KR100864229B1 - Random access method in wireless access network - Google Patents

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Abstract

이동단말의 액세스 성공률(throughtput)을 랜덤 액세스 트래픽 양에 상관없이 최적화시킬 수 있는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법이 제공된다. 본 발명에 의한 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법은 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스 시도 시 충돌 경험값을 전송하는 단계, 충돌 경험값을 이용하여 이동단말의 충돌 비율을 구하는 단계, 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율을 비교하여 그 비교 결과에 따라 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계, 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과를 전송하는 단계, 및 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 랜덤 액세스 결과를 확인하여 랜덤 액세스 결과가 성공인 경우 데이터를 전송하고 충돌 경험값을 0으로 초기화시키며, 랜덤 액세스 결과가 실패인 경우 충돌 경험값을 증가시키고 조절된 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스를 재시도하는 단계를 포함한다.There is provided a random access method in a wireless access network capable of optimizing an access throughput of a mobile terminal regardless of the amount of random access traffic. In the random access method in the wireless access network according to the present invention, selecting a random access channel slot in the contention window to transmit a collision experience value when attempting a random access, obtaining a collision rate of the mobile terminal using the collision experience value, Comparing the collision rate of the mobile station with the optimal collision rate and adjusting the size of the contention window according to the comparison result, transmitting the adjusted contention window size and the random access result for the random access channel slot, and adjusting It checks the size of the competing contention window and the random access result and transmits data when the random access result is successful, and initializes the collision experience value to 0. If the random access result is failure, increases the collision experience value and increases the Selecting a random access channel slot to retry the random access do.

무선 통신, 랜덤 액세스, 경쟁 윈도우, 충돌 경험값, 충돌 비율 Wireless communication, random access, contention window, collision experience value, collision rate

Description

무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법{Random access method in wireless access network}Random access method in wireless access network

도 1은 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 2는 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법에서의 이동단말의 상태 천이도이다.2 is a state transition diagram of a mobile terminal in a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 3은 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법에서의 기지국의 상태 천이도이다.3 is a state transition diagram of a base station in a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 and 6 are flowcharts illustrating a random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

100: 이동단말 200: 기지국100: mobile terminal 200: base station

본 발명은 랜덤 액세스 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 액세스 망에서 이동단말이 기지국에 랜덤 액세스 시 기지국에서 이동단말들의 랜덤 액세스 트래픽 양을 측정하는 방법을 통하여 랜덤 액세스 채널의 크기를 실시간으로 제어함으로써, 이동단말들의 액세스 성공률을 랜덤 액세스 트래픽 양에 상관없이 최적화시킬 수 있도록 한 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a random access method, and more particularly, to control the size of a random access channel in real time through a method of measuring the amount of random access traffic of mobile stations at a base station when the mobile station randomly accesses a base station in a wireless access network. By doing so, the present invention relates to a random access method in a wireless access network capable of optimizing an access success rate of mobile terminals irrespective of the amount of random access traffic.

도 1은 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 1을 참조하면, 기지국(Base Station)(20)에서는 랜덤 액세스 채널(Random Access Channel) 슬롯들로 구성된 일련의 경쟁 윈도우(Contention Window: CW)를 상향 링크(Up Link)를 통하여 제공하고, 이동단말(10)들은 경쟁 윈도우에 랜덤 액세스한다. 기지국(20)에서는 경쟁 윈도우 내의 각 랜덤 액세스 채널 슬롯들의 상태(성공(Successful), 충돌(Collided), 혹은 무효(Empty))를 확인하여 하향 링크(Down Link)를 통해 이동단말(10)들에게 그 결과를 전달하고, 각 이동단말(10)은 자신들이 액세스한 슬롯의 결과를 확인함으로써 결과를 피드백 받는다.Referring to FIG. 1, the base station 20 provides a contention window (CW) configured with random access channel slots through an uplink and moves. The terminals 10 randomly access the contention window. The base station 20 checks the status (Successful, Collided, or Invalid) of each random access channel slot in the contention window to the mobile station 10 through the downlink. The result is transmitted, and each mobile terminal 10 receives the result by checking the result of the slots to which they have accessed.

이때, 이동단말(10)이 기지국(20)으로부터 충돌 결과를 피드백 받으면, 이동단말(10)은 이진 지수 백오프(Binary Exponential Back-off: BEB) 없이 다음 프레임을 통하여 다시 랜덤 액세스하게 된다.At this time, when the mobile terminal 10 receives the collision result from the base station 20, the mobile terminal 10 is randomly accessed again through the next frame without binary exponential back-off (BEB).

한편, 슬로티드 알로하(Slotted Aloha) 방식의 랜덤 액세스는 최대 throughput이 1/e로 알려져 있고, 최대 throughput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율은 1-2/e로 알려져 있다. On the other hand, the slotted Aloha scheme random access has a maximum throughput of 1 / e, and an optimal collision rate per slot when reaching the maximum throughput is known to be 1-2 / e.

기지국(20)에서는 이동단말(10)들의 서비스요청을 단위시간 내에 최대한 많이, 그리고 지연 없이 처리하기 위해서 시스템의 최대 throughput을 유지하는 것이 중요한데, 이동단말(10)들의 서비스 요청 랜덤 액세스 트래픽 양은 일정치 않고 시간에 따라서 항상 변화한다. 이에 따라, 이동단말(10)들의 랜덤 액세스 트래픽 양에 맞게 경쟁 윈도우를 제어함으로써, 슬롯당 발생하는 충돌 비율을 최대 throughput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율로 유지한다는 것은 곧 시스템의 최대 throughput을 유지할 수 있다는 것을 의미한다.In the base station 20, it is important to maintain the maximum throughput of the system in order to process the service requests of the mobile terminals 10 as much as possible in a unit time without delay, the amount of service request random access traffic of the mobile terminals 10 is constant It always changes with time. Accordingly, by controlling the contention window according to the amount of random access traffic of the mobile terminals 10, maintaining the collision rate generated per slot at the optimal collision rate per slot when reaching the maximum throughput is the maximum throughput of the system. It means you can keep.

그러나, 기지국(20)에서 이동단말(10)들로부터 랜덤으로 발생하는 트래픽 양을 직접 측정하고 예측한다는 것은 어려운 일이다. 따라서, 슬롯당 발생하는 충돌 비율을 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율을 통하여 측정하게 된다. 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율은 다음과 같이 정의된다.However, it is difficult to directly measure and predict the amount of traffic randomly generated from the mobile stations 10 in the base station 20. Therefore, the collision rate occurring per slot is measured through the collision rate observed in the contention window. The collision rate observed in the contention window is defined as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112006090443651-pat00001
Figure 112006090443651-pat00002
Figure 112006090443651-pat00001
Figure 112006090443651-pat00002

여기서,

Figure 112006090443651-pat00003
은 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율이고,
Figure 112006090443651-pat00004
은 경쟁 윈도우 내에서 액세스 충돌이 발생한 랜덤 액세스 채널 슬롯의 개수이며, CW 는 경쟁 윈도우이다.here,
Figure 112006090443651-pat00003
Is the collision rate observed in the competitive window,
Figure 112006090443651-pat00004
Is the number of random access channel slots in which an access collision has occurred within the contention window, and CW is the contention window.

이하에서는 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법의 동작에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the random access control method in the wireless access network according to the prior art will be described.

도 2는 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법에서의 이동단말의 상태 천이도이다.2 is a state transition diagram of a mobile terminal in a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 2를 참조하면, 이동단말은 보낼 데이터가 전송 버퍼에 도착하면(S10) 경쟁 윈도우(0≤i≤CW-1) 사이의 랜덤 액세스 채널 슬롯(Ri)을 선택하여 랜덤 액세스를 시도한다(S12).Referring to FIG. 2, when data to be transmitted arrives in the transmission buffer (S10), the mobile station selects a random access channel slot Ri between the contention windows (0 ≦ i ≦ CW-1) and attempts random access (S12). ).

이후, 기지국에서 전송하는 하향 링크(Down Link) 프레임을 통하여 새로운 경쟁 윈도우를 확인하고 슬롯 Ri의 결과를 확인한다(S14). 확인 결과, 성공이면 데이터를 보내고(S16 ~ S18) 성공이 아닌 경우 그 다음 프레임의 경쟁 윈도우 내에서 다시 랜덤 액세스를 시도한다(S16, S12).Thereafter, a new contention window is checked through a downlink frame transmitted from the base station, and a result of the slot Ri is checked (S14). As a result of the check, if the data is successful (S16 to S18), if not successful, random access is attempted again within the contention window of the next frame (S16 and S12).

도 3은 종래기술에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법에서의 기지국의 상태 천이도이다.3 is a state transition diagram of a base station in a random access control method in a wireless access network according to the prior art.

도 3을 참조하면, 이동단말들이 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스를 하면, 기지국에서는 이동단말들로부터 랜덤 액세스를 받아 경쟁 윈도우 내의 각 랜덤 액세스 채널 슬롯의 랜덤 액세스 상태를 확인한다(S20).Referring to FIG. 3, when the mobile stations select a random access channel slot in the contention window to perform random access, the base station receives random access from the mobile stations and checks the random access state of each random access channel slot in the contention window ( S20).

이후, 경쟁 윈도우 내의 충돌된 슬롯들을 확인하고 상기의 [수학식 1]에 의해 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율을 계산한다(S30). 계산 결과, 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율이 최대 throughput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비 율보다 큰 경우 경쟁 윈도우의 크기를 증가시키고, 증가된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 경쟁 윈도우의 최대 크기와 비교하여 이 중 작은 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정한다(S40 ~ S50).  Then, the collision slots in the contention window are identified and the collision rate observed in the contention window is calculated by Equation 1 above (S30). As a result of the calculation, if the collision rate observed in the contention window is larger than the optimal collision rate per slot when the maximum throughput is reached, the size of the contention window is increased, and the increased contention window size is the maximum size of the preset contention window. In comparison with this, the smaller value is set as the size of the new contention window (S40 to S50).

즉, 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율을 낮춤으로써 상기 최적의 충돌 비율에 도달할 수 있고, 이것은 경쟁 윈도우를 증가해야 하는 것을 의미한다. 따라서, 증가된 경쟁 윈도우와 현재 시스템에 설정된 최대 경쟁 윈도우를 비교해서 작은 값을 새로운 경쟁 윈도우로 취한다.That is, the optimal collision rate can be reached by lowering the collision rate observed in the contention window, which means that the contention window must be increased. Therefore, a small value is taken as the new competitive window by comparing the increased contention window with the maximum contention window currently set in the system.

이와 반대로, 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율이 최대 throughput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율보다 작은 경우, 경쟁 윈도우의 크기를 감소시키고 감소된 경쟁 윈도우의 크기와 현재 시스템에 설정된 경쟁 윈도우의 최소 크기를 비교해서 이 중 큰 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정한다(S60 ~ S70).Conversely, if the collision rate observed in the contention window is less than the optimal collision rate per slot when the maximum throughput is reached, reduce the size of the contention window and reduce the size of the contention window and the minimum of the contention window currently set in the system. The size is compared and the larger value is set as the size of the new contention window (S60 to S70).

이후, 기지국은 하향 링크 프레임을 통해서 경쟁 윈도우의 각 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과와 새로 선정된 경쟁 윈도우를 이동단말로 보낸다(S80).Thereafter, the base station sends a random access result and a newly selected contention window for each random access channel slot of the contention window to the mobile station through the downlink frame (S80).

그런데, 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율은 항상 경쟁 윈도우를 기준으로 측정되는 값이기 때문에, 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율과 최대 throughtput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율의 비교를 통해서 경쟁 윈도우를 제어하는 경우, 경쟁 윈도우가 적정치 이하로 작아지는 경우가 발생한다.However, since the collision rate observed in the contention window is always measured based on the contention window, the contention rate is determined by comparing the collision rate observed in the contention window with the optimal collision rate per slot when the maximum throughtput is reached. In the case of a control, the case where a contention window becomes small below an appropriate value arises.

이와 같이, 경쟁 윈도우가 적정치 이하로 작아지는 경우, 측정된 경쟁 윈도우에서 관찰되는 충돌 비율은 현재 발생하고 있는 이동단말들의 랜덤 트래픽 양을 제대로 반영하지 못한 값이 되고, 이를 다시 최대 throughtput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율과 비교하여 경쟁 윈도우를 조절한다는 것은 무의미해진다.As such, when the contention window is smaller than an appropriate value, the collision rate observed in the measured contention window is a value that does not properly reflect the amount of random traffic of mobile stations that are currently occurring, and reaches a maximum throughtput again. It is pointless to adjust the contention window compared to the optimal collision rate per slot.

예를 들어, 최대 throughtput에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율의 값이 약 0.26인 경우, 4개의 랜덤 액세스 채널 슬롯보다 작은 경쟁 윈도우에서 측정된 충돌 비율 값과 비교하여 경쟁 윈도우를 다시 제어하는 것은 부정확하고, 경쟁 윈도우가 점점 작아질수록 부정확함은 더욱 가중된다. 이에 따라서, 시스템에서 최소 4이상의 경쟁 윈도우를 유지해야 한다.For example, if the value of the optimal collision rate per slot when reaching the maximum throughtput is about 0.26, then the contention window is re-controlled compared to the collision rate value measured in the contention window smaller than four random access channel slots. The inaccuracy is incorrect, and the smaller the contention window, the greater the inaccuracy. Accordingly, the system must maintain at least four contention windows.

이와 같은 부정확한 제어로 인하여 실질적인 랜덤 액세스 트래픽 양이 4이하의 경쟁 윈도우에서 최대 throughput을 낼 수 있는 상황인 경우에는 최적의 경쟁 윈도우 제어가 불가능하여 시스템의 성능 저하가 발생하며, 이럴 경우 필요 이상의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 유지해야 하기 때문에 시스템 자원의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있었다.Due to such inaccurate control, when the actual amount of random access traffic can reach the maximum throughput in the contention window of 4 or less, optimal contention window control is impossible, resulting in system performance degradation. There is a problem that wastes of system resources because the access channel slot must be maintained.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 무선 액세스 망에서 이동단말이 기지국의 상향 링크에 랜덤 액세스 시 기지국에서 이동단말들의 랜덤 액세스 트래픽 양을 측정하는 방법을 통하여 랜덤 액세스 채널의 크기를 실시간으로 제어함으로써 이동단말들의 액세스 성공률을 랜덤 액세스 트래픽 양에 상관없이 최적화시킬 수 있도록 한 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 제어 방법을 제공하는 데에 있다.The present invention provides a mobile terminal by controlling the size of a random access channel in real time through a method for measuring the amount of random access traffic of mobile stations by a base station when the mobile station randomly accesses an uplink of a base station in a wireless access network. The present invention provides a random access control method in a wireless access network that can optimize their success rate regardless of the amount of random access traffic.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법은, 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스 시도 시 충돌 경험값을 전송하는 단계; 상기 충돌 경험값을 이용하여 이동단말의 충돌 비율을 구하는 단계; 상기 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율을 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계; 상기 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과를 전송하는 단계; 및 상기 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 상기 랜덤 액세스 결과를 확인하여 상기 랜덤 액세스 결과가 성공인 경우 데이터를 전송하고 상기 충돌 경험값을 0으로 초기화시키며, 상기 랜덤 액세스 결과가 실패인 경우 상기 충돌 경험값을 증가시키고 상기 조절된 경쟁 윈도우 내의 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스를 재시도하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a random access method in a wireless access network, the method comprising: selecting a random access channel slot in a contention window and transmitting a collision experience value at a random access attempt; Obtaining a collision rate of a mobile terminal using the collision experience value; Comparing the collision ratio of the mobile terminal with the optimal collision ratio and adjusting the size of the contention window according to the comparison result; Transmitting a random access result for the adjusted contention window size and the random access channel slot; And checking the adjusted contention window size and the random access result to transmit data when the random access result is successful, and initializing the collision experience value to 0, and when the random access result is failed, the collision experience value. Increasing and selecting the random access channel slot within the adjusted contention window to retry random access.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동단말의 충돌 비율을 구하는 단계에서, 상기 이동단말의 충돌 비율은 다음의 식에 의해서 구해질 수 있다.In an embodiment of the present invention, in the step of calculating the collision rate of the mobile terminal, the collision rate of the mobile terminal can be obtained by the following equation.

Figure 112006090443651-pat00005
Figure 112006090443651-pat00006
Figure 112006090443651-pat00007
Figure 112006090443651-pat00005
Figure 112006090443651-pat00006
Figure 112006090443651-pat00007

여기서,

Figure 112006090443651-pat00008
은 상기 이동단말의 충돌 비율이고,
Figure 112006090443651-pat00009
은 한 프레임 내에서 랜덤 액세스 성공한 상기 이동단말로부터 전송된 충돌 경험값의 평균이며,
Figure 112006090443651-pat00010
은 상기 경쟁 윈도우 내에서 액세스 성공이 발생한 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯의 개수이다.here,
Figure 112006090443651-pat00008
Is the collision rate of the mobile terminal,
Figure 112006090443651-pat00009
Is the average of the collision experience values transmitted from the mobile station which has been randomly accessed in one frame,
Figure 112006090443651-pat00010
Is the number of random access channel slots in which access success occurred within the contention window.

상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계는, 상기 이동단말의 충돌 비율이 상기 최적의 충돌 비율보다 큰 경우 상기 경쟁 윈도우의 크기를 증가시키고, 상기 증가된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 최대 경쟁 윈도우 크기와 비교하여 작은 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정하는 단계; 상기 이동단말의 충돌 비율이 상기 최적의 충돌 비율보다 작은 경우 상기 경쟁 윈도우의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 최소 경쟁 윈도우의 크기와 비교하여 큰 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정하는 단계; 및 상기 설정된 경쟁 윈도우의 크기로 상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.The adjusting the size of the contention window may include increasing the size of the contention window when the collision rate of the mobile terminal is greater than the optimal contention rate, and increasing the size of the increased contention window with a preset maximum contention window size. Comparing and setting a smaller value to the size of the new contention window; If the collision rate of the mobile terminal is smaller than the optimal collision rate, the size of the contention window is reduced, and a larger value is compared with the reduced size of the contention window to a size of the new contention window. Setting to; And adjusting the size of the contention window to the size of the set contention window.

상기 충돌 경험값은 첫 번째 랜덤 액세스 시도 시 0의 값을 가지는 것이 바람직하다.
상기 이동단말의 충돌 비율과 상기 최적의 충돌 비율을 비교하는 단계 시, 상기 최적의 충돌 비율에 히스테리시스 마진을 도입하여 상기 최적의 충돌 비율 경계 지역에서 상기 경쟁 윈도우가 지속적으로 가감되는 핑퐁 이펙트를 방지하도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the collision experience value has a value of 0 at the first random access attempt.
In the step of comparing the collision rate of the mobile terminal and the optimal collision ratio, a hysteresis margin is introduced to the optimal collision ratio to prevent the ping-pong effect that the competition window is continuously added or subtracted at the optimal collision ratio boundary region. It is desirable to.

삭제delete

상기 최적의 충돌 비율은 최대 액세스 성공률(throughput)에 도달할 때의 슬 롯당 최적의 충돌 비율인 것이 바람직하다.The optimal collision rate is preferably the optimal collision rate per slot when the maximum access success rate is reached.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법의 개념도이다.4 is a conceptual diagram of a random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 기지국(200)에서는 랜덤 액세스 채널 슬롯들로 구성된 일련의 경쟁 윈도우를 상향 링크를 통하여 제공하고, 이동단말(100)들은 기지국(200)으로부터 제공받은 경쟁 윈도우에 랜덤 액세스한다. 여기서, 이동단말(100)은 노트북, 핸드폰, 개인휴대단말기(PDA) 등을 포함한다.Referring to FIG. 4, the base station 200 provides a series of contention windows composed of random access channel slots through the uplink, and the mobile stations 100 randomly access the contention window provided from the base station 200. Here, the mobile terminal 100 includes a laptop, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA).

이후, 이동단말(100)들이 기지국(200)으로부터 랜덤 액세스 결과를 피드백 받아 확인한 결과 성공일 경우, 이동단말(100)들은 기지국(200)으로 보낼 데이터를 전송한다.Subsequently, when the mobile terminal 100 receives the random access result from the base station 200 and confirms the result of the feedback, the mobile terminal 100 transmits data to be transmitted to the base station 200.

하지만, 이와 반대로 이동단말(100)들이 기지국(200)으로부터 랜덤 액세스 결과를 피드백 받아 확인한 결과 실패(충돌 또는 무효)일 경우, 이동단말(100)들은 충돌 경험값(Hc)을 증가시키고 증가된 충돌 경험값을 가지고 랜덤 액세스를 재시도한다.On the contrary, if the mobile station 100 receives a random access result from the base station 200 and checks the random access result, the mobile station 100 increases the collision experience value Hc and increases the collision. Retry random access with experience.

이후, 기지국(200)에서 각 이동단말(100)로부터 관찰된 충돌 경험값을 수신하여 이동단말(100)의 충돌 비율을 계산하고 최적의 충돌 비율과 비교함으로써 경쟁 윈도우를 제어한다.
충돌 비율 경계 지역이라 함은 최적의 충돌 비율(

Figure 112008017148373-pat00042
)값에 히스테리시스 마진(이하 'ε'라 한다.)값을 더하거나 뺀 값의 최적의 범위를 일컫는다.
최적의 충돌 비율은 최대 throughtput에 도달할 때의 슬롯(slot)당 충돌비율값(1-2/e)을 계산하고 이 값을 이용하여 제어를 하게 되는 데 이에 대한 경계지역이라 함은 계산된 값의 바운더리(±ε)를 말한다.Thereafter, the base station 200 receives a collision experience value observed from each mobile terminal 100, calculates a collision ratio of the mobile terminal 100, and controls the contention window by comparing with the optimal collision rate.
The collision rate boundary area is the optimal collision rate (
Figure 112008017148373-pat00042
) Is the optimal range of the value added or subtracted from the hysteresis margin (hereinafter referred to as 'ε').
The optimal collision rate is calculated by calculating the collision rate value (1-2 / e) per slot when the maximum throughtput is reached and using this value to control the boundary area. The boundary of (± ε).

즉, 종래의 경우 기지국에서는 최적의 충돌 비율을 측정하기 위하여 경쟁 윈도우의 충돌 비율을 이용하는 반면에, 본 발명의 실시예에서는 최적의 충돌 비율을 측정하기 위해서 이동단말(100)의 충돌 비율을 이용하는 폐쇄 루프(closed loop) 제어 방식을 채택한다.That is, in the conventional case, the base station uses the collision rate of the contention window to measure the optimal collision rate, whereas in the embodiment of the present invention, the base station uses the collision rate of the mobile terminal 100 to measure the optimal collision rate. Adopt a closed loop control method.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법을 도 4 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 6.

도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 5는 이동단말의 상태 천이도를 나타낸 것이고 도 6은 기지국의 상태 천이도를 나타낸 것이다.5 and 6 are flowcharts illustrating a random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a state transition diagram of a mobile station, and FIG. 6 is a state transition diagram of a base station. will be.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 먼저 보내고자 하는 데이터가 이동단말(100)에 도착하면(S100), 이동단말(100)은 기지국(200)으로부터 제공받은 경쟁 윈도우(0≤i≤CW-1) 내에서 랜덤 액세스 채널 슬롯(Ri)을 선택하고, 선택된 랜덤 액세스 채널 슬롯을 통해 충돌 경험값(Hc)을 기지국(200)으로 피기백(piggyback)하여 랜덤 액세스를 시도한다(S110). 4 to 6, when data to be sent first arrives at the mobile terminal 100 (S100), the mobile terminal 100 receives a contention window (0 ≦ i ≦ CW-1) provided from the base station 200. In step S110, random access channel slot Ri is selected, and the collision experience value Hc is piggybacked to base station 200 through the selected random access channel slot to attempt random access (S110).

이때, 충돌 경험값은 초기값으로서 0의 값을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 이동단말(100)이 충돌 경험값을 기지국(200)으로 전송하는 방법은 상향 링크의 어떠한 논리 채널이나 물리 채널을 통하여 전송하는 모든 방법과 어느 시간에 전송해야 하는지에 관한 시간 결정 사항을 모두 포함할 수 있다.At this time, it is preferable that the collision experience value has a value of 0 as an initial value. In addition, the method for transmitting the collision experience value to the base station 200 by the mobile terminal 100 includes all of the methods for transmitting the logical channel and the physical channel of the uplink and time determinations regarding which time should be transmitted. It may include.

이후, 기지국(200)에서는 이동단말(100)로부터 랜덤 액세스를 받아 경쟁 윈도우 내의 각 랜덤 액세스 채널 슬롯을 체크하여(S200) 모든 성공한 랜덤 액세스로부터 충돌 경험값을 수집하고, 수집된 충돌 경험값을 이용하여 이동단말(100)의 충돌 비율을 구한다(S120). 이때, 이동단말(100)의 충돌 비율은 다음의 수학식 2에 의해 계산되는 것이 바람직하다.Then, the base station 200 receives random access from the mobile terminal 100 and checks each random access channel slot in the contention window (S200) to collect collision experience values from all successful random accesses, and use the collected collision experience values. The collision rate of the mobile terminal 100 is obtained (S120). At this time, the collision rate of the mobile terminal 100 is preferably calculated by the following equation (2).

[수학식 2][Equation 2]

Figure 112006090443651-pat00011
Figure 112006090443651-pat00012
Figure 112006090443651-pat00013
Figure 112006090443651-pat00011
Figure 112006090443651-pat00012
Figure 112006090443651-pat00013

여기서,

Figure 112006090443651-pat00014
은 이동단말의 충돌 비율이고,
Figure 112006090443651-pat00015
은 한 프레임 내에서 랜덤 액세스 성공한 상기 이동단말로부터 전송된 충돌 경험값의 평균이며,
Figure 112006090443651-pat00016
은 경쟁 윈도우 내에서 액세스 성공이 발생한 랜덤 액세스 채널 슬롯의 개수이다.here,
Figure 112006090443651-pat00014
Is the collision rate of the mobile terminal,
Figure 112006090443651-pat00015
Is the average of the collision experience values transmitted from the mobile station which has been randomly accessed in one frame,
Figure 112006090443651-pat00016
Is the number of random access channel slots in which access success occurred within the contention window.

본 실시예에서는 상기와 같이 수학식 2를 이용하여 이동단말(100)의 충돌 비율을 구하는 방법에 대해서 설명하고 있지만, 이에 제한되지 않고 충돌 경험값을 이용한 일반적으로 알려진 모든 수학적 방법이나 충돌 경험값을 측정하는 시간적 방법에 의하여 이동단말(100)의 충돌 비율을 정의하는 모든 방법을 포함할 수 있다.In the present embodiment, a method of obtaining a collision rate of the mobile terminal 100 using Equation 2 is described as above. However, the present invention is not limited thereto, and all known mathematical methods or collision experience values using collision experience values are not limited thereto. It may include any method of defining the collision rate of the mobile terminal 100 by the temporal method of measuring.

이후, 기지국(200)에서는 상기의 수학식 2에 의해 구해진 이동단말(100)의 충돌 비율(

Figure 112008017148373-pat00017
)과 최적의 충돌 비율(
Figure 112008017148373-pat00018
)을 비교한다(S220, S240). 여기서, 최적의 충돌 비율은 최대 액세스 성공률(throughtput)에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율을 의미한다. 또한, 이동단말(100)의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율을 비교할 때 최적의 충돌 비율 경계 지역에서 경쟁 윈도우가 지속적으로 가감되는 핑퐁 이펙트(ping-pong effect)를 방지하기 위하여 히스테리시스 마진(hysteresis margin) ε을 도입한다. 이때, 히스테리시스 마진은 모든 히스테리시스 마진의 크기 분량을 포함할 수 있다.
최적의 충돌 비율 경계 지역에서 경쟁 윈도우가 지속적으로 가감되는 이유는 종래 기술의 경우 경쟁윈도우에서 관찰되는 충돌 비율(
Figure 112008017148373-pat00043
) 과 최적의 충돌비율(
Figure 112008017148373-pat00044
)을 비교하여 클 경우에는 CW를 증가시키고 작을 경우에는 CW를 감소시킴으로써 CW의 가감이 발생하게 된다. 이 경우 관찰되는 충돌 비율(
Figure 112008017148373-pat00045
)로 인해 CW가 증가할 경우 비율 또한 그에 따라 변화하므로 CW의 변화에 민감해지게 되고, 이로 인해 지속적인 가감이 일어나게 된다.Subsequently, the base station 200 determines the collision rate of the mobile terminal 100 obtained by Equation 2 above.
Figure 112008017148373-pat00017
) And the best collision rate (
Figure 112008017148373-pat00018
) Are compared (S220, S240). Here, the optimal collision rate means the optimal collision rate per slot when the maximum access success rate is reached. In addition, when comparing the collision rate and the optimal collision rate of the mobile terminal 100, a hysteresis margin to prevent a ping-pong effect in which a competition window is continuously added or subtracted in an optimal collision rate boundary region. ε is introduced. At this time, the hysteresis margin may include the size of all the hysteresis margin.
Optimal Collision Rate The reason that the competitive window is continuously added or subtracted at the boundary area is that in the prior art,
Figure 112008017148373-pat00043
) And the optimal collision rate (
Figure 112008017148373-pat00044
), If CW is increased, CW is increased, and if it is small, CW is added or decreased. In this case, the observed collision rate (
Figure 112008017148373-pat00045
If CW increases, the ratio also changes accordingly, making it sensitive to the change in CW, which causes continuous acceleration and deceleration.

이와 같은 이동단말(100)의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율을 비교하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 우선 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 큰지 여부를 비교하는 경우, 이동단말(100)의 충돌 비율에서 히스테리시스 마진 ε을 뺀 값과 최적의 충돌 비율을 비교하고(S230), 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 작은지 여부를 비교하는 경우, 이동단말(100)의 충돌 비율에서 히스테리시스 마진 ε을 더한 값과 최적의 충돌 비율을 비교한다(S250).Referring to the process of comparing the collision rate and the optimal collision ratio of the mobile terminal 100 in more detail, first, when comparing whether the collision ratio of the mobile terminal 100 is greater than the optimal collision ratio, the mobile terminal When the collision rate of (100) is compared with the value obtained by subtracting the hysteresis margin ε from the optimal collision rate (S230), and comparing whether the collision rate of the mobile terminal 100 is smaller than the optimal collision rate, the mobile terminal ( In the collision rate of 100), the hysteresis margin ε is compared with the optimal collision rate (S250).

이를 비교식으로 나타내면 아래와 같다.This is shown as a comparison.

[비교식 1][Comparative Formula 1]

Figure 112006090443651-pat00019
Figure 112006090443651-pat00020
Figure 112006090443651-pat00021
Figure 112006090443651-pat00022
Figure 112006090443651-pat00023
Figure 112006090443651-pat00019
Figure 112006090443651-pat00020
Figure 112006090443651-pat00021
Figure 112006090443651-pat00022
Figure 112006090443651-pat00023

[비교식 2][Comparative Formula 2]

Figure 112006090443651-pat00024
Figure 112006090443651-pat00025
Figure 112006090443651-pat00026
Figure 112006090443651-pat00027
Figure 112006090443651-pat00028
Figure 112006090443651-pat00024
Figure 112006090443651-pat00025
Figure 112006090443651-pat00026
Figure 112006090443651-pat00027
Figure 112006090443651-pat00028

여기서, 비교식 1은 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 큰지 여부를 비교하는 경우에 히스테리시스 마진 ε를 도입한 것을 나타내고, 비교식 2는 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 작은지 여부를 비교하는 경우에 히스테리시스 마진 ε를 도입한 것을 나타낸다.Here, the comparison formula 1 shows that the hysteresis margin ε is introduced when comparing whether the collision ratio of the mobile terminal 100 is greater than the optimal collision ratio, and the comparison formula 2 shows that the collision ratio of the mobile terminal 100 is optimal. It is shown that the hysteresis margin ε is introduced when comparing whether or not the collision rate is smaller than.

이와 같은 비교 과정을 거친 결과, 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 큰 경우(S220) 경쟁 윈도우의 크기를 증가시키고, 증가된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 경쟁 윈도우의 최대 크기(CWMAX)와 비교하여 이 중 작은 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정한다(S230).As a result of the comparison process, when the collision rate of the mobile terminal 100 is greater than the optimal collision rate (S220), the size of the contention window is increased, and the size of the increased contention window is set to the maximum size of the contention window. CW MAX ) is set as the smaller content of the new contention window (S230).

이와 반대로, 비교 결과 이동단말(100)의 충돌 비율이 최적의 충돌 비율보다 작은 경우(S240) 경쟁 윈도우의 크기를 감소시키고, 감소된 경쟁 위도우의 크기를 기 설정된 경쟁 윈도우의 최소 크기(CWMIN)와 비교하여 이 중 큰 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정한다(S250).On the contrary, when the collision rate of the mobile terminal 100 is smaller than the optimal collision rate (S240), the size of the contention window is reduced, and the size of the reduced contention window is set as the minimum size of the contention window (CW MIN ). In comparison, the larger value is set as the size of the new contention window (S250).

이와 같이, 경쟁 윈도우의 크기를 제어함으로써 슬롯당 발생하는 충돌 비율을 최대 액세스 성공률(throughput)에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율로 유지할 수 있도록 하며, 이에 따라 이동단말(100)은 기지국(200)에 랜덤 액세스 시 최대 액세스 성공률(throughput)을 유지할 수 있다.As such, by controlling the size of the contention window, the collision rate that occurs per slot can be maintained at the optimal collision rate per slot when the maximum access success rate is reached. Maximum access success rate during random access may be maintained.

이후, 기지국(200)은 새로 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과를 담은 피드백(feedback)을 하향 링크 프레임을 통하여 이동단말(100)에 전송한다(S260). Thereafter, the base station 200 transmits a feedback including a newly adjusted contention window size and a random access result to a random access channel slot to the mobile station 100 through a downlink frame (S260).

그러면, 이동단말(100)은 기지국(200)으로부터 하향 링크 프레임을 전송받아 피드백(feedback)으로부터 새로 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과를 확인한다(S120).Then, the mobile station 100 receives the downlink frame from the base station 200 and checks the size of the newly adjusted contention window and the random access result for the random access channel slot from the feedback (S120).

확인 결과, 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과가 성공인 경우 데이터와 충돌경험값이 모두 성공적으로 전송된 것으로 이동단말(100)은 간주하고, 충돌 경험값을 0으로 초기화시킨다(S130 ~ S140).As a result of the check, if the random access result for the random access channel slot is successful, the mobile terminal 100 considers that both the data and the collision experience value are successfully transmitted, and initializes the collision experience value to 0 (S130 to S140). .

이와 반대로, 확인 결과 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과가 실패(충돌 또는 무효)인 경우 충돌 경험값을 증가시키고(S150), 새로 조절된 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 기지국(200)으로 랜덤 액세스를 다시 시도한다(S110).On the contrary, if the result of the check indicates that the random access result for the random access channel slot is unsuccessful (collision or invalid), the collision experience value is increased (S150), and the base station 200 selects a random access channel slot in the newly adjusted competition window. Random access is again attempted (S110).

예를 들어, 첫 번째 랜덤 액세스 시 랜덤 액세스 결과가 성공이면 이동단말(100)은 보내고자 하는 데이터를 기지국(200)으로 전송하고 충돌 경험값을 0으로 초기화시킨다. 여기서, 충돌 경험값은 첫 번째 랜덤 액세스 시 0의 값을 가지므로, 충돌 경험값을 0으로 초기화시킨다는 것은 충돌 경험값을 그대로 유지한다는 것을 의미한다.For example, if the random access result is successful during the first random access, the mobile terminal 100 transmits data to be transmitted to the base station 200 and initializes the collision experience value to zero. Here, since the collision experience value has a value of 0 at the first random access, initializing the collision experience value to 0 means maintaining the collision experience value as it is.

이와 반대로, 첫 번째 랜덤 액세스 시 랜덤 액세스 결과가 실패면, 이동단 말(100)은 충돌 경험값을 1로 증가시키고, 충돌 경험값을 이용하여 구한 이동단말(100)의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교를 통해 새로 조절된 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 기지국(200)으로 두 번째 랜덤 액세스를 시도한다.On the contrary, if the random access result fails during the first random access, the mobile terminal 100 increases the collision experience value to 1, and the collision rate and the optimal collision of the mobile terminal 100 obtained using the collision experience value are obtained. By comparing the ratio, a random access channel slot in the newly adjusted contention window is selected to attempt a second random access to the base station 200.

두 번째 랜덤 액세스 결과 또 실패로 확인되면, 이동단말(100)은 충돌 경험값을 2로 증가시키고 충돌 경험값을 이용하여 구한 이동단말(100)의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교를 통해 새로 조절된 경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 기지국(200)으로 세 번째 랜덤 액세스를 시도한다.If the second random access result is also confirmed as a failure, the mobile terminal 100 newly increases the collision experience value to 2 and newly compares the collision rate of the mobile terminal 100 obtained using the collision experience value with the optimal collision rate. A third random access is attempted by the base station 200 by selecting a random access channel slot within the adjusted contention window.

세 번째 랜덤 액세스 결과 성공이면, 이동단말(100)은 보내고자 하는 데이터를 보내고 충돌 경험값을 0으로 초기화시킨다.If the third random access result is successful, the mobile terminal 100 transmits data to be sent and initializes the collision experience value to zero.

한편, 본 발명의 실시예에 있어서, 최대 액세스 성공률(throughput) 및 최대 액세스 성공률(throughput)에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율의 값은 기본적인 슬로티드 알로하(Slotted Aloha)의 변형 설계 방법에 의해서 달라질 수 있다. 예를 들어, 슬로티드 알로하에 기반한 트리 알고리즘이나 크로스 레이어(cross-layer) 디자인을 통해서 최대 액세스 성공률(throughput) 값은 증가될 수 있고, 따라서 최대 액세스 성공률(throughput)에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율의 값도 변경될 수 있다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, the value of the optimal collision rate per slot when the maximum access success rate and the maximum access success rate is reached is based on the basic slotted Aloha modification design method. Can vary. For example, through a tree algorithm or cross-layer design based on slotted Aloha, the maximum access throughput value can be increased, and thus the optimal per slot when the maximum access throughput is reached. The value of the collision rate can also be changed.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법은 무선 액세스 망에서 이동단말이 기지국에 랜덤 액세스 시 기지국에서 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교를 통하여 랜덤 액세스 채널의 경쟁 윈 도우의 크기를 제어함으로써 이동단말의 액세스 성공률(throughtput)을 랜덤 액세스 트래픽 양에 상관없이 최적화시킬 수 있다.As described above, in the random access method in the wireless access network according to the embodiment of the present invention, when the mobile station randomly accesses the base station in the wireless access network, the base station random access channel by comparing the collision rate of the mobile station with the optimal collision rate. By controlling the size of the contention window, the access success rate of the mobile station can be optimized regardless of the amount of random access traffic.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings and tables, the present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various forms, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. Those skilled in the art can understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

본 발명의 실시예에 따른 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법에 의하면 다음의 효과가 하나 또는 그 이상 존재한다.According to the random access method in a wireless access network according to an embodiment of the present invention, one or more of the following effects exist.

첫째, 무선 액세스 망에서 이동단말이 기지국에 랜덤 액세스 시 기지국에서 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교를 통하여 랜덤 액세스 채널의 경쟁 윈도우의 크기를 제어함으로써 이동단말의 액세스 성공률(throughtput)을 랜덤 액세스 트래픽 양에 상관없이 최적화시킬 수 있다.First, when the mobile station randomly accesses the base station in the wireless access network, the access success rate of the mobile station is controlled by controlling the contention window size of the random access channel by comparing the collision rate of the mobile station with the optimal collision rate. It can be optimized regardless of the amount of random access traffic.

둘째, 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교 시 히스테리시스 마진(hysteresis margin)을 도입함으로써 최적의 충돌 비율 경계 지역에서 경쟁 윈도우가 지속적으로 가감되는 핑퐁 이펙트를 방지하여 보다 안정적으로 경쟁 윈도우를 제어할 수 있다.Second, the hysteresis margin is introduced when comparing the collision rate of the mobile terminal with the optimal collision rate to prevent the ping-pong effect in which the competition window is continuously added or subtracted at the optimal collision rate boundary area, thereby controlling the competition window more stably. can do.

셋째, 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율의 비교를 통해 증가 또는 감소된 경쟁 윈도우를 기 설정된 경쟁 윈도우의 최대 또는 최소 크기와 비교하여 경쟁 윈도우의 크기를 조절함으로써 기지국에서 경쟁 윈도우 제어 시 현재 설정된 경쟁 윈도우의 크기가 충분히 작더라도 정확하게 경쟁 윈도우의 크기를 제어할 수 있다.Third, by adjusting the size of the contention window by comparing the increased or decreased contention window with the maximum or minimum size of the contention window, the base station controls the contention window. Even if the size of the contention window is small enough, the size of the contention window can be controlled accurately.

Claims (6)

경쟁 윈도우 내의 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스 시도 시 충돌 경험값을 전송하는 단계;Selecting a random access channel slot within a contention window and transmitting a collision experience value at the random access attempt; 상기 충돌 경험값을 이용하여 이동단말의 충돌 비율을 구하는 단계;Obtaining a collision rate of a mobile terminal using the collision experience value; 상기 이동단말의 충돌 비율과 최적의 충돌 비율을 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계;Comparing the collision ratio of the mobile terminal with the optimal collision ratio and adjusting the size of the contention window according to the comparison result; 상기 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯에 대한 랜덤 액세스 결과를 전송하는 단계; 및Transmitting a random access result for the adjusted contention window size and the random access channel slot; And 상기 조절된 경쟁 윈도우의 크기 및 상기 랜덤 액세스 결과를 확인하여 상기 랜덤 액세스 결과가 성공인 경우 데이터를 전송하고 상기 충돌 경험값을 0으로 초기화시키며, 상기 랜덤 액세스 결과가 실패인 경우 상기 충돌 경험값을 증가시키고 상기 조절된 경쟁 윈도우 내의 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯을 선택하여 랜덤 액세스를 재시도하는 단계를 포함하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.Check the size of the adjusted contention window and the random access result to transmit data when the random access result is successful, and initialize the collision experience value to 0, and if the random access result is failure, set the collision experience value. Increasing and selecting the random access channel slot within the adjusted contention window to retry random access. 제1항에 있어서, 상기 이동단말의 충돌 비율을 구하는 단계에서,The method of claim 1, wherein the calculating of the collision rate of the mobile terminal, 상기 이동단말의 충돌 비율은 다음의 식에 의해서 구해지는 것을 특징으로 하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.The collision rate of the mobile terminal is obtained by the following equation.
Figure 112006090443651-pat00029
Figure 112006090443651-pat00030
Figure 112006090443651-pat00031
Figure 112006090443651-pat00029
Figure 112006090443651-pat00030
Figure 112006090443651-pat00031
 여기서,
Figure 112006090443651-pat00032
은 상기 이동단말의 충돌 비율이고,
Figure 112006090443651-pat00033
은 한 프레임 내에서 랜덤 액세스 성공한 상기 이동단말로부터 전송된 충돌 경험값의 평균이며,
Figure 112006090443651-pat00034
은 상기 경쟁 윈도우 내에서 액세스 성공이 발생한 상기 랜덤 액세스 채널 슬롯의 개수이다.here,
Figure 112006090443651-pat00032
Is the collision rate of the mobile terminal,
Figure 112006090443651-pat00033
Is the average of the collision experience values transmitted from the mobile station which has been randomly accessed in one frame,
Figure 112006090443651-pat00034
Is the number of random access channel slots in which access success occurred within the contention window. 제1항에 있어서, 상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단계는,The method of claim 1, wherein adjusting the contention window size comprises: 상기 이동단말의 충돌 비율이 상기 최적의 충돌 비율보다 큰 경우 상기 경쟁 윈도우의 크기를 증가시키고, 상기 증가된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 최대 경쟁 윈도우 크기와 비교하여 작은 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정하는 단계;If the collision rate of the mobile terminal is larger than the optimal collision rate, the size of the contention window is increased, and a smaller value is compared to the preset maximum contention window size as a new contention window size. Setting up; 상기 이동단말의 충돌 비율이 상기 최적의 충돌 비율보다 작은 경우 상기 경쟁 윈도우의 크기를 감소시키고, 상기 감소된 경쟁 윈도우의 크기를 기 설정된 최소 경쟁 윈도우의 크기와 비교하여 큰 값을 새로운 경쟁 윈도우의 크기로 설정하는 단계; 및If the collision rate of the mobile terminal is smaller than the optimal collision rate, the size of the contention window is reduced, and a larger value is compared with the reduced size of the contention window to a size of the new contention window. Setting to; And 상기 설정된 경쟁 윈도우의 크기로 상기 경쟁 윈도우의 크기를 조절하는 단 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.And adjusting the size of the contention window to the size of the set contention window. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 충돌 경험값은 첫 번째 랜덤 액세스 시도 시 0의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.And wherein the collision experience value has a value of 0 at the first random access attempt. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 이동단말의 충돌 비율과 상기 최적의 충돌 비율을 비교하는 단계 시, Comparing the collision rate of the mobile terminal with the optimal collision rate, 상기 최적의 충돌 비율에 히스테리시스 마진을 도입하여 상기 최적의 충돌 비율 경계 지역에서 상기 경쟁 윈도우가 지속적으로 가감되는 핑퐁 이펙트를 방지하도록 하는 것을 특징으로 하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.And introducing a hysteresis margin into the optimal collision rate to prevent a ping-pong effect in which the contention window is continuously added or subtracted in the optimal collision rate boundary region. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 최적의 충돌 비율은 최대 액세스 성공률(throughput)에 도달할 때의 슬롯당 최적의 충돌 비율인 것을 특징으로 하는 무선 액세스 망에서의 랜덤 액세스 방법.The optimal collision rate is a random access method in a wireless access network, characterized in that the optimal collision rate per slot when reaching the maximum access success rate (throughput).
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