KR100551704B1 - 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법 및 그 운용 방법 - Google Patents

다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법 및 그 운용 방법 Download PDF

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KR100551704B1
KR100551704B1 KR1020040040486A KR20040040486A KR100551704B1 KR 100551704 B1 KR100551704 B1 KR 100551704B1 KR 1020040040486 A KR1020040040486 A KR 1020040040486A KR 20040040486 A KR20040040486 A KR 20040040486A KR 100551704 B1 KR100551704 B1 KR 100551704B1
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Abstract

본 발명은 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 개시된 얼랑 용량 분석 방법은 각 섹터에서 가용한 무선 자원의 량 및 기지국에서 가용한 하드웨어적인 자원인 채널 요소의 량을 동시에 고려하여, 음성 및 데이터 호 차단 확률을 산출하는 과정 및 각 호들이 요구하는 호 차단 확률을 만족하는 얼랑 용량을 산출하는 과정을 포함하며, 섹터 당 가용한 링크 용량의 제한뿐만 아니라, 기지국에서 가용한 채널 요소가 제한된 경우, 다중 접속 시스템이 갖는 얼랑 용량을 분석함으로 용량 분석의 정확도가 향상되고, 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석을 통하여, 다중 접속 시스템을 구성하는 부 시스템들이 제공하는 링크 용량의 특성 및 호 들이 요구하는 서비스를 수용할 수 있는 능력들이 서로 상이할 때, 실제 무선망을 운영하는데 있어 주요 시스템 자원인 채널 요소의 수를 결정할 수 있는 기준안이 제시되는 이점이 있다.

Description

다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법 및 그 운용 방법{METHOD OF ANALYZING ERLANG CAPACITY OF MULTI-ACCESS SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}
도 1은 무선 통합 네트워크 망인 다중 접속 시스템의 개념도,
도 2는 부 시스템 1과 부 시스템 2들이 갖는 링크 용량 곡선, 호 할당 방법에 따른 다중 접속 시스템이 갖는 링크 용량 곡선,
도 3은 기지국의 가용 채널 요소의 수에 대한 제한이 없는 경우, 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 곡선,
도 4는 기지국의 가용 채널 요소의 수에 따른 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 곡선,
도 5는 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비(
Figure 112004024074634-pat00001
) 및 기지국의 가용 채널 요소의 수에 따른 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 곡선.
본 발명은 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법 및 그 운용 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 음성 및 데이터 서비스를 동시에 제공하는 다중 접속 시 스템이 갖는 얼랑 용량을 분석하기 위한 방법과 이를 이용하여 실제 무선망을 효율적으로 운용하기 위한 방법에 관한 것이다.
다중 접속 시스템은 무선 통합 네트워크 망으로서, 2세대 및 3세대 이동통신에서와 같이 WCDMA 혹은 IS-95와 같은 단일 무선 접속 기술로만 구성되어지지 않고, 도 1과 같이 다양한 무선 접속 기술들이 통합 연동되어 각 사용자들이 요구하는 다양한 종류의 서비스들을 제공하는 시스템이다. 여기서, 다중 접속 시스템을 구성하는 세부 무선 접속 시스템들을 "부 시스템(sub-system)"으로 명시한다. 부 시스템으로는 2세대 이동통신 시스템(10), 3세대 이동통신 시스템(20), 휴대 인터넷 시스템(30), 무선랜(40) 등이 구현된다.
이러한 다중 접속 시스템에서 도 1과 같이 사용자 단말기(110)가 경로 ① 내지 ⑤를 따라 셀 1(120)에서 셀 2(130)로 이동할 때, 접속 가능한 무선 접속 시스템들의 종류 및 수들은 아래의 표 1에 명시된 바와 같이, 사용자가 셀의 어느 위치에 있느냐에 따라 달라짐을 알 수 있다.
① ② ③ ④ ⑤
접속 가능한 부 시스템 2세대 이동통신 시스템 2세대 이동통신 시스템, 3세대 이동통신 시스템, 휴대 인터넷 시스템 2세대 이동통신 시스템, 3세대 이동통신 시스템, 휴대 인터넷 시스템, 무선랜 2세대 이동통신 시스템, 3세대 이동통신 시스템, 휴대 인터넷 시스템 2세대 이동통신 시스템, 3세대 이동통신 시스템
다중 접속 시스템의 경우, 호 접속을 요구하는 호는 기지국에서 각 트래픽 채널에 대해 수신된 기저대역 신호를 처리하는 하드웨어적인 요소인 채널 요소(Channel element: CE)의 부족뿐만 아니라, 특정 섹터에서의 무선 링크 채널의 부족에 의해서 호가 차단 될 수 있다. 기지국에서 가용한 채널 요소의 부족으로 발생하는 호 차단을 "하드 블라킹(hard blocking)"이라 명시하며, 각 섹터에서의 무선 링크 채널의 부족에 의한 호 차단을 "링크 블라킹(link blocking)"이라 명시한다.
이때, 다중 접속 시스템을 구성하는 각 부 시스템들은 각기 서로 다른 무선 링크 용량 및 특성을 가지며 특정 서비스를 수용할 수 있는 능력들이 서로 상이하기 때문에, 그 특성을 잘 활용하여 단말들이 요구하는 다양한 종류의 서비스 요구들을 가장 적절한 방법으로 할당하는 사용자 할당 방법 및 그 운용 방법에 따른 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석에 관한 연구가 필요하다.
그러나, 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석을 위한 종래의 기술들은 음성과 같은 단일 서비스를 지원하는 경우이거나, 용량 분석시 링크 블라킹만을 고려하였으므로, 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 정확히 분석하기 어려운 문제점들이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 분석함에 있어서 하드 블라킹 및 링크 블라킹을 동시에 고려하여, 서비스 할당 방법에 따른 시스템의 얼랑 용량을 분석하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여, 다중 접 속 시스템의 얼랑 용량을 최대로 추출하는데 필요한 기지국에서의 채널 요소의 수를 결정하는 방법을 제공한다.
이와 같은 목적들을 실현하기 위한 본 발명의 한 견지로서 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법은, 음성 및 데이터 서비스를 지원하며,
Figure 112004024074634-pat00002
개의 부 시스템-각각 고유의 링크 용량을 갖는 무선 접속 시스템-으로 구성된 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법으로서, 링크 브라킹-각 섹터에서 가용한 무선 링크 채널의 부족에 의해서 발생하는 호 차단-과 하드 브라킹-기지국에서 가용한 채널 요소의 부족으로 발생하는 호 차단-을 함께 고려하여 음성 및 데이터 호들의 호 차단 확률을 산출하는 과정과, 음성 및 데이터 호 들이 요구하는 최소 호 차단률을 만족하면서 다중 접속 시스템이 수용할 수 있는 각 서비스 그룹들의 트래픽 부하량의 집합으로써 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 산출하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 견지로서 다중 접속 시스템의 운용 방법은, 음성 및 데이터 서비스를 지원하며,
Figure 112004024074634-pat00003
개의 부 시스템-각각 고유의 링크 용량을 갖는 무선 접속 시스템-으로 구성된 다중 접속 시스템의 운용 방법으로서, 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비 및 기지국 채널 요소의 량의 증감에 따르는 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여, 각 섹터에서 가용한 무선 링크 용량 자원을 최대한 활용하여 다중 접속 시스템이 제공할 수 있는 최대 얼랑 용량을 얻기 위해 기지국에서 요구되는 적정한 채널 요소의 수를 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명 하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다. 그러나 본 발명은 이러한 실시예로 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법을 적용하기 위하여 고려된 시스템 모델은 다음과 같다.
고려된 다중 접속 시스템은 음성 및 데이터 서비스를 지원하며,
Figure 112004024074634-pat00004
개의 부 시스템들로 구성된다. 이때, 각 부 시스템들은 각각 고유의 링크 용량을 갖는다.
지향성 안테나를 통해, 각 셀들은 섹터로 나누어지며 본 발명에서는 3섹터를 고려한다.
두 가지 시스템 자원의 제한을 고려한다. 하나는 기지국에서의 채널 요소의 제한이며, 또 하나는 각 섹터에서의 무선 링크 용량의 제한이다. 기지국에서의 주요 하드웨어 요소들 중의 하나인 채널 요소는 주어진 채널들에 대하여 기저대역 신호 처리를 수행한다. 각 섹터에서의 무선 링크 용량은 각 섹터의 무선 링크에서 지원될 수 있는 사용자들의 수로 표현될 수 있다. 편의적으로, 사용자가 서비스 요청을 할 때, 기지국에서의 채널 요소의 부족으로 발생하는 호 차단 확률은 "하드 블라킹"이라고 명칭하며, 섹터에서의 무선 링크 용량의 부족으로 발생하는 호 차단 확률을 "링크 블라킹"이라고 명칭 한다.
기지국에서의 채널 요소의 제한을 고려하기 위하여,
Figure 112004024074634-pat00005
채널 요소를 고려하였다. 여기서,
Figure 112004024074634-pat00006
은 기지국에서 가용한 채널 요소의 수이다. 또한, 기지국에서 가용한 채널 요소들은 시스템의 주요 비용 요소들임으로, 모든 사용자들에 의해 공유 되어 지며, 그 결과로 섹터에 관계없이 셀 내의 어떤 호들에게도 할당되어 질 수 있다.
각 섹터에서의 다중 접속 시스템이 갖는 링크 용량의 제한을 고려하기 위하여, 우선적으로 음성과 데이터를 지원하는 각 부 시스템들이 갖는 링크 용량의 규명할 필요가 있다. 각 사용자들이 요구하는 서비스 품질 요구조건들이 주어질 때, 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00007
이 갖는 링크 용량,
Figure 112004024074634-pat00008
은 동시 사용자 수 관점에서 다음의 수학식 1과 같이 정의 될 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00009
여기서,
Figure 112004024074634-pat00010
과
Figure 112004024074634-pat00011
는 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00012
에서, 허용될 수 있는 음성 및 데이터 사용자들의 수이다.
Figure 112004024074634-pat00013
는 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00014
에서 음성 및 데이터 사용자들이 겪는 통화 품질들이 최소 통화 품질 요구조건들
Figure 112004024074634-pat00015
,
Figure 112004024074634-pat00016
보다 더 큰 확률에 대한 최소 요구조건이다.
Figure 112004024074634-pat00017
은 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00018
의 정규화된 링크 용량 식이다.
각 부 시스템들이 갖는 링크 용량이 주어질 때, 다중 접속 시스템이 갖는 링크 용량은 서비스를 요구하는 호들을 부 시스템들에게 할당하는, 호 할당 방법에 따라 달라 질 수 있으며, 아래의 수학식 2의 부분 집합들 중의 하나가 될 것이다.
Figure 112004024074634-pat00019
여기서,
Figure 112004024074634-pat00020
과
Figure 112004024074634-pat00021
는 섹터 당 다중 접속 시스템에, 허용될 수 있는 음성 및 데이터 사용자들의 수들이다.
본 발명에서는 다중 접속 시스템이 갖는 얼랑 용량의 상한선 및 하한선을 얻기 위하여, 극단적인 두 가지 호 할당 방법을 고려한다. 하나는 "서비스 기반 사용자 할당 방법"이며, 또 하나는 "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정반대 알고리즘"을 사용하는 방법이다.
"서비스 기반 사용자 할당 방법"의 경우, 각 사용자들이 요구하는 서비스를 수용하기 위하여, 필요한 상대적 시스템 자원의 량을 가장 적게 요구하는 부 시스템에 호를 할당함으로써, 전체 다중 접속 시스템의 자원을 가장 효율적으로 사용하는 방식이다. 다시 말하면,
Figure 112004024074634-pat00022
서비스를(
Figure 112004024074634-pat00023
) 요구하는 호가 발생한 경우, 다음의 수학식 3의 조건을 만족하는 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00024
에 호를 할당하게 된다.
Figure 112004024074634-pat00025
여기서
Figure 112004024074634-pat00026
는 다른 서비스를 의미하며, 만약
Figure 112004024074634-pat00027
이면,
Figure 112004024074634-pat00028
는
Figure 112004024074634-pat00029
가 될 것이다.
반면, "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정반대 알고리즘"의 경우는, 어떤 사용자가 요구하는 서비스를 수용하기 위하여 필요한 상대적 시스템 자원의 량을 가장 많이 요구하는 부 시스템에 호를 할당하며,
Figure 112004024074634-pat00030
서비스를 요구하는 호가 발생한 경우, 아래의 수학식 4의 조건을 만족하는 부 시스템
Figure 112004024074634-pat00031
에 호를 할당하게 된다.
Figure 112004024074634-pat00032
고려된 사용자 할당 기법에 따라, 다중 접속 시스템의 갖는 링크 용량이 결정되며, 수학식 2의 부분 집합들 중의 하나가 될 것이다. 여기서, "서비스 기반 사용자 할당 방법"의 사용자 할당 기법을 사용할 때 대응하는 다중 접속 시스템들이 갖는 링크 용량을
Figure 112004024074634-pat00033
로 나타내고, 반면 "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정 반대 알고리즘"을 사용하는 경우에 대응하는 다중 접속 시스템들이 갖는 링크 용량을
Figure 112004024074634-pat00034
로 나타낸다.
전술한 바와 같은 특성을 가지는 다중 접속 시스템 모델에 적용되는 본 발명에 따른 얼랑 용량 분석방법을 설명함에 있어서 그 이해를 돕기 위하여 이하에서는 다차원 M/M/m 손실 모델을 기반으로 음성 및 데이터 서비스를 지원하는 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 분석하기로 한다.
먼저, 분석을 위하여
Figure 112004024074634-pat00035
-번째 섹터에서 발생하는 음성 호 및 데이터 호들은 평균 호 발생률이 각각
Figure 112004024074634-pat00036
과
Figure 112004024074634-pat00037
인 포아송 분포를 가지고 발생하고, 음성 호 및 데이터 호들이 갖는 평균 채널 점유 시간들은 평균이
Figure 112004024074634-pat00038
그리고
Figure 112004024074634-pat00039
인 지수 분포를 갖는다고 가정한다. 따라서,
Figure 112004024074634-pat00040
-번째 섹터의 음성 및 데이터의 부하량은
Figure 112004024074634-pat00041
그리고
Figure 112004024074634-pat00042
로 주어진다. 또한 3섹터 셀에 대하여 섹터 당 트래픽 밀도가 균등하게 분포된다고 가정한다. 따라서, 각 섹터에서 발생하는 호들이 겪는 호 차단률은 특정 섹터와 관계없이 동일하며, 하나의 섹터의 성능을 분석함으로써 시스템 전체 성능을 평가할 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00043
-번째 섹터의 음성 및 데이터의 부하량을
Figure 112004024074634-pat00044
라 하면, 음성 및 데이터의 입력 부하량의 주어진 경우, 다중 접속 시스템에 음성 사용자,
Figure 112004024074634-pat00045
와 데이터 사용자
Figure 112004024074634-pat00046
가 존재하는 상태 확률
Figure 112004024074634-pat00047
는 다음의 수학식 5로 주어진다.
Figure 112004024074634-pat00048
여기서,
Figure 112004024074634-pat00049
는 기지국에서의 채널 요소의 부족에 기인한 하드 블라킹에 의해 입력 부하량으로부터 다소 감소된, 섹터
Figure 112004024074634-pat00050
에서
Figure 112004024074634-pat00051
서비스 그룹들의 트래픽 량을 고려하기 위하여 사용되어 졌다. 수학식 5를 기반으로, 섹터
Figure 112004024074634-pat00052
에서
Figure 112004024074634-pat00053
서비스 그룹에 속한 호들이 겪는 링크 블라킹 확률은 다음의 수학식 6과 같이 주어질 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00054
여기서,
Figure 112004024074634-pat00055
는
Figure 112004024074634-pat00056
서비스 그룹에 속하는 사용자를 수용할 때, 시스템 상태가
Figure 112004024074634-pat00057
의 밖으로 벗어나는 상태들의 집합이다. 만약 호 할당 방법으로, "서비스 기반 사용자 할당 기법"이 사용된 경우,
Figure 112004024074634-pat00058
은
Figure 112004024074634-pat00059
가 될 것이며, "서비스 기반 사용자 할당기법과 정반대 알고리즘"이 사용된 경우,
Figure 112004024074634-pat00060
은
Figure 112004024074634-pat00061
가 될 것이다.
각 섹터에서 링크 블라킹 되지 않은 호들이 서비스를 받기 위해서는 기지국에서 이 호를 수용할 수 있는 충분한 채널 요소가 있어야만 한다. 만약, 충분한 채널 요소가 없는 경우, 호들은 하드 블라킹 되어 진다. 또한, 기지국에서 가용한 전체 채널 요소들이 섹터에 관계없이 호들에 의해 공유되므로, 각 섹터들로부터 기지국으로 유입되는
Figure 112004024074634-pat00062
서비스 그룹의 트래픽 부하량,
Figure 112004024074634-pat00063
는 다음의 수학식 7과 같이 주어 질 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00064
이때, 기지국의 채널 요소의 제한에 기인하여 각 서비스 그룹의 호들이 겪는 하드 블라킹 확률은 다음과 같은 수학식 8로 계산될 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00065
여기서,
Figure 112004024074634-pat00066
는 기지국에서 가용한 채널 요소들의 수이며,
Figure 112004024074634-pat00067
,
Figure 112004024074634-pat00068
,
Figure 112004024074634-pat00069
이다.
Figure 112004024074634-pat00070
와
Figure 112004024074634-pat00071
는 기지국에서의 음성 및 데이터 호들의 수이며,
Figure 112004024074634-pat00072
는 기지국에서 허용 가능한 음성 및 데이터 사용자들 수를 나타내는 벡터이며, 벡터
Figure 112004024074634-pat00073
은
Figure 112004024074634-pat00074
로 정의되며 벡터
Figure 112004024074634-pat00075
의 요소들
Figure 112004024074634-pat00076
과
Figure 112004024074634-pat00077
는 각 각 음성 및 데이터 트래픽 채널을 지원하기 위해 요구되는 채널 요소의 량이다.
Figure 112004024074634-pat00078
는 기지국에 채널 요소가
Figure 112004024074634-pat00079
개 존재할 때, 허용 가능한 음성 및 데이터 사용자 수의 전체 집합을 나타내다.
Figure 112004024074634-pat00080
는 상태 집합
Figure 112004024074634-pat00081
에서 계산되는 정규화 상수로
Figure 112004024074634-pat00082
와 같이 계산될 수 있다.
따라서,
Figure 112004024074634-pat00083
-번째 섹터에서
Figure 112004024074634-pat00084
서비스 그룹에 속하는 호들의 링크 블라킹 확률 및 하드 블라킹 확률은 결합 변수들,
Figure 112004024074634-pat00085
과
Figure 112004024074634-pat00086
로 상호 연관된 수학식 6과 수학식 8을 이용하여 구할 수 있다. 본 발명에서는 결합변수들에 의해 연관된 링크 블라킹과 하드 블라킹을 계산하기 위하여 반복기법을 사용한다. 먼저,
Figure 112004024074634-pat00087
번째 반복에서의
Figure 112004024074634-pat00088
-번째 섹터에서
Figure 112004024074634-pat00089
서비스 그룹에 속하는 호들의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률 을
Figure 112004024074634-pat00090
과
Figure 112004024074634-pat00091
으로 표기하고,
Figure 112004024074634-pat00092
과
Figure 112004024074634-pat00093
을 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률의 초기 값으로 표기하자. 그러면,
Figure 112004024074634-pat00094
번째 반복에서의
Figure 112004024074634-pat00095
-번째 섹터에서
Figure 112004024074634-pat00096
서비스 그룹에 속하는 호들의 링크 블라킹,
Figure 112004024074634-pat00097
는 수학식 6과
Figure 112004024074634-pat00098
을 구할 수 있으며,
Figure 112004024074634-pat00099
번째 반복에서의
Figure 112004024074634-pat00100
-번째 섹터에서
Figure 112004024074634-pat00101
서비스 그룹에 속하는 호들의 하드 블라킹,
Figure 112004024074634-pat00102
는 수학식 8과
Figure 112004024074634-pat00103
를 이용하여 구할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 반복기법은 다음과 같이 정리 될 수 있다.
[단계 1]
Figure 112004024074634-pat00104
을 0으로, 또한
Figure 112004024074634-pat00105
을 0으로 놓는다.
[단계 2]
Figure 112004024074634-pat00106
와 수학식 6을 활용하여,
Figure 112004024074634-pat00107
을 계산한다.
[단계 3]
Figure 112004024074634-pat00108
을 수학식 8과
Figure 112004024074634-pat00109
을 활용하여 계산한다.
[단계 4] 만약, 계산된
Figure 112004024074634-pat00110
과
Figure 112004024074634-pat00111
이 허용 오차범위 내에서 수학식 9와 같이 수렴하면 반복 루틴을 중지하고, 그렇지 않는 경우
Figure 112004024074634-pat00112
로 설정하고, [단계 2]로 이동하고 본 반복기법을 계속 실행한다.
Figure 112004024074634-pat00113
제안된 반복기법을 통해 허용 오차 범위 내에서 수렴한, 각 섹터에서의 링크 블라킹과 기지국에서의 하드 블라킹 확률을 이용하여, 음성 및 데이터 호들이 겪는 호 차단 확률들은 수학식 10과 같이 얻을 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00114
음성 및 데이터 서비스를 지원하는 다중 접속 시스템의 경우, 시스템에 대응하는 얼랑 용량은 동시적으로 두 개의 구별된 서비스 그룹들의 성능을 고려하기 위하여 2차원의 벡터 형태로 변경되어야 한다. 본 발명에서는 음성과 데이터를 지원하는 시스템의 얼랑 용량,
Figure 112004024074634-pat00115
은 요구되는 호 차단 확률을 만족하면서 시스템에 의해 지원될 수 있는 각 서비스 그룹들의 입력 트래픽 부하량의 집합으로 정의된다. 대응되어 지는 섹터 당 얼랑 용량은 다음의 수학식 11과 같이 계산될 수 있다.
Figure 112004024074634-pat00116
여기서,
Figure 112004024074634-pat00117
과
Figure 112004024074634-pat00118
은 요구되는 음성 및 데이터 호 차단 확률들이 다.
한편, 다중 접속 시스템 운용의 예로서, 음성 및 실시간 데이터 서비스를 지원하며, 다음의 수학식 12와 같은 동시 사용자 수에 대한 링크 용량을 갖는 부 시스템들을 고려한다.
Figure 112004024074634-pat00119
도 2는 주어진 조건 하에서 부 시스템 1과 부 시스템 2들이 갖는 링크 용량 곡선 및 두 시스템을 통합 운영하는 다중 접속 시스템들이 갖는 링크 용량을 사용되는 서비스 할당 방법에 따른 대응되는 용량 곡선의 변화를 보여 준다. 도 2에서 (i) 곡선은 부 시스템 1의 링크 용량을 나타내며, (ⅱ) 곡선은 부 시스템 2의 링크 용량, (ⅲ) 곡선은 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당 방법"이 사용된 경우, 다중 접속 시스템이 갖는 링크 용량, 그리고 (ⅳ) 곡선은 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정 반대 알고리즘"이 사용된 경우, 다중 접속 시스템이 갖는 링크 용량을 나타낸다. 도 2에서와 같이, 다양한 부 시스템들이 통합 연동되어 지는 경우, 호들이 요청하는 서비스 종류에 따라, 호를 적절히 부 시스템들에게 할당하고 관리하는 알고리즘에 의해 전체 시스템 측면에서 얻을 수 있는 다중 접속 시스템의 링크 용량이 현저하게 차이가 생김을 알 수 있다.
도 3 기지국의 가용 채널 요소의 수에 대한 제한이 없는 경우, 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 보여 준다. 도 3에서, 실선 (i)은 "서비스 기반 사용자 할당 방법"이 사용된 경우, 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을, 점선 (ⅱ)은 "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정 반대 알고리즘"을 사용한 경우, 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 보여 준다. 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당 방법"이 사용된 경우, 수학식 12를 통해 알 수 있듯이 부 시스템 2가 부 시스템 1보다 음성 서비스를 처리하는데 사용되는 무선 자원의 량이 상대적으로 더 적음으로, 가능한 한 부 시스템 1에 음성 서비스, 부 시스템 2에 데이터 서비스를 더 많이 할당하게 되며, 이 경우는 도 3의 (i)와 같이 무선 통합 네트워크 망에서 최대 얼랑 용량을 얻을 수 있다. 반면, 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당 방법과 정 반대 알고리즘"이 사용된 경우, 가능한 한 부 시스템 2에 음성 서비스, 부 시스템 1에 데이터 서비스를 더 많이 할당하게 되며, 도 3의 (ⅱ)와 같이 다중 접속 시스템에서의 최소 얼랑 용량을 얻게 된다.
도 3은 기지국에 가용 채널 요소의 수가 충분한 경우 즉 채널 요소의 수에 대한 제한이 없는 경우에 대한 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 나타낸다. 하지만, 실제 무선망의 경우, 기지국에서의 채널 요소가 전체 시스템의 주요 비용 요소임으로 기지국에 가용 채널 요소의 수에 대한 제한이 존재하며 또한 적절한 채널 요소의 수를 결정하는 운용 기법이 필요하다. 도 4는 기지국의 가용 채널 요소의 수에 따른 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 보여 준다. 그림에서 보듯이, 기지국에 가용한 채널 요소 (CE)의 수가 증가하면, 다중 접속 시스템이 수용할 수 있는 얼랑 용량 또한 증가함을 알 수 있다. 그러나 채널 요소가 계속 증가함에 따라 얼 랑 용량은 계속 증가하지 않고 도 4의 (a)와 같이 각 섹터에서의 가용한 링크 용량의 제한에 의해 어떤 값으로 수렴하게 된다.
다중 접속 시스템의 얼랑 용량에 대한 채널 요소가 갖는 영향을 고찰하기 위해, 데이터 호의 트래픽 량이 음성 트래픽 량에 비례하여 발생한다고 가정하고, delta 을 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비로 정의한다. 도 5는 음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비(
Figure 112004024074634-pat00120
) 및 기지국의 가용 채널 요소의 수에 따른 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 보여 준다. 전체 트래픽의 비율중 데이터의 비율,
Figure 112004024074634-pat00121
가 증가함에 따라, 얼랑 용량이 감소함을 알 수 있다. 도 5로부터
Figure 112004024074634-pat00122
의 값이 주어진 경우, 다중 접속 시스템의 얼랑 용량이 채널 요소의 수가 증가와 함께 증가하다가 어느 값 이상에서는 얼랑 용량이 더 이상 증가하지 않고 특정값에 수렴함을 알 수 있으며, 이로부터, 다중 접속 시스템이 갖는 최대 얼랑 용량을 얻으면서, 채널 요소에 따른 전체 비용을 최대한 줄일 수 있는 적정한 채널 요소의 수를 결정할 수 있다. 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당 기법"이 사용된 경우(실선 곡선)는 기지국에 85개 이상의 채널 요소를 설치하여야만, 다중 접속 시스템이 제공할 수 있는 최대 얼랑 용량을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 반면, 사용자 할당 기법으로 "서비스 기반 사용자 할당방법과 정 반대 알고리즘"이 사용된 경우(점선 곡선)는 약 78개 이상의 채널 요소를 설치하여야만, 다중 접속 시스템이 제공할 수 있는 최대 얼랑 용량을 얻을 수 있음을 알 수 있다. 이러한 적정 채널 요소의 수를 결정하기 위한 운용 기법은 특히 다중 접속 시스템을 구성하는 부 시스템들이 제공하는 링크 용량의 특성 및 호 들이 요구하는 서비스를 수용할 수 있는 능력들이 서 로 상이할 때, 매우 유용 적이다.
앞의 설명에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다. 이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 섹터 당 가용한 링크 용량의 제한뿐만 아니라, 기지국에서 가용한 채널 요소가 제한된 경우, 다중 접속 시스템이 갖는 얼랑 용량을 분석함으로 용량 분석의 정확도가 향상된다.
또한, 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석을 통하여, 다중 접속 시스템을 구성하는 부 시스템들이 제공하는 링크 용량의 특성 및 호 들이 요구하는 서비스를 수용할 수 있는 능력들이 서로 상이할 때, 실제 무선망을 운영하는데 있어 주요 시스템 자원인 채널 요소의 수를 결정할 수 있는 기준안이 제시되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 음성 및 데이터 서비스를 지원하며,
    Figure 112004024074634-pat00123
    개의 부 시스템-각각 고유의 링크 용량을 갖는 무선 접속 시스템-으로 구성된 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법으로서,
    링크 브라킹-각 섹터에서 가용한 무선 링크 채널의 부족에 의해서 발생하는 호 차단-과 하드 브라킹-기지국에서 가용한 채널 요소의 부족으로 발생하는 호 차단-을 함께 고려하여 상기 음성 및 데이터 호들의 호 차단 확률을 산출하는 과정과,
    상기 음성 및 데이터 호 들이 요구하는 최소 호 차단률을 만족하면서 상기 다중 접속 시스템이 수용할 수 있는 각 서비스 그룹들의 트래픽 부하량의 집합으로써 상기 섹터 당 다중 접속 시스템의 얼랑 용량을 산출하는 과정
    을 포함하는 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 호 차단 확률 산출과정은 상기 링크 블라킹 확률 및 상기 하드 블라킹확률은 독립적으로 고려하고, 결합변수들에 의해 상호 영향을 고려해 연관시켜서 반복기법을 통해 상기 호 차단 확률을 계산하는 것을 특징으로 한 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반복기법은
    Figure 112004024074634-pat00124
    번째 반복에서의
    Figure 112004024074634-pat00125
    -번째 섹터에서
    Figure 112004024074634-pat00126
    서비스 그룹에 속하는 호들의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 산출하는 과정과,
    Figure 112004024074634-pat00127
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 활용하여 상기
    Figure 112004024074634-pat00128
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 산출하는 과정과,
    상기
    Figure 112004024074634-pat00129
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 활용하여 m+1 번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 산출하는 과정과,
    상기
    Figure 112004024074634-pat00130
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률과 상기
    Figure 112004024074634-pat00131
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률이 허용 오차범위 내에서 수렴하지 않으면
    Figure 112004024074634-pat00132
    로 설정한 후 상기
    Figure 112004024074634-pat00133
    번째 반복에서의 링크 블라킹 및 하드 블라킹 확률을 산출하는 과정 및 그 이후의 과정을 계속 실행하는 반복 과정과,
    상기 허용 오차범위 내에서 수렴하면 상기 반복 실행을 중지하는 과정
    을 포함하는 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 분석 방법은 서비스 기반 사용자 할당 방법-각 사용자들이 요구하는 서비스를 수용하기 위하여 필요한 상대적 시스템 자원의 량을 가장 적게 요구하는 상기 부 시스템에 호를 할당함- 및 서비스 기반 사용자 할당 방법과 정반대 방법-어떤 사용자가 요구하는 서비스를 수용하기 위하여 필요한 상대적 시스템 자원의 량 을 가장 많이 요구하는 상기 부 시스템에 호를 할당함-을 사용하여 주어진 조건에서 상기 다중 접속 시스템이 갖는 얼랑 용량의 상한선 및 하한선을 구하는 것을 특징으로 한 다중 접속 시스템의 얼랑 용량 분석 방법.
  5. 음성 및 데이터 서비스를 지원하며,
    Figure 112004024074634-pat00134
    개의 부 시스템-각각 고유의 링크 용량을 갖는 무선 접속 시스템-으로 구성된 다중 접속 시스템의 운용 방법으로서,
    음성 트래픽에 대한 데이터 트래픽의 비 및 기지국 채널 요소의 량의 증감에 따르는 시스템 얼랑 용량의 분석 결과에 의거하여, 각 섹터에서 가용한 무선 링크 용량 자원을 최대한 활용하여 상기 다중 접속 시스템이 제공할 수 있는 최대 얼랑 용량을 얻기 위해 기지국에서 요구되는 적정한 채널 요소의 수를 결정하는 것을 특징으로 하는 다중 접속 시스템의 운용 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100223029B1 (ko) 1996-11-04 1999-10-01 정선종 직접 순차 코드 분할 다중 접속 셀룰러 시스템에서 무선 멀티미디어 환경을 위한 호 제어 방법
JP2001217786A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Ntt Docomo Inc 移動通信システムの通信品質計算方法および通信品質計算装置
WO2002080602A1 (en) 2001-03-30 2002-10-10 Telecom Italia S.P.A. Method for assessing the characteristics of a network for mobile telecommunications apparatuses
KR20050036173A (ko) * 2003-10-15 2005-04-20 삼성전자주식회사 다변 트래픽을 지원하는 통신 시스템의 용량 분석 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100223029B1 (ko) 1996-11-04 1999-10-01 정선종 직접 순차 코드 분할 다중 접속 셀룰러 시스템에서 무선 멀티미디어 환경을 위한 호 제어 방법
JP2001217786A (ja) 2000-02-04 2001-08-10 Ntt Docomo Inc 移動通信システムの通信品質計算方法および通信品質計算装置
WO2002080602A1 (en) 2001-03-30 2002-10-10 Telecom Italia S.P.A. Method for assessing the characteristics of a network for mobile telecommunications apparatuses
KR20050036173A (ko) * 2003-10-15 2005-04-20 삼성전자주식회사 다변 트래픽을 지원하는 통신 시스템의 용량 분석 방법

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