random access control information of a system information block unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
본 발명은 이동통신 시스템에서 임의 접속 채널(Random Access Channel, 이 하 RACH)을 제어하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for controlling a random access channel (hereinafter referred to as RACH) in a mobile communication system.
임의 접속 전송은 일반적으로 프리앰블 부분과 메시지 부분으로 구성되는데, 프리앰블 획득 지시를 갖는 알로하(ALOHA) 방식을 기본으로 한다. 즉, 임의 접속 과정은 무선 링크에서의 패킷 전송에 소요되는 지연 시간을 감소시키기 위해 프리앰블과 메시지를 함께 전송하고, 프리앰블의 검출 확률을 높이기 위해 프리앰블을 반복하여 전송한다. Random access transmission is generally composed of a preamble portion and a message portion, based on the Aloha (ALOHA) scheme with a preamble acquisition indication. That is, in the random access procedure, the preamble and the message are transmitted together to reduce the delay time for packet transmission on the radio link, and the preamble is repeatedly transmitted to increase the detection probability of the preamble.
종래의 다중 접속 방식에서는 이동 단말이 임의 접속 채널(RACH)을 통하여 기지국에 통신을 위한 트래픽 채널의 할당을 요구하고, 기지국은 채널 할당에 대한 요구를 검토하여 트래픽 채널을 할당하는 방법을 사용한다. 그런데, 다수의 이동 단말이 동시에 채널 할당을 요구하면 서로간에 충돌이 발생하여 통신 효율이 떨어지는 문제점이 있다.In a conventional multiple access scheme, a mobile station requests a base station to allocate a traffic channel for communication through a random access channel (RACH), and the base station uses a method of allocating a traffic channel by examining a request for channel assignment. However, when a plurality of mobile terminals request channel allocation at the same time, there is a problem in that a collision occurs with each other and communication efficiency is lowered.
또한, 일반적으로 이동통신 시스템의 다중 접속 방식에서는 이동 단말이 트래픽 채널을 할당받기 위해 경쟁 모드의 RACH 방식이 사용된다. 따라서, 이동 단말의 무선 접속 서비스 클래스의 우선순위에 따라 RACH의 접속에 대한 접속 슬롯 및 충돌시 재시도에 대한 제어 방법이 제공되어야 한다.In addition, in a multiple access scheme of a mobile communication system, a contention mode RACH scheme is used for a mobile station to be allocated a traffic channel. Therefore, according to the priority of the radio access service class of the mobile terminal, a control method for access slots and collision retries for accessing the RACH should be provided.
이러한 단점을 해결하기 위한 종래에는 단말기의 우선 순위에 따른 채널의 할당 요구를 미리 약속된 채널 할당 빈도수로 제어하는 방법을 사용한다. 그러나, 다수의 단말기가 채널 할당을 요구하면 충돌이 발생하고, 요구 채널 자체가 동일 주파수대의 다른 채널에 대하여 간섭으로 작용하기 때문에, 빈번한 RACH의 접속 시도와 충돌은 통신 효율이 떨어지는 문제점으로 연결되는 문제점을 여전히 가지고 있다. Conventionally, in order to solve this disadvantage, a method of controlling a channel allocation request according to a priority of a terminal to a predetermined channel allocation frequency is used. However, when a plurality of terminals request channel allocation, a collision occurs, and since the request channel itself acts as interference with respect to other channels of the same frequency band, frequent RACH connection attempts and collisions lead to problems of low communication efficiency. I still have
또한, 시스템의 점유 부하가 심하여 시스템 용량에 대한 정해진 임계치를 넘을 경우 이동 단말의 채널 요구를 거절하게 될 뿐만 아니라, 이동 단말의 빈번한 채널 요구는 동일 주파수 대의 간섭으로 작용하여 시스템의 통화 부하가 심해지는 원인으로 작용한다.In addition, when the occupied load of the system exceeds a predetermined threshold for the system capacity, the mobile terminal not only rejects the channel request, but also the frequent channel request of the mobile terminal acts as interference in the same frequency band, resulting in increased call load of the system. Act as a cause.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이동통신 시스템에서 무선 채널에 할당된 트래픽 부하와 시스템의 총 전력을 이용한 부하 제어 방식을 통하여 무선 접속 서비스 클래스의 우선순위(Priority)에 따라 트래픽 채널을 할당받기 위한 이동단말의 임의 접속 채널(RACH)의 접속 방식을 제어하는 방법을 제공하는 것이다. The technical problem to be achieved by the present invention is to move the mobile communication system to be assigned a traffic channel according to the priority (Priority) of the radio access service class through a load control method using the traffic load allocated to the radio channel and the total power of the system It is to provide a method for controlling the access method of the random access channel (RACH) of the terminal.
이러한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 이동통신 시스템은 무선 접속망을 통하여 사용자 이동단말의 임의 접속 채널의 접속을 제어하는 이동통신 시스템으로서,A mobile communication system according to a feature of the present invention for achieving the above object is a mobile communication system for controlling the connection of a random access channel of a user mobile terminal through a wireless access network,
상기 이동단말에 대해 고정된 무선 접속망을 통한 접속을 허용하기 위한 무선 접속 규격에 따른 접속 프로토콜을 제공하는 무선 접속 프로토콜- 여기서, 무선 접속 프로토콜은 호제어, 호의 이동성 관리 및 세션 관리 기능을 수행하며, 이동통신 시스템의 시스템 정보를 관리하는 시스템 정보 블록부를 포함하는 L3 계층을 포함함-; 및 무선자원관리 방식에 따른 다양한 알고리즘이 적용된 무선자원관리 엔터티(Radio Resource Management Entity, 이하 RRM-E라고 함)- 여기서, RRM-E는 이동통신 시스템의 부하를 제어하고 그 결과에 따라 상기 시스템 정보 블록부로 시스템 정보 변경을 요청하는 부하 제어부를 포함함-가 포함된 기지국을 포함하며,A radio access protocol providing an access protocol according to a radio access standard for allowing access through a fixed radio access network to the mobile terminal, wherein the radio access protocol performs call control, call mobility management, and session management functions. An L3 layer including a system information block portion for managing system information of the mobile communication system; And a radio resource management entity (hereinafter referred to as RRM-E) to which various algorithms according to a radio resource management scheme are applied. Here, the RRM-E controls the load of the mobile communication system and according to the result, the system information. A base station including a load control unit for requesting a system information change to a block unit;
상기 시스템 정보 블록부는 상기 부하 제어부의 요청에 따라 시스템 정보를 변경하고 변경된 시스템 정보를 무선 채널을 통하여 상기 이동단말에 방송하여 임의 접속 채널에 대한 접속을 제어한다.The system information block unit changes system information according to a request of the load controller and broadcasts the changed system information to the mobile terminal through a wireless channel to control access to a random access channel.
상기 기지국은,The base station,
상기 부하 제어부와 상기 시스템 정보 블록부 간의 정보 교환을 위한 인터페이스를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include an interface for exchanging information between the load control unit and the system information block unit.
상기 부하 제어부는,The load control unit,
시스템의 전체 부하 수용 능력에 해당하는 전체 부하 레벨값과 시스템의 성능에 따라 과부하 상태를 판단하는 기준값에 해당하는 과부하 임계 레벨값을 설정하고 시스템의 부하를 주기적으로 측정하여 과부하 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 시스템 정보 블록부로 시스템 정보 변경을 요청한다.Set the overload threshold level corresponding to the reference value for determining the overload condition according to the overall load level value corresponding to the overall load capacity of the system and the performance of the system, and periodically determine the overload by measuring the system load. According to the result, the system information block unit requests system information change.
상기 시스템 정보 블록부는,The system information block unit,
상기 부하 제어부로부터 시스템 정보 변경 요청을 수신하고 이에 따라 임의 접속 채널의 접속 슬롯 정보를 변경한 후 상기 이동단말로 변경된 시스템 정보를 방송한다.The system receives the system information change request from the load controller, changes the access slot information of the random access channel, and then broadcasts the changed system information to the mobile terminal.
본 발명의 특징에 따른 임의 접속 채널의 접속을 제어하는 방법은 이동단말에 대해 고정된 무선 접속망을 통한 접속을 허용하기 위한 무선 접속 규격에 따른 접속 프로토콜을 제공하는 무선 접속 프로토콜 및 무선자원관리 방식에 따른 다양한 알고리즘이 적용된 RRM-E가 포함된 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서 사용자 이동단말의 임의 접속 채널의 접속을 제어하는 방법으로서,A method for controlling access of a random access channel according to an aspect of the present invention is directed to a radio access protocol and a radio resource management scheme for providing an access protocol according to a radio access standard for allowing access through a fixed radio access network to a mobile terminal. A method of controlling access of a random access channel of a user mobile terminal in a mobile communication system including a base station including an RRM-E to which various algorithms are applied,
a) 상기 RRM-E가 시스템의 부하를 일정 주기로 측정하여 점유 부하의 변동 유무를 판별하는 단계; b) 점유 부하가 변동되면 과부하 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 과부하 인덱스를 설정하는 단계; c) 상기 무선 접속 프로토콜로 시스템 정보 변경을 요청하는 단계; d) 상기 시스템 정보 변경 요청을 받은 상기 무선 접속 프로토콜이 상기 과부하 인덱스를 통하여 과부하 여부를 검사하고 시스템 정보를 수정하는 단계; 및 e) 현재 부하 상태를 고려하여 임의 접속 채널의 접속 정보를 수정하고, 상기 수정된 정보를 상기 이동단말로 방송하는 단계를 포함한다.a) determining, by the RRM-E, whether the occupancy load changes by measuring the load of the system at regular intervals; b) determining whether an overload occurs when the occupancy load changes, and setting an overload index according to the determination result; c) requesting a change in system information with the radio access protocol; d) checking, by the radio access protocol that has received the system information change request, overload index through the overload index and correcting system information; And e) modifying connection information of a random access channel in consideration of a current load state, and broadcasting the modified information to the mobile terminal.
상기 a) 단계는,Step a) is
현재 부하 점유 레벨값(Lc)을 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)과 비교하여 상기 현재 부하 점유 레벨값(Lc)이 상기 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)과 다르면 점유 부하가 변동된 것으로 판별하며, 상기 현재 부하 점유 레벨값(Lc)은 다음 식에 의해 계산된다.With a current load occupancy level value (L c) of the previous load occupancy level value (L state) and to the current load occupancy level value (L c) that the previous load occupancy level value (L state) and different compared occupancy load variations The current load occupancy level value L c is calculated by the following equation.
여기서, Ptotal은 시스템 전체의 수용 가능한 총 부하값이고, Pnow는 시스템의 현재 부하값이며, Ltotal은 시스템 전체의 부하 점유 레벨값임. Where P total is the total allowable load of the system, P now is the current load of the system, and L total is the load occupancy level of the system.
또한, 상기 a) 단계는,In addition, the step a),
상기 부하 제어부의 동작 초기에 상기 과부하 임계 레벨값(Loverload)을 설정하고, 상기 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)과 과부하 인덱스(Joverload)를 초기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include setting the overload threshold level L overload at an initial stage of the operation of the load controller, and initializing the previous load occupancy level value L state and the overload index J overload .
상기 b) 단계는,B),
상기 현재 부하 점유 레벨값(Lc)을 상기 과부하 임계 레벨값(Loverload)과 비교하여 상기 현재 부하 점유 레벨값(Lc)이 상기 과부하 임계 레벨값(Loverload)보다 크면 과부하로 판단하며,And determined as the current load occupancy level value (L c) the overload threshold level value (L overload) and the current load occupancy level value (L c) compared is larger than the overload threshold level value (L overload) the overload,
과부하로 판단되면 상기 과부하 인덱스(Joverload)를 1로 설정하고, 과부하가 아닌 것으로 판단되면 상기 과부하 인덱스(Joverload)를 0으로 설정한다.If it is determined that the overload index (J overload ) is set to 1, and if it is determined that it is not overloaded, the overload index (J overload ) is set to 0.
또한, 상기 b) 단계는,In addition, the step b),
부하 인자(Lfactor)를 계산하는 단계를 더 포함하며,Calculating a load factor (L factor ),
상기 부하 인자(Lfactor)는 다음 수학식을 통하여 계산된다.The load factor L factor is calculated through the following equation.
여기서, 상기 k는 부하 레벨 비례 상수임.Where k is a load level proportionality constant.
상기 c) 단계는,C),
상기 무선 접속 프로토콜로 시스템 정보 변경을 요청한 후, 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)에 상기 현재 부하 점유 레벨값(Lc)을 입력하여 부하 레벨값을 경신한 후 상기 a) 단계로 되돌아간다.After requesting a change of system information through the radio access protocol, the current load occupancy level value L c is input to a previous load occupancy level value L state to update the load level value, and then the process returns to step a).
상기 d) 단계에서,In step d),
과부하로 판단되면 무선 접속 서비스 클래스에 따라 퍼시스턴스(persistence) 인자(Pi)를 계산하여 시스템 정보를 수정하며,If it is determined to be overloaded, the system information is corrected by calculating the persistence factor (Pi) according to the wireless access service class.
상기 퍼시스턴스(persistence) 인자(Pi)는 다음 수학식에 의하여 계산된다.The persistence factor Pi is calculated by the following equation.
여기서, Stotal은 임의 접속을 위한 총 접속 슬롯 수이며, wpi는 무선 접속 서비스 클래스별 우선순위에 따른 퍼시스턴스 가중치값임.Here, S total is the total number of access slots for random access and w pi is the persistence weight value according to the priority of each wireless access service class.
또한, 상기 d) 단계에서,Further, in step d),
상기 시스템의 현재 부하가 과부하가 아닌 것으로 판단되면 상기 퍼시스턴스(persistence) 인자(Pi)를 변경하지 않고 상기 e) 단계로 이동한다.If it is determined that the current load of the system is not an overload, go to step e) without changing the persistence factor Pi.
상기 e) 단계는,Step e),
상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 점유 접속 슬롯 수(SC)와 무선 접속 서비스 클래스에 따라 임의 접속 채널의 접속 가능 슬롯의 수(SCi)를 계산하며,The number of access slots (S Ci ) of the random access channel is calculated according to the number of occupied access slots (S C ) for the random access of the uplink frame and the radio access service class.
상기 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 점유 접속 슬롯 수(SC)는 다음 수 학식에 의하여 계산된다.Occupied access slots (S C) for random access in the uplink frame, it is calculated by the following be learned.
상기 무선 접속 서비스 클래스에 따라 임의 접속 채널의 접속 가능 슬롯의 수(SCi)는 다음 수학식에 의하여 계산된다.According to the radio access service class, the number of accessible slots S Ci of a random access channel is calculated by the following equation.
여기서, wsi는 무선 접속 서비스 클래스별 우선순위에 따른 접속 슬롯 가중치값임.Here, w si is an access slot weight value according to the priority of each radio access service class.
본 발명의 특징에 따른 기록매체는 이동단말이동단말고정된 무선 접속망을 통한 접속을 허용하기 위한 무선 접속 규격에 따른 접속 프로토콜을 제공하는 무선 접속 프로토콜 및 무선자원관리 방식에 따른 다양한 알고리즘이 적용된 무선자원관리 엔터티(RRM-E)가 포함된 기지국을 포함하는 이동통신 시스템에서 사용자 이동단말의 임의 접속 채널의 접속을 제어하는 방법에 있어서,According to an aspect of the present invention, a recording medium includes a radio access protocol for providing an access protocol according to a radio access standard for allowing access through a fixed access network to which a mobile terminal is fixed, and radio resources to which various algorithms according to radio resource management schemes are applied. A method of controlling access of a random access channel of a user mobile terminal in a mobile communication system including a base station including a management entity (RRM-E),
a) 상기 RRM-E가 시스템의 부하를 일정 주기로 측정하여 점유 부하의 변동 유무를 판별하는 기능; b) 점유 부하가 변동되면 과부하 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 과부하 인덱스를 설정하는 기능; c) 상기 무선 접속 프로토콜로 시스템 정보 변경을 요청하는 기능; d) 상기 시스템 정보 변경 요청을 받은 상기 무선 접속 프로토콜이 상기 과부하 인덱스를 통하여 과부하 여부를 검사하고 시스템 정보 를 수정하는 기능; 및 e) 현재 부하 상태를 고려하여 임의 접속 채널의 접속 정보를 수정하고, 상기 수정된 정보를 상기 이동단말로 방송하는 기능을 구현한다.a) a function in which the RRM-E measures the load of the system at regular intervals to determine whether the occupancy load changes; b) determining whether an overload occurs when the occupant load changes, and setting an overload index according to the determination result; c) requesting to change system information with the radio access protocol; d) the radio access protocol receiving the request for changing the system information checks whether the overload index is overloaded and corrects system information; And e) modifying access information of a random access channel in consideration of a current load state, and broadcasting the modified information to the mobile terminal.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에 대하여 도 1을 참고로 하여 상세하게 설명한다.First, a next generation mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 무선 접속망의 구성도이다.1 is a block diagram of a wireless access network of a next generation mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템은 이동 단말(Mobile Terminal, 이하 MT)(100), 무선 채널(200), 기지국(Base station, 이하 BS)(300) 및 무선자원관리 엔터티(RRM-E)(400)를 포함한다.As shown in FIG. 1, a next generation mobile communication system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a mobile terminal (MT) 100, a
MT(100)는 차세대 이동통신 시스템의 무선 접속망에서 사용자가 고정된 로컬 접속망에 연결하여 무선 서비스를 받고자 하는 주체이고, BS(300)는 고정 접속망에 대한 무선 채널(200)의 접속을 지원하는, 즉 무선 데이터의 RF 시그널 처리를 수행하기 위하여 트랜시버(Transceiver)와 기지국의 제어기를 포함한다. The
RRM-E(400)는 무선자원관리 방식의 다양한 알고리즘들이 적용된 툴박스(Tool box) 형태로 구성되며, BS(300)의 RRM-E(400)는 무선자원관리 정책에 따라 다수의 알고리즘(예를 들어, 부하 제어 알고리즘, 호 수락 제어 알고리즘 등)을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에서 RRM-E(400)에는 부하 제어 알고리즘을 수용한 부하 제어부가 존재한다.The RRM-
또한, 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에서는 이동통신 시스템의 로컬 자원을 관리하며 외부 망과의 연결 기능을 수행하는 로컬 시스템 제어 서버가 추가로 구성될 수 있는데, 이는 기지국간 이동성 보장을 위한 접속 프로토콜 기능이 제공되는 시스템으로서 접속망에 따로 수용되거나 BS(300) 내에 수용될 수 있다. In addition, in the next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present invention, a local system control server that manages local resources of the mobile communication system and performs a connection function with an external network may be further configured, which ensures mobility between base stations. As a system provided with a connection protocol function, the system may be accommodated separately in the access network or accommodated in the
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템의 BS의 내부 구조를 나타낸 것으로, BS(300)의 무선자원관리 엔터티(400)의 부하 제어부(Load Control, 이하 LC)(410)와 무선접속 프로토콜(500) L3 계층(510)의 시스템 정보 블록부(SIB)(511)의 관계를 나타낸다. 2 is a diagram illustrating an internal structure of a BS of a next generation mobile communication system according to an embodiment of the present invention, wherein a load control (LC) 410 of a radio
도 2에서, RRM-E(400)는 앞서 설명한 무선자원관리 엔터티이며, 무선 접속 프로토콜(500)은 MT(100)가 고정 접속망을 통해 접속하기 위한 무선 접속 규격에 따른 접속 프로토콜로서 L3 계층(510), L2 계층(520) 및 L1 계층(530)을 포함한다.In FIG. 2, the RRM-
L3 계층(510)은 호의 연결 및 해제를 위한 호 제어, 호의 이동성 관리 및 세션 관리 등의 기능을 수행하는 프로토콜이고, L2 계층(520)은 무선의 물리적 매체에 대한 액세스와 무선 링크의 제어를 통해 통화 채널과 접속 채널 등을 제공하는 무선 접속 제어와 링크 제어의 기능을 수행하는 프로토콜이며, L1 계층(530)은 무 선접속 프로토콜의 무선 전송 기술과 밀접한 물리 계층(PHY)에 해당한다. The
또한, 본 발명의 실시예따른 RRM-E(400)는 부하 제어부(LC)(410)를 포함하며, 제어 결과에 따라 정해진 프리미티브(512)를 통해 SIB(511)에 시스템 정보 변경을 요청하고, 그 결과로 SIB(511)은 방송 정보를 변경하여 하향 링크의 제어 채널에 해당하는 무선 채널(200)로 단말들에게 방송한다.In addition, the RRM-
이러한 본 발명의 실시예에 따른 차세대 이동통신 시스템에서 각 부의 동작을 자세히 설명하면 다음과 같다. In the next-generation mobile communication system according to an embodiment of the present invention will be described in detail the operation of each part as follows.
MT(100)는 무선 접속 서비스를 받기 위하여 무선 트래픽 채널을 할당받고자 하는데, 이때 BS(300)에게 임의 접속 채널(Random Access Channel, 이하 RACH)을 통하여 채널 할당을 요구한다. 이렇게 요구된 제어 채널을 통하여 MT(100)로부터 발신 및 착신 호 요구가 증가할 경우 그에 따른 발신 및 착신 호뿐만 아니라 트래픽 채널의 통화량을 처리하는데 따른 부하가 발생하게 되며, 본 발명의 실시예에서는 이러한 과부하를 제어하는 방법을 제시한다. The
특히 과부하가 발생할 경우 차세대 이동통신 시스템에서 발신 및 착신 호의 통화량을 처리하기 위한 방법이 다수 있을 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 유선망에서 이미 자원을 다수 점유하고 있는 착신 호는 부하 제어 방법의 고려 대상에서 제외하고, 발신 호 특히 임의 접속 채널(RACH)에 대하여 무선자원관리 방식의 기능이 수용된 BS(300)에서 부하를 제어하는 방법을 중심으로 설명한다.In particular, when there is an overload, there may be a number of methods for handling the call volume of the outgoing and incoming calls in the next generation mobile communication system. Except in the above description, a method of controlling a load in a
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 부하 제어를 통한 임의 접속 채널의 제어 방법에 대하여 첨부한 도면을 참고하여 자세히 설명한다.Hereinafter, a method of controlling a random access channel through load control according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 부하 제어 정보에 따른 시스템 정보의 변경 요청 방법을 나타낸 순서도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 시스템 정보 블록부(SIB)(511)의 임의 접속 제어 순서도를 나타낸 것이다.3 is a flowchart illustrating a method for requesting a change of system information according to load control information of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a system information block unit (SIB) of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention. 511 shows a random access control flowchart.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 RRM-E(400)의 부하 제어부(LC)(410)는 알고리즘이 시작됨과 동시에 과부하 임계 레벨값(Loverload)의 초기값을 설정하고, 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)과 부하 상수(k) 및 과부하의 상태 여부를 나타내는 과부하 인덱스(Joverload) 등의 값들을 초기화한다(S301). As shown in FIG. 3, first, the load control unit (LC) 410 of the RRM-
여기서, 과부하 임계 레벨값(Loverload)은 시스템의 성능 및 용량에 따라 결정되는 값이며, 과부하 임계 레벨값(Loverload)과 이전 부하 점유 레벨값(Lstate)은 부하의 절대값이 아닌 시스템의 수용 가능한 총 부하값(Ptotal)을 일정한 레벨로 조정한 레벨값이다. 또한, 시스템의 총 부하 레벨값(Ltotal)은 절대치인 시스템의 수용 가능한 총 부하값(Ptotal)을 일정한 레벨로 표현한 것이다. 이러한 레벨값들은 부하값과 일치하는 값으로 표현할 수 있다. 부하 상수(k)는 아래에서 설명한다. Here, the overload threshold level (L overload ) is determined according to the performance and capacity of the system, and the overload threshold level (L overload ) and the previous load occupancy level value (L state ) are not absolute values of the load. It is the level value that adjusted the total allowable load value (P total ) to a certain level. In addition, the total load level value L total of the system expresses the total acceptable load value P total of the system, which is an absolute value, at a constant level. These level values can be expressed as values that match the load value. The load constant k is described below.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 사용되는 기호를 표로 나타낸 것이다.4 is a table showing symbols used in a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
무선자원관리 엔터티의 부하 제어 알고리즘은 시스템에서 발신 및 착신호의 처리가 불가능한 결과를 초래하는 통신 시스템의 과부하에 따른 치명적인 오류를 줄이기 위해, 전체 부하 레벨값(Ltotal)과 과부하 임계 레벨값(Loverload)을 설정하여 시스템 부하를 주기적으로 측정하여 점검한다. 전체 부하 레벨값(Ltotal)은 시스템의 전체 부하 수용 능력치에 해당하며, 과부하 임계 레벨값(Loverload)은 시스템의 성능에 따라 과부하 상태를 판단하는 기준값에 해당한다.Load control algorithm of a radio resource management entity is to reduce catastrophic failure due to overload of the communication system to result that can not be incoming or outgoing call processing in the system, the total load level value (L total) and the overload threshold level value (L overload ), And measure and check the system load periodically. The total load level value L total corresponds to the total load capacity of the system, and the overload threshold level value L overload corresponds to a reference value for determining an overload condition according to the performance of the system.
즉, 이를 위하여 일정 시간 지연 후(S302) 주기적으로 시스템의 부하를 측정(S303)하고, 다음의 수학식 1을 통하여 시스템의 부하 점유 레벨값(Lc)을 계산한다(S304).That is, for this purpose, after a predetermined time delay (S302), the load of the system is periodically measured (S303), and the load occupancy level value L c of the system is calculated through Equation 1 (S304).
여기서, Pnow는 시스템의 현재 부하값이다. Where P now is the current load of the system.
이렇게 계산된 Lc는 현재의 시스템 부하의 점유 레벨값을 가리킨다.The calculated L c indicates the occupancy level of the current system load.
이후, Lc(현재의 부하 점유 레벨값)와 Lstate(이전 부하 점유 레벨값)를 비교하여(S305) 두 값이 서로 값이 같으면, 즉 시스템의 부하가 변동하지 않았으면 S302 단계로 되돌아가서 다시 일정한 시간 지연 후 시스템의 부하를 측정하고, Lc를 계산하여 Lstate와 비교하는 과정(S302~S305)을 반복한다. Thereafter, when L c (current load occupancy level value) and L state (previous load occupancy level value) are compared (S305), if the two values are equal to each other, that is, the load of the system has not changed, the process returns to step S302. After a certain time delay, the load of the system is measured, and L c is calculated and compared to L state (S302 to S305).
S305 단계에서 비교한 결과 Lc와 Lstate 레벨값이 서로 다르면, 즉 현재 시스 템의 점유 부하가 이전 값에 대하여 변동되었으면, 다음 단계의 알고리즘을 수행한다.As a result of the comparison in step S305, if the L c and L state level values are different, that is, if the occupied load of the current system is changed with respect to the previous value, the next step algorithm is performed.
먼저, 부하 제어 알고리즘 시작시 설정되는 과부하 임계 레벨값 (Loverload)과 현재 부하 점유 레벨값(Lc)을 비교하여 현재 부하가 과부하 상태인지를 확인한다(S306). 즉, Lc가 Loverload 보다 작은 레벨값이면 과부하 상태가 아닌 것으로 판단하고, 과부하 인덱스 Joverload(Joverload는 SIB(511)에 전송되어질 값으로, 과부하 상태 여부를 알려서 시스템 정보 전송시 제어를 위한 주요한 파라미터로써 사용함)를 널(Null) 값(0)으로 셋팅하고, Lc가 Loverload 보다 큰 레벨값인 과부하 상태인 것으로 판단하여 과부하 인덱스 Joverload를 널이 아닌 값(1)으로 셋팅한다(S307~S308). First, it is checked whether the current load is overloaded by comparing the overload threshold level L overload set at the start of the load control algorithm with the current load occupancy level value L c (S306). That is, L c If the level value is smaller than L overload , it is determined that it is not an overload condition, and the overload index J overload (J overload is a value to be transmitted to the
이후, 시스템 정보 변경을 요청하기 위하여 다음의 수학식 2를 통하여 부하 제어 인자(Lfactor)를 계산한다(S309).Thereafter, in order to request a change of system information, a load control factor L factor is calculated through Equation 2 below (S309).
부하 제어 인자 Lfactor는 현재 부하 점유 레벨에 대한 부하 상수의 비율이며, 추후 부하 레벨의 변동값을 알리는 파라미터로써 SIB(511)에 전송되어지는 중요한 파라미터 값이다. 또한, 위의 식에서 부하 레벨 비례 상수 k는 시스템의 총 부하 레벨값(Ltotal)과 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 총 접속 슬롯 수 Stotal의 관계로부터 초기에 설정되어 부하 제어 알고리즘의 시작 시 얻어지는 상수이며, 다음의 수학식 3에 의하여 계산된다.The load control factor L factor is a ratio of the load constant to the current load occupancy level, and is an important parameter value transmitted to the
즉, 부하 레벨 비례 상수 k는 시스템의 총 부하의 레벨값에 대한 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 총 접속 슬롯 수에 대한 비례 상수 이다. 또한, 위의 수학식 3에서 알 수 있듯이 시스템의 총 부하 레벨값 Ltotal은 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 총 접속 슬롯 수 Stotal와 상수배의 관계가 있다.That is, the load level proportional constant k is a proportional constant with respect to the total number of access slots for random access of the uplink frame to the level value of the total load of the system. In addition, as shown in Equation 3 above, the total load level value L total of the system has a constant multiple with the total number of access slots S total for random access of the uplink frame.
따라서 수학식 2로부터 얻어진 파라미터인 Lfactor와 과부하 인덱스 Joverload값을 필드로 하는 시스템 정보 변경 요청을 SIB(511)에 전송한다(S310). 또한, 변경된 부하 레벨값을 경신하기 위해, 이전 부하 점유 레벨값 Lstat에 현재 부하 점유 레벨값 Lc를 입력하여 다음 부하 제어 판단시 변경된 현재의 레벨을 기준값으로 사용한다(S311). Therefore, a system information change request having the parameter L factor and the overload index J overload value obtained from Equation 2 as fields is transmitted to the SIB 511 (S310). Also, in order to update the changed load level value, the previous load occupancy level value L stat The current load occupancy level value L c is input to use the changed current level as a reference value in the next load control determination (S311).
이와 같은 과정을 통하여 부하 제어 알고리즘의 부하 제어 정책에 따른 시스템 정보 변경 요청의 알고리즘의 한 주기가 완료되며, 다시 S302 단계로 되돌아가서 부하 제어 알고리즘을 반복 수행한다.Through this process, one cycle of the algorithm of the system information change request according to the load control policy of the load control algorithm is completed, and the process returns to step S302 again to repeat the load control algorithm.
다음으로 본 발명의 실시예에 따른 이동통신 시스템의 SIB(511)의 임의 접속 제어 과정을 상세하게 설명한다.Next, the random access control process of the
도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 무선 접속 프로토콜(500)의 L3 계층부(510)의 시스템 정보 블록부인 SIB(511)는 시작과 함께 초기 설정값인 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 총 접속 슬롯 수 Stotal과 무선 자원의 관리 및 서비스 정책에 따라 무선 접속 서비스 클래스별 우선순위 가중치 wi를 초기화하고, 시스템 정보 변경 요청의 프리미티브 수신을 기다린다. As shown in FIG. 5, first, the
특히 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 SIB(511)는 부하 제어부(LC)(410)로부터 인터페이스(512)를 통해 임의 접속 채널에 대한 시스템 방송 정보의 변경 요청에 관한 프리미티브를 수신한다.In particular, as shown in FIG. 2, in the embodiment of the present invention, the
SIB(511)가 LC(410)로부터 인터페이스(512)를 통해 시스템 정보 변경을 요청하는 프리미티브를 수신하면(S501), 먼저 과부하 인덱스 Joverload의 값을 통하여 부하 제어의 정보가 과부하 상태인지 아닌지를 점검한다(S502). When the
점검 결과 시스템의 부하 상태가 과부하 상태(Joverload==1)이면, 임의 접속 채널의 접속 시도시 충돌에 의한 재시도의 지연 시간에 대하여 서로 다른 재전송 지연을 유도하기 위해 무선 접속 서비스 클래스의 우선순위에 따라 Pi(Persistence 인자)를 차등적으로 설정한다. 이처럼 MT(100)의 무선 접속 서비스 클래스의 우선순위에 따라 Pi를 차등적으로 설정하기 위해서 수신된 프리미티브의 Lfactor값, 초기 SIB(511)의 설정값인 상향 링크 프레임의 전체 접속 슬롯 수 Stotal 및 무선 접속 서 비스 클래스별 우선순위에 따른 퍼시스턴스 가중치 wpi를 통해서 다음의 수학식 4에 따라 Pi를 구한다(S503). If the result of the check is that the load state of the system is overloaded (J overload == 1), the priority of the radio access service class is to induce different retransmission delays for the delay time of retries due to collisions in connection attempts of random access channels. To set P i (Persistence factor) differentially. As such, the L factor value of the received primitive and the total number of access slots S of the uplink frame, which is the setting value of the
이렇게 구한 Pi로 시스템 방송 정보의 Pi를 수정하여 대체한 후(S504), 무선 채널(200)에서의 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 접속 가능한 슬롯의 수 Sc를 구한다(S505). Thus obtained with a P i replaced by modifying the P i of the system broadcast information after (S504), calculates the number of S c connected to a slot for random access in the uplink frame in a radio channel (200) (S505).
한편, 수신된 프리미티브의 과부하 인덱스가 과부하 상태가 아니라고 판단되면(Joverload==0), Pi 의 값을 수정하지 않고 곧바로 상향링크 프레임의 임의 접속을 위한 점유 접속 슬롯 수 Sc를 구하는 단계(S505)로 넘어간다. On the other hand, if it is determined that the overload index of the received primitive is not an overload state (J overload == 0), immediately calculating the number of occupied access slots S c for random access of the uplink frame without modifying the value of P i ( S505).
여기서, Sc는 MT(100)가 무선 채널(200)의 상향 임의 접속 채널을 통해 정해진 액세스 슬롯에 프리앰블을 전송하고 메시지를 전송하기 위한 접속을 위한 슬롯의 개수로서, LC(410)에 의한 제어 값에 영향을 받는다. Sc는 다음의 수학식 5를 통하여 계산된다. Here, S c is the number of slots for access for transmitting a preamble and transmitting a message to a predetermined access slot through the uplink random access channel of the
이렇게 계산된 Sc는 현재의 부하 상태에서 임의 접속 채널의 접속 가능한 슬롯의 수로 매핑되는데, 이는 모든 무선 접속 서비스 클래스에 대하여 접속 가능한 슬롯 수에 해당한다. The calculated S c is mapped to the number of accessible slots of the random access channel in the current load state, which corresponds to the number of accessible slots for all radio access service classes.
또한 앞서 구한 Sc를 다음의 수학식 6에 적용하여 임의 접속 채널의 접속 가능한 슬롯의 수(Sci)를 무선 접속 서비스 클래스에 따라서 차등적으로 구하고(S505), SIB(511)의 방송 채널로 전송될 시스템 정보의 무선 접속 서비스 클래스에 따라 접속 슬롯 수의 값을 수정한다(S506). Furthermore, by applying the previously obtained S c to Equation 6 below, the number of accessible slots (S ci ) of the random access channel is differentially calculated according to the radio access service class (S505), and the broadcast channel of the
앞서 설명한 바와 같이, 수학식 6에서 Sci는 무선 접속 서비스 클래스 별로 얻어지는 것으로서, 무선자원관리 정책에 따라 무선 접속 서비스 클래스별 우선순위에 따른 접속슬롯 가중치 wsi에 의해 그 값이 결정된다. As described above, S ci in Equation 6 is obtained for each radio access service class, and its value is determined by the access slot weight w si according to the priority of each radio access service class according to the radio resource management policy.
이후, SIB(511)는 임의 접속 채널(RACH)의 접속 슬롯에 대한 시스템 정보를 방송하며(S507), 다시 LC(410)로부터 시스템의 부하와 관련하여 시스템 정보 변경 요청 프리미티브 수신을 대기하는 단계(S501)로 되돌아가서 위의 과정을 반복한다.Thereafter, the
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.
앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 부하 제어 방식과 임의 접속 채널(RACH)의 할당을 제어하는 방식을 이용하여 임의 접속 채널(RACH) 할당 방식에서 다수의 접속 요구 채널을 접속 슬롯의 할당과 퍼시스턴스(Persistence) 인자를 제어함으로써 시스템의 부하를 완화시키며, 요구하는 무선 접속 서비스 클래스의 우선 순위에 따라 이동 단말의 임의 접속 채널의 시도를 구별하여 제어할 수 있다. As described above, according to the present invention, in the random access channel (RACH) allocation scheme using a load control scheme and a method of controlling the allocation of the random access channel (RACH), a plurality of access request channels are allocated to the access slot allocation and persistence ( By controlling the Persistence factor, the load of the system can be alleviated, and the attempt of the random access channel of the mobile terminal can be distinguished and controlled according to the priority of the required radio access service class.
또한, 무선 접속 서비스 클래스의 우선 순위가 매우 높은 이동 단말에 대하여 보다 낮은 서비스 클래스의 임의 접속 채널에 대한 지연 유도 및 시도 절제를 통해 충돌의 횟수를 줄이고, 보다 빠른 접속이 이루어짐에 따라 무선 이동통신의 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the number of collisions is reduced through delay induction and attempt control for a random access channel of a lower service class for a mobile terminal having a very high priority of a wireless access service class, and as a result of faster access, There is an effect that can greatly improve the efficiency.
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