KR101830227B1 - 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선통신망에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring) 방식의 접속 제어 기법에서 차단 인자를 설정하는 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 인자 설정방법은, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 제1단계와, 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 제2단계와, 예측된 부하 및 추정된 부하를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 제3단계와, 추정된 임의 접속을 시도할 기기의 수를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 제4단계를 구비한다. 본 발명에 따르면, 다음번 타임슬롯에서 새로 임의 접속을 하려는 단말과 이번 타임슬롯에서 임의 접속에 실패한 단말들을 모두 고려하여 다음번 타임슬롯의 차단인자를 설정하므로, 다음번 타임슬롯에서 임의 접속에 성공할 확률을 높여주어 임의접속 채널에서의 통신 효율이 상승된다.

Description

단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법 및 장치 {Method and apparatus for setting barring factor for controlling access of user equipment}
본 발명은 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무선통신망에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring) 방식의 접속 제어 기법에서 차단 인자를 설정하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1에 이동통신시스템을 보여주는 블록도가 도시되어 있다. 이동통신시스템은 코어 네트워크(CN)(106)와, 기지국(102), 단말(104a~104n)을 포함한다. 기지국(102)은 단말(104a~104n)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(base transceiver system), 액세스 포인트(access point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 하나의 기지국(102)에는 하나 이상의 셀이 존재할 수 있다. 하나의 셀은 1.25, 2.5, 5, 10 및 20 MHz 등의 대역폭 중 하나로 설정되어 여러 단말에게 하향 또는 상향 전송 서비스를 제공한다. 이때 서로 다른 셀은 서로 다른 대역폭을 제공하도록 설정될 수 있다. 단말(104a~104n)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(mobile station), UT(user terminal), SS(subscriber station), MT(mobile terminal), 무선기기(wireless device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
머신타입통신(Machine-Type Communication)(이하, 'MTC'라 함)은 소형의 기기 간에 인간의 개입 없이 이루어지는 통신을 말하며, 기존의 이동통신망을 사용하여 이루어질 수 있다. 이하에서는 단말을 MTC 기기로, 기지국을 eNB로 칭한다.
MTC 기기는 소량의 데이터를 LTE-A 통신망을 이용하여 송수신하지만, 많은 수의 기기들이 동시에 통신망의 동일한 채널(RACH: Random Access Channel)을 통해 액세스를 시도하기 때문에 통신망의 과부하(overload) 및 혼잡(congestion) 현상을 야기할 수 있다. 임의접속(Random Access) 절차를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 임의접속 절차를 간략화하여 보여주는 데이터 흐름도이다.
MTC 기기(UE)가 접속을 시도하는 RACH에는 64개의 프리앰블(preamble)이 통신을 위해 사용된다. 각 MTC 기기들은 64개 중에서 임의의 프리앰블을 선택하여 RACH 채널 접속을 시도하면서 eNB(Evolved NodeB)에 자신의 송신 의사를 알리게 된다(S21). eNB는 동일한 프리앰블을 사용하는 서로 다른 기기가 있는지 확인한다. 동일한 프리앰블을 사용하는 기기들은 충돌(collision) 발생으로 인하여 RACH 액세스에 실패하게 되고, 충돌이 발생하지 않는 기기들만이 네트워크에 액세스할 수 있는 권한을 부여받아서 원하는 데이터를 eNB에 전송 할 수 있게 된다. 충돌이 발생하지 않았다면 eNB는 동일한 프리앰블을 사용하여 해당 MTC 기기로 임의접속 응답을 전송한다(S22). 그러면 MTC 기기는 자신의 ID를 보내면서 RRC(Radio Resource Control) 연결을 요청한다(S23). 그러면, eNB는 contention resolution을 수행한다(S24).
그런데 접속을 시도하는 기기들이 많아지면 충돌 빈도가 높아져서 데이터 전송 효율이 낮아진다. 이러한 임의 접속(random access) 시의 충돌을 방지하기 위한 방법 들 중에 접속 클래스 차단(Access Class Barring, 이하 'ACB'라 함)이 있다. ACB에서 eNB는 ACB와 관련된 파라미터들을 SIB(System Information Block)에 담아 정기적으로 통신망 내에 전송하며, 이 파라미터에는 차단인자(barring factor)(0~1 사이의 값)와 차단기간(barring duration)이 포함되어 있다. 네트워크의 혼잡도(혼잡도 = 1 - (소정 기간동안의 접속성공 단말수/소정 기간동안의 접속요청 단말수))가 높아져서 통신망에 과부하가 생기면 ACB 기법이 활성화된다.
ACB 기법이 활성화되면 네트워크에 접속하려는 기기들은 자체적으로 0~1까지 난수를 발생시켜 이 값이 차단인자보다 작으면 계속해서 임의 접속을 진행하고, 값이 크면 차단기간 동안 임의 접속을 쉬고, 차단기간이 지나면 다시 임의 접속을 시도하게 된다. 따라서 차단인자 값을 어떻게 설정하는가가 통신망의 과부하(overload) 및 혼잡(congestion) 현상을 감소시키는데 많은 영향을 미치게 된다.
차단인자를 결정하는 eNB는 타임슬롯(time slot) i에서 "임의 접속에 성공한 기기의 개수"와 "프리앰블 충돌 개수"에 대한 정보만을 가진다. 종래의 ACB 차단인자 설정 방식들은 이러한 정보들을 기반으로 다음번 타임슬롯을 위한 최적화된 차단인자 값을 설정하였다. 그러나, 다음번 타임슬롯에서는 새로 임의 접속을 하려는 단말과 임의 접속에 실패한 단말들이 임의 접속을 시도하게 되므로, 종래 기술의 방법으로는 적절한 차단인자 설정에 한계가 있다.
본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 무선통신망에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring) 방식의 접속 제어 방식에서 다음번 타임슬롯에서 새로 임의 접속을 하려는 단말과 현재 타임슬롯에서 임의 접속에 실패한 단말들을 모두 고려하여 차단인자를 설정함으로써 효율적인 차단 인자를 설정이 가능한 차단 인자 설정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법은, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 제1단계와, 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 제2단계와, 예측된 부하 및 추정된 부하를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 제3단계와, 추정된 임의 접속을 시도할 기기의 수를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 제4단계를 구비한다.
제1단계는, 현재 타임슬롯에서의 차단인자에 기초하여 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 구하는 단계와, 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수에서 직전 타임슬롯으로부터 이월된 기기의 수를 감산하여 현재 타임슬롯에서 새로 발생된 부하(이하, "신규 부하"라 함)를 계산하는 단계와, 현재 타임슬롯까지의 신규 부하의 수열을 사용하여 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 예측하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 현재 타임슬롯까지의 신규 부하의 수열을 사용하여 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 예측하는데에는, 이동평균법(moving average), 지수평활법(exponential smoothing), 추세예측법(trend forecast), 외삽법(extrapolation), 성장곡선법(growth curve) 중의 하나를 사용할 수 있다.
제2단계는, 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수에서 현재 타임슬롯에서 임의 접속에 성공한 기기의 개수를 감산하여 다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수를 추정하여 수행될 수 있다.
현재 타임슬롯에서의 차단인자에 기초하여 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 구하는 단계는, 현재 타임슬롯에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring, ACB) 체크에 성공한 기기의 개수를 구하는 단계와, 상기 접속 클래스 차단 체크에 성공한 기기의 개수를 현재 타임슬롯에서의 차단인자로 나누어 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 계산하는 단계를 포함한다.
현재 타임슬롯에서 접속 클래스 차단 체크에 성공한 기기의 개수는, 현재 타임슬롯에서 프리앰블 전송에 성공하는 기기 개수의 예측치에 람베르트(Lambert) 함수를 이용한 역함수를 적용하여 구할 수 있다. 또한, 현재 타임슬롯에서 프리앰블 전송에 성공하는 기기 개수의 예측치는, 하나의 기기가 하나의 프리앰블을 선택할 조건부 확률에 프리앰블의 전체 개수를 곱하여 구할 수 있다.
제3단계는, 다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수와, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 더함으로써 수행될 수 있다.
제4단계는, 프리앰블의 전체 개수를 M, 다음번 타임슬롯 i+1에서 ACB 체크에 성공한 기기의 수를
Figure 112016066681817-pat00001
, 다음번 타임슬롯 i+1에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를
Figure 112016066681817-pat00002
라 할 때, 다음번 타임슬롯의 차단인자
Figure 112016066681817-pat00003
는 다음 식
Figure 112016066681817-pat00004
에 의해 결정하되,
Figure 112016066681817-pat00005
에 의해 구할 수 있다.
본 발명에 따른 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 장치는, 프로세서와, 메모리와, 단말들과의 무선통신을 위한 무선통신부를 구비한다. 상기 프로세서는, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 제1단계와, 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 제2단계와, 예측된 부하 및 추정된 부하를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 제3단계와, 추정된 임의 접속을 시도할 기기의 수를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 제4단계를 수행함으로써 단말 접속 제어를 위한 차단인자를 설정한다.
본 발명에 따르면, 다음번 타임슬롯에서 새로 임의 접속을 하려는 단말과 이번 타임슬롯에서 임의 접속에 실패한 단말들을 모두 고려하여 다음번 타임슬롯의 차단인자를 설정하므로, 다음번 타임슬롯에서 임의 접속에 성공할 확률을 높여주어 임의접속 채널에서의 통신 효율이 상승된다.
도 1은 머신타입통신이 적용되는 이동통신시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 2는 임의접속 절차를 간략화하여 보여주는 데이터 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법의 동작 흐름을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은, 임의 접속을 시도하는 기기들(backlogged devices)은 이전 타임슬롯에서 이월되어 온 기기들과 현재의 타임슬롯에서 새로 활성화된 기기들의 두 가지 형태가 있다는 점에 착안하여 이루어졌다. 본 발명에서 부하 예측 단계는 두 부분으로 이루어진다.
먼저, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측한다. 이러한 예측에는 예를 들면 참고문헌1과 같은 트래픽 모델(traffic model)이 사용될 수 있다.
(참고문헌1: 3rd Generation Partnership Project, Technical specification group radio access network; study on RAN improvements for machine-type communications, 3GPP TR 37.868 V11.0.0, 2011.)
이 트래픽 모델에서는 eNB가 LTE-A 네트워크의 하나의 셀에서 N개의 기기들을 지원하는 것을 고려한다. 각 MTC 기기는 시간 T의 주기동안 하나의 접속 요청(access request)을 생성한다. 즉, 모든 기기들은 t=0에서 t=T 사이에 활성화된다. 한 주기는 다수의 타임슬롯으로 분할된다. 임의 접속 강도(random access intensity)가 분포 p(t)로 나타날 때, 주기 T 내의 i번째 접속 기회에서 접속 요청을 생성하는 기기의 수는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112016066681817-pat00006
여기에서 ti는 i번째 접속 기회에서의 시각을 나타내며, 이 트래픽 모델에서 p(t)는 다음과 같이
Figure 112016066681817-pat00007
,
Figure 112016066681817-pat00008
의 값을 갖는 베타분포를 따른다.
Figure 112016066681817-pat00009
다음으로, 현재 타임슬롯(time slot)에서의 차단인자(barring factor)에 기초하여 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하(load)를 추정한다.
이와 같이 예측된 부하 및 추정된 부하를 사용하여 다음번 타임슬롯에서 백로그될(임의 접속을 시도할) 기기의 수를 추정하고, 추정된 백로그될 기기의 수를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정한다. 본 발명의 방법은 프로세서와, 메모리와, 단말들과의 무선통신을 위한 무선통신부를 구비하는 기지국 장치에서 수행될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 3은 본 발명의 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법의 동작 흐름을 보여주는 흐름도이다.
본 발명에서는 현재 타임슬롯에서 최종적으로 임의 접속(random access)에 성공한 기기의 수뿐만 아니라, 임의 접속에 실패한 기기의 수에 대한 예측에 기초하여 차단인자(barring factor)를 결정한다. 본 발명에서의 차단인자의 설정은, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하(기기의 수)를 예측하는 단계(단계 S31)와, 현재 타임슬롯(time slot)에서의 차단인자(barring factor)에 기초하여 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 단계(단계 S32)와, 예측된 부하 및 추정된 부하를 사용하여 다음번 타임슬롯에서 백로그(backlog)될 기기의 수를 추정하는 단계(단계 S33)와, 추정된 백로그될 기기의 수를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 단계(단계 S34)를 거쳐서 이루어진다. 기지국은 이렇게 설정된 차단인자를 단말(UE)들에게 전송한다(S33). 그러면, 단말들은 수신한 차단인자를 사용하여 ACB 기법에 따른 RACH에의 임의 접속(random access)을 실행한다.
다음으로, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 단계(단계 S31)와, 다음번 타임슬롯으로 이월될 부하(load)를 추정하는 단계(단계 S32)에 대해서 상세히 설명한다.
타임슬롯 i에서 새로 발생된 부하
Figure 112016066681817-pat00010
는, 타임슬롯 i에서 임의 접속을 시도한 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00011
에서 직전 타임슬롯(타임슬롯 i-1)으로부터 이월된 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00012
를 뺀 것이 된다. 그런데, eNB는 타임슬롯 i에서 임의 접속을 시도한 기기의 수(
Figure 112016066681817-pat00013
)를 알지 못한다. eNB가 알고 있는 것은 타임슬롯 i에서 랜덤 액세스에 성공한 기기의 수(
Figure 112016066681817-pat00014
)와 충돌 횟수이다. 타임슬롯 i에서 ACB(Access Class Barring) 체크에 성공한 기기의 개수를
Figure 112016066681817-pat00015
라 하면, 하나의 기기가 프리앰블 m (m ∈ M, M은 프리앰블의 전체 집합)을 선택할 조건부 확률은 수학식 1과 같다(참고문헌2,3 참조).
(참고문헌2: S. Duan, V. Shah-Mansouri, and V.W.S. Wong, “Dynamic access class barring for M2M communications in LTE networks,” in Proceeding of the IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM), pp. 4747-4752, 2013.
참고문헌3: S. Duan, V. Shah-Mansouri, Z. Wang, and V. Wong, “D-ACB: adaptive congestion control algorithm for bursty M2M traffic in LTE networks,” IEEE Transactions on Vehicular Technology, Early Access Article, 2016.)
Figure 112016066681817-pat00016
수학식 1에서 M은 프리앰블의 개수, Dm은 프리앰블 m을 선택한 기기의 수를 나타내며,
Figure 112016066681817-pat00017
는 이항계수(binomial coefficient)로서, 이항계수는
Figure 112016066681817-pat00018
와 같이 표현된다.
타임슬롯 i에서 프리앰블 전송에 성공하는 기기 개수의 예측치는 수학식 1에 프리앰블의 전체 개수 M을 곱하여 수학식 2와 같이 구할 수 있다.
Figure 112016066681817-pat00019
수학식 2를 풀면 수학식 3을 얻을 수 있다.
Figure 112016066681817-pat00020
수학식 3을 풀기 위하여 Lambert W 함수를 이용한 역함수를 적용하여 수학식 4가 유도된다.
Figure 112016066681817-pat00021
여기에서, Wn(x)는 람베르트(Lambert) 함수이고, n∈Z, Z는 정수의 집합이다.
이렇게 구한
Figure 112016066681817-pat00022
를 사용하여 수학식 5와 같이 타임슬롯 i에서 백로그될 기기들의 수
Figure 112016066681817-pat00023
를 얻을 수 있다.
Figure 112016066681817-pat00024
여기에서 p i 는 타임슬롯 i에서의 ACB 차단인자를 나타낸다.
이와 같이 타임슬롯 i에서 임의 접속을 시도한 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00025
가 주어지면, 직전 타임슬롯(타임슬롯 i-1)으로부터 이월된 기기의 수를 알 수 있으므로, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측할 수 있다. 즉, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 단계(단계 S31)는 다음과 같이 구성될 수 있다.
타임슬롯 i에서 새로 발생된 부하
Figure 112016066681817-pat00026
는, 타임슬롯 i에서 임의 접속을 시도한 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00027
에서 직전 타임슬롯(타임슬롯 i-1)으로부터 이월된 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00028
를 뺀 것이 된다. 이렇게 구한 새로 발생된 부하의 수열(series)
Figure 112016066681817-pat00029
을 사용하여 미래의 새로운 임의 접속 시도의 수
Figure 112016066681817-pat00030
, 즉 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 예측할 수 있다. 이러한 예측 방법으로는 예를 들면 이동평균법(moving average), 지수평활법(exponential smoothing), 추세예측법(trend forecast), 외삽법(extrapolation), 성장곡선법(growth curve) 등의 다양한 방법이 사용될 수 있다.
또한,
Figure 112016066681817-pat00031
가 주어지면, eNB는 타임슬롯 i에서 임의 접속에 성공한 기기의 개수
Figure 112016066681817-pat00032
를 알고 있으므로, 타임슬롯 i에서 임의 접속에 실패하여 다음번 타임슬롯(타임슬롯 i+1)에서 다시 임의 접속을 시도하는 기기 개수
Figure 112016066681817-pat00033
, 즉 다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수를 수학식 6과 같이 추정할 수 있다(단계 S32).
Figure 112016066681817-pat00034
이와 같이 다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00035
와, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00036
가 주어지면, 다음번 타임슬롯에 백로그될 기기들의 수
Figure 112016066681817-pat00037
는 이 둘을 합하여 구할 수 있다(단계 S33). 즉,
Figure 112016066681817-pat00038
=
Figure 112016066681817-pat00039
+
Figure 112016066681817-pat00040
와 같다.
다음으로, 추정된 백로그될 기기의 수
Figure 112016066681817-pat00041
를 사용하여 램덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자
Figure 112016066681817-pat00042
를 결정하는 단계(단계 S34)에 대해서 설명한다.
타임슬롯 i+1에서의 차단인자
Figure 112016066681817-pat00043
를 결정하기 위하여 먼저 타임슬롯 I+1에서 임의 접속에 성공하는 기기의 수가 최대로 되는
Figure 112016066681817-pat00044
를 수학식 7과 같이 계산한다.
Figure 112016066681817-pat00045
수학식 7을 풀어서 수학식 8을 얻을 수 있다.
Figure 112016066681817-pat00046
수학식 8을
Figure 112016066681817-pat00047
에 대하여 미분하여 미분값이 0이 되는
Figure 112016066681817-pat00048
, 즉 수학식 8의 값이 최대가 될 때의
Figure 112016066681817-pat00049
를 구하면 수학식 9을 얻게 된다.
Figure 112016066681817-pat00050
이렇게 구한
Figure 112016066681817-pat00051
를 이용하여 타임슬롯 i+1에서의 차단인자
Figure 112016066681817-pat00052
를 수학식 10과 같이 결정한다.
Figure 112016066681817-pat00053
이상, 본 발명을 몇가지 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
102 기지국
104 코어 네트워크
106 단말

Claims (10)

  1. 무선통신망에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring) 방식의 접속 제어 기법에서 차단 인자를 설정하는 방법으로서,
    다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 제1단계와,
    다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 제2단계와,
    예측된 부하 및 추정된 부하를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 제3단계와,
    추정된 임의 접속을 시도할 기기의 수를 사용하여 랜덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 제4단계
    를 구비하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1단계는,
    현재 타임슬롯에서의 차단인자에 기초하여 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 구하는 단계와,
    현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수에서 직전 타임슬롯으로부터 이월된 기기의 수를 감산하여 현재 타임슬롯에서 새로 발생된 부하(이하, "신규 부하"라 함)를 계산하는 단계와,
    현재 타임슬롯까지의 신규 부하의 수열을 사용하여 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 예측하는 단계
    를 포함하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    현재 타임슬롯까지의 신규 부하의 수열을 사용하여 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 예측하는 것은, 이동평균법(moving average), 지수평활법(exponential smoothing), 추세예측법(trend forecast), 외삽법(extrapolation), 성장곡선법(growth curve) 중의 하나를 사용하여 예측하는 것임을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  4. 제2항에 있어서, 제2단계는,
    현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수에서 현재 타임슬롯에서 임의 접속에 성공한 기기의 개수를 감산하여 다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수를 추정하는 것임을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    현재 타임슬롯에서의 차단인자에 기초하여 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 구하는 상기 단계는,
    현재 타임슬롯에서 접속 클래스 차단(Access Class Barring, ACB) 체크에 성공한 기기의 개수를 구하는 단계와,
    상기 접속 클래스 차단 체크에 성공한 기기의 개수를 현재 타임슬롯에서의 차단인자로 나누어 현재 타임슬롯에서 임의 접속을 시도한 기기의 수를 계산하는 단계
    를 포함하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    현재 타임슬롯에서 접속 클래스 차단 체크에 성공한 기기의 개수는, 현재 타임슬롯에서 프리앰블 전송에 성공하는 기기 개수의 예측치에 람베르트(Lambert) 함수를 이용한 역함수를 적용하여 구하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 현재 타임슬롯에서 프리앰블 전송에 성공하는 기기 개수의 예측치는, 하나의 기기가 하나의 프리앰블을 선택할 조건부 확률에 프리앰블의 전체 개수를 곱하여 구하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  8. 제5항에 있어서, 제3단계는
    다음번 타임슬롯으로 이월될 기기의 수와, 다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 기기의 수를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  9. 제8항에 있어서, 제4단계는
    프리앰블의 전체 개수를 M, 다음번 타임슬롯 i+1에서 ACB 체크에 성공한 기기의 수를
    Figure 112016066681817-pat00054
    , 다음번 타임슬롯 i+1에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를
    Figure 112016066681817-pat00055
    라 할 때, 다음번 타임슬롯의 차단인자
    Figure 112016066681817-pat00056
    는 다음 식
    Figure 112016066681817-pat00057

    에 의해 결정하되,
    Figure 112016066681817-pat00058
    에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 방법.
  10. 프로세서와,
    메모리와,
    단말들과의 무선통신을 위한 무선통신부를 구비하며,
    상기 프로세서는
    다음번 타임슬롯에서 새로 활성화될 부하를 예측하는 제1단계와,
    다음번 타임슬롯으로 이월될 부하를 추정하는 제2단계와,
    예측된 부하 및 추정된 부하를 더하여 다음번 타임슬롯에서 임의 접속을 시도할 기기의 수를 추정하는 제3단계와,
    추정된 임의 접속을 시도할 기기의 수를 사용하여 랜덤 액세스에 성공하는 기기의 수가 최대화되도록 다음번 타임슬롯의 차단인자를 결정하는 제4단계를 수행함으로써 단말 접속 제어를 위한 차단인자를 설정하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어를 위한 차단 인자 설정 장치.
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