KR19980083548A - Call Admission Control Scheme Adapted to Foreign Cell Environment in Direct Spread Code Division Multiple Access Cellular System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서의 호 수락 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a call admission control method in a DS-CDMA cellular system.

DS-CDMA 셀룰라 시스템의 기지국의 무선 링크 용량은 역방향 링크 용량에 의해 제한된다. 역방향 링크의 용량은 주변 셀로부터 수신되는 간섭량에 의해서 결정되며 주변 셀의 트래픽 부하 상태와 밀접한 관계가 있다. 기지국이 새로운 호를 할당할 때에는 총 사용자 수가 역방향 링크 용량을 초과하지 않도록 해야 하며 만약 역방향 링크 용량을 초과하여 호를 할당하게 되면 셀 경계 지역에 있는 이동국은 전파 환경에 따라서 호가 강제로 중단될 수 있다.The radio link capacity of the base station of the DS-CDMA cellular system is limited by the reverse link capacity. The capacity of the reverse link is determined by the amount of interference received from the neighbor cell and is closely related to the traffic load of the neighbor cell. When allocating a new call, the base station should ensure that the total number of users does not exceed the reverse link capacity. If the base station allocates a call exceeding the reverse link capacity, the mobile station in the cell boundary may be forcibly interrupted depending on the radio environment. .

따라서 본 발명에서는 기지국의 폐루프 전력 제어에 사용되는 수신 신호 세기와 총 수신 간섭량으로부터 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 추정하고 기지국은 추정된 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 이용하여 역방향 링크 용량을 계산하므로써 주파수 사용 효율을 높이고 호 중단 확률을 감소시킬 수 있는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법이 제시된다.Therefore, in the present invention, the average and the variance of the outer cell interference amount are estimated from the received signal strength and the total received interference amount used for the closed loop power control of the base station, and the base station calculates the reverse link capacity using the average and the variance of the estimated outer cell interference amount. Accordingly, a call admission control method adapted to an external cell environment in a DS-CDMA cellular system that can improve frequency usage efficiency and reduce call interruption probability is proposed.

Description

직접 확산 코드 분할 다중 접속 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법Call Admission Control Scheme Adapted to Foreign Cell Environment in Direct Spread Code Division Multiple Access Cellular System

본 발명은 직접 확산 코드 분할 다중 접속(Direct Sequence-Code Division Multiple Access ;이하 DS-CDMA라 함) 셀룰라 시스템에서의 호 수락 제어 방법에 관한 것으로 특히 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a call admission control method in a direct sequence code division multiple access (DS-CDMA) cellular system. In particular, a call adapted to an external cell environment in a DS-CDMA cellular system It relates to an admission control method.

일반적으로 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 셀 내부 및 외부셀로부터의 간섭은 통화 품질에 영향을 주고 때에 따라서는 통화중 중단을 유발시키는 원인이 된다. 따라서, 외부셀 환경에 적응한 역방향 링크 용량을 계산할 수 없을 경우에는 외부셀이 풀 로드(full load) 상태인 최악의 경우를 가정하여 계산된 역방향 링크 용량에 맞춰 호를 제어해야 하므로 기지국에 트래픽 부하가 증가할 경우 역방향 링크 용량 부족으로 인한 호 차단(call blocking) 확률이 증가되는 문제점이 있다.In general, in a DS-CDMA cellular system, interference from inside and outside of the cell affects the call quality and sometimes causes interruptions in the call. Therefore, when it is impossible to calculate the reverse link capacity adapted to the outer cell environment, the call load must be controlled according to the reverse link capacity calculated on the assumption that the outer cell is at full load. If is increased, there is a problem that the call blocking probability due to the lack of reverse link capacity is increased.

DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 기지국의 무선 링크 용량은 정방향에 대한 링크 용량과 역방향에 대한 링크 용량이 있다. 기지국의 링크 용량은 주로 역방향 링크 용량에 의해 제한되며 역방향 링크의 용량은 주변 셀의 트래픽 부하에 따라서 증가 또는 감소된다. 따라서 기지국은 새로운 호를 수용하고자 할때 총 사용자 수가 역방향 링크 용량을 초과하지 않도록 해야 한다. 만약 역방향 링크 용량을 초과하여 호를 할당할 경우 특히 셀 경계지역에 있는 이동국은 전파환경에 따라서 호가 강제로 중단(outage)될 수 있다.In a DS-CDMA cellular system, a radio link capacity of a base station includes a link capacity for forward and a link capacity for reverse. The link capacity of the base station is mainly limited by the reverse link capacity, and the capacity of the reverse link is increased or decreased according to the traffic load of the neighboring cells. Thus, the base station should ensure that the total number of users does not exceed the reverse link capacity when attempting to accept a new call. If the call is allocated in excess of the reverse link capacity, the mobile station, especially at the cell boundary area, may be forced out of the call depending on the radio environment.

이러한 문제점을 해결하기 위해 류(Liu), 신(Shin) 및 드종(Dziong)은 최근 발표된 논문에서 외부 셀의 트래픽 환경에 적응한 호제어 방식들을 제안하였다. 먼저 류(Liu)는 신호대 간섭비(Signal-to-Interference Ratio ;SIR)를 측정하여 외부 셀의 트래픽 부하에 따라서 적응적으로 호를 제어할 수 있는 호 수락 제어 알고리즘을 제시하였다. 그러나 이 알고리즘은 음성 활동률을 고려하지 않았으며 전력 제어가 완벽하다고 가정하였기 때문에 실제 환경에 적용하기 곤란한 단점이 있다. 신(Shin)은 기지국의 고주파 수신단에서 총 수신 전력을 측정하는 하드웨어 장치를 추가하여 잔여 역방향 링크 용량을 계산할 수 있는 적응 채널 할당 알고리즘을 제안하였다. 그러나 기지국의 고주파 수신단에서 측정된 총 수신 전력은 관심 셀과 외부 셀의 사용자 수, 음성 활동률, 외부셀에 있는 이동국들과 관심 기지국 사이의 거리변화 및 섀도윙(shadowing) 등의 변수에 의한 랜덤 변수로 볼 수 있고 랜덤 변수인 총 수신 전력은 동일한 외부 환경일지라도 측정할 때마다 값이 변화될 수 있다. 따라서 가변적인 순시 값을 기본으로 계산된 잔여 역방향 링크 용량을 실제 기지국 환경의 호 제어에 사용하기에는 많은 어려움이 있다. 드종(Dziong)은 외부셀의 트래픽 환경을 고려한 호 수락 제어 방법을 제안하였으나 이 방식은 트래픽 상태 정보 및 채널 특성에 대한 메시지 교환을 필요로 하는 문제점이 있다.To solve this problem, Liu, Shin and Dziong proposed call control schemes adapted to the traffic environment of foreign cells in a recently published paper. Liu first proposed a call admission control algorithm that measures the signal-to-interference ratio (SIR) and adaptively controls the call according to the traffic load of the outer cell. However, this algorithm does not consider the voice activity rate and assumes perfect power control, which makes it difficult to apply in the real environment. Shin proposed an adaptive channel allocation algorithm that can calculate the remaining reverse link capacity by adding hardware devices that measure the total received power at the high frequency receiver of the base station. However, the total received power measured at the high frequency receiving end of the base station is random due to variables such as the number of users of the cell of interest and foreign cells, the voice activity rate, the distance variation and shadowing between the mobile stations in the foreign cell and the base station of interest. The total received power, which can be viewed as a variable and is a random variable, may change in each measurement even in the same external environment. Therefore, it is difficult to use the residual reverse link capacity calculated based on the variable instantaneous values for call control in the actual base station environment. Dziong has proposed a call admission control method considering the traffic environment of a foreign cell, but this method requires a message exchange for traffic state information and channel characteristics.

따라서, 본 발명은 음성 활동률을 고려하고 별도의 하드웨어 장치를 추가하지 않으며 외부셀의 트래픽 상태 정보를 얻기 위해 필요한 막대한 메시지의 교환 없이, 외부셀의 트래픽 부하에 따라 인터피어런스 환경에 적응하게 역방향 링크 용량을 계산하여 총 사용자 수가 역방향 링크 용량의 한계를 넘지 않도록 하므로써 통화 품질을 향상시킬 수 있는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법을 제시하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention considers the voice activity rate, does not add a separate hardware device, and adapts to the interference environment according to the traffic load of the foreign cell without the enormous message exchange required to obtain the traffic state information of the foreign cell. The purpose of this paper is to propose a call admission control method adapted to an external cell environment in a DS-CDMA cellular system that can improve call quality by calculating link capacity so that the total number of users does not exceed the limit of reverse link capacity.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법은 복조기를 통해 들어오는 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량을 수신하는 단계와, 상기 수신한 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량의 데이터를 이용하여 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 계산하는 단계와, 상기 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 계산한 후 새로운 호의 도착 여부를 검사하는 단계와, 상기 새로운 호의 도착 여부 검사 결과 새로운 호가 도착하지 않는 경우는 상기 복조기를 통해 들어오는 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량을 기지국에서 수신하는 단계로 천이하는 단계와, 상기 새로운 호의 도착 여부 검사결과 새로운 호가 도착한 경우는 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 이용하여 역방향 링크 용량을 계산하는 단계와, 상기 역방향 링크 용량을 계산한 후 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사하는 단계와, 상기 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사한 결과 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은 경우에는 호를 허용하고 호 처리를 수행한 후 종료하는 단계와, 상기 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사한 결과 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 큰 경우는 그 호를 거절한 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.In the DS-CDMA cellular system according to the present invention for achieving the above object, a call admission control method adapted to an external cell environment includes the steps of receiving energy per Walsh symbol and interference per Walsh symbol through a demodulator; Calculating average and variance of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol using data of energy per Walsh symbol and amount of interference per Walsh symbol, and calculating the average and the variance of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol and determining whether a new call arrives. If the new call does not arrive, transitioning to the step of receiving, at the base station, the energy per Walsh symbol and the interference per Walsh symbol received from the demodulator; If a new call arrives as a result of the test, the average of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol Calculating a reverse link capacity using an acid, checking whether the number of current users is less than a reverse link capacity after calculating the reverse link capacity, and checking whether the number of current users is less than a reverse link capacity. If the number is less than the reverse link capacity, accepting the call, performing a call processing, and ending; checking whether the current number of users is less than the reverse link capacity; Characterized in that it consists of a step to end after.

도 1은 기지국에서의 역방향 수신 신호 데이터 수집 과정을 도시한 블럭도.1 is a block diagram illustrating a process of collecting reverse received signal data at a base station.

도 2는 본 발명에 따른 기지국에서의 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 과정을 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a call admission control process adapted to an external cell environment in a base station according to the present invention.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

a : 고주파 수신기 b1 내지 bn : 복조기a: high frequency receiver b1 to bn: demodulator

c : 기지국 제어기c: base station controller

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 기지국에서의 역방향 수신 신호 데이터 수집 과정을 도시한 블록도이다. DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 기지국은 각 사용자 별로 역방향 전력제어를 수행하며 역방향 전력제어에는 개방루프 전력제어와 폐루프 전력제어가 있다. 먼저 고주파 수신기(a)를 통해 들어온 폐루프 전력제어에 사용되는 데이터가 수신된다. 폐루프 전력제어는 기지국의 래이크 수신기(rake receiver)에서 월쉬(walsh) 심벌당 에너지 Es와 월쉬 심벌당 간섭량 Is를 측정하고 그 값을 근거로 전력제어를 수행한다. 고주파 수신기(a)를 통해 수신된 폐루프 전력 제어 에 사용되는 데이터는 복조기(b1 내지 bn)에서 복조된다. 이 데이터를 기지국 제어기(c)에서 수집하여 외부셀로부터 수신되는 간섭량의 평균과 분산을 추정한다. 간섭량의 평균과 분산을 추정하기 위한 래이크 수신기에서의 Es와 Is는 다음과 같은 수학식[1] 및 수학식[2]로 주어진다.1 is a block diagram illustrating a process of collecting reverse received signal data at a base station. In the DS-CDMA cellular system, the base station performs reverse power control for each user, and there are open loop power control and closed loop power control in the reverse power control. First, data used for closed loop power control entered through the high frequency receiver (a) is received. Closed loop power control measures the Walsh (walsh) and interference energy E s per Walsh symbol per symbol I s in the rake receiver (rake receiver) and the base station performs power control on the basis of that value. Data used for the closed loop power control received through the high frequency receiver a is demodulated in the demodulators b1 to bn. This data is collected by the base station controller (c) to estimate the average and variance of the amount of interference received from the foreign cell. E s and I s in the wake receiver for estimating the mean and variance of the interference amount are given by the following equations [1] and [2].

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

여기에서 kmax는 주어진 월쉬 심벌 기간 동안 최대 판정값을 가지는 인덱스이며, ns는 전력제어 구간인 1.25 mS동안의 월쉬 심벌 수, dj,k는 j 번째 월쉬 심벌 기간 동안 다이버시티 컴바인너의 출력에서 k 번째 판정값, M은 월쉬 심벌로 나타내는 신호의 개수이다. Es와 Is는 기지국에서 전력제어에 사용되는 값이므로 항상 데이터를 수집할 수 있다. 기지국에서 사용자 수가 n명일 때 얻은 Es와 Is의 데이터의 갯수가 L이라고 하면, Es와 Is의 평균 및 분산은 다음의 수학식[3] 및 수학식[4]를 이용하여 계산할 수 있다.Where k max is the index with the maximum value for the given Walsh symbol period, n s is the number of Walsh symbols during the power control interval 1.25 mS, and d j, k is the output of the diversity combiner during the j th Walsh symbol period. The kth determination value, M, is the number of signals represented by Walsh symbols. E s and I s are values used for power control at the base station, so data can always be collected. If the number of data of E s and I s obtained when the number of users in the base station is n is L, the mean and variance of E s and I s can be calculated using the following equations [3] and [4]. have.

[수학식 3][Equation 3]

[수학식 4][Equation 4]

Es와 Is를 랜덤 변수로 놓았을 때 Is는 자기 신호를 제외한 셀내의 다른 사용자와 외부셀로부터 수신된 간섭량의 합이므로 수학식[5]와 같이 나타낼 수 있다.When E s and I s are set as random variables, I s is a sum of interference amounts received from external cells and other users in a cell except for a magnetic signal, and thus may be expressed as Equation [5].

[수학식 5][Equation 5]

여기에서 ν는 음성 활동률을 나타내며 수학식[6]의 확률 분포에 따라서 0또는 1의 값을 갖는 랜덤 변수이다.Is a random variable having a value of 0 or 1 depending on the probability distribution of Equation [6].

[수학식 6][Equation 6]

또한 Is,other는 외부셀로부터 수신되는 월쉬 심벌당 외부셀의 간섭량을 나타낸다. Es,i는 i번째 사용자로부터 수신되는 월쉬 심벌당 에너지로서 전력제어에 의하여 모두 동일한 확률 분포를 갖는다고 가정할 수 있다. 수학식[5]로부터 월쉬 심벌당 총 간섭량 Is의 평균과 분산은 다음의 수학식[7]과 수학식[8]로 나타낼 수 있다.In addition, I s, other represents the amount of interference of the outer cell per Walsh symbol received from the outer cell. E s, i is the energy per Walsh symbol received from the i-th user, it can be assumed that all have the same probability distribution by power control. The average and variance of the total interference amount I s per Walsh symbol from Equation [5] can be expressed by the following Equations [7] and [8].

[수학식 7][Equation 7]

[수학식 8][Equation 8]

수학식[7] 및 수학식[8]을 이용하여 Is,other의 분포를 구하면 수학식[9]와 수학식[10]과 같다.Using Equation [7] and Equation [8] , the distribution of Is , other is obtained as Equation [9] and Equation [10].

[수학식 9][Equation 9]

[수학식 10][Equation 10]

기지국은 수학식[9]와 수학식[10]에 수학식[3] 및 수학식[4]를 대입하여 외부셀로부터 수신되는 월쉬 심벌당 간섭량 Is,other의 평균과 분산을 추정(estimation)할 수 있다. 기지국은 추정된 Is,other의 평균과 분산을 이용하여 외부셀 환경에 적응한 역방향 링크 용량을 구할 수 있다.The base station substitutes Equations [3] and [4] into Equations [9] and [10] to estimate the average and variance of the interference amount I s, other per Walsh symbol received from an external cell. can do. The base station can calculate the reverse link capacity adapted to the outer cell environment by using the average and variance of the estimated Is , other .

DS-CDMA 시스템의 링크 용량은 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access ;FDMA)이나 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Acess ;TDMA) 시스템과는 달리 주파수 채널이나 타임슬롯이 정해지지 않았기 때문에 호 수락 제어 방식에 따라서 결정된다. 본 발명에 따른 호 수락 제어 방식은 다음의 수학식[11]을 만족하지 못하는 중단 확률이 0.01보다 작을 때까지 새로운 호를 수용할 수 있다고 가정한다.The link capacity of the DS-CDMA system is different from that of frequency division multiple access (FDMA) or time division multiple access (TDMA) systems. Is determined. It is assumed that the call admission control method according to the present invention can accept a new call until the interrupt probability that does not satisfy the following equation [11] is less than 0.01.

[수학식 11][Equation 11]

여기에서 R은 비트율, Eb,i는 i번째 사용자의 비트당 에너지, Iaccept는 기지국의 총 허용 잡음 전력 밀도, W는 주파수 대역폭, k는 관심 기지국에서 사용자 수 그리고 Iother는 외부셀로부터 수신되는 간섭량을 나타낸다. No는 백색 잡음 밀도로서Iaccept와의 비는 수학식[12]로 주어진다.Where R is the bit rate, E b, i is the energy per bit of the i-th user, I accept is the total allowed noise power density of the base station, W is the frequency bandwidth, k is the number of users at the base station of interest and I other is received from the outer cell. Represents the amount of interference. N o is the white noise density and the ratio to I accept is given by Equation [12].

[수학식 12][Equation 12]

이때 기지국에서 역방향 링크 용량은 중단 발생 확률 Poutage가 0.01이하가 되는 최대 사용자 수 k라고 할 수 있다. IS-95 규격을 따르는 시스템에서 1 월쉬 심벌은 2비트이다. 상기의 수학식[11]을 월쉬 심벌 단위로 나타내기 위하여 양변을 R/2로 나누면 수학식[13]을 구할 수 있다.In this case, the reverse link capacity at the base station may be referred to as the maximum number of users k such that the probability of occurrence of interruption P outage is 0.01 or less. In a system conforming to the IS-95 specification, one Walsh symbol is two bits. In order to represent Equation [11] in Walsh symbol units, Equation [13] can be obtained by dividing both sides by R / 2.

[수학식 13][Equation 13]

식[13]에서 중단 확률은 Z가 A보다 큰 경우의 확률을 나타내므로 수학식[14]와 같다.In Equation [13], the stopping probabilities represent the probabilities when Z is greater than A, and thus Equation [14].

[수학식 14][Equation 14]

Z는 중심 극한 정리(central limit theory)를 이용하여 정규 분포를 갖는다고 가정할 수 있으므로 상기의 수학식[14]는 수학식[15]로 나타낼 수 있다.Since Z can be assumed to have a normal distribution using a central limit theory, Equation [14] can be represented by Equation [15].

[수학식 15][Equation 15]

여기dp서 Q( .) 함수는 수학식[16]으로 정의되는 가우시안 에러 함수(Gaussian error function)이다.Here the Q (.) Function is a Gaussian error function defined by Equation [16].

[수학식 16][Equation 16]

상기의 수학식[15]에서 Poutage을 구하기 위해서는 E[Z]와 Var[Z]를 구해야 한다. 먼저 수학식[13]에서 Z의 평균과 분산을 구하면 수학식[17] 및 수학식[18]과 같다.In order to calculate P outage in Equation [15], E [Z] and Var [Z] should be obtained. First, the mean and the variance of Z in Equation [13] are obtained as Equation [17] and Equation [18].

[수학식 17][Equation 17]

[수학식 18]Equation 18

기지국에서 수신되는 월쉬 심벌당 에너지 Es는 셀 내의 사용자가 많을 수록, 외부셀로부터 수신되는 외부셀 간섭량이 많을 수록 전력 제어에 의해서 큰 값이 요구된다. 도심 환경의 풀 로드 상태에서 측정한 비트 에너지 대 최대 허용 간섭 밀도의 비 Eb/Iaccept는 평균이 7dB이고 표준편차가 2.5dB인 로그 노말 분포를 보인다. 따라서 Eb/Iaccept는 수학식[19]로 나타낼 수 있다.The larger the energy E s per Walsh symbol received at the base station, the larger the number of users in the cell and the greater the amount of external cell interference received from the outer cell. The ratio of bit energy to maximum permissible interference density, E b / I accept , measured at full load in urban environments, shows a lognormal distribution with an average of 7 dB and a standard deviation of 2.5 dB. Therefore, E b / I accept can be expressed by Equation [19].

[수학식 19][Equation 19]

여기에서 X는 평균이 7이고 표준편차가 2.5 인 정규 분포를 갖는 랜덤 변수이다. Iaccept는 수학식[12]에 의해서 고정되어 있으므로 풀 로드 상태에서 기지국에서 수신한 월쉬 심벌당 에너지 분포는 수학식[19]를 이용하여 수학식[20]으로 나타낼 수 있다.Where X is a random variable with a normal distribution with a mean of 7 and a standard deviation of 2.5. Since I accept is fixed by Equation [12], the energy distribution per Walsh symbol received by the base station in the full load state can be represented by Equation [20] using Equation [19].

[수학식 20][Equation 20]

여기에서 β=(ln10)/10이고 랜덤 변수Y는 평균mY 가 10 log(2Iaccept) + 7, 표준편차 Y가 2.5인 정규 분포를 갖는다. 수학식[20]으로부터 Es의 평균과 제곱 평균을 구하면 수학식[21] 및 수학식[22]와 같다.Here, β = (ln10) / 10 and the random variable Y has a normal distribution with mean mY of 10 log (2I accept ) +7 and standard deviation Y of 2.5. The average and the squared mean of E s are obtained from Equation [20], as shown in Equation [21] and Equation [22].

[수학식 21][Equation 21]

[수학식 22][Equation 22]

기지국에서 수신되는 월쉬 심벌당 외부셀 간섭 Is,other의 평균과 분산이 주어졌을 때 셀 내의 사용자 수가 k가 될 때 풀 로드 상태가 된다고 하자. 이때 Z의 평균과 분산은 수학식[21]과 수학식[22]를 수학식[17] 및 수학식[18]에 대입하여 계산할 수 있다. 주어진 Is,other의 조건에서 기지국의 역방향 링크 용량 k는 Poutage가 0.01 보다 작은 조건을 만족하는 최대 정수이다. 최대 정수 k는 현재 외부셀 간섭을 고려했을 때 k 사용자가 동시에 수용될 수 있다는 것을 의미한다.Given the average and variance of the outer cell interference I s, other per Walsh symbol received at the base station, assume that the number of users in the cell is full loaded. At this time, the average and variance of Z can be calculated by substituting Equation [21] and Equation [22] into Equation [17] and Equation [18]. Given the condition of I s, other , the reverse link capacity k of the base station is a maximum integer that satisfies the condition that P outage is less than 0.01. The maximum integer k means that k users can be accommodated at the same time, considering current outer cell interference.

수학식[17] 및 수학식[18]로부터 알 수 있듯이 E[Z]와 Var[Z]는 k의 함수이다. k를 직접 구하기 위하여 수학식[15]을 역으로 풀어서 정리하면 수학식[23]을 얻을 수 있다.As can be seen from equations [17] and [18], E [Z] and Var [Z] are functions of k. In order to find k directly, the equation [15] can be solved in reverse to obtain the equation [23].

[수학식 23][Equation 23]

상기의 수학식[23]에 수학식[17] 및 수학식[18]을 대입한 후 k에 대해서 정리하면 수학식[24]를 얻을 수 있다.After substituting Equations [17] and [18] into Equation [23] and arranging for k, Equation [24] can be obtained.

[수학식 24][Equation 24]

여기에서 B, C 및 D는 수학식[25], 수학식[26] 및 수학식[27]로 정의된다.Here, B, C and D are defined by equations [25], [26] and [27].

[수학식 25][Equation 25]

[수학식 26][Equation 26]

[수학식 27][Equation 27]

상기의 수학식[24]로부터 링크 용량을 구하면 수학식[28]과 같다.The link capacity is obtained from Equation [24] as shown in Equation [28].

[수학식 28][Equation 28]

여기에서X보다 작은 최대 정수를 나타낸다. 즉, 기지국은 외부셀로부터 수신되는 월쉬 심벌당 간섭량 Is,other를 추정하였을 때 수학식[25], [26], [27] 및 [28]을 이용하여 외부셀 환경에 적응한 역방향 링크 용량 k를 계산할 수 있다. 기지국은 사용자 수 n이 k를 넘게 되면 Poutage가 0.01보다 커질 수 있고 호의 중단이 발생할 수 있으므로 k를 넘지 않도록 호를 제어해야 한다.From here Represents the largest integer less than X. That is, when the base station estimates the interference amount s, other per Walsh symbol received from the outer cell, the reverse link capacity is adapted to the outer cell environment by using Equations [25], [26], [27], and [28]. k can be calculated. The base station needs to control the call so that it does not exceed k, since P outage may be greater than 0.01 and call interruption may occur when the number of users n exceeds k.

도 2는 본 발명에 따른 기지국에서의 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 과정을 도시한 흐름도이다. 기지국은 아직 호가 도착하지 않은 상태에서 복조기로부터 계속해서 Es와 Is의 데이터를 수신한다(21). 이후 Es와 Is의 데이터를 이용하여 Is,other의 평균과 분산을 계산한다(22). Is,other의 평균과 분산을 계산한 후 새로운 호의 도착 여부를 검사한다(23). 새로운 호의 도착 여부 검사 결과 새로운 호가 도착하지 않는 경우는 단계(21)로 진행하여 계속해서 Es와 Is의 데이터를 수신한다. 새로운 호의 도착 여부 검사 결과 새로운 호가 도착한 경우는 Is,other의 평균과 분산을 이용하여 역방향 링크 용량 k를 계산한다(24). 역방향 링크 용량 k를 계산한 후 현재 사용자 수가 n이라고 할 때 n이 역방향 링크 용량 k보다 적은지를 검사한다(25). 검사 결과 현재 사용자 수가 n이 k보다 적은 경우에는 호를 허용하여 처리를 수행하고(26) 검사 결과 n이 k보다 큰 경우는 그 호를 거절(27)한 후 종료한다.2 is a flowchart illustrating a call admission control process adapted to an external cell environment in a base station according to the present invention. The base station continuously receives data of E s and I s from the demodulator while the call has not arrived yet (21). Then, using the data of E s and I s , calculate the mean and variance of I s, other (22). After calculating the mean and variance of I s, other , we check the arrival of a new call (23). If the new call does not arrive as a result of the new call arrival check, the process proceeds to step 21 where the data of E s and I s is continuously received. If a new call arrives as a result of the new call arrival test , the reverse link capacity k is calculated using the mean and the variance of I s, other (24). After calculating the reverse link capacity k, it is checked if n is less than the reverse link capacity k when the current number of users is n (25). If the current number of users is less than k as a result of the test, processing is allowed by the call (26). If n is greater than k as a result of the test, the call is rejected (27) and then terminated.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 외부셀의 트래픽 부하 환경에 적응하게 자신의 역방향 링크 용량을 계산하여 호 수락 제어를 수행하므로써 실제 외부셀이 풀 로드(full load) 상태가 아니라면 역방향 링크 용량이 최악의 경우에 비해서 증가하므로 호 차단율 및 호의 중단을 줄일 수 있으며 주파수 사용 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 또한 실제 환경에 응용할 수 있도록 음성 활동률을 고려하였고, 별도의 하드웨어 장치가 필요하지 않으며, 외부셀의 환경을 파악하기 위한 별도의 메시지 교환을 필요로 하지 않는 탁월한 효과가 있다.As described above, according to the present invention, since the reverse link capacity is calculated to adapt to the traffic load environment of the outer cell, call admission control is performed so that the reverse link capacity is the worst unless the actual outer cell is in a full load state. As compared to the case, the call blocking rate and call interruption can be reduced, and the frequency use efficiency can be improved. In addition, it considers the voice activity rate to be applied to the real environment, does not require a separate hardware device, there is an excellent effect that does not require a separate message exchange to grasp the environment of the external cell.

Claims (4)

복조기를 통해 들어오는 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량을 수신하는 단계와,Receiving energy per Walsh symbol and interference per Walsh symbol through the demodulator, 상기 수신한 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량의 데이터를 이용하여 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 계산하는 단계와,Calculating average and variance of the amount of outer cell interference per Walsh symbol by using the received data of the energy per Walsh symbol and the amount of interference per Walsh symbol; 상기 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 계산한 후 새로운 호의 도착 여부를 검사하는 단계와,Calculating the average and variance of the amount of outer cell interference per Walsh symbol and checking whether a new call arrives; 상기 새로운 호의 도착 여부 검사 결과 새로운 호가 도착하지 않았을 경우 상기 복조기를 통해 들어오는 월쉬 심벌당 에너지 및 월쉬 심벌당 간섭량을 수신하는 단계로 천이하는 단계와,Transitioning to receiving the energy per Walsh symbol and the interference per Walsh symbol when the new call does not arrive as a result of the check of the arrival of the new call; 상기 새로운 호의 도착 여부 검사 결과 새로운 호가 도착했을 경우 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균과 분산을 이용하여 역방향 링크 용량을 계산하는 단계와,Calculating a reverse link capacity using an average and a variance of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol when a new call arrives as a result of the arrival test of the new call; 상기 역방향 링크 용량을 계산한 후 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사하는 단계와,Calculating the reverse link capacity and checking whether the number of current users is less than the reverse link capacity; 상기 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사한 결과 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은 경우에는 호를 허용하여 처리한 후 종료하는 단계와,Checking that the current number of users is less than the reverse link capacity, and if the current number of users is less than the reverse link capacity, accepting and processing a call and ending; 상기 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 적은지를 검사한 결과 현재 사용자 수가 역방향 링크 용량보다 큰 경우는 그 호를 거절한 후 종료하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법.If the number of current users is greater than the reverse link capacity, the current number of users is greater than the reverse link capacity. If the current number of users is larger than the reverse link capacity, the DS-CDMA cellular system adapts to the foreign cell environment. Call admission control method. 제 1 항에 있어서, 상기 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 평균은 다음의 수학식으로 나타내어 지는 것을 특징으로 하는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법.The method of claim 1, wherein the average of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol is represented by the following equation. [수학식][Equation] 여기서 νi는 i번째 음성 활동률, ES,i는 i번째 사용자로부터 수신되는 월쉬 심벌당 에너지, α는 ν의 확률 분포값, n은 사용자의 수를 나타냄.Where ν i is the i th voice activity rate, E S, i is the energy per Walsh symbol received from the i th user, α is the probability distribution of ν, and n is the number of users. 제 1 항에 있어서, 상기 월쉬 심벌당 외부셀 간섭량의 분산은 다음의 수학식으로 나타내어 지는 것을 특징으로 하는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법.The method of claim 1, wherein the variance of the amount of foreign cell interference per Walsh symbol is represented by the following equation. [수학식][Equation] 여기서 νi는 i번째 음성 활동률, ES,i는 i번째 사용자로부터 수신되는 월쉬 심벌당 에너지, α는 음성 활동률의 확률 분포값, n은 사용자의 수를 나타냄.Where ν i is the i th voice activity rate, E S, i is the energy per Walsh symbol received from the i th user, α is the probability distribution value of the voice activity rate, and n is the number of users. 제 1 항에 있어서, 상기 역방향 링크 용량은 다음의 수학식으로 나타내어 지는 것을 특징으로 하는 DS-CDMA 셀룰라 시스템에서 외부셀 환경에 적응한 호 수락 제어 방법.2. The method of claim 1, wherein the reverse link capacity is represented by the following equation. [수학식][Equation] 이때 B, C 및 D는 다음의 수학식으로 정의됨.In this case, B, C and D are defined by the following equation. 여기서 α는 음성 활동률의 확률 분포값, ES,i는 i번째 사용자로부터 수신되는 월쉬 심벌당 에너지, Poutage는 호의 중단확률, Q( .)는 가우시안 에러 함수를 나타낸다. 또한 Iaccept 기지국의 총 허용 잡음 전력 밀도, η를 백색 잡음 밀도와 Iaccept와의 비, W를 주파수 대역폭이라 할 때 A는 다음의 [수학식]과 같이 정의된다.Where α is the probability distribution of speech activity rate, ES, iIs the energy per Walsh symbol received from the i th user, PoutageIs the probability of interruption of the call, and Q (.) Is the Gaussian error function. I alsoacceptTo Total allowable noise power density of base station, η is white noise density and IacceptWhen W is a frequency bandwidth, A is defined as follows. [ 수학식][Equation]
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