KR100835684B1 - Method for performing backoff algorithm for random access in wireless mobile communication system and Wireless mobile communication system using this - Google Patents
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Abstract
랜덤 액세스의 백오프 방법 및 무선 이동 통신 시스템이 개시된다.A method for backing off random access and a wireless mobile communication system are disclosed.
본 발명은 복수의 단말 중 어느 하나의 단말에서 접속에 성공할 때까지의 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 기지국에서 매 프레임마다 접속에 성공하는 단말들의 수, 상기 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 이용하여 재전송 확률을 연산하는 단계, 상기 기지국에서 상기 재전송 확률을 브로드캐스트 하는 단계 및 상기 단말이 상기 레인징 요청 메시지에 대응한 레인징 응답 메시지를 임계 시간 내에 수신하지 못하면, 상기 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method of transmitting a ranging request message including a number of transmission attempts and a first access attempt time until a connection is successfully established by any one of a plurality of terminals, the base station receiving the ranging request message. Calculating a retransmission probability using the number of terminals successfully connected in each frame, the number of transmission attempts and the initial access attempt time, broadcasting the retransmission probability at the base station, and the terminal requesting the ranging request message. If the ranging response message corresponding to does not receive within the threshold time, transmitting the ranging request message to the base station according to the retransmission probability.
본 발명에 의하면, 기지국에서 충돌과 빈 채널을 구별할 수 없는 무선 이동 통신 시스템에서 효과적인 랜덤 엑세스를 구현할 수 있고, 기지국에서 채널의 상황을 판단하여 재접속 여부를 판단하기 때문에 최적화된 단말 수만이 접속을 시도하여 채널 혼잡시 기지국 접속에 소요되는 지연을 감소시키면서 처리량을 증가시킬 수 있으며, BEB 알고리즘의 자원을 낭비하는 문제, 불안정 상태로 빠지는 문제, 공정성 문제 및 잠재적 충돌 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, an effective random access can be implemented in a wireless mobile communication system in which a base station cannot distinguish a collision from an empty channel, and only an optimized number of terminals can access a connection because the base station determines the channel status. It is possible to increase throughput while reducing the delay of accessing a base station in channel congestion, and to solve the problem of wasting resources of BEB algorithm, falling into instability, fairness problem and potential collision problem.
Description
도 1은 광대역 무선 이동 통신 시스템에서의 프레임 구조를 도시한 것이다.1 illustrates a frame structure in a broadband wireless mobile communication system.
도 2a는 종래 기술에 따른 광대역 랜덤 액세스의 백오프 방법의 흐름도이다.2A is a flowchart of a method for backoff of wideband random access according to the prior art.
도 2b은 종래 기술의 백오프 알고리즘 분산 구간을 도시한 것이다.Figure 2b shows a prior art backoff algorithm distribution interval.
도 3은 본 발명에 따른 무선 이동 통신 시스템의 블럭도이다.3 is a block diagram of a wireless mobile communication system in accordance with the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 랜덤 액세스의 백오프 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart of a method of backoff of random access according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 랜덤 액세스의 백오프를 구현하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a procedure for implementing backoff of random access in a base station according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 단말에서 랜덤 액세스의 백오프를 구현하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure for implementing backoff of random access in a terminal according to the present invention.
본 발명은 무선 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 랜덤 액세스의 백오프 방법 및 무선 이동 통신 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
이동 통신 시스템에서 무선 휴대 인터넷은 종래의 무선 근거리망(WLAN)과 같이 고정된 엑세스 포인트를 이용하는 근거리 데이터 통신 방식에 이동성(mobility)을 더 지원하는 통신 방식이다.In the mobile communication system, the wireless portable Internet is a communication method that further supports mobility in a short-range data communication method using a fixed access point, such as a conventional wireless local area network (WLAN).
이러한 무선 이동 통신 시스템에서 이동하는 가입자 단말(subscriber station)이 기지국(base station)에 접속하기 위해서는 레인징 기능이 필요하다. 무선 이동 통신 시스템에서 레인징 기능은 단말이 전송한 데이터를 기지국이 정확히 수신할 수 있도록 단말의 전송 파워, 타이밍 및 주파수 오프셋을 조절하는 기능이다. 설명의 편의상 IEEE 802.16 통신 시스템을 예로 들어 설명한다.In such a wireless mobile communication system, a ranging subscriber station needs a ranging function to access a base station. In a wireless mobile communication system, a ranging function is a function of adjusting a transmission power, a timing, and a frequency offset of a terminal so that a base station can correctly receive data transmitted by the terminal. For convenience of explanation, the IEEE 802.16 communication system will be described as an example.
국내 휴대 인터넷과 관련된 국제 표준인 IEEE 802.16은 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하 'OFDM'이라 한다.)/직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; 이하 'OFDMA'라 한다.) 방식을 사용하는 광대역 무선 접속(BWA; Broadband Wireless Access) 통신 시스템이다. IEEE 802.16 통신 시스템은 OFDM/OFDMA 방식을 적용하기 때문에 복수의 서브캐리어(sub-carrier)들을 사용하여 물리 채널 신호를 송신함으로써 고속 데이터의 전송이 가능하다. IEEE 802.16, an international standard related to domestic mobile Internet, is called Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) / Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). Broadband Wireless Access (BWA) communication system using a scheme. Since the IEEE 802.16 communication system adopts the OFDM / OFDMA scheme, high-speed data can be transmitted by transmitting a physical channel signal using a plurality of subcarriers.
이하, 도 1에서는 광대역 무선 이동 통신 시스템에서 사용하는 프레임 구조를 도시하였다.1 illustrates a frame structure used in a broadband wireless mobile communication system.
도 1에서와 같이 IEEE 802.16의 MAC 계층은 레인징 채널(100)을 정의한다. 레인징 채널을 구성하는 서브채널(sub-channel)은 UL-MAP(110) 메시지에 명시되어 있고, 단말들은 이러한 레인징 채널에서 충돌이 허용된다. IEEE 802.16 레인징 서 브시스템은 복수의 단말들이 동시 접속을 하기 위하여 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; 이하 'CDMA'라 한다.) 방식의 랜덤 엑세스 프로토콜을 사용하여 초기 레인징(initial ranging), 핸드오프 레인징(handoff ranging), 주기적 레인징(periodic ranging), 그리고 대역폭 요청(bandwidth request)을 한다. 단말이 기지국으로 송신하고자 하는 메시지가 발생하면 PN(pseude-noise) 코드들의 집합에서 임의의 코드를 선택한 후, 전송할 메시지를 PN 코드를 사용하여 확산(spreading)하여 CDMA 방식을 통해 기지국으로 전송한다.As shown in FIG. 1, the MAC layer of IEEE 802.16 defines the ranging
랜덤 엑세스 프로토콜은 슬롯 알로하(Slotted ALOHA) 방식을 사용한다. 슬롯 알로하 방식은 단말이 기지국에 접속하기 위해 슬롯 단위로 즉시 엑세스하는 방식이다. 따라서 동일한 슬롯에 하나의 단말이 접속을 시도하면 데이터 전송이 성공하고, 두개 이상의 단말이 접속을 시도하면 충돌이 발생하여 데이터 전송이 실패한다. 실패할 경우에는 임의의 시간 동안 기다렸다가(backoff time) 동일한 방식으로 접속을 시도한다.The random access protocol uses a slotted ALOHA scheme. The slot aloha method is a method in which a terminal immediately accesses a slot unit to access a base station. Therefore, when one terminal attempts to access the same slot, data transmission is successful. When two or more terminals attempt to access, a collision occurs and data transmission fails. If it fails, it waits for a random time (backoff time) and tries to connect in the same way.
실패한 단말들이 같은 임의의 시간을 기다렸다가 접속을 시도하면 동일한 단말들이 다시 충돌이 발생하여 실패를 한다. 이러한 계속적인 충돌을 피하기 위해 단말 분산 알고리즘인 이진 지수 분산(Binary Exponential Backoff; 이하 'BEB'라 한다.) 알고리즘을 사용하다.If the failed terminals wait for the same random time and attempt to connect, the same terminals collide again and fail. In order to avoid such continuous collision, a binary exponential backoff (BEB) algorithm, which is a terminal distribution algorithm, is used.
도 2a는 종래 기술에 따른 광대역 이동 통신 시스템에서 랜덤 액세스의 백오프 방법의 흐름도이다.2A is a flowchart of a method of backoff random access in a broadband mobile communication system according to the prior art.
도 2b는 종래 기술의 백오프 알고리즘 분산 구간을 도시한 것이다.Figure 2b shows a prior art backoff algorithm distribution interval.
BEB 알고리즘은 각각의 단말들이 충돌이 발생한 횟수에 의해 재전송을 위한 백오프 시간을 결정한다. BEB 알고리즘은 최소 경쟁 구간(Minimum Contention Window)과 최대 경쟁 구간(Maximum Contention Window)을 갖고 있다. The BEB algorithm determines the backoff time for retransmission by the number of collisions of respective terminals. The BEB algorithm has a minimum contention window and a maximum contention window.
도 2a를 참조하면, 단말(200)이 기지국(250)에 처음으로 보낼 데이터가 있으면 즉시 이루어진다(211). 그러나, 상술한 바와 같이 랜덤 엑세스 방식에서는 동일한 슬롯에 동일한 PN 코드를 사용하여 메시지를 송신할 수가 있다. 이때, 복수의 단말들이 전송한 메시지들은 충돌이 발생 한다.Referring to FIG. 2A, if there is data to be sent to the
메시지를 송신한 단말들은 타이머를 작동시킨다(213). 기지국에서는 메시지를 받는 즉시 레인징 응답 메시지를 보낸다. 단말들은 정해진 시간 안에 레인징 응답 메시지를 받지 못하면, 보냈던 메시지를 충돌로 간주하고 BEB 알고리즘을 수행한다. 충돌이 한번 발생했기 때문에 의 분산 구간(261)에서 임의의 정수를 선택하고, 이 정수가 백오프 시간(215)이 된다. 단말은 백오프 시간 동안 기다렸다가 메시지를 재전송한다(217).Terminals that send the message start a timer (213). As soon as the base station receives the message, it sends a ranging response message. If the terminal does not receive the ranging response message within a predetermined time, the terminal regards the sent message as a collision and performs the BEB algorithm. Because the crash happened once An arbitrary integer is selected in the
재전송 형식도 초기 전송 형식과 동일하다. 단말들은 타이머를 동작시키고(219), 정해진 시간 안에 레인징 응답 메시지를 받지 못하면, BEB 알고리즘을 통해 백오프 시간을 결정한다. 충돌이 두 번 발생했기 때문에 의 분산 구간(262)에서 임의의 정수를 선택하고, 이 정수가 백오프 시간(221)이 된다. 단말은 백오프 시간 동안 기다렸다가 메시지를 재전송한다(223).The retransmission format is also the same as the initial transmission format. The UEs operate a timer (219), and if the ranging response message is not received within a predetermined time, the UE determines the backoff time through the BEB algorithm. Because the crash happened twice An arbitrary integer is selected in the
충돌이 발생 할수록(225) 분산 구간은 증가를 하고, 이 분산 구간은 를 넘을 수 없다. 따라서 분산 구간은 (269)이 된다. 여기서 는 충돌 횟수를 의미한다. IEEE 802.16 시스템에서는 최대 충돌 횟수를 15번으로 제한하고 있다. 15번 동안에 기지국으로부터 레인징 응답 메시지(227)를 받으면 성공이고, 16번째 충돌이 발생하면 데이터는 버려지게 된다.As the collision occurs (225), the dispersion interval increases, and this dispersion interval Can't go beyond Therefore, the variance interval (269). here Is the number of collisions. The IEEE 802.16 system limits the maximum number of collisions to 15. Receiving the ranging
무선망에서 동일한 채널을 공유하고 있는 단말들의 수가 많아지면 서로 간의 충돌이 불가피하다. 이것은 단말들이 자신과 경쟁하고 있는 다른 단말들이 언제 전송을 시작할지 알 수 없으므로 여러 개의 단말들이 동시에 전송하는 상황이 발생 될 수 있기 때문이다. 이런 불가피한 충돌을 줄이고자 랜덤 엑세스 프로토콜은 단말 분산 알고리즘을 사용한다.When the number of terminals sharing the same channel in a wireless network increases, collision between each other is inevitable. This is because the UEs do not know when other UEs competing with each other will start transmitting, which may result in a situation where multiple UEs transmit simultaneously. To reduce this inevitable collision, the random access protocol uses a terminal distribution algorithm.
가장 일반적으로 사용되는 단말 분산 알고리즘은 BEB 알고리즘이다. BEB 알고리즘은 각각의 단말들이 자신의 충돌 횟수에 따라 분산 구간을 정하고, 정해진 분산 구간에서 임의의 백오프 시간을 결정한다. 단말은 결정된 백오프 시간을 기다린 후 즉시 메시지를 전송한다. 다시 충돌이 발생하면 앞의 과정을 다시 반복한다. 충돌이 발생 할수록 분산 구간은 증가한다.The most commonly used terminal distribution algorithm is the BEB algorithm. The BEB algorithm determines the distribution intervals according to the number of collisions of respective terminals, and determines an arbitrary backoff time in the determined distribution interval. The terminal waits for the determined backoff time and immediately sends a message. If a collision occurs again, repeat the previous steps. As the collision occurs, the dispersion interval increases.
BEB 알고리즘은 무선 채널 용량에 비해 단말의 수가 적은 경우에는 매우 효율적으로 단말들을 분산시켜준다. 하지만 단말의 수가 증가하면 하나의 무선 채널에 하나의 단말이 접속을 시도할 경우는 극히 드물고, 단말의 수가 더욱 증가하면 모든 무선 자원을 사용할 수 없는 상황이 될 수도 있다. The BEB algorithm distributes the terminals very efficiently when the number of terminals is small compared to the radio channel capacity. However, as the number of terminals increases, it is extremely rare for one terminal to connect to one radio channel, and when the number of terminals further increases, all radio resources may not be available.
또한 단말의 수가 증가하면 시스템에 접속하려는 단말의 수는 증가한다. 하 지만 앞에서 설명한 것과 같이 접속에 성공하는 단말의 수는 극히 드물거나 없다. 다시 말하면, 시스템이 불안정(unstable) 상태가 된다. BEB 알고리즘은 불안정 상태가 된 시스템을 빠른 시간 안에 복구할 수 있는 능력이 없다.In addition, as the number of terminals increases, the number of terminals attempting to access the system increases. However, as described above, the number of terminals successfully connected is extremely rare or absent. In other words, the system is in an unstable state. The BEB algorithm lacks the ability to recover a system that has become unstable quickly.
또한 BEB 알고리즘은 초기 레인징 하는 단말과 몇 번의 충돌을 겪은 단말이 동일한 슬롯에서 서로 경쟁을 한다. 몇 번의 충돌을 겪은 단말이 초기 레인징 하는 단말보다 시스템에 빨리 접속해야 하지만 이진 지수 증가로 분산 구간이 급격히 증가하므로 더 많은 지연을 겪게 된다. 이것을 '공정성 문제(Fairness Problem)'라 한다.In addition, in the BEB algorithm, a terminal that has undergone several collisions with an initial ranging terminal competes with each other in the same slot. A terminal that has experienced several collisions needs to access the system faster than an initial ranging terminal, but suffers more delay because the dispersion interval increases rapidly due to an increase in the binary index. This is called a 'fairness problem'.
또한 시스템 접속에 성공한 단말은 충돌 횟수가 '0'으로 초기화된다. 시스템에 접속하려는 단말의 수가 많을 경우, 성공한 단말들이 다시 시스템에 접속을 하면 더욱 충돌 할 확률이 높아지는 '잠재적 충돌 문제'를 갖고 있다.In addition, the number of collisions is initialized to '0' in the terminal that has successfully connected the system. When the number of terminals trying to access the system is large, there is a 'potential collision problem', in which the probability of collision further increases when successful terminals access the system again.
따라서, 종래의 BEB 알고리즘은 백오프 시간 결정시에 무선 채널 상황을 고려할 수 없고, 단말의 수가 증가할 때 효율이 급격히 저하되고, 시스템의 불안정 상태를 빠르게 복구할 수 없으며, 단말간의 공정성 문제와 잠재적 충돌 등의 문제점이 있다.Therefore, the conventional BEB algorithm cannot consider the radio channel situation when determining the backoff time, the efficiency decreases rapidly as the number of terminals increases, and it is not possible to quickly recover the instability of the system, and there is a potential conflict with the fairness problem between the terminals. There is such a problem.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫번째 기술적 과제는 기지국에서 충돌과 빈 채널을 구별할 수 없는 무선 이동 통신 시스템에서 효과적인 랜덤 엑세스를 구현할 수 있고, 채널 혼잡시 기지국 접속에 소요되는 지연을 감소시키면서 처리량을 증가시킬 수 있으며, BEB 알고리즘의 자원을 낭비하는 문제, 불안정 상태로 빠지는 문제, 공정성 문제 및 잠재적 충돌 문제를 해결할 수 있는 랜덤 액세스의 백오프 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the first technical problem to be achieved by the present invention is to implement an effective random access in a wireless mobile communication system that can not distinguish between the collision and the empty channel in the base station, and increases the throughput while reducing the delay required for accessing the base station during channel congestion It provides a method of backoff of random access that can solve the problem of wasting resources of BEB algorithm, falling into instability, fairness problem and potential collision problem.
본 발명이 이루고자 하는 두번째 기술적 과제는 상기의 랜덤 액세스의 백오프 방법이 적용된 무선 이동 통신 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a wireless mobile communication system to which the random access backoff method is applied.
상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 복수의 단말 중 어느 하나의 단말에서 접속에 성공할 때까지의 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 레인징 요청 메시지를 수신한 기지국에서 매 프레임마다 접속에 성공하는 단말들의 수, 상기 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 이용하여 재전송 확률을 연산하는 단계, 상기 기지국에서 상기 재전송 확률을 브로드캐스트 하는 단계 및 상기 단말이 상기 레인징 요청 메시지에 대응한 레인징 응답 메시지를 임계 시간 내에 수신하지 못하면, 상기 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 무선 이동 통신 시스템에서 랜덤 엑세스의 백오프 방법를 제공한다.In order to achieve the first technical problem, the present invention comprises the steps of transmitting a ranging request message to the base station including the number of attempts and the initial access attempt until the connection is successful in any one of the plurality of terminals, the Computing a retransmission probability using the number of terminals successfully connected every frame, the number of transmission attempts and the initial access attempt time at each base station receiving the ranging request message, and broadcasting the retransmission probability at the base station And when the terminal does not receive the ranging response message corresponding to the ranging request message within a threshold time, transmitting the ranging request message to the base station according to the retransmission probability. Provide a back off method.
또한, 상기의 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 복수의 단말 중 어느 하나의 단말에서 접속에 성공할 때까지의 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계, 상기 단말이 상기 레인징 요청 메시지에 대응한 레인징 응답 메시지를 임계 시간 내에 수신하면, 상기 단말이 접속에 성공한 것으로 판단하는 단계, 상기 단말이 상기 레인징 응답 메시지를 임계 시간 내에 수신하지 못하면, 매 프레임마다 접속에 성공하는 단말들의 수, 상기 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 이용하여 연산된 재전송 확률을 상기 기지국으로부터 수신하는 단계 및 상기 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 무선 이동 통신 시스템에서 랜덤 엑세스의 백오프 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the first technical problem, the present invention is a step of transmitting a ranging request message including the number of transmission attempts until the first successful connection from any one of the plurality of terminals and the initial access attempt time to the base station When the terminal receives the ranging response message corresponding to the ranging request message within a threshold time, determining that the terminal is successful in connection; when the terminal does not receive the ranging response message within a threshold time, Receiving a retransmission probability from the base station using the number of terminals successfully connected to each frame, the number of transmission attempts and the initial access attempt time, and transmitting a ranging request message to the base station according to the retransmission probability. The back of random access in a wireless mobile communication system comprising a There is provided a method.
상기의 두번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 복수의 단말 및 적어도 하나의 기지국을 포함하는 무선 이동 통신 시스템에 있어서, 상기 복수의 단말은 어느 하나의 단말에서 접속에 성공할 때까지의 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 상기 기지국으로 전송하고, 재전송 확률을 상기 기지국으로부터 수신하고, 상기 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지를 기지국으로 재전송하는 송수신부 및 상기 송수신부에 의해 상기 레인징 요청 메시지에 대응한 레인징 응답 메시지가 임계 시간 내에 수신되지 않으면, 상기 송수신부가 다음 프레임의 재전송 확률을 수신하게 하고, 상기 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지의 재전송 여부를 결정하는 프로세서를 포함하고, 상기 기지국은 상기 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 이용하여 상기 재전송 확률을 매 프레임마다 연산하여 브로드캐스팅하고, 상기 레인징 요청 메시지가 충돌이 없는 경우 레인징 응답 메시지를 해당하는 단말에 전송하는 하는 것을 특징으로 하는 무선 이동 통신 시스템을 제공한다.In order to achieve the second technical problem, the present invention provides a wireless mobile communication system including a plurality of terminals and at least one base station, wherein the plurality of terminals and the number of transmission attempts until a successful connection from any one terminal and By the transceiver and the transceiver for transmitting the ranging request message including the initial access attempt time to the base station, receiving the retransmission probability from the base station, and retransmitting the ranging request message to the base station according to the retransmission probability If a ranging response message corresponding to a ranging request message is not received within a threshold time, the transceiver includes a processor for receiving a retransmission probability of the next frame, and determines whether to retransmit the ranging request message according to the retransmission probability The base station is the number of attempts to transmit And calculating and broadcasting the retransmission probability every frame using an initial access attempt time, and when the ranging request message does not have a collision, transmitting a ranging response message to a corresponding terminal. Provide a system.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, embodiments of the present invention illustrated below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명은 복수의 단말이 공유하는 채널을 통해 초기 접속 또는 대역 요구를 시도하는 랜덤 엑세스 방식이 적용될 수 있는 어떠한 통신 시스템에도 적용이 가능하다. The present invention can be applied to any communication system to which a random access method that attempts initial access or bandwidth request through a channel shared by a plurality of terminals can be applied.
일반적인 랜덤 엑세스 방식은 충돌이 발생하여 실패 할 경우, 단말 분산 알고리즘을 사용하여 복수의 단말들을 분산시켜준다. 일반적으로 사용되는 단말 분산 알고리즘은 BEB 알고리즘이다. 하지만 BEB 알고리즘은 자원 낭비, 불안정 상태로 빠지는 문제, 공정성 문제, 그리고 잠재적 충돌 문제 등을 가지고 있다. 이런 문제들은 단말들이 채널의 전반적인 상태를 고려하지 않고 단말 자신이 백오프 시간을 결정하기 때문이다.In general, a random access method distributes a plurality of terminals using a terminal distribution algorithm when a collision occurs and fails. A commonly used terminal distribution algorithm is the BEB algorithm. The BEB algorithm, however, has resources waste, instability, fairness, and potential conflict. These problems are because the terminals themselves determine the backoff time without considering the overall state of the channel.
따라서, 본 발명은 백오프 시간을 단말에서 결정하는 것이 아닌, 기지국에서 채널의 상태를 고려하여 재전송 확률을 연산하고, 모든 단말들이 재전송 확률에 따라 재전송 할지의 여부를 판단한다. 이렇게 한 프레임에 접속을 시도하는 단말들의 수를 최적화 해줌으로서 BEB 알고리즘의 문제들을 해결한다.Therefore, the present invention does not determine the backoff time at the terminal, but calculates the retransmission probability in consideration of the state of the channel at the base station, and determines whether all the terminals retransmit according to the retransmission probability. The problem of the BEB algorithm is solved by optimizing the number of terminals that attempt to access one frame.
기지국에서 재전송 확률을 연산하기 위해서는 채널의 상태를 알아야 한다. 채널의 상태는 채널에 접속하려는 단말이 하나인지(레인징 성공), 둘 이상인지(레인징 실패), 없는지를 기지국이 알아야한다. 하지만 IEEE 802.16 시스템의 레인징 서브 채널은 OFDMA-CDMA 방식을 사용하기 때문에 현재 채널이 성공인지, 실패인지, 비었는지를 알 수가 없다. 단지 성공하는 단말만을 알 수가 있다. 따라서 접속에 성공한 단말들에서 얻을 수 있는 정보는 3가지가 있다. 첫째는 한프레임에서 접속을 성공한 단말들의 수이고, 두 번째는 한 프레임에서 접속을 성공한 단말들의 각 각의 시도 횟수이고, 마지막은 한 프레임에서 접속을 성공한 단말들의 각각의 지연이다. 이런 제약적인 정보를 가지고 제어에 필요한 파라메터를 예측할 수 있다.In order to calculate the retransmission probability at the base station, it is necessary to know the state of the channel. The status of the channel should be known by the base station whether there is one terminal (ranging success), two or more (ranging failures), or not, trying to access the channel. However, because the ranging subchannel of the IEEE 802.16 system uses the OFDMA-CDMA scheme, it is not known whether the current channel is successful, failed, or empty. Only successful terminals can be known. Therefore, there are three types of information that can be obtained from the terminals that have successfully connected. The first is the number of terminals that have successfully connected in one frame, the second is the number of attempts of each of the terminals that have successfully connected in one frame, and the last is the delay of each of the terminals that have successfully connected in one frame. With this limited information, you can estimate the parameters required for control.
랜덤 엑세스는 기본적으로 슬롯 알로하를 바탕으로 하고 있다. 슬롯 알로하의 처리량은 이다. 여기서 S는 처리량이고, G는 오퍼드 로드(offered load)이다. IEEE 802.16 시스템의 레인징 서브 시스템은 한 프레임은 PN 코드의 개수만큼 단말들이 접속에 성공할 수 있다. 따라서 IEEE 802.16 시스템의 레인징 서브 시스템의 처리량은 가 된다. C는 한 프레임 안에 있는 PN 코드 수이다. 따라서 최대 처리량은 슬롯 알로하 같이 이다. 그리고 슬롯 알로하에서 최대 처리량을 얻기 위한 offered load는 '1'이다. 따라서 IEEE 802.16의 레인징 서브 시스템에서는 이 되고, 최대 처리량을 얻기 위한 offered load는 'C'가 된다.Random access is based on slot aloha by default. Slot Aloha Throughput to be. Where S is throughput and G is offered load. In the ranging subsystem of the IEEE 802.16 system, one frame can be connected to terminals by the number of PN codes. Therefore, the throughput of the ranging subsystem of the IEEE 802.16 system Becomes C is the number of PN codes in a frame. So the maximum throughput is like slot aloha to be. And the offered load to get maximum throughput in slot Aloha is '1'. Therefore, in the ranging subsystem of IEEE 802.16 And the offered load to get the maximum throughput is 'C'.
offered load는 새로 발생한 단말들과 재전송하는 단말들의 합이다. 따라서 offered load는 가 된다. B는 백로그드 유저(backlogged user)들의 수이고, 는 백로그드 유저들의 재전송 확률이다. 재전송 확률을 한 프레임에 엑세스하는 단말의 수가 평균적으로 'C'가 되게 조절한다. 따라서 재전송 확률 가 가장 이상적인 재전송 확률이 된다. BEB 알고리즘은 단말 접속률이 에 근접하면 불안정 상태가 된다. 하지만 앞의 재전송 확률을 갖고 재전송을 하면 최대 처리량을 유지한다. The offered load is the sum of newly generated terminals and retransmitted terminals. So the offered load Becomes B is the number of backlogged users, Is the retransmission probability of backlog users. The retransmission probability is adjusted so that the number of terminals accessing a frame is 'C' on average. Thus retransmission probability Is the most ideal retransmission probability. BEB algorithm has a terminal access rate If it approaches, it becomes unstable. However, retransmission with the previous retransmission probability maintains maximum throughput.
재전송 확률을 연산하기 위해서는 기지국이 단말 접속률, offered load, 그리고 backlogged user 수를 알아야한다. 다음은 앞의 세가지 파라메터들을 예측하는 방법이다.To calculate the retransmission probability, the base station needs to know the terminal access rate, the offered load, and the number of backlogged users. Here is how to predict the first three parameters.
성공한 단말들의 수로 단말 접속률(arrival rate)을 예측한다. 예측하는 방법은 다음과 같다. 시스템이 안정 상태에서는 접속하려는 단말의 수가 성공한 단말의 수가 된다. 따라서 아래와 같이 단말 접속률을 예측 할 수 있다.The terminal access rate is predicted by the number of successful terminals. The prediction method is as follows. When the system is in a stable state, the number of terminals to connect to is the number of successful terminals. Therefore, the terminal access rate can be predicted as follows.
수학식 1은 k번째 프레임에서 단말 접속률을 k-m-1번째 프레임에서부터 k번째 프레임까지의 성공한 단말들의 평균으로 나타낸 것이다. 여기서 m은 프레임 개수이다. 는 i번째 프레임에서 성공한 단말의 수이다. 단말 접속률의 오르내림을 줄이기 위해 단말 접속률을 자기 회귀 처리(autoregressive processing)를 이용한 수학식 2를 사용한다.
여기서 는 k번째 프레임에서의 도착률에서 고주파 성분을 걸러내어 오르내림을 줄인 예측 값이다. 앞의 예측 방법은 예측 지연이 발생한다. 실제 단말 접속률이 갑작스럽게 변하는 환경에서는 예측 지연이 큰 영향을 미친다. 실제 단말 접속률이 갑작스럽게 변하면 예측 지연에 의해 실제 단말 접속률보다 작게 예측이 되고, 작게 예측된 단말 접속률은 offered load와 backlogged user 수의 예측에 영향을 미친다. 따라서 수학식 3과 같이 한 프레임에 접속을 성공하는 단말의 수가 하나도 없는 상태가 일정 시간 동안 계속되면 단말 접속률을 최대값인 로 증가시킨다.here Is a predicted value that reduces high frequency components by filtering high frequency components from the arrival rate in the kth frame. The previous prediction method incurs a prediction delay. In an environment where the actual terminal access rate changes abruptly, the prediction delay has a great effect. If the actual terminal access rate changes abruptly, it is predicted to be smaller than the actual terminal access rate due to the prediction delay, and the small predicted terminal access rate affects the prediction of the offered load and the number of backlogged users. Therefore, as shown in
앞에서 예측한 단말 접속률를 이용하여 offered load와 backlogged user 수를 수학식 4 및 수학식 5와 같이 예측한다.The estimated load and the number of backlogged users are predicted using Equation 4 and
여기서 q는 프레임 개수고, 은 n번째 프레임에서 단말들이 엑세스를 성공할 때까지의 시도 횟수이다. 은 n번째 프레임에서 엑세스를 성공한 단말들의 지연이다. 단말 접속률의 예측에서 사용한 것과 같이 오르내림을 줄이기 위해 autoregressive processing을 이용하면, 수학식 6 및 수학식 7과 같다.Where q is the number of frames, Is the number of attempts until the terminals succeed in access in the nth frame. Is a delay of UEs that have successfully accessed in the nth frame. When autoregressive processing is used to reduce the up and down as used in the prediction of the UE access rate, Equations 6 and 7 are used.
수학식 2, 수학식 6 및 수학식 7의 , , 는 0과 1사이의 값을 갖으며, 오르내림을 조절하는 요소이다.Of
본 발명은 BEB 알고리즘보다 향상된 성능을 보이기 위해서 기지국은 BEB 알고리즘의 지연에 대한 데이터 베이스(Data Base)를 갖고 있는다. 재전송 확률을 위에서 예측한 단말 접속률, offered load, 그리고 backlogged user 수로 연산을 한다. 표1은 상황에 따른 재전송 확률을 보여준다. 표1의 상황에 예측한 offered load을 최대 처리량이 나오는 offered load()와 비교하고, 지연을 BEB 알고리즘의 지연과 비교하면 4가지 상황이 발생한다.In order to show an improved performance of the BEB algorithm, the base station has a database of the delay of the BEB algorithm. The retransmission probability is calculated by the terminal access rate, the offered load, and the number of backlogged users. Table 1 shows the retransmission probability according to the situation. The expected load for the situation shown in Table 1 is compared to the offered load with the maximum throughput. ), And comparing the delay with that of the BEB algorithm, four things happen.
IEEE 802.16 표준에서는 단말에서 기지국으로 전송 시도 횟수와 지연을 연산 할 수 있는 정보를 전송 할 수 없으며, 기지국에서 단말로 재전송 확률을 전송 할 수 없다. 따라서 다음과 같이 IEEE 802.16 표준의 수정이 필요하다. 단말은 레인징 요청 메시지(RNG-REQ)에 전송 시도 횟수와 처음 접속을 시도할 때의 시간을 추가해야한다. 또한, 기지국은 DL-MAP 메시지에 재전송 확률을 추가해야 한다.The IEEE 802.16 standard cannot transmit information for calculating the number of transmission attempts and delays from the terminal to the base station, and cannot transmit the retransmission probability from the base station to the terminal. Therefore, the IEEE 802.16 standard needs to be modified as follows. The UE should add the number of transmission attempts and the time when the first connection is attempted to the ranging request message (RNG-REQ). In addition, the base station should add the retransmission probability to the DL-MAP message.
표 2는 본 발명에서 제안하는 단말에서 기지국으로 전송하는 레인징 요청 메시지 형식이다.Table 2 shows the ranging request message format transmitted from the terminal to the base station proposed in the present invention.
표 3은 본 발명에서 제안하는 기지국에서 단말로 브로드캐스트하는 DL-MAP 메시지 형식이다.Table 3 shows a DL-MAP message format broadcasted by the base station proposed by the present invention to the terminal.
도 3은 본 발명에 따른 무선 이동 통신 시스템의 블럭도이다.3 is a block diagram of a wireless mobile communication system in accordance with the present invention.
도 3의 무선 이동 통신 시스템은 복수의 단말(310-380) 및 적어도 하나의 기지국(390)을 포함한다.The wireless mobile communication system of FIG. 3 includes a plurality of terminals 310-380 and at least one
복수의 단말(310-380)은 각각 송수신부(311) 및 프로세서(312)를 포함한다.The plurality of terminals 310-380 each include a
송수신부(311)는 무선 프로토콜을 처리 수단, 무선 신호를 전송 및 수신하기 위한 안테나 등을 포함한다. 송수신부(311)는 단말에서 접속에 성공할 때까지의 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 포함하는 레인징 요청 메시지를 기지국(390)으로 전송한다. 또한, 송수신부(311)는 재전송 확률을 기지국(390)으로부터 수신한다. 또한, 송수신부(311)는 수신된 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지를 기지국(390)으로 재전송한다. 송수신부(311)의 재전송 동작은 프로세서(312)의 제어를 받는다.The
프로세서(312)는 송수신부(311)에 의해 레인징 요청 메시지에 대응한 레인징 응답 메시지가 임계 시간 내에 수신되지 않으면, 송수신부(311)가 다음 프레임의 재전송 확률을 수신하게 하고, 가장 최근에 수신된 재전송 확률에 따라 레인징 요청 메시지의 재전송 여부를 결정한다. 이때, 임계 시간이란, 타이머가 작동하는 시간으로 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 단말의 성능을 고려하여 적절히 정할 수 있는 정도의 시간이다.If the ranging response message corresponding to the ranging request message is not received by the
기지국(390)은 전송 시도 횟수 및 최초 접속 시도 시간을 이용하여 재전송 확률을 매 프레임마다 연산하여 브로드캐스팅 한다. 또한, 기지국(390)은 레인징 요청 메시지가 충돌이 없는 경우 레인징 응답 메시지를 해당 단말에 전송한다.The
이상, 본 발명에 적용되는 시스템 환경과 재전송 확률 그리고 재전송 확률을 연산하기 위한 단말 접속률, offered load, 그리고 backlogged user 수를 예측하는 방법을 설명하였다. 그리고 단말 접속률, offered load, 그리고 backlogged user 수를 예측하기 위한 상하향 링크의 메시지 형식을 설명하였다.In the above, the system environment, the retransmission probability, and the method for estimating the terminal access rate, the offered load, and the number of backlogged users for calculating the retransmission probability have been described. The message format of uplink and downlink for predicting terminal access rate, offered load, and number of backlogged users is described.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 랜덤 액세스의 백오프 절차를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a backoff procedure of random access according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명에 따른 무선 이동 통신 시스템에서 랜덤 엑세스의 백오프 방법의 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of backing off random access in a wireless mobile communication system according to the present invention.
종래의 백오프 방법과 동일하게, 단말(400)은 기지국(450)으로 보낼 데이터가 있으면 즉시 접속을 시도한다(411). 그러나 동일한 슬롯에 동일한 PN 코드를 사용하여 다른 단말이 메시지를 전송할 수가 있다. 이때, 복수의 단말들이 전송한 메시지들은 충돌이 발생 할 수가 있다.In the same manner as the conventional backoff method, the terminal 400 immediately attempts to access the data if there is data to be sent to the base station 450 (411). However, another terminal may transmit a message by using the same PN code in the same slot. In this case, collisions may occur between the messages transmitted by the plurality of terminals.
메시지를 전송한 단말들은 타이머를 작동시킨다(413). 기지국(450)에서는 메시지를 받는 즉시 레인징 응답 메시지를 보낸다. 단말들은 임계 시간 안에 레인징 응답 메시지를 받지 못하면, 보냈던 메시지를 충돌로 간주하고 재전송 여부를 결정한다(419). 이때, 임계 시간이란, 타이머가 작동하는 시간으로 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 단말의 성능을 고려하여 적절히 정할 수 있는 정도의 시간이다.After transmitting the message, the terminals start a timer (413). The
단말은 타이머가 작동하는 동안 여러 재전송 확률(415)을 수신한다. 재전송 여부는 마지막으로 수신한 재전송 확률(417)을 가지고 단말이 결정을 한다. 단말은 0에서 1사이의 실수를 임의로 선택한다. 선택한 임의의 실수가 마지막으로 수신한 재전송 확률(417)보다 작으면(419) 재전송(421)을 한다. 마찬가지고 이때, 복수의 단말들이 전송한 메시지들은 충돌이 발생 할 수가 있다.The terminal receives several retransmission probabilities 415 while the timer is running. Whether to retransmit is determined by the terminal with the last retransmission probability 417 received. The terminal randomly selects a real number between 0 and 1. If the selected random real number is smaller than the last retransmission probability 417 (419), the retransmission 421 is performed. In this case, the messages transmitted by the plurality of terminals may conflict.
처음 접속 시도와 마찬가지고 메시지를 전송한 단말들은 타이머를 작동시키고(423), 타이머가 작동하는 동안 여러 재전송 확률(425)을 수신한다. 기지국(450)으로부터 레인징 응답 메시지를 기다리던 단말(400)은 레인징 응답 메시지를 타이머 종료시까지 즉, 임계 시간 내에 받지 못하면 보냈던 메시지를 충돌로 간주하고 마지막으로 수신한 재전송 확률(427)을 가지고 재전송 여부를 결정(429)한다. As with the initial connection attempt, the terminals sending the message start the timer 423 and receive several retransmission probabilities 425 while the timer is running. When the terminal 400 waiting for the ranging response message from the
이때, 재전송 여부 결정 과정은 앞에서와 마찬가지로 단말이 0에서 1사이의 실수를 임의로 선택하고, 선택한 임의의 실수와 마지막으로 수신한 재전송 확률(427)을 비교한다. 임의의 실수보다 재전송 확률이 크면(429) 재전송을 하지 않는다. 재전송을 하지 않은 경우, 다시 재전송 확률(431)을 수신한다. 새롭게 수신한 재전송 확률(431)을 가지고 재전송 여부를 결정(433)한다. 앞에서와 마찬가지로 임의의 실수를 선택하고 선택한 임의의 실수와 새롭게 수신한 재전송 확률(431)을 비교하여 재전송 여부를 결정(433)한다. In this case, the retransmission determination process, as described above, the UE randomly selects a real number between 0 and 1, and compares the random number selected with the last retransmission probability 427. If the probability of retransmission is greater than any real number (429), retransmission is not performed. If the retransmission is not performed, the retransmission probability 431 is received again. The new transmission retransmission probability 431 is used to determine whether to retransmit 433. As before, a random real number is selected, and the selected random real number is compared with the newly received retransmission probability 431 to determine whether to retransmit.
레인징이 성공 할 때까지, 단말(400)은 재전송 확률(435)을 수신하고 재전송 여부를 결정(437)한다. 단말이 레인징 응답 메시지(441)를 받으면 보냈던 메시지는 성공을 한다.Until the ranging is successful, the terminal 400 receives the retransmission probability 435 and determines 437 whether to retransmit. When the terminal receives the ranging response message 441, the message sent is successful.
기지국(450)에서는 매 프레임마다 성공하는 단말들의 수와, 성공한 단말들에서 얻는 시도 횟수와, 처음 접속을 시도한 시간으로 재전송 확률들(415, 417, 425, 427, 431, 435)을 연산한다. 연산된 재전송 확률은 모든 단말들에게 전송되어진다. 모든 단말들은 위에서 설명한 레인징 절차를 따른다. 재전송 확률은 현재 접속하려는 단말들이 많으면 작아지고, 단말들이 적으면 커진다. 따라서 항상 한 프레임에 접속하는 단말의 수를 최적화 시켜준다.The
이하, 도 5와 6을 참조하여 본 발명에 따른 기지국 및 단말에서 수행되는 절차를 각각 상세히 설명한다.Hereinafter, the procedures performed in the base station and the terminal according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6.
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 랜덤 엑세스의 백오프를 구현하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a procedure for implementing backoff of random access in a base station according to the present invention.
도 5를 참조하면, 기지국에서 복수의 단말들에 의해 전송된 복수의 레인징 요청 메시지들이 수신한다(501 과정). 레인징 채널을 통해 전송된 데이터들이 충돌하지 않을 경우에 한하여 기지국은 특정 단말로부터 전송된 소정의 레인징 요청 메시지를 정상적으로 복조한다(503 과정).Referring to FIG. 5, a plurality of ranging request messages transmitted by a plurality of terminals are received at a base station (operation 501). Only when data transmitted through the ranging channel does not collide with each other, the base station normally demodulates a predetermined ranging request message transmitted from a specific terminal (step 503).
정상적으로 수신되어 복조된 메시지들의 수로 단말 접속률을 예측한다(505 과정). 예측 방법은 앞에서 설명한 것과 같이, 일정 프레임 수 동안 레인징을 성공한 단말들의 평균 개수로 예측을 한다. 위에서 설명을 한 것과 같이, 예측된 단말 접속률이 '0'이면(507 과정) N을 하나씩 증가시키고(509 과정), '0'이 아니면 N의 값을 0으로 설정한다(511 과정). 여기서, N은 예측 단말 접속률 값이 '0'이었던 프레임 수를 나타낸다. N이 일정 프레임수 Q가 되면(513 과정) 예측 단말 접속률을 최대값인 로 증가시킨다(515 과정).The UE access rate is estimated based on the number of normally received and demodulated messages (step 505). As described above, the prediction method predicts the average number of terminals that have successfully ranged for a certain number of frames. As described above, if the predicted terminal access rate is '0' (step 507), N is incremented by one (step 509). If not, the value of N is set to 0 (step 511). Here, N represents the number of frames where the prediction terminal access rate value was '0'. When N becomes a certain number of frames Q (step 513), the predicted terminal access rate is the maximum value. (Step 515).
다음으로 성공적으로 복조된 메시지들로부터 각각의 단말들의 시도 횟수와 처음 접속을 시도한 시간의 정보를 추출한다(517 과정). Next, information on the number of attempts of each terminal and the time of first access is extracted from the successfully demodulated messages (step 517).
이것은 앞에서 예측된 단말 접속률과 함께 offered load와 backlogged user 수를 예측(519 과정)하는데 사용된다.This is used to predict the offered load and the number of backlogged users along with the expected terminal access rate (step 519).
기지국은 BEB 알고리즘의 지연 DB(Data Base)를 구비할 수 있다. 이 지연 DB는 표 1에서 채널의 상황을 판단하는 기준이 된다. 채널의 상황을 고려하여, 이고 이면(523) 재전송 확률은 (525)이 되고, 나머지 상황에서 재전송 확률은 )(527)가 된다.The base station may have a delay data base (DB) of the BEB algorithm. This delay DB serves as a criterion for determining the state of the channel in Table 1. Given the situation of the channel, ego Back (523) retransmission probability (525), and in the rest of the situation the probability of retransmission (527).
이렇게 연산된 재전송 확률은 DL-MAP 메시지에 포함되어 기지국에서 모든 단말들에게 브로드캐스트 된다(529 과정). 모든 단말들은 재전송 확률을 수신하고 재전송 여부를 판단한다.The calculated retransmission probability is included in the DL-MAP message and broadcasted to all terminals by the base station (step 529). All terminals receive the retransmission probability and determine whether to retransmit.
도 6은 본 발명에 따른 단말에서 랜덤 엑세스의 백오프를 구현하기 위한 절차를 나타낸 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a procedure for implementing backoff of random access in a terminal according to the present invention.
도 6을 참조하면, 단말은 랜덤 엑세스를 통해 시도횟수와 처음 접속을 시도한 시간을 포함하여 레인징 요청 메시지(초기 레인징, 핸드오프 레인징, 주기적 레인징 그리고 대역폭 요청)를 기지국으로 전송하고, 타이머를 작동시킨다(601 과정). 기지국은 성공적으로 메시지를 받은 단말에게 레인징 응답 메시지를 보낸다.Referring to FIG. 6, the terminal transmits a ranging request message (initial ranging, handoff ranging, periodic ranging, and bandwidth request) to the base station, including the number of attempts and the time of first access through the random access. Start the timer (step 601). The base station sends a ranging response message to the terminal that has successfully received the message.
단말은 기지국으로부터 레인징 응답 메시지를 받으면(603 과정) 레인징 응답 메시지 처리 결과를 확인한다(615 과정). 그러나, 타이머 종료시까지 즉, 임계 시간 내에 레인징 응답 메시지를 수신하지 못하면(603 과정), 기지국이 브로드캐스트한 재전송 확률을 수신한다(607 과정). When the terminal receives the ranging response message from the base station (step 603), the terminal checks the processing result of the ranging response message (step 615). However, if the ranging response message is not received until the end of the timer, that is, within the threshold time (step 603), the base station receives the retransmission probability broadcast by the base station (step 607).
단말은 0에서 1사이의 임의 실수를 선택하고, 선택한 임의의 실수와 수신한 재전송 확률을 비교한다(609 과정). 임의의 실수가 재전송 확률보다 크면(609 과정) 새로운 재전송 확률을 수신한다(607 과정). The terminal selects a random real number between 0 and 1, and compares the selected random real number with the received retransmission probability (step 609). If any real number is greater than the retransmission probability (step 609), a new retransmission probability is received (step 607).
임의의 실수가 재전송 확률보다 작으면, 임의의 슬롯과 PN 코드를 선택한다. 선택한 슬롯과 PN 코드를 사용하여 시도 횟수와 처음 접속을 시도한 시간을 포함하여 레인징 요청 메시지를 전송한다(611 과정). 이때, 타이머를 작동시킨다. If any real number is less than the retransmission probability, select a random slot and PN code. The ranging request message is transmitted using the selected slot and the PN code, including the number of attempts and the time of first access. At this time, operate the timer.
기지국으로부터 타이머 종료시까지 즉, 임계 시간내에 레인징 응답 메시지를 받으면(613 과정) 레인징 응답 메시지 처리 결과를 확인한다(615 과정). 레인징 응답 메시지를 받지 못하고 타이머가 종료되면(613 과정) 새로운 재전송 확률을 수신하여 위의 과정(607-611 과정)을 반복한다. 이때, 재전송 여부의 결정은 가장 최근에 수신된 재전송 확률에 따른다.When the ranging response message is received from the base station until the timer expires, that is, within the threshold time (step 613), the ranging response message processing result is checked (step 615). If the timer is not received without receiving the ranging response message (step 613), a new retransmission probability is received to repeat the above process (steps 607-611). At this time, whether to retransmit is determined according to the most recently received retransmission probability.
바람직하게는, 본 발명의 무선 이동 통신 시스템에서 랜덤 엑세스의 백오프 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록하여 제공할 수 있다.Preferably, in the wireless mobile communication system of the present invention, a program for executing the backoff method of random access on a computer may be recorded and provided on a computer-readable recording medium.
본 발명은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 가능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.The invention can be implemented via software. When implemented in software, the constituent means of the present invention are code segments that perform the necessary work. The program or code segments may be stored on a processor readable medium or transmitted by a computer data signal coupled with a carrier on a transmission medium or network.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 테이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, DVD±ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크(hard disk), 광데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data is stored which can be read by a computer system. Examples of computer-readable recording devices include ROM, RAM, CD-ROM, DVD ± ROM, DVD-RAM, magnetic tape, floppy disks, hard disks, optical data storage devices, and the like. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer devices so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those skilled in the art that various modifications and embodiments may be made therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의하면, 기지국에서 충돌과 빈 채널을 구별할 수 없는 무선 이동 통신 시스템에서 효과적인 랜덤 엑세스를 구현할 수 있고, 기지국에서 채널의 상황을 판단하여 재접속 여부를 판단하기 때문에 최적화된 단말 수만이 접속을 시도하여 채널 혼잡시 기지국 접속에 소요되는 지연을 감소시키면서 처리량을 증가시킬 수 있으며, BEB 알고리즘의 자원을 낭비하는 문제, 불안정 상태로 빠지는 문제, 공정성 문제 및 잠재적 충돌 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, an effective random access can be implemented in a wireless mobile communication system in which a base station cannot distinguish a collision from an empty channel, and only an optimized number of terminals can access a connection because the base station determines the channel status. At the same time, the throughput can be increased while reducing the delay of accessing a base station during channel congestion, and it is possible to solve the problem of wasting resources of BEB algorithm, falling into instability, fairness problem and potential collision problem.
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030065137A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-06 | 한국과학기술원 | Method for controlling access of mobile terminals |
KR20040027150A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | 엘지전자 주식회사 | Back-off time controlling method |
WO2006042784A1 (en) | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Ipwireless Inc | A method and an apparatus for scheduling transmissions and retransmissions in a cellular communication system based on the load of said system |
KR20060078209A (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 인하대학교 산학협력단 | Method and device of load-based dynamic backoff algorithm to support quality of service in contention-based shared medium |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030065137A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-06 | 한국과학기술원 | Method for controlling access of mobile terminals |
KR20040027150A (en) * | 2002-09-27 | 2004-04-01 | 엘지전자 주식회사 | Back-off time controlling method |
WO2006042784A1 (en) | 2004-10-19 | 2006-04-27 | Ipwireless Inc | A method and an apparatus for scheduling transmissions and retransmissions in a cellular communication system based on the load of said system |
KR20060078209A (en) * | 2004-12-30 | 2006-07-05 | 인하대학교 산학협력단 | Method and device of load-based dynamic backoff algorithm to support quality of service in contention-based shared medium |
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