KR102558207B1 - Method and apparatus for load balancing based on call admission control - Google Patents

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Abstract

복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법이 개시된다. 기지국의 동작 방법은, 제1 단말로부터 새로운 호가 수신된 경우, 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원을 추정하는 단계, 상기 기지국에서 사용중인 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제1 값을 미리 설정된 제2 값과 비교하는 단계, 상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 단계, 상기 핸드오버가 가능한 단말들이 핸드오버 될 경우 상기 기지국에서 사용하는 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제3 값을 상기 제2 값과 비교하는 단계 및 상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 핸드오버 시키는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a base station in a communication system including a plurality of base stations is disclosed. The method of operating a base station includes, when a new call is received from a first terminal, estimating resources required to accommodate the new call, comparing a first value, which is the sum of resources used by the base station and resources required to accommodate the new call, with a preset second value, estimating resources used by terminals capable of handover to another base station among terminals existing in the base station, when the first value is greater than the second value, estimating resources used by the base station when terminals capable of handover are handed over and the new call Comparing a third value, which is the sum of resources required to accommodate, with the second value, and when the third value is smaller than the second value, handing over handover-capable terminals.

Description

호 수락 제어 기반 부하균형 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR LOAD BALANCING BASED ON CALL ADMISSION CONTROL}Call admission control based load balancing method and apparatus

본 발명은 스몰셀(small cell)을 이용한 통신 시스템에서 부하균형 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호 수락 제어(call admission control, CAC) 알고리즘을 이용한 부하균형 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a load balancing method and apparatus in a communication system using a small cell, and more particularly, to a load balancing method and apparatus using a call admission control (CAC) algorithm.

스몰셀(small cell) 기지국은 실내 커버리지(coverage)를 확대시킴으로써 통화품질을 향상시킬 수 있다. 스몰셀 기지국 연구는 2007년 하반기부터 표준화 기구마다 논의가 이루어지고 있다. 스몰셀은 3GPP(3rd generation partnership project) Release 8에서 개념이 정립되었다. Release 9에서는 펨토셀(또는, HeNB(home eNodeB))에 대한 기능이 추가되었고, Release 10에서 보다 많은 HeNB의 기능들이 정의되었다. 또한 2013년 3GPP Summit 회의에서 스몰셀 기지국은 5G 네트워크의 중요 기술 요소로 정의되었다.A small cell base station can improve call quality by expanding indoor coverage. Small cell base station research has been discussed by standardization organizations since the second half of 2007. The concept of the small cell was established in 3rd generation partnership project (3GPP) Release 8. In Release 9, a function for a femtocell (or home eNodeB (HeNB)) was added, and in Release 10, more HeNB functions were defined. Also, at the 2013 3GPP Summit meeting, small cell base stations were defined as an important technology element of 5G networks.

스몰셀 네트워크에서 단말(user equipment, UE)이 이동함에 따라 단말은 현재 접속중인 서빙 셀(serving cell)에서 다른 셀로 접속할 수 있다. 단말이 현재 접속 중인 서빙 셀에서 멀어지면 서빙 셀과의 접속이 끊어질 수 있고, 단말은 목표 셀(target cell)이라 불리는 주변의 셀로 접속할 수 있다. 이 과정에서 단말이 목표 셀에 접속 하기 전에 단말과 서빙 셀의 접속이 끊어지면 단말에서의 서비스 품질이 저하될 수 있다. 따라서 핸드오버(hand over) 기술을 이용하여 단말이 이동 중인 경우에도 서비스 품질을 유지하는 것이 필요할 수 있다. 특히, 좁은 커버리지를 가지는 스몰셀이 배치된 HetNet(heterogeneous network)에서는 단말의 셀 간 이동 문제가 더욱 중요할 수 있다.As a user equipment (UE) moves in a small cell network, the UE may access another cell from a serving cell currently being accessed. If the terminal moves away from the currently accessed serving cell, the connection to the serving cell may be disconnected, and the terminal may access a neighboring cell called a target cell. In this process, if the connection between the terminal and the serving cell is disconnected before the terminal accesses the target cell, the quality of service in the terminal may deteriorate. Therefore, it may be necessary to maintain QoS even when the terminal is moving using a handover technique. In particular, in a heterogeneous network (HetNet) in which small cells with narrow coverage are deployed, the problem of inter-cell movement of a terminal may be more important.

스몰셀 네트워크에서는 부하균형도 문제될 수 있다. 네트워크에 존재하는 사용자의 수가 많을 때, 사용자의 접속이 일부 셀에 집중되는 경우 부하균형 문제가 발생할 수 있다. 일부 셀에는 사용자가 몰려 많은 접속 요구 및 트래픽이 발생할 수 있고, 다른 일부 셀에는 사용자가 적어 자원이 여유로울 수 있다. 즉, 근처에 자원이 여유로운 셀이 존재함에도 불구하고, 혼잡한 셀에 사용자가 몰릴 수 있고, 사용자들은 부족한 자원 때문에 성능의 저하를 겪을 수 있다.Load balancing can also be an issue in small cell networks. When the number of users existing in the network is large, a load balancing problem may occur when the user's access is concentrated in some cells. A lot of access requests and traffic may occur in some cells due to a large number of users, and some other cells may have enough resources due to a small number of users. That is, although there is a cell with free resources nearby, users may flock to the congested cell, and users may suffer performance degradation due to insufficient resources.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 호 수락 제어(call admission control, CAC) 알고리즘을 이용한 부하균형 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a load balancing method and apparatus using a call admission control (CAC) algorithm.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 동작 방법은, 제1 단말로부터 새로운 호가 수신된 경우, 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원을 추정하는 단계, 상기 기지국에서 사용중인 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제1 값을 미리 설정된 제2 값과 비교하는 단계, 상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 단계, 상기 핸드오버가 가능한 단말들이 핸드오버 될 경우 상기 기지국에서 사용하는 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제3 값을 상기 제2 값과 비교하는 단계 및 상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 핸드오버 시키는 단계를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, a method of operating a base station according to an embodiment of the present invention includes, when a new call is received from a first terminal, estimating resources required to accommodate the new call, comparing a first value, which is the sum of resources used by the base station and resources required to accommodate the new call, with a preset second value, estimating resources used by terminals existing in the base station capable of handover to another base station, when the first value is greater than the second value, estimating resources used by terminals capable of handover to another base station among terminals existing in the base station, In case of overrun, comparing a third value, which is the sum of the resources used by the base station and the resources required to accommodate the new call, with the second value, and if the third value is smaller than the second value, handover of terminals capable of handover may be included.

본 발명에 의하면 스몰셀(small cell) 네트워크에서 기지국이 새로운 호를 수신했을 때 새로운 호를 수신함으로 인하여 네트워크 성능(throughput)이 전체적으로 저하될 우려가 있는 경우, MLB(mobility load-balancing) 알고리즘을 수행할 수 있다. 기지국은 셀의 가장자리에 위치한 단말들을 다른 셀로 핸드오버 시킴으로써 새로운 호를 수용하기 위한 자원을 확보할 수 있고, 자원을 확보한 후 새로운 호를 수락할 수 있다. 기지국은 부하균형이 이루어진 후 새로운 호를 수용할 수 있으므로, 새로운 호를 수용하더라도 네트워크 성능이 저하되지 않을 수 있다. 따라서 통신 시스템의 성능이 향상될 수 있다.According to the present invention, when a base station receives a new call in a small cell network, when there is a concern that overall network performance (throughput) is degraded due to reception of the new call, MLB (mobility load-balancing) algorithm can be performed. The base station can secure resources for accommodating a new call by handing over terminals located at the edge of the cell to another cell, and can accept the new call after securing the resources. Since the base station can accept a new call after load balancing is achieved, network performance may not be degraded even if the base station accepts the new call. Accordingly, the performance of the communication system can be improved.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부하균형(load balancing) 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모의 실험 결과를 도시한 그래프이다.
1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.
2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.
3 is a flowchart illustrating a load balancing method according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing simulation results according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It should be understood that when an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but it should be understood that the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. In order to facilitate overall understanding in the description of the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.A communication system to which embodiments according to the present invention are applied will be described. A communication system to which embodiments according to the present invention are applied is not limited to the contents described below, and embodiments according to the present invention can be applied to various communication systems. Here, the communication system may be used in the same sense as a communication network.

도 1은 통신 시스템의 일 실시예를 도시한 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a communication system.

도 1을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들(110, 111, 112, 113, 114, 120, 121, 130, 131, 140, 141)을 포함할 수 있다. 또한, EPC(evolved packet core)(100)(예를 들어, S-GW(serving-gateway), P-GW(PDN(packet data network)-gateway), MME(mobility management entity), HSS(home subscriber server))를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a communication system may include a plurality of communication nodes 110 , 111 , 112 , 113 , 114 , 120 , 121 , 130 , 131 , 140 , and 141 . In addition, an evolved packet core (EPC) 100 (eg, a serving-gateway (S-GW), a packet data network (PDN)-gateway (P-GW), a mobility management entity (MME), and a home subscriber server)) may be further included.

복수의 통신 노드들은 3GPP(3rd generation partnership project) 표준에서 규정된 4G 통신(예를 들어, LTE(long term evolution), LTE-A(advanced)), 5G 통신 등을 지원할 수 있다. 4G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역에서 수행될 수 있고, 5G 통신은 6GHz 이하의 주파수 대역뿐 만 아니라 6GHz 이상의 주파수 대역에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 4G 통신 및 5G 통신을 위해 복수의 통신 노드들은 CDMA(code division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, WCDMA(wideband CDMA) 기반의 통신 프로토콜, TDMA(time division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, FDMA(frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, Filtered OFDM 기반의 통신 프로토콜, CP(cyclic prefix)-OFDM 기반의 통신 프로토콜, DFT-s-OFDM(discrete Fourier transform-spread-OFDM) 기반의 통신 프로토콜, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 통신 프로토콜, SC(single carrier)-FDMA 기반의 통신 프로토콜, NOMA(non-orthogonal multiple access), GFDM(generalized frequency division multiplexing) 기반의 통신 프로토콜, FBMC(filter bank multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, UFMC(universal filtered multi-carrier) 기반의 통신 프로토콜, SDMA(space division multiple access) 기반의 통신 프로토콜 등을 지원할 수 있다. 복수의 통신 노드들 각각은 다음과 같은 구조를 가질 수 있다.A plurality of communication nodes may support 4G communication (eg, long term evolution (LTE), advanced (LTE-A)), 5G communication, and the like specified in the 3rd generation partnership project (3GPP) standard. 4G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or less, and 5G communication may be performed in a frequency band of 6 GHz or more as well as a frequency band of 6 GHz or less. For example, for 4G communication and 5G communication, a plurality of communication nodes are code division multiple access (CDMA)-based communication protocol, WCDMA (wideband CDMA)-based communication protocol, TDMA (time division multiple access)-based communication protocol, FDMA (frequency division multiple access)-based communication protocol, OFDM (orthogonal frequency division multiplexing)-based communication protocol, filtered OFDM-based communication protocol, CP (cyclic prefix)-OFDM-based communication protocol, DFT-s-OF DM (discrete Fourier transform-spread-OFDM) based communication protocol, OFDMA (orthogonal frequency division multiple access) based communication protocol, SC (single carrier)-FDMA based communication protocol, NOMA (non-orthogonal multiple access), GFDM (generalized frequency division multiplexing) based communication protocol, FBMC (filter bank multi-carrier) based communication protocol, UFMC (universal filtered multi-carrier) based communication protocol, SDMA (space division multiple access)-based communication protocols may be supported. Each of the plurality of communication nodes may have the following structure.

도 2는 통신 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram showing a first embodiment of a communication node constituting a communication system.

도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a communication node 200 may include at least one processor 210, a memory 220, and a transceiver 230 connected to a network to perform communication. In addition, the communication node 200 may further include an input interface device 240, an output interface device 250, a storage device 260, and the like. Each component included in the communication node 200 may be connected by a bus 270 to communicate with each other.

다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.However, each component included in the communication node 200 may be connected through an individual interface or an individual bus centered on the processor 210 instead of the common bus 270 . For example, the processor 210 may be connected to at least one of the memory 220, the transceiver 230, the input interface device 240, the output interface device 250, and the storage device 260 through a dedicated interface.

프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.The processor 210 may execute a program command stored in at least one of the memory 220 and the storage device 260 . The processor 210 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed. Each of the memory 220 and the storage device 260 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. For example, the memory 220 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

다시 도 1을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 기지국들(base stations)(110, 120, 130, 140), 복수의 단말들(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)을 포함할 수 있다. 기지국(110, 120, 130, 140) 및 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)을 포함하는 통신 시스템은 "스몰셀 네트워크"로 지칭될 수 있다. 제1 기지국(110), 제2 기지국(120) 제3 기지국(130) 및 제4 기지국(140) 스몰셀(small cell)을 형성할 수 있다. 제1 기지국(110)의 셀 커버리지(cell coverage) 내에 제1 단말(111), 제2 단말(112), 제3 단말(113) 및 제4 단말(114)이 속할 수 있다. 제2 기지국(120)의 셀 커버리지 내에 제3 단말(113), 제4 단말(114) 및 제5 단말(121)이 속할 수 있다. 제3 기지국(130)의 셀 커버리지 내에 제6 단말(131)이 속할 수 있다. 제4 기지국(140)의 셀 커버리지 내에 제7 단말(141)이 속할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , a communication system may include a plurality of base stations 110, 120, 130, and 140, and a plurality of terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141. A communication system including base stations 110 , 120 , 130 , and 140 and terminals 111 , 112 , 113 , 114 , 121 , 131 , and 141 may be referred to as a “small cell network”. The first base station 110 , the second base station 120 , the third base station 130 , and the fourth base station 140 may form a small cell. The first terminal 111, the second terminal 112, the third terminal 113, and the fourth terminal 114 may belong to the cell coverage of the first base station 110. The third terminal 113, the fourth terminal 114, and the fifth terminal 121 may belong to the cell coverage of the second base station 120. The sixth terminal 131 may belong to the cell coverage of the third base station 130 . The seventh terminal 141 may belong to the cell coverage of the fourth base station 140 .

여기서, 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 스몰셀, 노드B(NodeB), 고도화 노드B(evolved NodeB), gNB, ng-eNB, BTS(base transceiver station), 무선 기지국(radio base station), 무선 트랜시버(radio transceiver), 액세스 포인트(access point), 액세스 노드(node), RSU(road side unit), RRH(radio remote head), TP(transmission point), TRP(transmission and reception point), f(flexible)-TRP 등으로 지칭될 수 있다. 복수의 단말들(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141) 각각은 UE(user equipment), 터미널(terminal), 액세스 터미널(access terminal), 모바일 터미널(mobile terminal), 스테이션(station), 가입자 스테이션(subscriber station), 모바일 스테이션(mobile station), 휴대 가입자 스테이션(portable subscriber station), 노드(node), 다바이스(device), IoT(internet of things) 기능을 지원하는 장치, 탑재 장치(mounted module/device/terminal), OBU(on board unit) 등으로 지칭될 수 있다.Here, each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 includes a small cell, a NodeB, an evolved NodeB, a gNB, an ng-eNB, a base transceiver station (BTS), a radio base station, a radio transceiver, an access point, an access node, a road side unit (RSU), a radio remote head (RRH), It may be referred to as a transmission point (TP), a transmission and reception point (TRP), a flexible (f)-TRP, and the like. Each of the plurality of terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 supports functions of a user equipment (UE), a terminal, an access terminal, a mobile terminal, a station, a subscriber station, a mobile station, a portable subscriber station, a node, a device, and an internet of things (IoT). It may be referred to as a device, a mounted module/device/terminal, an on board unit (OBU), and the like.

한편, 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 서로 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있고, 또는 동일한 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 X2 인터페이스를 통해 서로 연결될 수 있다. 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140)은 X2 인터페이스를 통해 서로 정보를 교환할 수 있고, 핸드오버(handover)와 같은 기능을 수행할 수 있다. 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 S1 인터페이스를 통해 EPC와 연결될 수 있다. 구체적으로, 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140)은 S1-MME 인터페이스를 통해 MME와 연결될 수 있고, S1-U 인터페이스를 통해 S-GW와 연결될 수 있다. 복수의 기지국(110, 120, 130, 140) 각각은 EPC로부터 수신한 신호를 해당 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)에 전송할 수 있고, 해당 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)로부터 수신한 신호를 EPC에 전송할 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may operate in different frequency bands or may operate in the same frequency band. Each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may be connected to each other through an X2 interface. The plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may exchange information with each other through the X2 interface and may perform functions such as handover. Each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may be connected to the EPC through an S1 interface. Specifically, the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may be connected to the MME through an S1-MME interface and connected to the S-GW through an S1-U interface. Each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may transmit signals received from the EPC to the corresponding terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141, and may transmit signals received from the corresponding terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 to the EPC. .

또한, 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 MIMO 전송(예를 들어, SU(single user)-MIMO, MU(multi user)-MIMO, 대규모(massive) MIMO 등), CoMP(coordinated multipoint) 전송, CA(carrier aggregation) 전송, 비면허 대역(unlicensed band)에서 전송, 단말 간 직접 통신(device to device communication, D2D)(또는, ProSe(proximity services)) 등을 지원할 수 있다. 여기서, 복수의 단말들(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141) 각각은 기지국(110, 120, 130, 140)과 대응하는 동작, 기지국(110, 120, 130, 140)에 의해 지원되는 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 기지국(110)은 SU-MIMO 방식을 기반으로 신호를 제1 단말(11)에 전송할 수 있고, 제1 단말(111)은 SU-MIMO 방식에 의해 제1 기지국(110)으로부터 신호를 수신할 수 있다.In addition, each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 transmits MIMO (eg, single user (SU)-MIMO, multi-user (MU)-MIMO, massive MIMO, etc.), coordinated multipoint (CoMP) transmission, carrier aggregation (CA) transmission, transmission in an unlicensed band, direct device to device communication (D2D) (or, Proximity services (ProSe)) may be supported. Here, each of the plurality of terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 may perform an operation corresponding to the base station 110, 120, 130, and 140, and an operation supported by the base station 110, 120, 130, and 140. For example, the first base station 110 may transmit a signal to the first terminal 11 based on the SU-MIMO scheme, and the first terminal 111 may receive a signal from the first base station 110 by the SU-MIMO scheme.

제1 기지국(110), 제2 기지국(120), 제3 기지국(130) 및 제4 기지국(140) 각각은 CoMP 방식을 기반으로 신호를 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)에게 전송할 수 있고, 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)은 CoMP 방식에 의해 제1 기지국(110), 제2 기지국(120), 제3 기지국(130) 및 제4 기지국(140)으로부터 신호를 수신할 수 있다. 복수의 기지국들(110, 120, 130, 140) 각각은 자신의 셀 커버리지 내에 속한 단말(111, 112, 113, 114, 121, 131, 141)과 CA 방식을 기반으로 신호를 송수신할 수 있다.Each of the first base station 110, the second base station 120, the third base station 130, and the fourth base station 140 may transmit signals to the terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 based on the CoMP scheme, and the terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 can receive signals from the first base station 110, the second base station 120, the third base station 130, and the fourth base station 140 by the CoMP method. Each of the plurality of base stations 110, 120, 130, and 140 may transmit/receive signals based on the CA scheme with the terminals 111, 112, 113, 114, 121, 131, and 141 within their cell coverage.

다음으로 호 수락 제어(call admission control, CAC) 알고리즘을 이용한 부하균형(load balancing) 방법이 설명된다.Next, a load balancing method using a call admission control (CAC) algorithm will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 부하균형(load balancing) 방법을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a load balancing method of a base station according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 도 3의 통신 시스템은 도 1의 통신 시스템과 동일 또는 유사할 수 있다. 도 3에서 부하균형 동작을 수행하는 기지국은 도 1의 제1 기지국(110)일 수 있다. 기지국(110)은 통신 프로토콜(예를 들어, 4G 통신 프로토콜, 5G 통신 프로토콜)에 기초하여 단말들(111, 112, 113, 114)에 통신 서비스를 제공할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the communication system of FIG. 3 may be the same as or similar to the communication system of FIG. 1 . The base station performing the load balancing operation in FIG. 3 may be the first base station 110 of FIG. 1 . The base station 110 may provide a communication service to the terminals 111, 112, 113, and 114 based on a communication protocol (eg, 4G communication protocol, 5G communication protocol).

셀에 접속중인 단말이 많아 과부하가 발생하는 경우, 서비스가 제대로 제공되지 못할 수 있다. 따라서, 네트워크에서 제공되는 서비스를 보호하기 위하여 셀의 부하를 적절히 분산시키는 부하균형이 필요할 수 있다.When overload occurs due to a large number of terminals accessing a cell, service may not be properly provided. Therefore, in order to protect the service provided by the network, load balancing may be required to properly distribute the load of the cell.

스몰셀 네트워크에 적용할 수 있는 부하균형 방법에는 RRC(radio resource control)-연결(connected) 상태에서 부하의 균형을 제어하는 핸드오버 MLB(mobility load balancing)와 RRC-아이들(idle) 상태에서 부하의 균형을 제어하는 셀 재선택 MLB 등이 있다.Load balancing methods applicable to small cell networks include handover mobility load balancing (MLB), which controls load balancing in a radio resource control (RRC)-connected state, and cell reselection MLB, which controls load balancing in an RRC-idle state.

핸드오버 MLB를 이용하면 기지국은 핸드오버 조건을 제어함으로써 부하가 높은 셀의 경계에 존재하는 단말들을 강제로 부하가 낮은 주변의 셀로 핸드오버 시킬 수 있다. 핸드오버 MLB는 SON(self-optimization network) 기능 중 하나인 MRO(mobility robust optimization)와 충돌을 일으킬 수 있다. 핸드오버 MLB 및 MRO 모두 핸드오버 매개변수를 제어하기 때문에 핸드오버 매개 변수 제어에 있어 충돌이 발생할 수 있다. 셀 재선택 핸드오버를 이용하면 기지국은 셀 재선택 조건을 제어함으로써 부하가 높은 셀에 존재하는 단말들을 부하가 낮은 셀로 핸드오버 시킬 수 있다. 셀 재선택 핸드오버는 단말이 RRC-아이들(idle) 상태일 때 수행될 수 있다. 이하에서는 단말이 RRC-연결 상태일 때 수행되는, 호 수락 제어 알고리즘을 이용한 부하균형 방법이 설명된다.Using the handover MLB, the base station can forcibly handover terminals located at the boundary of a cell with a high load to neighboring cells with a low load by controlling handover conditions. Handover MLB may conflict with mobility robust optimization (MRO), one of the self-optimization network (SON) functions. Since both handover MLB and MRO control handover parameters, conflicts may occur in controlling handover parameters. When cell reselection handover is used, the base station can hand over UEs existing in a cell with a high load to a cell with a low load by controlling cell reselection conditions. Cell reselection handover may be performed when the UE is in an RRC-idle state. Hereinafter, a load balancing method using a call admission control algorithm, which is performed when the terminal is in an RRC-connected state, will be described.

기지국(110)은 호(call)가 수신된 경우, 수신된 호가 새로운 호인지 확인할 수 있다(S301). 수신된 호가 새로운 호가 아닌 경우, 이는 셀의 부하에 영향을 미치지 않으므로 부하균형 동작은 종료될 수 있다.When a call is received, the base station 110 may check whether the received call is a new call (S301). If the received call is not a new call, it does not affect the load of the cell and thus the load balancing operation can be terminated.

수신된 호가 새로운 호인 경우, 기지국(110)은 새로운 호에 의해 요청되는 서비스에 필요한 자원의 양(Rreq)을 추정할 수 있다(S302). 새로운 호에 필요한 자원 양을 예측하기 위해 Shannon의 채널용량식을 사용할 수 있다. 단말이 측정한 셀 i 신호의 SINR(signal-to-interference ratio, 신호 대 간섭 비율)에 따라 사용자 단말이 받을 수 있는 채널 용량 C는 Shannon의 채널용량식인 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.If the received call is a new call, the base station 110 can estimate the amount of resources (R req ) required for a service requested by the new call (S302). Shannon's channel capacity equation can be used to estimate the amount of resources required for a new call. The channel capacity C that the UE can receive according to the signal-to-interference ratio (SINR) of the cell i signal measured by the UE can be calculated by Equation 1, Shannon's channel capacity equation.

수학식 1을 참조하면, C는 채널용량을 의미할 수 있고, B는 대역폭(Hz)을 의미할 수 있고, S/N은 신호 대 간섭비를 의미할 수 있다. B가 하나의 자원 블록의 대역폭인 경우, C는 하나의 자원 블록의 채널 용량을 의미할 수 있다. 새로운 호에 의해 필요한 데이터 속도를 φ라 하면, 새로운 호에 따라 필요한 자원 블록의 수 RB는 수학식 2에 의해 결정될 수 있다.Referring to Equation 1, C may mean channel capacity, B may mean bandwidth (Hz), and S/N may mean signal-to-interference ratio. When B is the bandwidth of one resource block, C may mean the channel capacity of one resource block. If the data rate required by the new call is φ, the number of resource blocks RB required by the new call can be determined by Equation 2.

수학식 2를 참조하면, C는 하나의 자원 블록의 채널 용량을 의미할 수 있다. 따라서, 필요한 데이터 속도 φ를 하나의 자원 블록의 채널 용량으로 나누면, 필요한 자원 블록의 수(RB)를 구할 수 있다.Referring to Equation 2, C may mean the channel capacity of one resource block. Therefore, the required number of resource blocks (RB) can be obtained by dividing the required data rate φ by the channel capacity of one resource block.

예를 들어, 스케줄링 단위(transmission time interval, TTI)가 1ms 인 경우 새로운 호에 필요한 자원 블록 비율(Rreq)은 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.For example, when the scheduling unit (transmission time interval, TTI) is 1 ms, a resource block ratio (R req ) required for a new call may be calculated by Equation 3.

수학식 3을 참조하면, 1000NPRB는 단위 시간 동안 총 물리 자원 블록의 수를 의미할 수 있다. RB는 수학식 2에서 계산된 새로운 호에 따라 필요한 자원 블록의 수를 의미할 수 있다. 필요한 자원 블록의 수를 총 물리 자원 블록의 수로 나눈 값은 새로운 호에 따라 필요한 블록 비율(Rreq)를 의미할 수 있다.Referring to Equation 3, 1000N PRB may mean the total number of physical resource blocks for unit time. RB may mean the number of resource blocks required according to the new call calculated in Equation 2. A value obtained by dividing the number of required resource blocks by the total number of physical resource blocks may mean a block ratio (R req ) required according to a new call.

기지국(110)은 현재 제공하고 있는 서비스 품질의 저하가 발생되지 않으면서 새로운 호를 수용할 수 있는 자원이 존재하는지 확인할 수 있다. 새로운 호를 수용할 수 있을 정도로 충분한 자원이 존재하는지 확인하기 위해, 기지국(110)은 셀에서 현재 사용하고 있는 자원의 양(즉, 셀의 부하)을 계산할 수 있다. 기지국(110)은 평균 자원 블록 사용 비율을 통해 셀의 부하를 계산할 수 있다. 평균 자원 블록 사용 비율은 물리계층의 물리자원블록(physical resource block, PRB)을 기준으로 계산될 수 있다. 평균 자원 블록 사용 비율(Rnow)은 수학식 4에 의해 계산될 수 있다.The base station 110 may check whether there are resources capable of accommodating a new call without deteriorating the quality of service currently being provided. In order to determine whether there are enough resources to accommodate a new call, the base station 110 can calculate the amount of resources currently used by the cell (ie, cell load). The base station 110 may calculate the load of the cell through the average resource block usage ratio. The average resource block usage rate may be calculated based on a physical resource block (PRB) of the physical layer. The average resource block usage ratio (R now ) can be calculated by Equation 4.

수학식 4를 참조하면, 주어진 시간 T 동안, 현재 시간 t의 임의의 셀 i의 평균 자원 블록 사용 비율(Rnow)을 구할 수 있다. N-PRB는 주파수 축 상의 물리 자원 블록의 수를 의미할 수 있고, RBi - τ는 임의의 셀 i에서 시간 τ에 사용된 블록의 수를 의미할 수 있다.Referring to Equation 4, for a given time T, an average resource block use ratio (R now ) of an arbitrary cell i at the current time t can be obtained. N- PRB may mean the number of physical resource blocks on the frequency axis, and RB i - τ may mean the number of blocks used for time τ in an arbitrary cell i.

기지국(110)은 평균 자원 블록 사용 비율(Rnow)과 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)의 합을 미리 설정된 임계값과 비교할 수 있다(S303). 평균 자원 블록 사용 비율(Rnow)과 필요한 자원 블록 비율(Rreq)의 합이 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우, 기지국(110)은 호를 수락할 수 있다(S309).The base station 110 may compare the sum of the average resource block usage ratio (R now ) and the resource block ratio (R req ) required by a new call with a preset threshold (S303). When the sum of the average resource block usage ratio (R now ) and the required resource block ratio (R req ) is less than or equal to a preset threshold value, the base station 110 may accept the call (S309).

평균 자원 블록 사용 비율(Rnow)과 필요한 자원 블록 비율(Rreq)의 합이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 기지국(110)은 호를 거절하는 대신, 부하의 분산을 위해 다른 셀로 이동 가능한 단말을 검색할 수 있다(S304). 기지국(110)은 이웃한 다른 셀로 단말을 핸드오버 시키기 위해 셀의 가장자리에 위치한 단말들의 신호 측정 값을 계산할 수 있다.When the sum of the average resource block usage ratio (R now ) and the required resource block ratio (R req ) is greater than a preset threshold, the base station 110 may search for a terminal that can move to another cell for load distribution instead of rejecting the call (S304). The base station 110 may calculate signal measurement values of terminals located at the edge of a cell in order to handover the terminal to another neighboring cell.

예를 들어, 기지국(110)은 셀 가장자리에 위치한 단말을 선택하기 위해 3GPP 규격의 LTE 이벤트(Event)를 사용할 수 있다. 단말은 현재 상태에 따라 Event A1 내지 A6 중에서 하나를 만족하는 경우에 관련 정보(예를 들어, 수신 신호 세기, 특정 이벤트를 만족하는 것을 지시하는 정보)를 기지국(110)에 전송할 수 있다. Event A1은 서빙 셀의 신호 세기가 A1 임계값보다 커졌을 때를 의미할 수 있고, Event A2는 서빙 셀의 신호 세기가 A2 임계값보다 작아졌을 때를 의미할 수 있다. Event A3은 이웃 셀의 신호 세기가 서빙 셀의 신호 세기보다 A3 오프셋(offset)만큼 커졌을 때를 의미할 수 있고, Event A4는 이웃 셀의 신호 세기가 임계값보다 커졌을 때를 의미할 수 있다. Event A5는 서빙 셀의 신호 세기가 제1 임계값보다 작고, 이웃 셀의 신호 세기가 제2 임계값보다 큰 경우를 의미할 수 있고, Event A6은 이웃 셀의 신호 세기가 S셀(secondary cell, SCell)의 신호 세기보다 A6 오프셋만큼 커졌을 때를 의미할 수 있다.For example, the base station 110 may use a 3GPP standard LTE event to select a terminal located at a cell edge. The terminal may transmit related information (eg, received signal strength, information indicating that a specific event is satisfied) to the base station 110 when one of Events A1 to A6 is satisfied according to the current state. Event A1 may mean when the signal strength of the serving cell is greater than the A1 threshold, and Event A2 may mean when the signal strength of the serving cell is less than the A2 threshold. Event A3 may mean when the signal strength of the neighboring cell is greater than the signal strength of the serving cell by an A3 offset, and Event A4 may mean when the signal strength of the neighboring cell is greater than the threshold value. Event A5 may mean a case where the signal strength of the serving cell is less than the first threshold and the signal strength of the neighboring cell is greater than the second threshold, and Event A6 is the signal strength of the neighboring cell (SCell). It may mean when the signal strength is greater than the A6 offset.

예를 들어, 기지국(110)은 제1 단말(111)로부터 Event A1 메시지를 수신한 경우, 제1 단말(111)이 셀의 가장자리에 위치하지 않고, 셀의 중심부에 위치하고 있다고 판단할 수 있고, 제3 단말(113)로부터 Event A4 메시지를 수신한 경우, 제3 단말(113)이 셀의 가장자리에 위치했다고 판단할 수 있다.For example, when receiving the Event A1 message from the first terminal 111, the base station 110 may determine that the first terminal 111 is not located at the edge of the cell but is located in the center of the cell, and upon receiving the Event A4 message from the third terminal 113, it may determine that the third terminal 113 is located at the edge of the cell.

기지국(110)은 셀의 가장자리에 위치한 단말들 중 가장 셀의 가장자리에 위치하는 단말(예를 들어, 서빙 셀의 신호 세기가 가장 약한 단말)부터 순차적으로 해당 단말이 사용하고 있는 자원 블록 비율을 계산할 수 있다. 임의의 단말 j가 사용하는 자원 블록의 비율(Redge-j)은 수학식 5에 의해 계산될 수 있다.The base station 110 sequentially calculates the resource block ratio used by the corresponding terminal, starting with the terminal located at the edge of the cell most among the terminals located at the edge of the cell (eg, the terminal having the weakest signal strength of the serving cell). The ratio of resource blocks used by any terminal j (R edge - j ) can be calculated by Equation 5.

수학식 5를 참조하면, 주어진 시간 T 동안, 임의의 단말 j의 자원 블록 사용 비율(Redge-j)을 구할 수 있다. 는 시간 τ에 임의의 셀 i에서 임의의 단말 j에 할당된 물리 자원 블록 수를 의미할 수 있다.Referring to Equation 5, for a given time period T, a resource block usage ratio (R edge - j ) of an arbitrary terminal j can be obtained. may mean the number of physical resource blocks allocated to a certain terminal j in a certain cell i at time τ.

셀의 가장자리에 위치한 단말들의 집합을 Ue = {1, 2, 3, , J}라 하면,이동 가능한 단말이 사용하는 자원 블록의 비율(Redge)은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.The set of terminals located at the edge of the cell is U e = {1, 2, 3, , J}, the ratio (R edge ) of the resource block used by the movable terminal can be expressed as in Equation 6.

수학식 6을 참조하면, Redge는 셀의 가장자리에 위치한 단말들{1, 2, 3, , J}의 부하의 합을 나타낼 수 있다. 셀의 가장자리에 위치한 단말들이 모두 이웃 셀로 이동할 경우, 셀의 부하는 셀 전체의 평균 블록 사용 비율(Rnow)에서 셀의 가장자리에 위치한 단말들이 사용중인 자원 블록의 비율(Redge)을 뺀 값으로 추정될 수 있다(S305). 즉, 셀의 가장자리에 위치한 단말들이 다른 셀로 이동하는 경우에 셀에서 사용되는 자원 블록 비율(Rest)은 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.Referring to Equation 6, R edge is the terminals located at the edge of the cell {1, 2, 3, , J} can represent the sum of the loads. When all terminals located at the edge of a cell move to neighboring cells, the load of the cell is obtained by subtracting the ratio of resource blocks in use by terminals located at the edge of the cell (R edge ) from the average block use ratio (R now ) of the entire cell (S305). That is, when terminals located at the edge of a cell move to another cell, the resource block ratio (R est ) used in the cell can be expressed as in Equation 7.

기지국(110)은 셀의 가장자리에 위치한 단말들이 다른 셀로 이동할 경우에 셀에서 사용되는 자원 블록 비율(Rest)과 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)의 합을 미리 설정된 임계값과 비교할 수 있다(S306). 셀의 가장자리에 위치한 단말들이 다른 셀로 이동할 경우에 셀에서 사용되는 자원 블록 비율(Rest)과 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)의 합이 미리 설정된 임계값보다 큰 경우, 기지국(110)은 호를 거절할 수 있다(S310). 즉, 셀 가장자리의 단말들의 이동을 통해 감소되는 부하가 새로운 호에 의한 부하보다 작을 경우, 기지국(110)은 새로운 호를 거절할 수 있다.The base station 110 compares the sum of the resource block ratio (R est ) used in the cell and the resource block ratio (R req ) required by the new call with a preset threshold when terminals located at the edge of the cell move to another cell (S306). When terminals located at the edge of a cell move to another cell and the sum of the resource block ratio (R est ) used in the cell and the resource block ratio (R req ) required by the new call is greater than a preset threshold value, the base station 110 may reject the call (S310). That is, when the load reduced through the movement of terminals at the cell edge is smaller than the load caused by the new call, the base station 110 may reject the new call.

셀의 가장자리에 위치한 단말들이 다른 셀로 이동할 경우에 셀에서 사용되는 자원 블록 비율(Rest)과 새로운 호에 의해 필요한 자원블록 비율(Rreq)의 합이 미리 설정된 임계값보다 작거나 같은 경우, 기지국(110)은 새로운 호를 수용하기 위해 이동되어야 하는 최소의 단말의 개수를 계산할 수 있다. 즉, 셀 가장자리의 단말들의 이동을 통해 감소되는 부하가 새로운 호에 의한 부하보다 크거나 같을 경우, 기지국(110)은 셀 가장자리의 단말 모두를 다른 셀로 이동시키는 것이 아니라 새로운 호를 수용하기 위해 필요한 최소 개수의 단말을 다른 셀로 이동시킬 수 있다(S307). 새로운 호를 수용하기 위해 필요한 최소 단말의 수는 수학식 8에 의해 계산될 수 있다.When terminals located at the edge of a cell move to another cell, when the sum of the resource block ratio (R est ) used in the cell and the resource block ratio (R req ) required for a new call is less than or equal to a preset threshold value, the base station 110 can calculate the minimum number of mobile stations that must be moved to accommodate the new call. That is, when the load reduced through the movement of terminals at the cell edge is greater than or equal to the load caused by the new call, the base station 110 may move the minimum number of terminals required to accommodate the new call to another cell instead of moving all terminals at the cell edge to another cell (S307). The minimum number of terminals required to accommodate a new call can be calculated by Equation 8.

수학식 8에서 N은 새로운 호를 수용하기 위해 필요한 최소 단말의 수를 의미할 수 있다. 기지국(110)은 셀의 가장자리에 위치한 단말들을 다른 셀로 이동시킨 후, 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)과 현재 사용중인 자원 블록 비율(Rnow)의 합을 미리 설정된 임계값과 비교할 수 있다(S308). 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)과 현재 사용중인 자원 블록 비율(Rnow)의 합이 임계값보다 작은 경우, 기지국(110)은 호를 수락할 수 있다(S309). 새로운 호에 의해 필요한 자원 블록 비율(Rreq)과 현재 사용중인 자원 블록 비율(Rnow)의 합이 임계값보다 큰 경우, 기지국(110)은 호를 거절할 수 있다(S310).In Equation 8, N may mean the minimum number of terminals required to accommodate a new call. After the base station 110 moves the terminals located at the edge of the cell to another cell, the sum of the resource block ratio required by the new call (R req ) and the resource block ratio currently in use (R now ) can be compared with a preset threshold (S308). When the sum of the resource block ratio required by the new call (R req ) and the resource block ratio currently in use (R now ) is smaller than the threshold value, the base station 110 may accept the call (S309). When the sum of the resource block ratio required by the new call (R req ) and the resource block ratio currently in use (R now ) is greater than a threshold value, the base station 110 may reject the call (S310).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 모의 실험 결과를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing simulation results according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 모의 실험은 셀 가장자리에 위치한 이동 가능한 단말을 하나로 설정하여 실험하였다. CAC를 고려하지 않은 주기적 부하균형 알고리즘(빨간색) 및 CAC 알고리즘만 존재하는 경우(초록색) 단말이 이동할 때 새로운 셀이 과부하인 경우 호 수락과 호 거절에 따라 전체 네트워크 성능(throughput)이 떨어진다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따른 알고리즘은 단말이 이동할 때 새로운 셀이 과부하인 경우에도 네트워크 성능이 유지되는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 4 , the simulation experiment was conducted by setting a mobile terminal located at the edge of a cell as one. Cyclic load balancing algorithm without considering CAC (red) and only CAC algorithm (green) If a new cell is overloaded when a UE moves, overall network performance (throughput) drops due to call acceptance and call rejection. On the other hand, the algorithm according to an embodiment of the present invention can know that network performance is maintained even when the new cell is overloaded when the terminal moves.

본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded on a computer readable medium. Computer readable media may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. Program instructions recorded on a computer readable medium may be specially designed and configured for the present invention or may be known and usable to those skilled in computer software.

컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of computer readable media include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine language codes generated by a compiler. The hardware device described above may be configured to operate with at least one software module to perform the operations of the present invention, and vice versa.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described with reference to the above embodiments, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated.

Claims (10)

복수의 기지국을 포함하는 통신 시스템에서 기지국의 동작 방법으로서,
제1 단말로부터 새로운 호가 수신된 경우, 상기 새로운 호에 필요한 자원 블록의 수를 총 물리 자원 블록의 수로 나누어 산출한 상기 새로운 호에 필요한 자원 블록 비율을 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원으로 추정하는 단계;
상기 기지국에서 사용중인 자원의 양인 평균 자원 블록 사용 비율과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원 블록 비율의 합인 제1 값을 미리 설정된 제2 값과 비교하는 단계;
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중에서 Event A4를 만족하는 것을 지시하는 정보를 전송한 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 단계;
상기 핸드오버가 가능한 단말들이 핸드오버 될 경우 상기 기지국에서 사용하는 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제3 값을 상기 제2 값과 비교하는 단계; 및
상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 핸드오버 시키는 단계를 포함하며,
상기 평균 자원 블록 사용 비율은 이며, 여기서, T는 주어진 시간이고, t는 현재 시간이며, NPRB는 주파수 축 상의 물리 자원 블록의 수이고, 는 임의의 셀 i에서 시간 τ에 사용된 블록의 수를 의미하는, 기지국의 동작 방법.
As a method of operating a base station in a communication system including a plurality of base stations,
When a new call is received from a first terminal, estimating a resource block ratio required for the new call calculated by dividing the number of resource blocks required for the new call by the total number of physical resource blocks as a resource required to accommodate the new call;
comparing a first value, which is the sum of an average resource block use rate, which is the amount of resources being used by the base station, and a resource block rate required to accommodate the new call, with a preset second value;
If the first value is greater than the second value, estimating resources used by terminals existing in the base station capable of handover to another base station having transmitted information indicating that Event A4 is satisfied;
comparing a third value, which is the sum of resources used by the base station and resources required to accommodate the new call, with the second value when the handover-capable terminals are handed over; and
When the third value is less than the second value, handing over the handover-capable terminals;
The average resource block usage rate is , where T is a given time, t is the current time, N PRB is the number of physical resource blocks on the frequency axis, Means the number of blocks used at time τ in any cell i, the operating method of the base station.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 기지국에서 사용중인 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제1 값을 미리 설정된 제2 값과 비교한 결과, 상기 제1 값이 상기 제2 값보다 작거나 같은 경우, 상기 새로운 호를 수락하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 동작 방법.
The method of claim 1,
As a result of comparing a first value, which is the sum of the resources being used by the base station and the resources required to accommodate the new call, with a preset second value, when the first value is less than or equal to the second value, accepting the new call.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중에서 Event A4를 만족하는 것을 지시하는 정보를 전송한 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 단계는,
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들로부터 Event A1 내지 Event A6 중에서 특정 이벤트를 만족하는 것을 지시하는 정보들을 수신하는 단계;
상기 수신한 상기 Event A1 내지 상기 Event A6 중에서 상기 특정 이벤트를 만족하는 것을 지시하는 정보들에서 상기 Event A4를 만족하는 것을 지시하는 정보를 전송한 단말들을 상기 핸드오버가 가능한 단말들로 결정하는 단계;
상기 핸드오버가 가능한 단말들의 자원 블록의 비율들을 산출하는 단계; 및
상기 자원 블록의 비율들을 합하여 상기 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
The method of claim 1,
If the first value is greater than the second value, estimating resources used by terminals capable of handover to another base station that have transmitted information indicating that Event A4 is satisfied among terminals existing in the base station,
If the first value is greater than the second value, receiving information indicating that a specific event is satisfied among Event A1 to Event A6 from terminals present in the base station;
determining terminals that have transmitted information indicating that the Event A4 is satisfied among information indicating that the specific event is satisfied among the received Event A1 to Event A6 as terminals capable of handover;
Calculating ratios of resource blocks of terminals capable of handover; and
and estimating resources used by terminals capable of handover by summing the ratios of the resource blocks.
청구항 1에 있어서,
상기 핸드오버가 가능한 단말들이 핸드오버 될 경우 상기 기지국에서 사용하는 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제3 값을 상기 제2 값과 비교한 결과, 상기 제3 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 새로운 호를 거절하는 단계를 더 포함하는, 기지국의 동작 방법.
The method of claim 1,
When the terminals capable of handover are handed over, a result of comparing a third value, which is the sum of resources used by the base station and resources required to accommodate the new call, with the second value, If the third value is greater than the second value, rejecting the new call.
청구항 1에 있어서,
상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 핸드오버 시키는 단계는,
상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 새로운 호를 수용하기 위해 이동되어야 하는 최소의 단말을 결정하는 단계; 및
상기 핸드오버가 가능한 단말들 중에서 상기 결정된 최소의 단말들을 핸드오버시키는 단계를 포함하는, 기지국의 동작 방법.
The method of claim 1,
When the third value is smaller than the second value, the step of handing over the handover-capable terminals,
if the third value is less than the second value, determining the smallest terminal that must be moved to accommodate the new call; and
And handing over the determined minimum terminals among the terminals capable of handover.
기지국으로서,
프로세서(processor);
상기 프로세서와 전자적(electronic)으로 통신하는 메모리(memory); 그리고
상기 메모리에 저장되는 명령들(instructions)을 포함하며,
상기 명령들이 상기 프로세서에 의해 실행되는 경우, 상기 명령들은 상기 기지국이,
제1 단말로부터 새로운 호가 수신된 경우, 상기 새로운 호에 필요한 자원 블록의 수를 총 물리 자원 블록의 수로 나누어 산출한 상기 새로운 호에 필요한 자원 블록 비율을 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원을 추정하고;
상기 기지국에서 사용중인 자원의 양인 평균 자원 블록 사용 비율과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원 블록 비율의 합인 제1 값을 미리 설정된 제2 값과 비교하고;
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중에서 Event A4를 만족하는 것을 지시하는 정보를 전송한 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하고;
상기 핸드오버가 가능한 단말들이 핸드오버 될 경우 상기 기지국에서 사용하는 자원과 상기 새로운 호를 수용하는데 필요한 자원의 합인 제3 값을 상기 제2 값과 비교하고; 그리고
상기 제3 값이 상기 제2 값보다 작은 경우, 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 핸드오버 시키는 것을 야기하도록 동작하며,
상기 평균 자원 블록 사용 비율은 이며, 여기서, T는 주어진 시간이고, t는 현재 시간이며, NPRB는 주파수 축 상의 물리 자원 블록의 수이고, 는 임의의 셀 i에서 시간 τ에 사용된 블록의 수를 의미하는, 기지국.
As a base station,
processor;
a memory that communicates electronically with the processor; and
Includes instructions stored in the memory;
When the instructions are executed by the processor, the instructions cause the base station to:
when a new call is received from the first terminal, estimating a resource block ratio required for the new call, calculated by dividing the number of resource blocks required for the new call by the total number of physical resource blocks, as resources required to accommodate the new call;
compares a first value, which is the sum of an average resource block usage rate, which is the amount of resources being used by the base station, and a resource block rate required to accommodate the new call, with a preset second value;
If the first value is greater than the second value, estimating resources used by terminals capable of handover to another base station that have transmitted information indicating that Event A4 is satisfied among terminals existing in the base station;
comparing a third value, which is the sum of resources used by the base station and resources required to accommodate the new call, with the second value when the handover-capable terminals are handed over; and
When the third value is smaller than the second value, operates to cause handover of terminals capable of handover;
The average resource block usage rate is , where T is a given time, t is the current time, N PRB is the number of physical resource blocks on the frequency axis, means the number of blocks used at time τ in any cell i.
삭제delete 청구항 8에 있어서,
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들 중 다른 기지국으로 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 경우 상기 명령들은 상기 기지국이,
상기 제1 값이 상기 제2 값보다 큰 경우, 상기 기지국에 존재하는 단말들로부터 서빙 셀의 수신 신호 세기 정보들을 수신하고;
상기 수신한 수신 신호 세기 정보들을 기반으로 상기 핸드오버가 가능한 단말들을 결정하고;
상기 핸드오버가 가능한 단말들의 자원 블록의 비율들을 산출하고; 그리고
상기 자원 블록의 비율들을 합하여 상기 핸드오버가 가능한 단말들이 사용중인 자원을 추정하는 것을 야기하도록 동작하는, 기지국.
The method of claim 8,
When the first value is greater than the second value, when estimating resources used by terminals capable of handover to another base station among terminals existing in the base station, the commands are sent by the base station,
When the first value is greater than the second value, receiving received signal strength information of a serving cell from terminals existing in the base station;
determining terminals capable of handover based on the received received signal strength information;
calculating ratios of resource blocks of terminals capable of handover; and
A base station operable to cause estimating resources in use by terminals capable of handover by summing the ratios of the resource blocks.
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