KR100873386B1 - Method and apparatus for allocating communication frequency for inducing even multi-frequency distribution in WCDMA system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 FA(multi-Frequency Allocation)의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서, 이동 단말의 위치 등록 과정 시에 RRM(Radio Resource Management)과의 연동 없이 이동 단말의 통신 주파수를 랜덤 함수 방식 등 다양한 방식으로 할당하여 줌으로써 다중 FA들의 고른(even) 분포를 유도하여 위치 등록 부하를 분산시킬 수 있는 WCDMA 시스템의 통신 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 다중 FA를 운용하는 무선 통신 시스템에서 주파수를 할당하는 방법은, 수신되는 메시지에 응답하여 각 FA를 순차적으로 반복 선택하거나 랜덤하게 선택하여 주파수를 결정하는 단계를 포함하고, 상기 결정된 주파수가 아이들 상태에 있는 이동 단말의 위치 등록 과정에 이용될 수 있다.According to the present invention, in a WCDMA system in which multi-Frequency Allocation (FA) cells are operated, various methods, such as a random function method, are used to determine the communication frequency of a mobile terminal without interworking with RRM (Radio Resource Management) during the location registration process of the mobile terminal. The present invention relates to a communication method and apparatus for a WCDMA system that can distribute a location registration load by inducing an even distribution of multiple FAs. In a wireless communication system operating multiple FAs according to the present invention, a method of allocating frequencies includes repetitively selecting or randomly selecting respective FAs in response to a received message to determine frequencies. May be used in the location registration process of the mobile terminal in the idle state.
WCDMA, 다중 FA(multi-FA), 위치 등록, RNC, Node-B WCDMA, multi-FA, location registration, RNC, Node-B
Description
도 1은 종래 기술에 따라 이동 단말들에 특정 주파수가 특히 많이 할당되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a phenomenon in which a particular frequency is particularly assigned to mobile terminals according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 WCDMA 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a WCDMA system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 이동 단말들에 다중 주파수들이 골고루 할당됨을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining that multiple frequencies are uniformly allocated to mobile terminals according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치 등록 과정에서 다중 주파수들의 고른 분포를 유도하도록 통신 주파수를 할당하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of allocating communication frequencies to induce an even distribution of multiple frequencies in a location registration process according to an embodiment of the present invention.
도 5는 라운드 로빈 방식을 이용하는 통신 주파수 할당 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for describing a communication frequency allocation method using a round robin method.
도 6은 2개의 FA 운용 시에 랜덤 함수를 이용하는 통신 주파수 할당 방법을 설명하기 위한 일례이다.6 is an example for explaining a communication frequency allocation method using a random function in operation of two FAs.
도 7은 4개의 FA 운용 시에 랜덤 함수를 이용하는 통신 주파수 할당 방법을 설명하기 위한 일례이다.7 is an example for describing a communication frequency allocation method using a random function in four FA operations.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 주파수 할당 방법을 구현하는 RNC의 일례를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining an example of the RNC implementing the communication frequency allocation method according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for main parts of the drawings>
MS: Mobile Station(이동 단말)MS: Mobile Station
RAN: Radio Access Network(무선 접속망)RAN: Radio Access Network
RNC: Radio Network Controller(제어기)RNC: Radio Network Controller
Node-B: 기지국Node-B: Base Station
본 발명은 WCDMA(wideband code division multiple access) 시스템에 관한 것으로서, 특히 다중 FA(multi-Frequency Allocation)의 셀(기지국)이 운용되는 WCDMA 시스템에서, 이동 단말의 위치 등록 과정 시에 RRM(Radio Resource Management)과의 연동 없이 이동 단말의 통신 주파수를 랜덤 함수 방식 등 다양한 방식으로 할당하여 줌으로써 다중 FA들의 고른(even) 분포를 유도하여 위치 등록 부하를 분산시킬 수 있는 WCDMA 시스템의 통신 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wideband code division multiple access (WCDMA) system, and more particularly, in a WCDMA system in which a multi-frequency allocation (FA) cell (base station) is operated, during a location registration process of a mobile terminal, RRM (Radio Resource Management) The present invention relates to a communication method and apparatus for a WCDMA system capable of distributing a location registration load by inducing an even distribution of multiple FAs by assigning a communication frequency of a mobile terminal in various ways such as a random function method without interworking .
일반적으로 CDMA, WCDMA 등 셀룰러 이동 통신에서는 하나의 주파수로 가입자에 서비스를 하는데 에는 용량적 제한이 있으므로, 대도시의 인구 밀도가 높은 지역과 같이 한 개의 주파수 채널로 가입자를 충분히 수용할 수 없는 경우가 종종 발생한다. 이러한 지역에서는 예외적으로 기본 채널 이외에 추가적으로 해당 대역폭의 채널을 증설하여 2개 또는 그 이상의 주파수 채널, 예를 들어, 4개인 경우에 1FA, 2FA, 3FA, 4FA로 서비스하는 다중 FA로 운용된다. In general, in cellular mobile communication such as CDMA and WCDMA, there is a capacity limitation in serving a subscriber on one frequency, so it is often impossible to fully accommodate a subscriber on one frequency channel, such as in a densely populated area of a large city. Occurs. In these regions, it is exceptionally operated as a multi-FA which serves as 1FA, 2FA, 3FA, and 4FA by adding two or more frequency channels, for example, four channels in addition to the basic channel.
이러한 다중 FA가 운용되는 셀에서 셀 탐색 시에 이동 단말이 어떠한 FA로 통신할 것인가 하는 주파수 할당이 문제된다. In the cell in which the multiple FAs are operated, frequency allocation that determines which FA the mobile station communicates with during cell search is a problem.
CDMA 시스템의 경우에는 네트워크에서 내려주는 채널 정보와 자신의 고유번호인 IMSI(International Mobile Station Identity)를 이용하여 채널 해싱(hashing) 알고리즘을 수행하여 적절한 주파수를 선택하고 위치 등록 과정을 수행함으로써 해당 FA로 캠핑(camping)한다. In case of CDMA system, channel Hashing algorithm is performed by using channel information from the network and its unique number, IMSI (International Mobile Station Identity) to select appropriate frequency and perform location registration process to the corresponding FA. Camping
반면, WCDMA 시스템의 경우에는, RAN(Radio Access Network:무선 접속망) 측에서 직접적으로 FA를 선택하는 방식을 취할 수 있으며, RRM(Radio Resource Management: 무선 자원 관리)을 통해서 부하가 분산되도록 한다. 이에 따라, 이동 단말에서 슬롯 동기화(slot synchronization), 프레임 동기화(frame synchronization), 및 PN(Pseudo Noise) 코드 식별 등의 과정을 통하여 가장 센 신호, 예를 들어, CPICH(Common Pilot Channel)의 품질 및 강도가 가장 좋은 FA를 선택하고, 이에 기초하여 셀에 대한 유효성 판단 후 위치 등록 과정을 수행함으로써 해당 FA로 캠핑(camping)할 수 있다. On the other hand, in the case of a WCDMA system, the RAN (Radio Access Network) side may take a method of directly selecting a FA, and load is distributed through RRM (Radio Resource Management). Accordingly, the quality of the strongest signal, for example, a common pilot channel (CPICH), and the like through slot synchronization, frame synchronization, and PN (Pseudo Noise) code identification in the mobile terminal. A FA having the best strength can be selected, and based on this, camping with the FA can be performed by performing a location registration process after determining the validity of the cell.
그러나, 다중 FA가 운용되는 WCDMA 셀에서 셀 탐색 시에 이와 같은 기존의 주파수 할당 방식에서는, 부하가 다중 FA에 골고루 분산되지 못하고, 도 1과 같이, n 개의 이동 단말들 중 다수가 특정 FA, 예를 들어, 2FA에 과도하게 몰릴 수 있다. 즉, WCDMA의 경우에 가장 센 신호의 FA에 캠핑이 쏠릴 수 있고 초기 위치 등록 과정에서 짧은 시간 동안의 RRM의 수행으로는 이동 단말들이 다중 FA에 골고루(even) 분포되도록 하기 어렵다. 이에 따라, 음성 데이터나 패킷 데이터 등의 실제 호 연결 설정에서도 특정 FA에 대한 부하 증가로 인하여, 접근 충돌(access collision), 호 설정 시간 지연 등 통신 장애가 발생될 수 있다. 또한, 호 설정이 이루어졌다 하더라도, 같은 주파수의 신호 간섭에 따른 QoS(Quality of Service) 열화가 우려되고, RRM이 수행되어 자원 분배가 이루어지는 경우에도 호 설정이 이루어진 다른 사용자의 서비스 품질, 특히, 선취권(pre-emption)이 열화될 소지가 있다는 문제점이 있다. However, in the conventional frequency allocation scheme when searching for a cell in a WCDMA cell in which multiple FAs are operated, the load is not evenly distributed among the multiple FAs, and as shown in FIG. For example, it may be excessively driven by 2FA. That is, in the case of WCDMA, camping can be focused on the FA of the strongest signal, and it is difficult to distribute the mobile terminals evenly among the multiple FAs by performing RRM for a short time in the initial location registration process. Accordingly, even in actual call connection settings such as voice data or packet data, communication failures such as access collision and call setup time delay may occur due to an increase in load on a specific FA. In addition, even if the call setup is made, the quality of service (QoS) deterioration due to signal interference of the same frequency is concerned, and even if RRM is performed and resource distribution is performed, the quality of service of other users who made the call setup, in particular, a lien right There is a problem that (pre-emption) may be degraded.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서, 호 연결 설정 시에 특정 FA에 대한 부하 증가로 인한 이동 단말들의 접근 충돌(access collision)이나 호 설정 시간 지연 등의 통신 장애 원인들을 사전에 방지하기 위하여, 위치 등록 과정에서 이동 단말의 통신 주파수를 랜덤 함수 방식 등 다양한 방식으로 할당하여 줌으로써 다중 FA들의 고른(even) 분포를 유도하여 위치 등록 부하를 분산시킬 수 있는 주파수 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to provide an access collision of mobile terminals due to an increase in load on a specific FA during call connection establishment in a WCDMA system in which cells of multiple FAs are operated. In order to prevent the causes of communication failures such as access collision or call setup time delay in advance, even distribution of multiple FAs is induced by assigning a communication frequency of a mobile terminal in various ways such as a random function method during location registration. To provide a frequency allocation method and apparatus that can distribute the location registration load.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서, 초기 위치 등록 과정에서 다중 FA들에 고르게 이동 단말들이 분포되도록 유도하여 특정 FA에 가입자가 몰리지 않게 셀 부하를 분산시키고 전체적인 시스템의 안정성을 도모하는 주파수 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention, in the WCDMA system in which the cells of multiple FAs are operated, induces the mobile terminals to be distributed evenly among the multiple FAs during the initial location registration process to distribute the cell load so that subscribers are not attracted to a specific FA and overall The present invention provides a method and an apparatus for allocating frequencies to improve the stability of a system.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템 에서, 아이들(idle) 상태에서 셀의 부하 밸런스(balance)를 유도하여 초기 호 설정 시에 과도하게 몰릴 수 있는 셀 부하를 조기에 분산시켜서, 셀 부하의 과다로 인한 서비스 품질의 열화를 능동적으로 미리 예방할 수 있는 주파수 할당 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention is to induce a load balance of a cell in an idle state in a WCDMA system in which cells of multiple FAs are operated, thereby overloading a cell load that may be excessively driven during initial call setup. It is to provide a frequency allocation method and apparatus that can be prematurely distributed and actively prevent degradation of service quality due to excessive cell load.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템에서 이동 단말의 통신 주파수를 할당하는 방법은, 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 수신되는 메시지에 응답하여 각 FA를 순차적으로 반복 선택하거나 랜덤하게 선택하여 주파수를 결정하는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a method for allocating a communication frequency of a mobile terminal in a wireless communication system operating multiple frequency allocation (FA), receiving a message; And determining frequencies by sequentially selecting or randomly selecting each FA in response to the received message.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른, 중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템에서 이동 단말의 통신 주파수를 할당하는 방법은, 메시지를 수신하는 단계; 및 상기 수신되는 메시지에 사용된 FA의 신호 세기와는 무관하게 다중 FA 중 어느 하나를 선택하여 주파수를 결정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a method for allocating a communication frequency of a mobile terminal in a wireless communication system for operating a medium frequency (FA), receiving a message; And determining a frequency by selecting any one of multiple FAs regardless of the signal strength of the FA used in the received message.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템에서 이동 단말의 통신 주파수를 할당하는 방법은, 위치 등록을 위한 연결 요청(Connection Request) 메시지를 수신하는 단계; 상기 연결 요청 메시지에 응답하여 FA 값을 계산하는 단계; 및 상기 FA 값이 지정된 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 전송하는 단계 를 포함하고, 상기 연결 설정 메시지에 따라 상기 FA 값에 대응되는 통신 주파수가 이동 단말의 위치 등록에 이용되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a method for allocating a communication frequency of a mobile terminal in a wireless communication system operating multiple frequency allocation (FA), connection request for location registration Receiving a (Connection Request) message; Calculating an FA value in response to the connection request message; And transmitting a connection setup message in which the FA value is designated, wherein a communication frequency corresponding to the FA value is used for location registration of the mobile terminal according to the connection setup message.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템은, 메시지 수신 수단을 이용하여 수신한 메시지에 응답하여 각 FA를 순차적으로 반복 선택하거나 랜덤하게 선택하여 주파수를 결정하는 RNC를 포함하고, 상기 RNC가 상기 주파수를 결정한 후에 메시지 전송 수단을 통하여 전송하는 메시지에 따라 상기 결정된 주파수가 아이들 상태에 있는 이동 단말의 위치 등록 과정에 이용되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a wireless communication system for operating multiple frequency allocation (FA), each FA sequentially in response to the received message using the message receiving means RNC for repeating the selection or randomly selecting the frequency to determine the frequency, and after the RNC determines the frequency, according to the message transmitted through the message transmission means, the determined frequency is in the idle state registration process of the mobile terminal. It is characterized by being used.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템은, 메시지 수신 수단을 이용하여 수신한 각 메시지에 사용된 FA의 신호 세기와는 무관하게 다중 FA 중 어느 하나를 선택하여 주파수를 결정하는 RNC를 포함하고, 아이들 상태에 있는 이동 단말이 상기 결정된 주파수를 이용하여 위치 등록하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a wireless communication system for operating multiple frequency allocation (FA), the signal of the FA used for each message received by using a message receiving means The RNC selects one of the multiple FAs regardless of the strength to determine a frequency, and the mobile station in the idle state registers the location using the determined frequency.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른, 다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 무선 통신 시스템은, 위치 등록을 위한 연결 요청(Connection Request) 메시지를 수신하는 메시지 수신부; 상기 연결 요청 메시지에 응답하여 FA 값을 계산하는 FA 분산부; 및 상기 FA 값이 지정된 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 전송하는 메시지 전송부를 포함하고, 상기 연결 설정 메시지에 따라 상기 FA 값에 대응되는 통신 주파수가 이동 단말의 위치 등 록에 이용되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object of the present invention, a wireless communication system for operating multiple frequency allocation (FA), the message receiving unit for receiving a connection request (Connection Request) message for location registration ; A FA distribution unit for calculating an FA value in response to the connection request message; And a message transmission unit configured to transmit a connection setup message in which the FA value is designated, wherein a communication frequency corresponding to the FA value is used to register the location of the mobile terminal according to the connection setup message. .
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, but the present invention is not limited or limited to the embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 WCDMA 시스템(200)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 WCDMA 시스템(200)은 이동 단말(mobile station: MS)(210), RAN(Radio Access Network:무선 접속망)(220), 및 코어 망(core network: CN)(230)을 포함한다. 이외에도, WCDMA 시스템(200)은 코어 망(230)에 연결되어 가입자 단말의 위치 등록과 상태를 관리하는 홈 위치 등록기(home location register: HLR)(240) 및 멀티미디어 서비스를 제공하는 다양한 응용서버(250) 등이 더 포함될 수 있다. 2 is a diagram illustrating a
RAN(220)은 기지국(Node-B)과 RNC(Radio Network Controller: 제어기)(221)로 구성된다. RNC(221)에 연결된 기지국(Node-B)은 복수로 구성될 수 있으며, 이동 단말(210)은 기지국(Node-B)의 중계를 받아 통화, 디지털 방송, 디지털 미디어 스트리밍, 다운로드 및 업로드 등의 통신 서비스를 받을 수 있다. 기지국(Node-B)과 코어 망(230) 사이에 연결된RNC(221)는 통신 상에서 발생하는 트래픽이 기지국(Node-B)을 통하여 목적지로 송수신되도록 제어한다. RNC (221)는 무선 자원의 스케줄링에 따른 RRM(Radio Resource Management) 기능 및 셀간의 이동성을 지원하는 핸드오프(handoff) 기능 등을 수행하여 이동 단말들(210) 간의 통신을 제어하여 서킷 트래픽(circuit traffic) 또는 IP(internet protocol) 패킷 트래픽(packet traffic) 등이 해당 위치의 목적지 이동 단말, 유선 전화, 응용서버 등으로 적절히 송수신 될 수 있도록 한다.The RAN 220 includes a base station (Node-B) and an RNC (Radio Network Controller)
한편, 이동 단말(210)은 WCDMA 망에 캠핑(camping) 되어서 WCDMA 접속기술을 이용하는 모든 종류의 무선 통신장치를 포괄적으로 의미한다. 이동 단말(210)은 아이들(idle) 상태에서도 주기적으로 RAN(220)과 통신하여 코어 망(230)에 연결된 HLR(240)에 위치 등록 과정을 수행한다. 위치 등록이 이루어진 후에는 위치 등록 시에 결정된 주파수를 이용하여 호 연결 설정, 예를 들어, 통화, 데이터 스트리밍, 다운로드 또는 업로드 등이 이루어질 수 있고, 실제 호 연결 중에도 RNC (221)의 RRM의 연동을 이용하여 부하가 분산될 수 있도록 자원을 분배하는 과정이 수행될 수 있다. On the other hand, the
본 발명에서는, 대도시의 인구 밀도가 높은 지역과 같은 한 개의 주파수 채널로 가입자를 충분히 수용할 수 없는 경우 등에 있어서, WCDMA 시스템(200)이 다중 FA의 셀(기지국) 방식을 운용할 때, 이동 단말(210)의 위치 등록 과정 중의 부하를 분산시키고자 한다.In the present invention, the mobile terminal when the WCDMA
다중 FA(Frequency Allocation)를 운용하는 WCDMA 시스템(200)에서, 이동 단말(210)이 위치 등록 과정을 수행할 때, 위에서도 기술한 바와 같이, 기존과 같이 초기 위치 등록 과정에서 RRM 기능의 수행으로 짧은 시간 동안에 고른(even) 주파수 분포를 획득하기는 어려운 면이 있으므로, 본 발명에서는, 위치 등록 과정에서 RNC(221)가 RRM의 수행 없이 주파수의 고른 분포 유도를 위한 다양한 빠른 주파수 결정 방식으로 이동 단말(210)과의 통신 주파수를 결정해 줄 수 있도록 한다. In the
즉, RNC(221)는 아이들 상태에 있는 이동 단말(210)의 위치 등록 과정에서 소정 메시지 수신 수단을 이용하여 이동 단말(210)로부터 메시지를 수신하여 각 메시지에 사용된 FA의 신호 세기와는 무관하게 각 FA를 순차적으로 반복 선택하여 주파수를 결정하는 방식 또는 랜덤 주파수 결정 방식으로 다중 FA, 예를 들어, 1FA, 2FA, 3FA, 4FA 중 하나를 선택하여 이동 단말(210)과 통신을 위한 주파수를 결정한다. 이에 따라, RNC(221)가 위와 같이 주파수를 결정한 후에 소정 메시지 전송 수단을 통하여 전송하는 메시지에 따라 이동 단말(210)은 상기 결정된 해당 주파수를 이용하여 위치 등록 과정을 수행하게 된다. That is, the
이와 같이, 각 FA를 순차적으로 반복 선택하여 주파수를 결정하는 방식, 예를 들어, 라운드 로빈(Round Robin) 방식, 또는 랜덤 주파수 결정 방식, 예를 들어, 난수 생성(random number generation) 함수를 이용하는 방식, 및 TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identifier)를 난수 생성 함수의 변수로 이용하는 방식 등으로 FA 또는 주파수를 이동 단말들에 할당해 줌으로써, 도 3과 같이, 위치 등록 과정에서 n개의 이동 단말들이 한 FA로 쏠리지 않고 다중 FA들에 고른(even) 분포로 분산되도록 조기에 유도하여 위치 등록 부하를 분산시킬 수 있다. 이와 같이, 이동 단말들의 아이들 상태에서 셀의 부하 밸런스(balance)가 조기에 유도되므로, 호 연결 설정 시에 셀 부하를 조기에 분산시켜서 과도하게 특정 FA가 사용되지 않게 되므로 특정 FA에 대한 부하 증가로 인한 이동 단말들의 접근 충돌(access collision)이나 호 설정 시간 지연 등의 통신 장애 원인들을 사전에 방 지할 수 있도록 하며, 이에 따라 전체적인 시스템의 안정성과 서비스 품질의 향상에 기여할 수 있다.As such, a method of determining frequencies by repeatedly selecting each FA sequentially, for example, a round robin method or a random frequency determination method, for example, a method using a random number generation function By assigning a FA or a frequency to the mobile terminals by using a temporary mobile subscriber identifier (TMSI), and a TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identifier) as a variable of the random number generation function, as shown in FIG. The location registration load can be distributed by early derivation so as to distribute it evenly among the multiple FAs. In this way, since the load balance of the cell is induced early in the idle state of the mobile terminals, the cell load is prematurely distributed at the time of call connection so that a particular FA is not excessively used, resulting in an increase in load on a specific FA. It is possible to prevent the causes of communication failures such as access collision or call setup time delay of mobile terminals in advance, thereby contributing to the improvement of overall system stability and quality of service.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 위치 등록 과정에서 다중 주파수들의 고른 분포를 유도하도록 통신 주파수를 할당하는 방법을 도 4의 흐름도를 참조하여 좀더 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of allocating communication frequencies to induce an even distribution of multiple frequencies in a location registration process according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. 4.
도 4를 참조하면, 먼저, 아이들 상태의 이동 단말(210)은 위치 등록을 위한RRC(Radio Resource Control) 연결 요청(Connection Request) 메시지를 RNC(221)로 전송한다(S410). RRC 연결 요청 메시지는 UE(User Equipment) 정보 요소들(information elements) 중 'Establishment Cause'를 포함하며, 'Establishment Cause'에 'Registration'을 위한 코드, 예를 들어, 5비트에 의하여 위치 등록 요청을 확인할 수 있다. 이외에도, 실제 호 연결 시에는'Establishment Cause'에 'Conversational Call', 'Streaming Call', 'Interactive Call' 등의 코드가 포함될 수 있다. Referring to FIG. 4, first, an idle mobile terminal 210 transmits a Radio Resource Control (RRC) Connection Request message for location registration to the RNC 221 (S410). The RRC connection request message includes 'Establishment Cause' among User Equipment (UE) information elements, and requests a location registration request by a code for 'Registration', for example, 5 bits, in 'Establishment Cause'. You can check it. In addition, when the actual call is connected, 'Establishment Cause' may include codes such as 'Conversational Call', 'Streaming Call', and 'Interactive Call'.
다음에, RRC 연결 요청 메시지를 수신한 RNC(221)는 그 메시지에 사용된 FA의 신호 세기와는 무관하게 각 FA를 순차적으로 반복 선택하여 주파수를 결정하는 방식 또는 랜덤 주파수 결정 방식으로 FA 값을 계산한다(S420). FA 값은, 예를 들어, 1FA, 2FA, 3FA, 4FA 중 어느 하나를 나타내는 값일 수 있고, 각 FA 마다 정해진 WCDMA 대역폭의 주파수가 할당되어 있다. 여기서, FA 수를 4개로 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 가입자를 충분히 수용할 수 있는 정도로 그 이하 또는 그 이상으로 운용될 수 있다. Next, the
FA 가 골고루 이동 단말들(210)에 분산되도록 하기 위하여 위의 각 FA를 순차적으로 반복 선택하여 주파수를 결정하는 방식 또는 랜덤 주파수 결정 방식이 여러 가지로 다양하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5와 같이, 다중 FA 각각에 순차적으로 우선 순위를 부여하여 RRC 연결 요청 메시지가 수신될 때마다 순서대로 해당 FA 값을 부여하는 라운드 로빈(Round Robin) 방식이 사용될 수 있다. In order to distribute the FA evenly to the
또는, 랜덤하게 주파수를 결정하는 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6과 같이, 2개의 FA가 운용되고 있는 경우에, 소정 난수 생성(random number generation) 함수에 의하여 FA들에 대한A, B 두 가지 중 어느 하나를 선택하도록 함으로써, 각 무작위 선택에 대응되는 FA 값을 부여함으로써 다중 FA들이 이동 단말들(210)에 골고루 분산되어 분포할 수 있게 한다. 또한, 3개 이상의 FA가 운용되고 있는 경우에, 위와 같이 난수 생성 함수를 한번 이용할 수도 있으나, 좀더 랜덤한 선택을 위하여, 도 7과 같이, 난수 생성 함수를 2번 이용하여 FA 값을 부여할 수도 있다. 예를 들어, 도 7과 같이, 4개의 FA가 운용되고 있는 경우에, A, B 두 가지 중 어느 하나를 선택하는 과정과, 다음에, a, b 두 가지 중 어느 하나를 선택하는 과정 또는 c, d 두 가지 중 어느 하나를 선택하는 과정을 포함하는 각 과정에서 난수 생성 함수를 이용할 수 있다. Alternatively, a method of randomly determining frequencies may be used. For example, as shown in FIG. 6, when two FAs are in operation, each random selection is made by selecting one of A and B for FAs by a random number generation function. By assigning the FA value corresponding to the multiple FAs can be distributed evenly distributed to the mobile terminals (210). In addition, when three or more FAs are used, the random number generation function may be used once as described above, but for more random selection, the FA value may be given by using the random number generation function twice as shown in FIG. 7. have. For example, as shown in FIG. 7, when four FAs are operated, a process of selecting any one of A and B, and a process of selecting one of two a and b, or c For example, a random number generation function may be used in each process including selecting one of two types, d.
또한, 랜덤하게 주파수를 결정하는 다른 예로서, TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identifier)를 난수 생성 함수의 변수로 이용할 수도 있다. TMSI는 위치 등록이나 호 연결 시에 인증을 위하여 이동 단말(210)로부터 전송되는 정보이며, 해당 코드 값이 고른 분산 분포를 나타내는 소정 난수 생성 함수의 변수로 이 용될 수 있다.In addition, as another example of randomly determining a frequency, Temporary Mobile Subscriber Identifier (TMSI) may be used as a variable of a random number generation function. TMSI is information transmitted from the
랜덤하게 주파수를 결정하는 좀 더 구체적인 예를 들면, 해시 키(hash key)를 생성하여 RRC 연결 요청 메시지들에 대하여 FA 값을 골고루 분산시킬 수 있다. 예를 들어, 해시 키가 32비트로 정의된 경우, 상위 16비트를 모두 '0'으로 하고, 나머지 16비트를 TMSI로 부가하여 구성할 수 있다. 이때, [수학식 1]과 같이 정의된 FA_selecton함수를 계산함으로써, 이를 이용하여 FA 값을 부여할 수 있다. [수학식 1]에서, N은 현재 기지국(Node-B)에서 운용되는 FA 수, L은 상위 8비트를 모두 '0'으로 하고, 나머지 8비트를 TMSI의 하위 8비트로 구성한 수, L은 상위 8비트를 모두 '0'으로 하고, 나머지 8비트를 TMSI의 상위 8비트로 구성한 수, DECORR은 상기 해시 키를 변수로 한 일정 함수의 결과로 나타나는 수이다. [수학식 1]에 따라 FA_selecton이 12 비트로 결정되면, 이에 mod N을 취함으로써, 대응되는 FA 값을 결정할 수 있다. 여기서, 해시 키, L, H, 및 DECORR 값에 대하여 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이러한 변수들은 다른 임의의 수들로 변경 사용될 수 있다. As a more specific example of randomly determining frequencies, a hash key can be generated to evenly distribute FA values for RRC connection request messages. For example, if the hash key is defined as 32 bits, all of the upper 16 bits may be '0', and the remaining 16 bits may be configured by adding TMSI. At this time, by calculating the FA_selecton function defined as shown in [Equation 1], it is possible to give the FA value using this. In [Equation 1], N is the number of FAs currently operating in the base station (Node-B), L is the number of the upper 8 bits are all configured as '0', the remaining 8 bits are composed of the lower 8 bits of TMSI, L is the upper All 8 bits are set to '0', and the remaining 8 bits are composed of the upper 8 bits of TMSI, and DECORR is a number resulting from a constant function using the hash key as a variable. When FA_selecton is determined to be 12 bits according to [Equation 1], by taking mod N, the corresponding FA value can be determined. Herein, the hash key, L, H, and DECORR values have been described by way of example, but are not limited thereto, and these variables may be used in other arbitrary numbers.
[수학식 1][Equation 1]
FA_selecton = N * ((40503 * (L H DECORR)) mod 216) /216 FA_selecton = N * ((40503 * (L H DECORR)) mod 2 16 ) / 2 16
위에서, 랜덤하게 주파수를 결정하는 몇 가지 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 초기 위치 등록 과정에서 RRM 연동 없이 빠르게 FA를 결정하여 조기에 FA 밸런스를 유동할 수 있는 다른 다양한 방식들이 이용될 수 있다.In the above, some examples of randomly determining frequencies have been described. However, the present invention is not limited thereto, and various other methods of rapidly determining FA and moving the FA balance early without RRM interworking may be used. Can be.
이와 같은 FA 값 결정 과정에서, RNC(221)는 RRC 연결 요청 메시지를 수신하는 기지국(Node-B)을 구분하지 않고 자체 시스템 기반으로 FA 값을 계산할 수도 있고, RRC 연결 요청 메시지를 수신하는 기지국(Node-B)을 구분하여 기지국 별로 별도의 위와 같이 각 FA를 순차적으로 반복 선택하여 주파수를 결정하는 방식 또는 랜덤 주파수 결정 방식으로, 즉, 기지국 기반으로 FA 값을 계산할 수도 있다. 기지국(Node-B)의 구분은 셀 탐색 시에 이동 단말(210)과 주고 받는 신호로부터 소정 식별 코드를 확인함으로써 이루어질 수 있다. In the FA value determination process, the
위와 같이, FA 값을 계산한 다음에, RNC(221)는 이동 단말(210)과 통신하고 있는 해당 기지국(Node-B)으로 무선 링크 설정을 위한 RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지를 전송한다(S430). 이에 따라, 기지국(Node-B)은 이동 단말(210)과 통신하기 위한 무선 링크, 즉, 해당 채널 설정을 수행하고, RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지에 대한 응답으로 RL 설정(Radio Link Setup) 응답 메시지를 RNC(221)에 통보한다(S440). 이때, S430 단계에서, RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지에는 RNC(221)가 S420 단계에서 계산한 FA 값을 포함시키는 것이 바람직하다. 이는 기지국(Node-B)에서 FA 값에 대응되는 해당 주파수로 이동 단말(210)과 통신하기 위한 무선 채널 링크 설정이 이루어질 수 있도록 하기 위함이다.As described above, after calculating the FA value, the
이와 같이, 무선 링크 설정이 완료되면, RNC(221)는 FA 값이 지정된 RRC(Radio Resource Control) 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 이동 단말(210)로 전송한다(S450). RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지는 PhyCH(physical channel) 정보 요소들(information elements) 중 'Frequency info' 를 포함하고, 'Frequency info'에 다운 링크(down link) 또는 업 링크(up link)를 위한 주파수를 지정하는 코드로서 FA 값이 포함되어 전송된다. As such, when the radio link setup is completed, the
이와 같이, 이동 단말(210)이 RNC(221)로부터 전송되는 RRC 연결 설정 메시지를 통보 받으면, 상기 FA 값에 대응되는 통신 주파수를 이용하여 코어 망(230)과 통신하여 위치 등록 과정을 수행한다. 위치 등록 과정에 의하여 이동 단말(210)의 현재 위치가 HLR(240)에 등록되고, 이에 따라 실제 호 연결 요청의 발생 시에 이동 단말(210)이 소속된 기지국(Node-B)을 통하여 빠른 호 연결이 이루어지도록 이동 단말(210)의 위치가 관리된다. As such, when the
위와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 통신 주파수 할당 방법은 RNC(800)에 도 8과 같은 구성을 포함함으로써 구현될 수 있다. 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 RNC(800)는 메시지 수신부(810), FA 분산부(820), FA 리스트를 관리하는 저장부(821), 및 메시지 전송부(830)를 포함할 수 있다. Communication frequency allocation method according to an embodiment of the present invention as described above can be implemented by including the configuration shown in Figure 8 in the RNC (800). Referring to FIG. 8, the
메시지 수신부(810)는 이동 단말(210)로부터 위치 등록을 위한RRC(Radio Resource Control) 연결 요청(Connection Request) 메시지를 수신한다. RRC 연결 요청 메시지에는 'Establishment Cause'가 포함되며, 메시지 수신부(810)는 'Establishment Cause'에 'Registration'을 위한 5비트 코드가 포함된 경우에 FA 분산부(820)를 액티브 시킨다.The message receiver 810 receives a Radio Resource Control (RRC) Connection Request (RRC) Connection Request message for location registration from the
이와 같이, FA 분산부(820)는 'Registration'을 위한 5비트 코드가 포함된 상기 RRC 연결 요청 메시지에 따라 액티브되어, 위에서 기술한 바와 같은 도 5내지 도 7 또는 [수학식 1]과 같은 방식, 즉, 각 메시지에 사용된 FA의 신호 세기와는 무관하게 순차적으로 다중 FA들의 각 FA를 한번씩 반복 선택하거나, 난수 생성 함수 또는 해시 키를 이용하는 무작위 FA 선택 방식으로 해당 주파수 결정을 위한 FA 값을 계산한다. FA 분산부(820)는 레지스터 또는 소정 메모리 형태의 저장부(821)에서 관리되는 기지국별 FA 리스트를 참조할 수 있다. As such, the FA distributing unit 820 is activated according to the RRC connection request message including a 5-bit code for 'Registration', and the scheme as shown in FIGS. 5 to 7 or
상기 FA 분산부(820)는, RRC 연결 요청 메시지를 수신하는 기지국(Node-B)을 구분하지 않고 자체 시스템 기반으로 상기 FA 값을 계산할 수도 있고, 또는 RRC 연결 요청 메시지를 수신하는 기지국(Node-B)을 구분하여 기지국 별로 별도의 위와 같은 주파수 결정 방식으로 FA 값을 계산할 수 있다. The FA distributing unit 820 may calculate the FA value based on its own system without distinguishing a base station Node-B that receives an RRC connection request message, or receives a base station that receives an RRC connection request message. By dividing B), the FA value may be calculated by the frequency determination method as described above for each base station.
메시지 전송부(830)는 FA 분산부(820)에서 FA 값이 결정되면, 이동 단말(210)과 통신하고 있는 해당 기지국(Node-B)으로 무선 링크 설정을 위한 RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지를 전송한다. 위에서 기술한 바와 같이, RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지에는 FA 값이 포함될 수 있고, 이에 따라, 기지국(Node-B)은 이동 단말(210)과 통신하기 위한 무선 링크, 즉, 해당 채널 설정을 수행하고, RL 설정(Radio Link Setup) 요청 메시지에 대한 응답으로 RL 설정(Radio Link Setup) 응답 메시지를 통보한다. When the FA value is determined by the FA distribution unit 820, the message transmitter 830 requests a RL setup for establishing a radio link to a corresponding Node-B communicating with the
또한, 메시지 전송부(830)는 이동 단말(210)로 상기 FA 값이 지정된 RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지를 전송한다. RRC 연결 설정(Connection Setup) 메시지는, 위에서 기술한 바와 같이,'Frequency info'에 다운 링크(down link) 또는 업 링크(up link)를 위한 주파수를 지정하는 코드로서 FA 값이 포함되어 전송된다. 이에 따라, 이동 단말(210)은 FA 값에 대응되는 통신 주파수를 이용하여 코어 망(230)과 통신하여 위치 등록 과정을 수행한다. In addition, the message transmitter 830 transmits an RRC connection setup message in which the FA value is designated to the
본 명세서에서 개시된 방법 및 장치에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The functions used in the methods and apparatus disclosed herein can be embodied as computer readable code on a computer readable recording medium. The computer-readable recording medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable recording media include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet). do. The computer readable recording medium can also be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서의 주파수 할당 방법 및 장치에서는, 위치 등록 과정에서 이동 단말의 통신 주파수를 다양한 방식으로 할당하여 줌으로써 다중 FA들의 고른(even) 분포를 유도하여 위치 등록 부하를 분산시킴으로써, 호 연결 설정 시에 특정 FA에 대한 부하 증가로 인한 이동 단말들의 접근 충돌(access collision)이나 호 설정 시간 지연 등의 통신 장애 원인들을 사전에 방지할 수 있다.As described above, in the method and apparatus for frequency allocation in a WCDMA system in which cells of multiple FAs operate according to the present invention, an even distribution of multiple FAs is provided by allocating a communication frequency of a mobile terminal in various ways during a location registration process. By spreading the location registration load by deriving, it is possible to prevent causes of communication failures such as access collision or call setup time delay of mobile terminals due to an increase in load on a specific FA during call connection establishment.
또한, 본 발명에 따른 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서의 주파수 할당 방법 및 장치에서는, 초기 위치 등록 과정에서 다중 FA들에 고르게 이동 단말들이 분포되도록 유도하여 특정 FA에 몰리는 않게 셀 부하를 분산시킴으로써, 전체적인 시스템의 안정성을 도모할 수 있다.In addition, in the WCDMA system in which multiple FA cells operate according to the present invention, the method and apparatus for frequency allocation distribute cell loads so as not to be concentrated in a specific FA by inducing mobile terminals to be distributed evenly among multiple FAs during an initial location registration process. By doing so, the stability of the overall system can be achieved.
그리고, 본 발명에 따른 다중 FA의 셀이 운용되는 WCDMA 시스템에서의 주파수 할당 방법 및 장치에서는, 아이들(idle) 상태에서 셀의 부하 밸런스(balance)를 조기에 유도함으로써, 초기 호 설정 시에 셀 부하를 조기에 분산시켜서 과도하게 특정 FA가 사용되지 않게 되므로, 서비스 품질의 열화를 능동적으로 미리 예방할 수 있다.In the WCDMA system in which multiple FA cells operate according to the present invention, a frequency allocation method and apparatus induce an early load balance of a cell in an idle state, thereby allowing cell load during initial call setup. It is possible to prevent the deterioration of the quality of service proactively by distributing it early so that the specific FA is not excessively used.
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