KR102130605B1 - 직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체 - Google Patents

직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체 Download PDF

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KR102130605B1
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박세권
손종욱
조국래
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재단법인대구경북과학기술원
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법은, 신규 서비스가 요청되면, 기 설정된 직교가변 확산인자 코드트리를 구성하는 복수의 직교가변 확산인자 코드 중 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 검색하여 후보 코드군을 생성하고, 후보 코드군에 포함된 어느 하나의 직교가변 확산인자 코드를 할당한 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성하고, 신규 가상코드트리별로 산출된 서비스 블로킹 확률에 기반하여 신규 서비스에 할당될 직교가변 확산인자 코드를 선택할 수 있다.

Description

직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체 {METHOD FOR ALLOCATING ORTHOGONAL VARIABLE SPERADING FACTOR, DEVICE AND COMPUTER READABLE MEDIUM FOR PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직교가변 확산인자를 이용하여 무선 통신 시스템에서 다중 전송을 지원하기 위한 직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체에 관한 것이다.
직교가변 확산인자(OVSF: Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드는 코드분할 다중접속(CDMA: Code Division Multiplex Access) 시스템에서 다중 전송속도를 지원하기 위한 채널화 코드이다. OVSF코드는 자신의 부모 가지와 자식 가지와는 직교하지 않는 특성을 가지고 있다. 따라서 랜덤 코드 할당 방식을 사용하게 되면 상기 OVSF코드의 직교성 특성으로 하여 여유용량이 있음에도 불구하고 채널을 할당할 수 없는 상황이 발생할 수 있게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 종래 기술 중에는 left-most나 crowded-first와 같은 OVSF코드 할당 방식이 제안된 바 있다.
left-most방식은 OVSF코드 트리상의 할당 가능한 코드 중에서 가장 왼쪽에 위치한 코드를 할당함으로써 코드 트리의 오른쪽에 가능한 많은 여유코드를 남겨두는 방식이다. left-most방식은 오른쪽 코드 트리상에서 부모 가지나 자식 가지에도 여유코드를 남겨둠으로써 직교성으로 인하여 코드를 할당할 수 없는 문제점을 해결할 수 있었다.
crowded-first방식은 할당할 수 있는 다수의 코드 중 부모 가지의 여유 용량이 가장 적은 코드를 할당한다. crowded-first방식은 사용하는 코드의 밀집도를 향상시켜 기타 코드 가지에 최대한 많은 여유 용량을 남겨둠으로써 더욱 향상된 성능을 가질 수 있도록 하였다.
상술한 종래 기술들의 궁극적 목적은 여유용량이 있음에도 불구하고 OVSF코드의 직교성 문제로 코드를 할당할 수 없는 가능성을 줄임으로써 서비스의 블로킹 확률을 줄일 수 있는 효과를 가지고 있다.
하지만 종래의 알고리즘들은 코드 할당 시점의 코드 할당상황에만 기반하여 코드를 할당하며, 다음 서비스가 도착하여 코드를 할당받아야 할 경우의 상황에 대해서는 고려하지 않고 있다. 즉, 실제로는 각 서비스의 지속시간이 상이하며 이로 하여 기존에 할당된 코드가 다음 서비스가 도착할 때 계속하여 사용되어질 확률도 크게 상이하다.
즉, 종래 기술들은 서비스 시작 시 OVSF코드의 단편화만 고려할 뿐, 다음 서비스 도착 시 서비스의 종료로 인한 OVSF트리의 단편화를 고려하지는 못한다는 문제점이 있다.
이에, 잘못된 코드 할당으로 인해 시스템 상에서 여유 용량이 있음에도 서비스를 지원할 수 없는 단편화 현상을 극복하기 위한 기술의 필요성이 요구되고 있다.
한국등록특허 제10-1220533호 한국등록특허 제10-1459044호
본 발명의 일측면은 신규 서비스 도착 시 코드 트리의 형태와 확률에 근거하여 직교가변 확산인자 코드를 할당하여 코드 블로킹 및 코드 재할당 확률를 감소시킬 수 있는 직교가변 확산인자 코드 할당 방법, 이를 수행하기 위한 장치 및 기록매체를 제공한다.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 코드 분할 다중 접속 기술에 따라 복수의 서비스에 서로 다른 직교가변 확산인자 코드를 할당하는 직교가변 확산인자 코드 할당 장치에 의해 수행되는 직교가변 확산인자 코드 할당 방법은, 신규 서비스가 요청되면, 기 설정된 직교가변 확산인자 코드트리를 구성하는 복수의 직교가변 확산인자 코드 중 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 검색하여 후보 코드군을 생성하고, 상기 직교가변 확산인자 코드트리로부터 상기 후보 코드군에 포함된 어느 하나의 직교가변 확산인자 코드를 할당한 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성하고, 상기 후보 코드군에 포함된 직교가변 환산인자 코드별로 생성된 상기 신규 가상 코드트리의 분포 확률에 기초하여 다음 서비스 도착 시점에서의 코드 블로킹 확률을 산출하며, 상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하고, 선택된 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리에서 상기 신규 서비스에 할당된 직교가변 확산인자 코드를 상기 신규 서비스에 할당한다.
상기 분포 확률은, 상기 신규 가상 코드트리에서 사용 중인 각각의 직교가변 환산인자 코드의 서비스 시간 분포확률 및 다음 서비스가 도착하기까지의 평균 시간을 기초로 산출될 수 있다.
상기 코드 블로킹 확률을 산출하는 것은, 상기 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 직교가변 확산인자 코드별 상기 서비스 시간 분포확률을 산출하고, 상기 서비스 시간 분포확률에 기반하여 상기 평균 시간이 경과한 시점에서 사용 중인 직교가변 환산인자 코드의 변화량에 따른 상기 분포 확률을 산출하며, 상기 분포 확률을 기초로 상기 신규 가상 코드트리의 단편화(fragmentation) 확률을 나타내는 상기 코드 블로킹 확률을 산출하는 것일 수 있다.
상기 신규 서비스가 요청되면, 상기 직교가변 확산인자 코드트리의 여유 용량과 상기 신규 서비스의 요구 용량을 비교하여, 상기 여유 용량이 상기 요구 용량보다 작은 경우 상기 신규 서비스를 블로킹하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 여유 용량이 상기 요구 용량보다 크면서 상기 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드가 검색되지 않는 경우, 상기 직교가변 확산인자 코드트리에서 현재 사용 중인 직교가변 확산인자 코드를 재배치하고, 재배치된 직교가변 확산인자 코드트리를 이용하여 상기 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 재검색하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 것은, 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 과정에서 재할당 과정에서 요구되는 리소스를 함께 고려하여 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체는, 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램이 기록될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치는,신규 서비스가 요청되면 기 설정된 직교가변 확산인자 코드트리를 구성하는 복수의 직교가변 확산인자 코드 중 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 검색하여 후보 코드군을 생성하는 코드 할당 후보군 생성부; 상기 직교가변 확산인자 코드트리로부터 상기 후보 코드군에 포함된 어느 하나의 직교가변 확산인자 코드를 할당한 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성하는 가상 코드트리 생성부; 상기 후보 코드군에 포함된 직교가변 환산인자 코드별로 생성된 상기 신규 가상 코드트리의 분포 확률에 기초하여 다음 서비스 도착 시점에서의 코드 블로킹 확률을 산출하고, 상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 판단부; 및 선택된 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리에서 상기 신규 서비스에 할당된 직교가변 확산인자 코드를 상기 신규 서비스에 할당하는 코드 할당부를 포함한다.
상기 판단부는, 상기 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 직교가변 확산인자 코드별 서비스 시간 분포확률을 산출하고, 상기 서비스 시간 분포확률에 기반하여 다음 서비스가 도착하기까지의 평균 시간이 경과한 시점에서 사용 중인 직교가변 환산인자 코드의 변화량에 따른 상기 분포 확률을 산출하며, 상기 분포 확률을 기초로 상기 신규 가상 코드트리의 단편화(fragmentation) 확률을 나타내는 상기 코드 블로킹 확률을 산출할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 과정에서 재할당 과정에서 요구되는 리소스를 함께 고려하여 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택할 수 있다.
상술한 본 발명의 일측면에 따르면, 코드 할당 시점이 아닌 다음 서비스 도착 시점에서 코드 블로킹 확률이 가장 낮은 코드를 할당함으로써 코드 블로킹 확률을 현저히 감소시킬 수 있으며, 코드 재할당 과정을 최소화하여 효율적인 CDMA 전송 시스템을 구축할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
도 2는 OVSF 코드트리의 일 예가 도시된 도면이다.
도 3은 도 3은 종래 기술에 따른 코드 할당 방식의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 내지 도 7은 도 1의 직교가변 확산인자 코드 할당 장치에서 생성된 신규 가상 코드트리의 구체적인 일 예가 도시된 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)의 개략적인 구성이 도시된 블록도이다.
본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 코드 분할 다중 전송(Code Division Multiple Access, CDMA) 시스템에서 다중 전송속도를 지원하기 위한 채널화 코드인 직교가변 확산인자(Orthogonal Variable Spreading Factor, OVSF) 코드를 서비스별로 할당하는 장치일 수 있다.
직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 서로 다른 복수의 직교가변 확산인자(이하 OVSF) 코드들을 계층화한 직교가변 확산인자 코드트리를 미리 구축하고, 신규 서비스가 요청되면 기 구축된 OVSF 코드트리를 구성하는 복수의 OVSF 코드 중 어느 하나를 해당 서비스에 할당할 수 있다. 이와 관련하여, 도 2를 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 2는 OVSF 코드트리의 일 예가 도시된 도면이다.
OVSF 코드트리에서 계층을 k로 표시하고 각 계층에서의 코드 위치를 n으로 표시하면, Ck , n로 하나의 OVSF 코드를 표시할 수 있다. 각각의 OVSF코드의 자식 가지는 2개이며 그 중 한 개는 부모 코드를 그대로 반복하여 생성하고, 다른 한 개는 부모 코드와 부모 코드의 반대코드를 결합하여 생성한다. 예를 들면, 계층 1의 첫 번째 OVSF코드 C1, 1가 [1]이라고 가정하면, 그 자식 가지인 코드 C2, 1와 코드 C2, 2는 각각 [1, 1] 및 [1, -1]로 표시된다. 기타 계층의 모든 OVSF코드는 이와 같은 방식을 반복하여 생성한다. 따라서, OVSF 코드는 부모 가지와 자식 가지의 코드간 비 직교성 문제가 존재한다. 즉, OVSF에서 한 코드가 사용 중이라면 그 코드의 부모 코드 혹은 자식 코드는 대역 확산 코드로 사용할 수 없다.
이와 같은 직교성 문제는 시스템 상에서 코드 블로킹 문제점을 발생시킨다. 코드 블로킹은 시스템에 여유용량이 있음에도 불구하고 대역 확산 코드를 할당하지 못함으로 하여 서비스를 제공할 수 없는 상황을 말한다.
예를 들어, 도 2에 도시된 OVSF코드 트리의 가장 하위에 위치한 코드를 이용하여 전송할 수 있는 전송속도가 R이라고 가정하면 도시된 OVSF코드를 사용하는 시스템에서 제공 가능한 전송속도는 8R이다. 현재 1R속도를 제공하는 OVSF코드 2개(C4, 2, C4, 7)와 2R을 제공하는 OVSF코드 1개(C3, 2)가 사용 중이므로 여유용량은 4R이다. 따라서 4R 전송속도를 요구하는 서비스가 도착하면 시스템에 4R의 여유용량이 존재하므로 용량 측면에서는 상기 서비스를 지원할 수 있다.
하지만, 4R 서비스를 지원하는 OVSF코드 C2, 1과 C2, 2의 자식 코드 중에 모두 사용 중인 코드가 존재하므로 상술한 2개의 OVSF 코드 모두 사용할 수 없게 된다. 이는 코드의 할당이 합리적이지 않음으로 하여 코드 블로킹이 발생함을 알 수 있다. 이와 같은 현상을 OVSF트리의 단편화(Fragmentation)라고 한다. 만약 1R 전송속도를 요구하는 서비스가 도착 시 코드 C4, 7가 아닌 코드 C4, 1에 할당하면 이와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
OVSF코드 할당 알고리즘은 이와 같이 잘못된 코드 할당으로 인하여 시스템 상에 여유용량이 있음에도 서비스를 지원할 수 없는 문제점을 해결하기 위한 방법이다. 하지만 종래 기술에 따른 OVSF코드 할당 알고리즘은 서비스 시작 시 OVSF코드의 단편화만 고려했을 뿐, 다음 서비스 도착 시 서비스의 종료로 인한 OVSF트리의 단편화를 고려하지는 못한다는 문제점이 있다. 이와 관련하여, 도 3을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 종래 기술에 따른 코드 할당 방식의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기존의 알고리즘을 적용하면 새로 도착한 서비스는 C4, 1코드를 할당받게 된다. 만약 10 초 이후 새로운 서비스가 도착한다고 가정하고, 사용 중인 코드 C4, 1, C4, 2, C3, 2, C4, 7은 각 각 30, 8, 5, 20 초 이후 서비스가 종료된다고 가정하면, 10초 이후 코드 트리의 상태는 도 3의 (b)와 같게 된다.
이와 같은 경우, 시스템의 여유용량은 6R이지만 4R 전송속도를 요구하는 서비스는 코드를 할당받지 못하게 되는 코드 블로킹이 발생하게 된다. 즉, 코드 할당 시점에는 할당된 코드(C4, 1)가 최적의 코드로 판단되었지만, 다음 서비스 도착 시점에는 기존 서비스의 종료로 하여 OVSF코드 트리에 새로운 단편화가 발생하게 되어 다음 서비스 도착 시점에서 보면 최적의 코드 할당방법이 아닌 것이다. 만약 도 3의 (a) 에서 코드 할당 시 기존에 할당된 코드의 릴리즈 가능성을 고려하여 C4, 1이 아닌 C4, 8코드를 할당하게 되면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있을 것이다.
이때, 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, OVSF코드를 할당 시 할당 시점에서 가장 최적의 코드가 아닌 다음 서비스가 도착했을 때 코드 블로킹 확률이 가장 낮은 코드를 할당함으로써 코드 블로킹 확률과 코드 재할당 필요성을 줄일 수 있는 효과를 가지게 된다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 코드 할당 후보군 생성부(100), 가상 코드트리 생성부(200), 판단부(300) 및 코드 할당부(400)를 포함할 수 있다.
이때, 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 이동성을 갖거나 고정된 장치일 수 있다. 장치(1)는, 서버(server) 또는 엔진(engine) 형태일 수 있으며, 스마트폰(smartphone), 디바이스(device), 기구(apparatus), 단말(terminal), UE(user equipment), MS(mobile station), 무선기기(wireless device), 휴대기기(handheld device), 기지국(base station) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
또한, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 도 1에 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 구현될 수 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해 구현될 수 있다. 또는, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 코드 할당 후보군 생성부(100), 가상 코드트리 생성부(200), 판단부(300) 및 코드 할당부(400) 중 적어도 두 개의 구성요소가 하나의 구성요소로 통합되어 하나의 구성요소가 복합적인 기능을 수행할 수도 있다. 이하, 상술한 구성요소들에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
코드 할당 후보군 생성부(100)는 신규 서비스가 요청되면 신규 서비스에 할당할 OVSF 코드를 적어도 하나 검색하여 후보 코드군을 생성할 수 있다.
구체적으로, 코드 할당 후보군 생성부(100)는 신규 서비스가 요청되면 기 구축된 OVSF 코드트리의 여유용량을 확인할 수 있다. 이와 동시에, 코드 할당 후보군 생성부(100)는 신규 서비스에 요구되는 용량인 요구 용량을 검색할 수 있다.
코드 할당 후보군 생성부(100)는 여유 용량과 요구 용량을 비교하여 신규 서비스를 수용할지 여부를 1차적으로 판단할 수 있다. 코드 할당 후보군 생성부(100)는 여유 용량이 요구 용량보다 작은 경우 요청된 신규 서비스를 블로킹할 수 있다.
예컨대, 상술한 도 2를 다시 참조하면, 현재 1R속도를 제공하는 OVSF코드 2개(C4, 2, C4, 7)와 2R을 제공하는 OVSF코드 1개(C3, 2)가 사용 중이므로 여유용량은 4R일 수 있다. 이때, 요청된 신규 서비스가 8R의 전송속도를 필요로 하는 경우, 코드 할당 후보군 생성부(100)는 여유 용량이 부족하다고 판단하여 신규 서비스를 블로킹 할 수 있다. 반면, 요청된 신규 서비스가 1R의 전송속도를 필요로 하는 경우, 코드 할당 후보군 생성부(100)는 여유 용량이 충분한 것으로 판단하여 신규 서비스에 할당할 OVSF 코드를 검색할 수 있다. 이때, 코드 할당 후보군 생성부(100)는 1R의 전송속도를 제공하는 C4,1, C4,5, C4,6, C4,8을 후보 코드군으로 설정할 수 있다.
가상 코드트리 생성부(200)는 설정된 후보 코드군에 포함된 각각의 OVSF코드가 할당된 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성할 수 있다. 이와 관련하여, 도 4 내지 도 7을 함께 참조하여 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 7은 가상 코드트리 생성부(200)에 의해 생성된 가상 코드트리의 구체적인 일 예가 도시된 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가상 코드트리 생성부(200)는 C4, 1코드를 신규 서비스에 할당한 제1 가상 코드트리를 생성할 수 있다. 그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 가상 코드트리 생성부(200)는 C4, 5코드를 신규 서비스에 할당한 제2 가상 코드트리를 생성할 수 있다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 가상 코드트리 생성부(200)는 C4, 6코드를 신규 서비스에 할당한 제3 가상 코드트리를 생성할 수 있다. 마지막으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 가상 코드트리 생성부(200)는 C4, 8코드를 신규 서비스에 할당한 제4 가상 코드트리를 생성할 수 있다. 이와 같이, 가상 코드트리 생성부(200)는 할당 가능한 코드 C4,1, C4,5, C4,6, C4,8 각각에 대한 가상 코드트리를 생성할 수 있다.
판단부(300)는 각각의 서비스의 통계적 특성에 기반하여 새롭게 생성된 가상 코드트리의 변환 확률을 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 OVSF 코드를 할당할 때, 할당 시점에서 가장 최적의 코드가 아닌 다음 서비스가 도착했을 때 코드 블로킹 확률이 가장 낮은 코드를 할당함으로써 코드 블로킹 확률과 코드 재할당 필요성을 줄이는 것에 목적을 두고 있다.
이를 위해, 판단부(300)는 신규 가상 OVSF코드 트리에서 사용 중인 각 코드의 서비스 시간 분포확률(λk,n)과 다음 서비스가 도착하기까지의 평균시간(ΔT)에 근거하여 다음 서비스가 도착했을 때의 각 OVSF코드 트리의 분포 확률을 산출할 수 있다.
다음 서비스가 평균적으로 ΔT 시간 이후에 도착한다고 가정하면, 판단부(300)는 ΔT 시간 이후 종료되는 서비스에 할당된 OVSF 코드가 릴리즈될 확률을 산출할 수 있다. 판단부(300)는 가상 코드 트리를 구성하는 각각의 OVSF 코드의 릴리즈 확률을 이용하여 ΔT 시간 후의 코드 트리의 변형량을 나타내는 분포 확률을 산출하여 ΔT 시간 후의 코드 트리의 형태를 추정할 수 있다.
일반적으로, 통신 시스템에서 지원하는 서비스는 서로 다른 평균과 분산값을 가지는 지수분포를 따른다고 알려져 있다. 즉, 코드 Ck,n의 서비스 시간의 확률밀도함수 및 분포함수는 다음과 같다.
[수학식 1]
Figure 112019003659816-pat00001
[수학식 2]
Figure 112019003659816-pat00002
상술한 수학식 1은 코드 Ck,n가 할당된 서비스 시간의 확률밀도함수를 나타내는 수학식이고, 수학식 2는 Ck,n가 할당된 서비스 시간의 분포 함수를 나타내는 수학식이다.
판단부(300)는 상술한 수학식 1, 2를 이용하여 각 서비스의 통계적 특성, 다시 말해 각 OVSF 코드의 서비스 시간 분포확률(λk,n)에 근거하여 다음 서비스가 도착하기까지의 평균시간(ΔT) 이후 각 코드가 릴리즈될 확률을 산출할 수 있다. 판단부(300)는 릴리즈 확률을 이용하여 평균시간(ΔT) 이후 신규 가상 코드트리의 변환 확률을 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 4 내지 도 7에서 모든 신규 가상 코드트리는 4개의 코드를 사용 중이고, ΔT 시간 이후 사용 중인 4개의 코드 중 0, 1, 2, 3, 4 개의 OVSF 코드가 릴리즈 될 수 있으므로, ΔT 시간 이후 변환 가능한 코드 트리는
Figure 112019003659816-pat00003
가지가 존재한다.
이때, 판단부(300)는 다음 각 변환 가능한 코드 트리의 확률을 계산한다. 예를 들어, 도 4에서 코드 C4, 2 가 릴리즈 됨으로써 변환될 코드 트리의 확률은 코드 C3,2의 릴리즈 확률, 즉
Figure 112019003659816-pat00004
와 같다. 따라서, 판단부(300)는 새로운 서비스가 도착 시 각각의 신규 가상 코드트리의 코드 블로킹 확률을 추정할 수 있다.
이와 같이, 판단부(300)는 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 OVSF 코드별 서비스 시간 분포확률을 산출하고, 서비스 시간 분포확률에 기반하여 평균 시간이 경과한 시점에서 사용 중인 직교가변 환산인자 코드의 변화량에 따른 분포 확률을 산출하며, 분포 확률을 기초로 신규 가상 코드트리의 단편화(fragmentation) 확률을 나타내는 코드 블로킹 확률을 산출할 수 있다.
판단부(300)는 신규 가상 코드트리별로 산출된 변환 확률(코드 블로킹 확률)을 비교하여 어느 하나의 가상 코드트리를 선택할 수 있다. 즉, 판단부(300)는 코드 블로킹 확률이 가장 작은 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택할 수 있다.
코드 할당부(400)는 판단부(300)에 의해 선택된 신규 가상 코드트리에 따라 요청된 신규 서비스에 OVSF 코드를 할당할 수 있다. 즉, 코드 할당부(400)는 선택된 어느 하나의 신규 가상 코드트리에서 신규 서비스에 할당된 직교가변 확산인자 코드를 신규 서비스에 할당할 수 있다. 예를 들어, 코드 할당부(400)는 판단부(300)가 제1 신규 가상 코드트리를 선택한 것으로 확인되면, 코드 C4,1을 신규 서비스에 할당할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.
본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법은 상술한 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법 장치(1)에 의해 수행될 수 있다. 이를 위해, 본 발명에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 후술하는 직교가변 확산인자 코드 할당 방법을 구성하는 각 단계를 수행하기 위한 애플리케이션(소프트웨어)가 미리 설치될 수 있다.
먼저, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 신규 서비스가 요청되면(81) 신규 서비스를 수용할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 기 구축된 직교가변 확산인자 코드트리의 여유 용량과 신규 서비스 제공에 요구되는 요구 용량을 비교할 수 있다(82).
직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 여유 용량이 요구 용량보다 작은 경우, 요청된 신규 서비스를 블로킹할 수 있다(83). 반면, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 여유 용량이 요구 용량보다 큰 경우 할당 가능한 OVSF 코드를 검색할 수 있다.
직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 할당 가능한 OVSF코드가 적어도하나 존재하는 것으로 확인되면(84의 YES), 검색된 OVSF코드들을 코드 할당 후보군으로 설정할 수 있다(86).
이 과정에서, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 할당 가능한 OVSF코드가 존재하지 않는 것으로 확인되면(84의 No), 다시 말해 코드의 단편화로 인하여 여유 용량이 충분함에도 OVSF 코드를 할당할 수 없는 경우 코드 재할당을 수행(85)한 후 할당 가능한 OVSF 코드를 재검색할 수 있다.
예를 들어, 도 3의 (b)의 경우, 현재 상태로는 6R의 여유용량이 있음에도 4R의 전송속도를 요구하는 서비스를 지원할 수 없다. 하지만, C4, 1코드를 C4,5, C4,6, C4,8 코드 중의 하나로 재할당 하는 경우 4R 전송속도를 요구하는 서비스를 지원할 수 있다.
직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 코드 할당 후보군에 포함된 각각의 OVSF 코드가 요청된 신규 서비스에 할당된 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성할 수 있다(87).
직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 각각의 신규 가상 코드트리의 변환 확률을 산출할 수 있다(88). 즉, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 OVSF 코드의 릴리즈 확률을 산출하고, 릴리즈 확률에 따른 신규 가상 코드트리의 변환 확률을 산출하여 이에 따른 코드 블로킹 확률을 추정할 수 있다. 이와 관련된 구체적인 내용은 상술하였으므로, 반복되는 내용은 생략하기로 한다.
이후, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 각각의 신규 가상 코드트리별로 산출된 변환 확률을 서로 비교하여, 변환 확률이 가장 낮은 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택할 수 있다. 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 선택된 신규 가상 코드트리에서 해당 신규 서비스에 할당된 OVSF 코드를 코드 단편화가 가장 적은 최적의 OVSF 코드인 것으로 판단하여 최종적으로 요청된 신규 서비스에 해당 OVSF 코드를 할당할 수 있다.
한편, 상술한 85단계에서 코드가 재할당되는 경우에도 서비스 종료로 인한 코드 단편화 확률을 계산함으로써 코드 블로킹 및 차후 코드 재할당 확률을 낮출 수 있다. 즉, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 새롭게 재할당할 수 있는 코드 후보군을 생성한 후 각 후보군에 속한 가상 코드 트리의 변환 확률을 계산함으로써 최적 코드를 선택할 수 있다. 이때, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치(1)는 코드 릴리즈로 인한 코드 단편화 확률 뿐만 아니라 코드 재할당 비용도 함께 고려하여 신규 가상 코드트리를 선택할 수 있다.
이와 같은, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법을 제공하는 기술은 애플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 직교가변 확산인자 코드 할당 장치
100: 코드 할당 후보군 생성부
200: 가상 코드트리 생성부
300: 판단부
400: 코드 할당부

Claims (10)

  1. 코드 분할 다중 접속 기술에 따라 복수의 서비스에 서로 다른 직교가변 확산인자 코드를 할당하는 직교가변 확산인자 코드 할당 장치에 의해 수행되는 직교가변 확산인자 코드 할당 방법에 있어서,
    신규 서비스가 요청되면, 기 설정된 직교가변 확산인자 코드트리를 구성하는 복수의 직교가변 확산인자 코드 중 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 검색하여 후보 코드군을 생성하고,
    상기 직교가변 확산인자 코드트리로부터 상기 후보 코드군에 포함된 어느 하나의 직교가변 확산인자 코드를 할당한 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성하고,
    상기 후보 코드군에 포함된 직교가변 확산인자 코드별로 생성된 상기 신규 가상 코드트리의 분포 확률에 기초하여 다음 서비스 도착 시점에서의 코드 블로킹 확률을 산출하며,
    상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하고, 선택된 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리에서 상기 신규 서비스에 할당된 직교가변 확산인자 코드를 상기 신규 서비스에 할당하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분포 확률은,
    상기 신규 가상 코드트리에서 사용 중인 각각의 직교가변 환산인자 코드의 서비스 시간 분포확률 및 다음 서비스가 도착하기까지의 평균 시간을 기초로 산출되는, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 코드 블로킹 확률을 산출하는 것은,
    상기 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 직교가변 확산인자 코드별 상기 서비스 시간 분포확률을 산출하고, 상기 서비스 시간 분포확률에 기반하여 상기 평균 시간이 경과한 시점에서 사용 중인 직교가변 환산인자 코드의 변화량에 따른 상기 분포 확률을 산출하며, 상기 분포 확률을 기초로 상기 신규 가상 코드트리의 단편화(fragmentation) 확률을 나타내는 상기 코드 블로킹 확률을 산출하는 것인, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 신규 서비스가 요청되면, 상기 직교가변 확산인자 코드트리의 여유 용량과 상기 신규 서비스의 요구 용량을 비교하여, 상기 여유 용량이 상기 요구 용량보다 작은 경우 상기 신규 서비스를 블로킹하는 것을 더 포함하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 여유 용량이 상기 요구 용량보다 크면서 상기 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드가 검색되지 않는 경우, 상기 직교가변 확산인자 코드트리에서 현재 사용 중인 직교가변 확산인자 코드를 재배치하고, 재배치된 직교가변 확산인자 코드트리를 이용하여 상기 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 재검색하는 것을 더 포함하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 것은,
    상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 과정에서의 상기 코드 블로킹 확률과 코드 재할당 과정에서 요구되는 리소스를 함께 고려하여 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 것인, 직교가변 확산인자 코드 할당 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 직교가변 확산인자 코드 할당 방법을 수행하기 위한, 컴퓨터 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
  8. 신규 서비스가 요청되면, 기 설정된 직교가변 확산인자 코드트리를 구성하는 복수의 직교가변 확산인자 코드 중 할당 가능한 직교가변 확산인자 코드를 검색하여 후보 코드군을 생성하는 코드 할당 후보군 생성부;
    상기 직교가변 확산인자 코드트리로부터 상기 후보 코드군에 포함된 어느 하나의 직교가변 확산인자 코드를 할당한 경우를 가정한 신규 가상 코드트리를 생성하는 가상 코드트리 생성부;
    상기 후보 코드군에 포함된 직교가변 환산인자 코드별로 생성된 상기 신규 가상 코드트리의 분포 확률에 기초하여 다음 서비스 도착 시점에서의 코드 블로킹 확률을 산출하고, 상기 코드 블로킹 확률에 기초하여 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 판단부; 및
    선택된 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리에서 상기 신규 서비스에 할당된 직교가변 확산인자 코드를 상기 신규 서비스에 할당하는 코드 할당부를 포함하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 판단부는,
    상기 신규 가상 코드트리를 구성하는 각각의 직교가변 확산인자 코드별 서비스 시간 분포확률을 산출하고, 상기 서비스 시간 분포확률에 기반하여 다음 서비스가 도착하기까지의 평균 시간이 경과한 시점에서 사용 중인 직교가변 환산인자 코드의 변화량에 따른 상기 분포 확률을 산출하며, 상기 분포 확률을 기초로 상기 신규 가상 코드트리의 단편화(fragmentation) 확률을 나타내는 상기 코드 블로킹 확률을 산출하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 판단부는,
    상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는 과정에서의 상기 코드 블로킹 확률과 코드 재할당 과정에서 요구되는 리소스를 함께 고려하여 상기 어느 하나의 신규 가상 코드트리를 선택하는, 직교가변 확산인자 코드 할당 장치.
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