KR19980029651A - 코드분할 다중 접근 이동 시스템 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)의 제어국에서 외부-루프(outer-loop) 전력 제어에 사용하는 프레임 에러 비율(FER)을 이용해 평균값과 표준 편차를 주기적으로 관리하여 동적으로 트래픽 부하를 분산하는 코드분할 다중 접근 이동 시스템 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법에 관한 것이다.

Description

코드분할 다중 접근 이동 시스템 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법
본 발명은 코드분할 다중 접근 이동 시스템(Code Division Multiple Access Mobile System : CMS) 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법에 관한 것으로, 특히 코드분할 다중 접근 이동 시스템의 제어국에서 외부-루프(outer-loop) 전력 제어에 사용하는 프레임 에러 비율(Frame Error Rate : FER)의 평균 값과 표준 편차를 주기적으로 관리하여 동적으로 트래픽 부하를 분산하는 방법에 관한 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야는 코드 분할 다중 접근 이동 시스템의 트래픽 제어분야이다. 이 분야의 종래 기술은 신호대잡음비(SNR)를 기반으로 한 트래픽 부하 분산 방법이다.
기존의 시분할 접근(TDMA) 시스템이나 주파수 분할 다중 접근(FDMA) 시스템에서의 트래픽 제어는 어떤 특정 셀에서의 통화 블럭킹이 일어나지 않도록 셀간의 주파수 채널 할당을 재 조정 함으로써 가능하다. 그러나, 코드분할 다중 접근(CDMA) 시스템에서의 통화 블럭킹 현상은 주로 다른 사용자들의 통화에 기인하여 발생하는 간섭잡음 레벨량이 일정 수준 이상으로 될 때 일어나는 현상이다. 그러므로, 코드 분할 다중 접근(CDMA) 시스템에서 트래픽 제어는 통화 블럭킹을 방지하기 위해서 간섭잡음 레벨이 감소 되도록 전력을 조정하여 가입자 수를 제어해야 한다. 그러므로 기존의 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)은 기지국에서 수신한 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio : SNR)가 시스템에서 주어진 기준 신호대잡음비(SNR)를 초과하면, 기지국 자체 송신 출력을 낮게 조정하여 부하가 심한 기지국의 통화권 경계 지역에 있던 이동국들을 부하가 심하지 않은 기지국으로 핸드오프 시키는 트래픽 부하 분산 방법을 사용한다.
기존의 트래픽 부하 분산 방법은 일시적인 신호대잡음비(SNR) 증가로 인한 유효통화권의 축소 현상과, 부하가 심한 기지국의 유효 통화권 축소로 인하여 주변 셀의 트래픽 부하가 갑자기 증가함으로서 발생할 수 있는 각 셀의 유효 통화권의 축소 도미노 현상이 발생하기 쉽다.
따라서, 본 발명은 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)의 제어국에서 외부-루프(outer-loop) 전력 제어에 사용하는 프레임 에러 비율(FER)을 이용해 평균값과 표준 편차를 주기적으로 관리하여 동적으로 트래픽 부하를 분산하는 코드분할 다중 접근 이동 시스템 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기지국으로 부터 메세지를 수신한 제어국은 트래픽 부하 분산을 요구하는 기지국의 측정값을 임계값과 비교하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 임계값 보다 작으면 기지국에 트래픽 부하 분산 불허 메세지를 보낸 후 종료하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 임계값보다 크면 주변 기지국을 찾은 후 주변 기지국의 측정값과 허락값을 비교하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 허락값보다 작으면 해당 기지국에 트래픽 부하 분산 허락 메세지를 보낸 후 종료하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 허락값 보다 크면 해당 기지국의 새로운 호 차단 메세지를 해당 기지국에 보낸 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도1은 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS : CDMA Mobile System)의 구조도.
도2는 본 발명이 적용되는 코드분할 다중 접근(CDMA) 시스템에서 외부-루프(outer-loop) 전력 제어를 이용한 폐쇄 루프 전력 제어의 흐름도.
도3은 본 발명에 따른 프레임 에러 비율(FER)을 이용한 트래픽 부하 분산 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 챠트도.
도면의 주요부분에 대한 기호설명
10 : 기지국 11 : 제어국
12 : 트랜스코더 13 : 이동 교환국
14 : 호 제어 시스템 15 : 교환국
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도1은 본 발명이 적용되는 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)의 구조도를 나타낸 것으로, 제어국(11)이 각 기지국(10)내의 프레임 에러 비율(FER)을 주기적으로 관리하여 동적으로 트래픽 부하를 분산하게 된다.
코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)은 이동국과 무선 자원 및 셀을 관리하는 기지국(10), 기지국(10) 및 교환국(15)과 접속되는 제어국(11), 이동 교환국(13)으로 구성된다. 제어국(11)은 교환국(15), 트랜스코더(12) 및 통신제어 시스템(14)으로 구성된다.
시스템의 용량 최대화를 위하여 셀 내의 모든 이동국은 기지국이 수신하기에 충분한 같은 크기의 신호를 수신하도록 하기 위해 순방향 전력 제어, 역방향(개방루프, 폐쇄 루프, 외부-루프(outer-loop))전력 제어를 해야 한다.
기지국(10)은 무선자원과 셀을 관리하는 서브시스템으로, 이동교환국(13)에 무선 이터페이스 기능을 제공하고, 호처리 기능(Access, Paging 채널)을 수행하는 소프트웨어를 가지고 있다.
제어국(11)은 기지국(10)과 E1/T1 및 이동교환국(13)과의 E1 중계처리 기능, 이동교환국(13)과 기지국(10) 간의 신호메세지 전달 기능, 호처리 기능을 제공하는 서브시스템이다.
제어국(11)내의 서브 모듈인 트랜스코더(12)는 트랜스코딩(Transcoding), 파워콘트롤(Power Control), 소프트-핸드오프(Soft-handoff) 기능을 제공하는 서브 모듈이다.
이동교환국(13)은 코드분할 다중 접근 이동 시스템(CMS)의 망요소들과 공중전화 교환망(PSTN)과 진폭 전송 시스템(AMPS) 방식의 이동망 등 타망과의 연동 기능 및 기존 교환 시스템에서 수행하던 여러가지 기능이 제공되는 서브시스템이다.
도2는 본 발명이 적용되는 코드분할 다중 접근(CDMA) 시스템에서 외부-루프(outer-loop) 전력 제어를 이용한 폐쇄 루프 전력 제어의 흐름도이다.
시작신호로 부터 단계(20)에서 이동국은 기지국으로 초기 엑세스 채널을 송신한다. 단계(21)에서는 이동국으로 부터 수신된 신호의 신호대잡음비(Eb/No)를 수신치로 계산한 후, 단계(22)로 진행하게 된다. 상기 단계(22)에서는 트랜스코더에서 셀 내의 모든 이동국에 대한 역방향 신호대잡음비(Eb/No) 기준치를 수신된 신호의 프레임 에러 비율(FER)에 따라서 기준 신호 대잡음비(Eb/No)를 변경한다.(외부-루프 전력 제어). 이후, 단계(23)에서는 상기 단계(21 및 22)에서 두 값을 기지국에서 비교해서 기준치가 크면, 단계(24)로 진행하여 전력 제어 비트를 0으로 하고, 기준치가 수신치 보다 더 작으면 단계(25)로 진행하여 전력 제어 비트를 1로 한 후, 단계(26)로 진행하게 된다. 상기 단계(26)에서는 기지국에서 각 이동국에 전력 제어 명령을 1. 25ms마다 송신한다. 이후 단계(27)에서 이동국은 수신한 전력 제어 비트를 보고 송신 전력 레벨을 조정하게 된다. 위에서 언급한 가변 임계 값은 트랜스코더(TSB)에서 수신된 역방향 트래픽 신호의 프레임 에러비율(FER)에 따라 가변 임계값이 변하는 외부-루프(Outer-Loop) 전력 제어에 의해서 결정된다. 이동국의 수가 계속 증가되면 트랜스코더(TSB)에 수신되는 역방향 트래픽 신호의 프레임에러 비율(FER)의 평균 값이 증가되고 , 가변 임계값의 신호대잡음비(Eb/No)의 평균 값도 증가하게 된다.
[표 1] 및 [표 2]는 본 발명에서 이용하는 역방향 링크의 프레임 에러 비율과 이동국 송신 이득 조정 값 특성을 나타낸 표이다.
[표 1] 역방향 링크의 프레임 에러 비율 결과
[표 2] 이동국 송신 이동 값 비교
역방향 링크의 특성을 구하기 위한 방법으로는 코드분할 다중 접근 이동통신 시스템 전반의 모델링 및 시뮬레이션에 의한 방법과 시스템 시험호를 통하여 수집한 각종 데이타 및 메세지를 분석함으로써, 시스템 성능을 분석 평가하여 역방향 링크의 특성을 도출할 수 있다. 그러나, 전자의 방법에서는 시스템 모델링시 실제환경과의 차이로 인한 정교함이 떨어질 뿐 만 아니라 시스템 전반에 대하여 이 과정을 수행하기 위해서는 광대한 작업이 수반되기 때문에 시스템 설치 및 운용을 위한 방법으로는 적합하지 않다. 따라서 본 발명에서는 코드분할 다중 접근(CDMA) 방식의 이동 통신시스템 현장 시험 결과를 토대로 하였다.
[표 3]에는 제어국에서 관리하는 프레임 에러 비율 목록 표를 나타내었다.
[표 3] 제어국에서 관리하는 프레임 에러 비율 목록 표
관리 모듈은 트랜스코더(TSB)에서 사용하는 프레임 에러 비율(FER)을 제어국내의 호 제어 시스템(CCP)으로 보고한다. 호 제어 시스템(CCP)은 주기적으로 각 기지국의 프레임 에러 비율(FER)의 평균 값과 표준편차를 구하여 [표 3]과 같이 관리한다. [표 3]에서 임계값과 허락값은 각 기지국의 전파 환경에 따라 다르다. 그러므로 필드 테스트에서 측정된 임계값과 허락값을 시스템 초기화 때 포함하여야 한다.
도3은 본 발명에 따른 프레임 에러 비율(FER)을 이용한 트래픽 부하 분산 방법을 설명하기 위해 도시한 플로우 챠트도이다.
시작신호로 부터 단계(51)에서는 기지국에서 수신한 신호대잡음비(SNR)가 기준 신호대잡음비(SNR)보다 크면 제어국에게 트래픽 부하 분산 요구 메세지를 보낸다. 상기 메세지를 수신한 제어국은 트래픽 부하 분산을 요구하는 기지국의 측정값을 임계값과 비교하게 된다. 상기 단계(51)에서 비교한 측정값이 임계값보다 크면 단계(52)로 진행하여 주변 기지국을 찾은 후 단계(53)로 진행하게 된다. 상기 단계(51)에서 측정값이 임계값 보다 작으면 단계(55)로 진행하여 기지국에 트래픽 부하 분산 불허 메세지를 보낸 후 종료하게 된다. 상기 단계(53)에서는 찾은 주변 기지국의 측정값과 허락값을 비교하게 된다. 상기 단계(53)에서 비교한 측정값이 허락값보다 작으면 단계(54)로 진행하여 해당 기지국에 트래픽 부하 분산 허락 메세지를 보낸 후 종료하게 된다. 상기 단계(53)에서 측정값이 허락값 보다 크면 단계(56)로 진행하여 해당 기지국의 새로운 호 차단 메세지를 해당 기지국에 보낸 후 종료하게 된다.
본 발명은 기지국에서 수신한 신호대잡음비(SNR)가 기준 신호대잡음비(SNR)보다 크면 제어국으로 트래픽 부하 분산 요구 메세지를 보낸다. 기지국의 트래픽 부하 분산 메세지를 수신한 제어국은 트래픽 부하 분산을 요구하는 기지국의 측정값을 임계값과 비교하여 측정값이 임계값보다 크면 주변 기지국을 찾고, 측정값이 임계값 보다 작으면 기지국에 트래픽 부하 분산 불허 메세지를 보내고, 찾은 주변 기지국의 측정값과 허락값을 비교하여, 비교한 측정값이 허락값보다 작으면 해당 기지국에 트래픽 부하 분산 허락 메세지를 보내고, 측정값이 허락값 보다 크면 해당 기지국의 새로운 호 차단 메세지를 해당 기지국에 송신함으로써 주기적으로 기지국의 프레임 에러 비율(FER)을 관리하여 일시적인 유효 통화권 축소 현상과 유효 통화권 도미노 현상을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 주기적으로 기지국의 프레임 에러 비율(FER)을 관리함으로서, 일시적인 신호대잡음비(SNR) 증가로 인한 유효 통화권 축소 현상과 부하가 심한 기지국의 유효 통화권 축소로 인하여 주변 셀의 트래픽 부하가 갑자기 증가 하므로써 발생할 수 있는 각 셀의 유효 통화권 축소 도미노 현상을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (1)

  1. 기지국으로 부터 메세지를 수신한 제어국은 트래픽 부하 분산을 요구하는 기지국의 측정값을 임계값과 비교하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 임계값보다 작으면 기지국에 트래픽 부하 분산 불허 메세지를 보낸 후 종료하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 임계값보다 크면 주변 기지국을 찾은 후 주변 기지국의 측정값과 허락값을 비교하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 허락값보다 작으면 해당 기지국에 트래픽 부하 분산 허락 메세지를 보낸 후 종료하는 단계와, 상기 비교한 측정값이 허락값보다 크면 해당 기지국의 새로운 호 차단 메세지를 해당 기지국에 보낸 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 코드분할 다중 접근 이동 시스템 제어국에서 프레임 에러 비율을 이용한 트래픽 부하 분산 방법.
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