KR100770941B1 - 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡제어 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 본 발명은, 상기 기지국에서 단말기에 송신하는 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장하는 저장단계와; 상기 무선망 제어기의 요청에 따라 기지국에서 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하는 부하측정단계와; 상기 저장단계에서 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하값을 비교하는 비교단계; 및 상기 비교단계의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어하는 부하제어단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 비실시간 데이터가 복수인 경우에는, 전송할 비실시간 데이터의 양에 따라 우선 순위를 결정하고, 그 우선 순위에 따라 전송속도를 차등적으로 줄임으로써 혼잡 제어 알고리즘의 기능을 향상시킨다.

비실시간, 하향링크, 기지국, 무선망 제어기, 혼잡

Description

기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템 및 방법{SYSTEM FOR CONTROLLING CONGESTION OF MOBILE COMMUNICATION NETWORK HAVING BASE STATION AND RADO NETWORK CONTROLLER, AND METHOD THEREFOR}

도 1은 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 2는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 일반적인 이동통신망의 하향링크에서 데이터의 혼잡이 발생된 경우에 따른 부하 상태를 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 부하측정부 120 : 저장부

130 : 비교부 140 : 제어부

본 발명은 기지국과 무선망 제어기(RNC)를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 특히 실시간 데이터와 비실시간 데이터를 동 시에 제공하는 패킷 데이터 망에서 혼잡 상태가 발생할 때, 우선순위를 기반으로 하여 비실시간 데이터의 전송속도를 줄임으로써 용이하게 이동통신망의 혼잡 상태를 원상회복시키는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신망의 각 기지국은 셀로 알려진 특정한 지리적인 지역에 대해 선택된 무선 채널을 통해서 신호를 송수신한다. 그 셀은 흔히 몇 개의 섹터 (sector)로 세분되며, 다수의 기지국은 또한 교환기 또는 무선망 제어기 노드(RNC)에 접속된다.

하나 이상의 RNC들은 모바일 스위칭 센터(MSC)와 차례로 접속되거나 포함되며, 모바일 스위칭 센터는 통상적으로 예를 들어, 게이트웨이(gateway)를 경유하여 공중교환전화망과 같은 다른 전기통신 네트워크에 또는 인터넷과 같은 패킷-데이터(packet-data) 네트워크에 접속된다.

상기와 같이 일반적인 이동통신 망에서는, 음성, 화상전화와 같은 실시간성(Real Time) 서비스와 무선 인터넷, 파일 다운 로드와 같은 비실시간(Non-Real Time) 서비스가 혼합되어 서비스되며, 상기와 같은 각 서비스의 품질수준을 보장하기 위해 이동통신망의 자원을 효율적으로 활용해야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하향링크의 경우에 단말기의 이동으로 인해 셀 경계 지역에 단말기가 많이 몰리는 경우, 또는 인접 기지국에 접속된 호가 많아 인접셀 간섭이 증가한 경우에는, 단말기가 호 품질을 유지하기 위해 기지국에 더 높은 송신 전력의 할당을 요구하게 되고 기지국이 이에 응답하여 단말기에 더 높은 전력 을 할당하게 되면 기지국 송신 전력이 임계치를 넘어서게 되어 혼잡 상태에 들어가게 된다.

이러한 혼잡상태를 해결하기 위해 새로운 호 설정을 차단한다.

그러나, 상기와 같이 새로운 호 설정을 차단하면, 이동통신 시스템의 용량을 제한한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실시간 데이터와 비실시간 데이터를 동시에 제공하는 패킷 데이터 망에서 혼잡 상태가 발생할 때, 우선순위를 기반으로 하여 비실시간 데이터의 전송속도를 줄이므로써 용이하게 이동통신망의 혼잡 상태를 원상회복시키는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기지국과 무선망 제어기(RNC)를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템은 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하는 부하측정부를 포함하는 기지국; 및

상기 기지국과 이동 통신망을 통해 연동하는 무선망 제어기(RNC)를 포함하여 구성되며,

상기 무선망 제어기는,

상기 부하측정부에서 측정된 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장하는 저장부와;

상기 저장부에 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하 값을 비교하는 비교부; 및

상기 비교부의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 기지국과 무선망 제어기(RNC)를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법은, 상기 기지국에서 단말기에 송신하는 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장하는 저장단계와; 상기 무선망 제어기의 요청에 따라 기지국에서 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하는 부하측정단계와; 상기 저장단계에서 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하값을 비교하는 비교단계; 및 상기 비교단계의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어하는 부하제어단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템을 설명하는데, 도 1은 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템을 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시된 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템은 부하측정부(110), 저장부(120), 비교부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.

부하측정부(110)는 기지국(102)에 구비되며, 무선망 제어기(RNC:Radio network controller)(104)가 기지국(102)에서 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하도록 요청하는 신호를 전송하면, 부하측정부(110)는 부하측정 요청 신호에 따라 기지국에서 단말기에 송신하는 송신전력을 측정한다.

즉, 부하측정부(110)는 하향링크의 부하상태를 측정하여 상기 측정된 부하를 주기적으로 무선망 제어기(104)에 전송한다.

저장부(120)는 부하측정부(110)에서 측정하는 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장한다.

다른 실시예에서는, 상기 부하측정부(110)에서 측정된 부하값을 저장부(120)에 별도로 할당하여 저장하거나, 추가의 제2저장부(미도시)에 측정된 부하값을 저장할 수도 있다.

비교부(130)는 저장부(120)에 저장된 임계값과 부하측정부(110)에서 측정된 부하값을 비교한다.

제어부(140)는 비교부(120)의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어한다.

즉, 비교부(130)의 비교결과 부하측정부(110)에서 측정된 부하값이 저장부(120)에 저장된 임계값을 초과하는 경우에는, 제어부(140)가 부하를 임계값 이하로 줄이도록 한다.

제어부(140)는 부하(총 송신 전력)를 임계값 이하로 줄이기 위해 부하에 해당하는 전송속도를 예측하여 예측된 전송속도만큼 비실시간 데이터에 대한 전송속 도를 줄인다.

이때, 제어부(140)는 송신 버퍼(미도시)에 대기중인 전송할 데이터 양을 기반으로 비실시간 데이터에 대한 전송속도를 줄이며, 송신 버퍼에 대기중인 전송 데이터의 양은 수학식 1과 같이 표현된다.

i=1,...,N

N은 서비스중인 비실시간 데이터 호의 수를 나타내고, ∧(i)은 노멀라이즈(Normalized)된 값을 나타내며, B(i)data는 전송할 데이터 양을 나타내고, ΔD는 송신 전력에 해당하는 전송속도를 나타낸다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법을 설명하는데, 도 2는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 2에 도시된 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법은 저장단계(S210), 부하측정단계(S220), 비교단계(S230), 부하제어단계(S240) 를 포함한다.

저장단계(S210)에서는, 기지국에서 단말기에 송신하는 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장한다. 이때, 상기 미리 설정된 임계값은 무선망 제어기에 구비되는 저장부에 저장되는 것이 바람직하다.

부하측정단계(S220)에서는, 무선망 제어기가 기지국에 부하측정을 요청하여 기지국에서 단말기에 송신하는 전력(부하)을 기지국에 구비된 부하측정부에서 측정한다.

이때, 부하측정부에서 측정된 부하 값을 무선망 제어기에 주기적으로 전송하는 것이 바람직하다.

비교단계(S230)에서는, 저장단계에서 저장부에 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정되어 무선망 제어기의 비교부에 전송된 부하 값을 서로 비교한다.

부하제어단계(S240)에서는,비교단계(S230)에서의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어한다.

만약, 비교단계(S230)에서의 비교결과 부하값이 임계값을 초과하는 경우에는, 부하제어단계(S240)에서 부하를 임계값 이하로 줄이도록 한다.

부하제어단계(S240)에서는 부하를 임계값 이하로 줄이기 위해 부하에 해당하는 전송속도를 예측한 후 송신 버퍼에 대기중인 전송할 데이터 양을 기반으로 비실시간 데이터에 대해 전송속도를 줄인다.

이때, 예측된 전송속도만큼 비실시간 데이터에 대한 전송속도를 줄이는 것이 바람직하다.

상기 송신 버퍼에 대기중인 전송 데이터 양은 수학식 1와 같이 표현된다.

i=1,...,N

N은 서비스중인 비실시간 데이터 호의 수를 나타내고, ∧(i)은 노멀라이즈(Normalized)된 값을 나타내며, B(i)data는 전송할 데이터 양을 나타내고, ΔD는 송신 전력에 해당하는 전송속도를 나타낸다.

상기와 같이 비실시간 데이터에 대한 전송속도를 줄임으로써 혼잡상태에 있는 이동통신망의 데이터의 전송을 원상태로 복원하게 된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 기지국과 무선망 제어기(RNC)를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 시스템 및 방법은 실시간 데이터와 다수의 비실시간 데이 터를 동시에 제공하는 패킷 데이터 망에서 혼잡 상태가 발생하는 경우에, 우선순위를 결정하고, 그 우선 순위에 따라 비실시간 데이터의 전송속도를 줄임으로써 용이하게 이동통신망의 혼잡 상태를 원상회복시킨다.

또한, 본 발명은 비실시간 데이터가 복수인 경우에는, 전송할 비실시간 데이터의 양에 따라 우선 순위를 결정하고, 그 우선 순위에 따라 전송속도를 차등적으로 줄임으로써 혼잡 제어 알고리즘의 기능을 향상시킨다.

Claims (14)

1. 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하는 부하측정부를 포함하는 기지국; 및

   상기 기지국과 이동 통신망을 통해 연동하는 무선망 제어기(RNC)를 포함하여 구성되며,

   상기 무선망 제어기는,

   상기 부하측정부에서 측정된 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장하는 저장부와;

   상기 저장부에 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하 값을 비교하는 비교부; 및

   상기 비교부의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 부하측정부는 상기 무선망 제어기(RNC)로부터 상기 기지국에 송신된 부하측정 요청 신호에 따라 기지국에서 단말기에 송신하는 송신전력을 측정하여 주기적으로 무선망 제어기에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
3. 제1항에 있어서,

   상기 비교부는 저장부에 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하값을 비교하여 상기 부하값이 상기 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 부하를 임계값 이하로 줄이는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 제어부는 부하를 임계값 이하로 줄이기 위해 상기 부하에 해당하는 전송속도를 예측하여 상기 예측된 전송속도만큼 비실시간 데이터에 대한 전송속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 비실시간 데이터에 대해 전송속도를 줄이는 것은 송신 버퍼에 대기중인 전송할 데이터 양을 기반으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 송신 버퍼에 대기중인 전송 데이터의 양은

   

   

   i=1,...,N

   (N은 서비스중인 비실시간 데이터 호의 수를 나타내고, ∧(i)은 노멀라이즈(Normalized)된 값을 나타내며, B(i)data는 전송할 데이터 양을 나타내고, ΔD는 송신 전력에 해당하는 전송속도를 나타낸다.)

   과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 시스템.
7. 기지국과 무선망 제어기(RNC)를 구비하는 이동통신 망의 혼잡 제어 방법에 있어서,

   상기 기지국에서 단말기에 송신하는 부하에 대한 임계값을 미리 설정하여 저장하는 저장단계와;

   상기 무선망 제어기의 요청에 따라 기지국에서 단말기에 송신하는 총 전력에 대한 부하를 측정하는 부하측정단계와;

   상기 저장단계에서 저장된 임계값과 상기 부하측정부에서 측정된 부하 값을 비교하는 비교단계; 및

   상기 비교단계의 비교결과에 따라 실시간 전송 데이터와 비실시간 전송 데이터에 대한 우선 순위에 따라 전송속도를 제어하는 부하제어단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 저장단계에서 상기 임계값을 무선망 제어기에 구비된 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 부하측정단계에서는, 상기 기지국에서 단말기에 송신하는 송신전력을 측정하여 주기적으로 무선망 제어기에 전송하는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 비교단계에서의 비교결과 상기 부하값이 상기 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 제어부가 상기 부하를 임계값 이하로 줄이는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 부하제어단계에서는, 부하를 임계값 이하로 줄이기 위해 상기 부하에 해당하는 전송속도를 예측하여 상기 예측된 전송속도만큼 비실시간 데이터에 대한 전송속도를 줄이는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 부하제어단계에서 비실시간 데이터에 대해 전송속도를 줄이는 것은 송신 버퍼에 대기중인 전송할 데이터 양을 기반으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
13. 제12항에 있어서,

    상기 비실시간 데이터가 복수인 경우에는, 비실시간 데이터 중에서 전송할 데이터의 양에 따라 우선 순위를 결정하고, 그 우선 순위에 따라 전송속도를 다르게 줄이는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 부하제어단계에서, 송신 버퍼에 대기중인 전송 데이터 양은,

    

    

    i=1,...,N

    (N은 서비스중인 비실시간 데이터 호의 수를 나타내고, ∧(i)은 노멀라이즈(Normalized)된 값을 나타내며, B(i)data는 전송할 데이터 양을 나타내고, ΔD는 송신 전력에 해당하는 전송속도를 나타낸다.)

    과 같이 표현되는 것을 특징으로 하는 기지국과 무선망 제어기를 구비하는 이동통신망의 혼잡 제어 방법.

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