KR20050004220A - 호 수락 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

호 수락 제어 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20050004220A
KR20050004220A KR10-2004-7019010A KR20047019010A KR20050004220A KR 20050004220 A KR20050004220 A KR 20050004220A KR 20047019010 A KR20047019010 A KR 20047019010A KR 20050004220 A KR20050004220 A KR 20050004220A
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Abstract

본 발명은 1) 공통 측정치만이 이용 가능한 경우, 2) 어떤 측정치도 이용할 수 없는 경우, 및 3) SIR이 시간에 따라 변한다는 가정 하에 목표 셀과 그 이웃 셀들의 추정된 불통 확률에 기초하는 경우 등 각종의 조건 하에서 동작되는 호 수락 제어 장치를 제공한다.

Description

호 수락 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALL ADMISSION CONTROL}
CAC(call admission control; 호 수락 제어)는 RAN(radio access network; 무선 접속 네트워크)에서 무선 접속 베어러(radio access bearer)의 설정(setup) 또는 재구성(reconfigure) 요청을 수락할지 거부할지를 결정하는 기능으로서, CRNC(Controlling Remote Network Controller)에서 수행된다. 때로는, UE 전용 측정치는 이용할 수 없지만, 업링크 시간 슬롯, ISCP 및 다운링크 반송파 전력 등의 공통 측정치는 이용 가능한 경우가 있다. 이와 같이, CRNC는 공통 측정치만 가지고도 CAC를 적절히 수행할 수 있어야만 한다.
때로는 어떤 측정치도 이용할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우, CRNC는 측정치 없이도 CAC를 적절히 수행할 수 있어야만 한다.
UMTS-TDD 시스템에서, 요구되는 사용자의 SIR은 페이딩 및 불완전한 전력 제어로 인해 시간에 따라 변한다. 이러한 시스템에서, 불통 확률은 시스템의 QoS(Quality of Service)의 양호한 척도가 된다. CAC는 요구되는 불통 확률을 시스템에 제공하도록 설계되어야만 한다.
본 발명은 CDMA 네트워크에서 1) 공통 측정치만이 이용 가능한 경우, 2) 어떤 측정치도 이용할 수 없는 경우, 및 3) 불통 확률(outage probability) 요건에 기초하는 경우의 3가지 서로 다른 상황에서 호 수락 제어(call admission control; CAC)를 수행하는 전략 및 알고리즘에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 UMTS-TDD(Universal Mobile Telephone System-Time Division Duplex) 시스템에 적용할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시예의 업링크 및 다운링크에서의 슬롯 선택 절차의 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 제2 실시예의 업링크 및 다운링크에서의 슬롯 선택 절차의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 제3 실시예의 업링크 및 다운링크에서의 슬롯 선택 절차의 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : CAC 장치
102 : 부하 계산부
104 : 간섭 검출부
106 : 시간 슬롯 할당부
108 : 순환기
110 : 안테나
본 발명은 다양한 조건 하에서 CAC를 수행할 수 있는 CAC 장치에 대한 것이다. 공통 측정치만을 이용할 수 있는 경우, CAC 장치는 1) 목표 셀과 그 이웃 셀들의 공통 측정치, 2) 수락 이후의 추정되는 공통 측정치, 및 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하 척도(이것도 공통 측정치로부터 추정된 것임)에 기초하여 요청을 수락 또는 거부한다. CAC는 서로 다른 시간 슬롯들에 CCTrCH의 코드를 할당할 때 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하 또는 반송파 전력을 최적화하려고 노력하며, 이에 따라 목표 셀과 그 이웃 셀들의 평균 또는 가중 평균 부하/반송파 전력이 사용될 수 있다.
어떤 측정치도 이용할 수 없는 경우, CAC 장치는 목표 셀과 그 이웃 셀들의 추정된 부하에 기초하여 요청을 수락 또는 거부한다. 부하는 이하의 정보, 즉 1) 무선 링크의 설정/재구성 요청의 요구된 신호-잡음비(SIR)(이것은 그 요청의 부하를 나타냄), 2) 목표 셀과 그 이웃 셀들에서의 기존의 호 CCTrCH(Code-Composite Transport Channel)의 요구된 SIR(이것은 목표 셀과 그 이웃 셀들의 현재의 부하를 나타냄)를 사용하여 추정될 수도 있다. CAC는 서로 다른 시간 슬롯들에 CCTrCH의코드를 할당할 때 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하를 최적화하려고 노력하며, 이에 따라 목표 셀과 그 이웃 셀들의 평균 또는 가중 평균 부하가 이용될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 다른 대안적인 실시예는 목표 셀과 그 이웃 셀들의 추정된 불통 확률에 기초하여 요청을 수락 또는 거부할 수 있다. 추정된 불통 확률은 SIR이 시간에 따라 변한다는 가정에 기초하고 있다. 불통 확률을 추정하는 다른 대안에서는, 1) 무선 링크의 설정 및 재구성 요청의 요구된 신호-잡음비(SIR) 및 SIR 범위(이것은 그 요청의 부하의 범위를 나타냄), 2) 목표 셀과 그 이웃 셀들에서의 기존의 CCTrCH의 요구된 SIR 및 SIR 범위(이것은 목표 셀과 그 이웃 셀들의 현재의 부하의 범위를 나타냄), 및 3) 어떤 시간 슬롯에서의 순간 부하가 최대 허용값을 초과할 확률로서 정의되는 불통 확률을 사용한다. CAC는 서로 다른 시간 슬롯들에 CCTrCH의 코드를 할당할 때 CCTrCH의 총 불통 확률을 최소화하려고 노력하여, 이웃 셀들에서의 할당된 시간 슬롯들의 불통 확률도 또한 그 요건들을 만족하도록 보장한다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하여 기재되어 있으며, 도면 전체에 있어서 동일한 구성 요소에는 동일한 참조 번호가 부기되어 있다.
본 발명의 제1 실시예는 공통 측정치만이 이용 가능한 경우의 CAC에 관한 것이다. 도 1을 참조하면, 업링크에서의 CAC의 기본적인 할당 절차(10)가 도시되어 있다. 절차(10)는 코드셋(code set) 내의 첫번째 코드부터 시작한다(단계 12). 셀 i에서의 업링크 시간 슬롯의 부하는 이 셀과 제1 계층 셀(first tier cell) 및 제2 계층 셀(second tier cell)에서의 동일 시간 슬롯에 할당된 코드들에 의해 발생된 부하로서 정의되는 데, 그 이유는 제2 계층을 넘어서 있는 셀들로부터 발생된 부하는 무시할 정도이기 때문이다. 양호하게는 그 이웃 셀들로부터의 부하는 업링크 시간 슬롯의 ISCP(Interference Signal Code Power; 간섭 신호 코드 전력)를 사용하여 측정된다. 업링크 시간 슬롯의 ISCP는 셀간 간섭(inter-cell interference)만을 포함하고 있다. 목표 셀의 경우, 수락 이후의 부하는 다음과 같이 계산할 수 있다.
그 자신의 셀로부터의 부하는 셀간 부하(inter-cell load)Load UL_intra (i)라고 하며 수학식 1과 같이 주어진다.
여기서, Ω(i)는 셀 i에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다. 부하가 잡음 증가(noise rise)에 기초하여 정의되기 때문에, 셀내 간섭(intra-cell interference)I intra 는 수학식 2와 같이 주어질 수 있다.
이 수학식 2는 수학식 3과 같이 정리될 수 있다.
이하의 수학식 4에 의해 총 간섭을 구할 수 있다.
그러면, 총 부하는 수학식 5에 의해 주어진다.
이웃 셀들[계층 1(tier one) 또는 계층 2(tier two)의 셀들만]의 경우, 수락 이후의 부하는 다음과 같이 계산할 수 있다.
수락 이전의 셀 j에서의 시간 슬롯의 부하는 수학식 1 내지 수학식 5를 사용하여 계산되며,Load UL_before (j)로 표기한다. SIRi가 목표 셀 i에서의 이 시간 슬롯에 할당될 코드의 요구된 SIR 목표인 경우,Load UL (j)로 표기되는 수락 이후의 셀 j에서의 시간 슬롯의 부하는 수학식 6에 의해 주어진다.
여기서,TierOne(i)는 셀 i의 계층 1 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이고,TierTwo(i)는 셀 i의 계층 2 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다.
CAC에 있어서, 수락 이후에 이하의 조건들, 즉 수학식 7 및 수학식 8이 이 시간 슬롯에서 만족될 수 있는 경우에만 코드가 셀 i에서의 시간 슬롯에 들어가게 된다.
여기서,CAC_Target_Load_Thres_UL은 목표 셀에서의 부하의 허용 임계치이고,CAC_Neighbor_Load_Thres_UL은 이웃 셀들에서의 부하의 허용 임계치이다.
수락 이후의 품질의 척도는 목표 셀과 그 이웃 셀들의 평균 부하로서 정의되는 평균 부하, 즉이다. 이 평균 부하는 수학식 9에 의해 주어진다.
다른 대안적인 척도는 수학식 9와 유사하지만 목표 셀의 가중 인자 w(w>1)를 사용하여 목표 셀에 우선 순위를 부여하는 업링크에서의 가중 평균 부하, 즉이다. 이 가중 평균 부하는 수학식 10에 의해 주어진다.
업링크에서의 호 수락 제어에 대한 슬롯 선택 절차
수락을 구하는 새로운 CCTrCH는 그의 코드셋 내에 할당될 M개의 코드를 가지고 있는 것으로 가정한다. 이 M개의 코드는 확산 인자가 증가하는 순서(요구된 SIR 목표는 감소되는 순서)로 정렬되어 있다. 슬롯 선택의 이하의 절차를 따른다.
1. 코드셋 내의 첫번째 코드부터 시작한다(도 1의 단계 12).
2. 각각의 업링크 시간 슬롯에 있어서, 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 수학식 1을 사용하여 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하를 계산한다(단계 14).
3. 각각의 업링크 시간 슬롯에 있어서, 할당 이후의 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하가 수학식 7 및 수학식 8의 조건을 만족하는지를 검사하여 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당될 수 있는지를 판단한다(단계 16, 17).
a. "예"인 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작된다(단계 18).
b. 그렇지 않은 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22에서 할당가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작되지 않는다(단계 20).
4. 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 있는지를 검사한다(단계 22).
a. 모든 가능한 시간 슬롯 중에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 적어도 한개 있는 경우, 수학식 9에서 정의된 최저 평균 부하 또는 수학식 10에 정의된 최저 가중 평균 부하를 산출하는 시간 슬롯을 선택한다(단계 24). 이 코드는 이 선택된 시간 슬롯에 할당된다. 단계 28로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 이 코드는 목표 셀에 할당될 수 없다(단계 26). 이는 또한 이 코드셋을 갖는 CCTrCH가 목표 셀에 수용될 수 없음을 의미한다. 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33).
5. 할당될 코드가 더 있는지를 검사한다(단계 28).
a. "예"인 경우, 코드셋 내의 그 다음 코드를 선택하여(단계 30) 단계 14로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, CCTrCH의 할당이 완료된다(단계 32). 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33).
다운링크에서의 호 수락 제어의 기본적인 할당 절차
CaPwr(i)가 셀 i에서의 다운링크 시간 슬롯의 반송파 전력을 나타내는 것으로 한다.SIR이 목표 셀 i에서의 이 시간 슬롯에 할당될 코드의 요구되는 SIR 목표를 나타내는 것으로 한다.PL(k)는 셀k(k=1, 2, ..., N)의 BS 사이에서의 이 UE의 경로 손실을 나타내는 것으로 한다.TX code 로 표시한 이 새로운 코드의 코드 TX 전력은 수학식 11에 의해 주어진다.
I total 은 수학식 12에 의해 주어진다.
시스템이 중간 부하 상태 또는 고 부하 상태에 있을 때, 배경 잡음N 0 는 무시할 정도이다. 따라서, 수학식 11은 수학식 13과 같이 정리될 수 있다.
서로 다른 위치에 있는 UE에 있어서인 경우(이는 BS로의 경로 손실이 서로 다름을 의미함), X는 확률 변수이다.w DL 을 수학식 14와 같이 정의한다.
여기서, θ는 소정의 퍼센트, 예를 들면 90%이다.
마찬가지로, 서로 다른 위치에 있는 UE에 있어서인 경우(이는 BS로의 경로 손실이 서로 다름을 의미함), Y는 확률 변수이다. ζ DL 을 수학식 15와 같이 정의한다.
그러면, 수학식 13은 수학식 16과 같이 정리될 수 있다.
새로운 코드가 부가된 후에, 기존 코드들의 코드 송신 전력의 합은ΔTX(i)만큼 증가한다.ΔTX(i)의 값은 수학식 17인 것으로 추정된다.
따라서, 수락 이후의 셀 i의 반송파 전력은 수학식 18인 것으로 추정된다.
여기서,Margin targetcell 은 목표 셀에서의 호 수락 제어에 사용되는 여유분(margin)이다.
수락 이후의 셀 j[j∈TierOne(i)인 경우]의 반송파 전력의 증가,ΔTX(i)는 수학식 19인 것으로 추정된다.
수락 이후의 셀 j[j∈TierTwo(i)인 경우]의 반송파 전력의 증가,ΔTX(i)는 수학식 20인 것으로 추정된다.
따라서, 수락 이후의 셀 j의 반송파 전력은 수학식 21인 것으로 추정된다.
여기서,Margin neighborcell 은 이웃 셀들에서의 호 수락 제어에 사용되는 여유분(margin)이다.
호 수락 제어 시에는, 수락 이후에 이하의 조건들, 즉 수학식 22 및 수학식 23이 이 시간 슬롯에서 만족될 수 있는 경우에만 코드가 셀 i에서의 시간 슬롯에 들어가게 된다.
여기서,CaPwr maximum 은 노드-B에서의 최대 허용 반송파 전력이다.
수락 이후의 품질의 척도는 평균 반송파 전력,로서, 이는 목표 셀 및 그 이웃 셀들의 평균 반송파 전력으로 정의된다. 이 평균 반송파 전력은 수학식 24에 의해 주어진다.
다른 대안적인 척도는 업링크에서의 가중 평균 부하,로서, 이는 수학식 24에서의 정의와 유사하지만 목표 셀에 대해 가중 인자 w(w>1)를 사용함으로써 목표 셀의 반송파 전력에 우선 순위를 부여한다. 이 가중 평균 부하는 수학식 25에 의해 주어진다.
다운링크에서의 호 수락 제어의 슬롯 선택 절차
다운링크에서의 슬롯 선택 절차의 흐름도는 다운링크에서의 호 수락 제어가 평균 부하가 아닌 평균 반송파 전력을 최소화하려고 노력한다는 것을 제외하고는 업링크(도 1에 도시됨)에서와 동일하다. 수락을 구하는 새로운 CCTrCH는 그의 코드셋 내에 할당될 M개의 코드를 가지고 있는 것으로 가정한다. 방향이 다운링크이기 때문에, 이 M개의 코드는 동일한 확산 인자 16 또는 1를 갖는다. 따라서, 코드의 할당 순서는 다운링크에서는 문제가 되지 않는다. 슬롯 선택의 이하의 절차를 따른다.
1. 코드셋 내의 첫번째 코드부터 시작한다(단계 12).
2. 각각의 다운링크 시간 슬롯에 있어서, 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 수학식 16 내지 수학식 21을 사용하여 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 반송파 전력을 추정한다(단계 14).
3. 각각의 다운링크 시간 슬롯에 있어서, 할당 이후의 이 시간 슬롯에서의목표 셀과 그 이웃 셀들의 반송파 전력이 수학식 22 및 수학식 23의 조건을 만족하는지를 검사하여 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당될 수 있는지를 판단한다(단계 16, 17).
a. "예"인 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작된다(단계 18).
b. 그렇지 않은 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22에서 할당가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작되지 않는다(단계 20).
4. 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 있는지를 검사한다(단계 22).
a. 모든 가능한 시간 슬롯 중에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 적어도 한개 있는 경우, 수학식 24에서 정의된 최저 평균 반송파 전력 또는 수학식 25에 정의된 최저 가중 평균 반송파 전력을 산출하는 시간 슬롯을 선택한다(단계 24). 이 코드는 이 선택된 시간 슬롯에 할당된다. 단계 28로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 이 코드는 목표 셀에 할당될 수 없다(단계 26). 이는 또한 이 코드셋을 갖는 CCTrCH가 목표 셀에 수용될 수 없음을 의미한다. 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33).
5. 할당될 코드가 더 있는지를 검사한다(단계 28).
a. "예"인 경우, 코드셋 내의 그 다음 코드를 선택하여(단계 30) 단계 14로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, CCTrCH의 할당이 완료된다(단계 32). 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33).
본 발명의 제2 실시예는 측정치가 없는 경우의 호 수락 제어에 관한 것이다.
업링크에서의 호 수락 제어의 기본적인 할당 절차
셀에서의 업링크 시간 슬롯의 부하는 이 셀 및 제1 계층 셀과 제2 계층 셀에서의 동일 시간 슬롯에 할당된 코드들에 의해 발생된 부하에 의해 정의된다(제2 계층을 넘어서 있는 셀들로부터 발생된 부하는 무시할 정도임). 그러면, 셀 k에서의 부하는 수학식 26이 된다.
여기서,α UL 은 업링크에서의 평균 MUD 잔류 인자(residual factor)이고,β UL 은 업링크의 계층 1 셀들에서의 코드들의 가중 인자이며,σ UL 은 업링크의 계층 2 셀들에서의 코드들의 가중 인자이고,Ω(k)는 셀 k에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다.TierOne(k)는 셀 k의 계층 1 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이고,TierTwo(k)는 셀 k의 계층 2 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다.
호 수락 제어 시에는, 수락 이후에 이하의 조건들, 즉 수학식 27 및 수학식 28이 이 시간 슬롯에서 만족될 수 있는 경우에만 코드가 셀 i에서의 시간 슬롯에 들어가게 된다.
여기서,CAC_Target_Load_Thres_UL은 목표 셀에서의 부하의 허용 임계치이고,CAC_Neighbor_Load_Thres_UL은 이웃 셀들에서의 부하의 허용 임계치이다.
수락 이후의 품질의 척도는 목표 셀과 그 이웃 셀들의 평균 부하로서 정의되는 업링크에서의 평균 부하, 즉이다. 이 평균 부하는 수학식 29에 의해 주어진다.
다른 대안적인 척도는 업링크에서의 가중 평균 부하, 즉로서, 이는 수학식 29의 정의와 유사하지만 목표 셀의 가중 인자 w(w>1)를 사용하여 목표 셀 부하에 우선 순위를 부여한다. 이 가중 평균 부하는 수학식 30에 의해 주어진다.
업링크에서의 호 수락 제어에 대한 슬롯 선택 절차
업링크에서의 슬롯 선택 절차의 흐름도는 도 2에 도시되어 있다. 수락을 구하는 새로운 CCTrCH는 그의 코드셋 내에 할당될 M개의 코드를 가지고 있는 것으로 가정한다. 이 M개의 코드는 확산 인자가 증가하는 순서(요구된 SIR 목표는 감소되는 순서)로 정렬되어 있다. 슬롯 선택의 이하의 절차를 따른다.
1. 코드셋 내의 첫번째 코드부터 시작한다(단계 12').
2. 각각의 업링크 시간 슬롯에 있어서, 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 수학식 26을 사용하여 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하를 계산한다(단계 14').
3. 각각의 업링크 시간 슬롯에 있어서, 할당 이후의 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하가 수학식 27 및 수학식 28의 조건을 만족하는지를 검사하여 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당될 수 있는지를 판단한다(단계 16', 17').
a. "예"인 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22'에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작된다(단계 18').
b. 그렇지 않은 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22'에서 할당가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작되지 않는다(단계 20').
4. 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 있는지를 검사한다(단계 22').
a. 모든 가능한 시간 슬롯 중에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 적어도 한개 있는 경우, 수학식 29에서 정의된 최저 평균 부하 또는 수학식 30에 정의된 최저 가중 평균 부하를 산출하는 시간 슬롯을 선택한다(단계 24'). 이 코드는이 선택된 시간 슬롯에 할당된다. 단계 28'로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 이 코드는 목표 셀에 할당될 수 없다(단계 26'). 이는 또한 이 코드셋을 갖는 CCTrCH가 목표 셀에 수용될 수 없음을 의미한다. 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33').
5. 할당될 코드가 더 있는지를 검사한다(단계 28').
a. "예"인 경우, 코드셋 내의 그 다음 코드를 선택하여(단계 30') 단계 14'로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, CCTrCH의 할당이 완료된다(단계 32'). 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33').
다운링크에서의 호 수락 제어의 기본적인 할당 절차
셀 i에서의 다운링크 시간 슬롯의 부하는 이 셀 및 제1 계층 셀과 제2 계층 셀 내의 동일 시간 슬롯에 할당된 코드들에 의해 발생된 부하로서 정의된다(제2 계층을 넘어서 있는 셀들로부터 발생된 부하는 무시할 정도임). 따라서, 다운링크에서의 부하는 업링크에서의 부하와 유사하다. 그렇지만, 이들간이 차이가 있다. 업링크에서는, 단지 하나의 수신기, 즉 BS가 있다. 다운링크에서는 셀 내에 분산되어 있는 여러개의 수신기, 즉 UE가 있다. 이 차이를 보상하기 위해, 스케일 인자가 부하 계산에 부가된다. 그러면, 부하는 수학식 31에 의해 주어진다.
여기서,α UL 은 다운링크에서의 평균 MUD 잔류 인자(residual factor)이고,β UL 은 다운링크의 계층 1 셀들에서의 코드들의 가중 인자이며,σ UL 은 다운링크의 계층 2 셀들에서의 코드들의 가중 인자이고,Ω(k)는 셀 k에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다.TierOne(k)는 셀 k의 계층 1 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이고,TierTwo(k)는 셀 k의 계층 2 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 코드셋이다.
호 수락 제어 시에는, 수락 이후에 이하의 조건들, 즉 수학식 32 및 수학식 33이 이 시간 슬롯에서 만족될 수 있는 경우에만 코드가 셀 i에서의 시간 슬롯에 들어가게 된다.
여기서,CAC_Target_Load_Thres_DL은 목표 셀에서의 부하의 허용 임계치이고,CAC_Neighbor_Load_Thres_DL은 이웃 셀들에서의 부하의 허용 임계치이다.
수락 이후의 품질의 척도는 다운링크에서의 평균 부하, 즉로서, 이는 목표 셀과 그 이웃 셀들의 평균 부하로서 정의된다. 이 평균 부하는 수학식 34에 의해 주어진다.
다른 대안적인 척도는 업링크에서의 가중 평균 부하, 즉로서, 이는 수학식 34의 정의와 유사하지만 목표 셀의 가중 인자 w(w>1)를 사용하여 목표 셀 부하에 우선 순위를 부여한다. 이 가중 평균 부하는 수학식 35에 의해 주어진다.
다운링크에서의 호 수락 제어에 대한 슬롯 선택 절차
슬롯 선택 절차의 흐름도는 도 2에 도시된 것과 동일하다. 수락을 구하는 새로운 CCTrCH는 그의 코드셋 내에 할당될 M개의 코드를 가지고 있는 것으로 가정한다. 방향이 다운링크이기 때문에, 이 M개의 코드는 동일한 확산 인자 16 또는 1을 갖는다. 따라서, 코드의 할당 순서는 다운링크에서는 문제가 되지 않는다. 슬롯 선택의 이하의 절차를 따른다.
1. 코드셋 내의 첫번째 코드부터 시작한다(단계 12').
2. 각각의 다운링크 시간 슬롯에 있어서, 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 수학식 31을 사용하여 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하를 계산한다(단계 14').
3. 각각의 다운링크 시간 슬롯에 있어서, 할당 이후의 이 시간 슬롯에서의 목표 셀과 그 이웃 셀들의 부하가 수학식 32 및 수학식 33의 조건을 만족하는지를 검사하여 이 코드가 이 시간 슬롯에 할당될 수 있는지를 판단한다(단계 16', 17').
a. "예"인 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22'에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작된다(단계 18').
b. 그렇지 않은 경우, 이 시간 슬롯은 단계 22'에서 할당가능성이 있는 시간 슬롯인 것으로서 참작되지 않는다(단계 20').
4. 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 있는지를 검사한다(단계 22').
a. 모든 가능한 시간 슬롯 중에서 할당 가능성이 있는 시간 슬롯이 적어도 한개 있는 경우, 수학식 34에서 정의된 최저 평균 부하 또는 수학식 35에 정의된 최저 가중 평균 부하를 산출하는 시간 슬롯을 선택한다(단계 24'). 이 코드는 이 선택된 시간 슬롯에 할당된다. 단계 28'로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 이 코드는 목표 셀에 할당될 수 없다(단계 26'). 이는 또한 이 코드셋을 갖는 CCTrCH가 목표 셀에 수용될 수 없음을 의미한다. 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33').
5. 할당될 코드가 더 있는지를 검사한다(단계 28').
a. "예"인 경우, 코드셋 내의 그 다음 코드를 선택하여(단계 30') 단계 14'로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, CCTrCH의 할당이 완료된다(단계 32'). 슬롯 선택 절차가 종료한다(단계 33').
본 발명의 제3 실시예는 불통 확률에 기초한 호 수락 제어에 관한 것이다.
업링크의 호 수락 제어에 있어서의 불통 확률의 정의
셀에서의 업링크 시간 슬롯의 부하는 이 셀 및 제1 계층 셀과 제2 계층 셀에서의 동일 시간 슬롯에 할당된 사용자들에 의해 발생된 부하로서 정의된다(제2 계층을 넘어서 있는 셀들로부터 발생된 부하는 무시할 정도임). 대부분의 기술 문헌에서, 이웃 셀들로부터의 부하는 동종 시스템이라는 가정에 기초하면 그 자신의 셀로부터의 부하의 일정 비율인 것으로 가정된다. 그렇지만, 이종 시스템에서는 부하가 이러한 방식으로 모델링될 수 없다. 이웃 셀들로부터의 부하는 그의 실제 트래픽에 기초하여 계산한다. 그러면, 셀 k에서의 부하는 수학식 36에 의해 주어진다.
α UL 은 업링크에서의 평균 MUD 잔류 인자(residual factor)이고,β UL 은 업링크의 계층 1 셀들에서의 사용자들의 가중 인자이며,σ UL 은 업링크의 계층 2 셀들에서의 사용자들의 가중 인자이고,Ω(k)는 셀 k에서의 이 시간 슬롯에 할당된 사용자들의 집합이다.TierOne(k)는 셀 k의 계층 1 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 사용자들의 집합이고,TierTwo(k)는 셀 k의 계층 2 이웃 셀들에서의 이 시간 슬롯에 할당된 사용자들의 집합이다.
부하가 잡음 증가(noise rise)에 기초하여 정의되기 때문에, 수학식 37에 의해 잡음 증가,Noise rise을 구한다.
동적 범위(dynamic range)가 제한되어 있고 전력 제어 안정성을 위해, BS에서의 잡음 증가는 최대값NR max 로 제한되어야만 한다. 그러면, 수학식 38이 얻어진다.
따라서, 수학식 38은 수학식 39 또는 수학식 40과 같이 정리될 수 있다.
P out 으로 표기한 TDD 시간 슬롯 i에서의 불통 확률은 수학식 40의 부등식이 성립하지 않을 확률로서 정의된다. 이 불통 확률은 수학식 41에 의해 주어진다.
불통 확률의 계산
페이딩 및 불완전한 전력 제어로 인해,SIR n 은 로그 정규 분포를 따르는 확률 변수이다. 따라서,SIR n 은 수학식 42와 같이 표현될 수 있다.
대신에 ψ를 사용하면, 수학식 41은 수학식 43과 같이 정리될 수 있다.
여기서,A k 는 수학식 44에 의해 주어진다.
그러면, 수학식 45가 얻어진다.
X h 가SIR k ㆍA h 를 나타내는 것으로 하면,X h 는 여전히 로그 정규 확률 변수이다. 그의 평균 μXk및 분산 σ2 Xk은 수학식 46 및 수학식 47에 의해 주어진다.
수학식 43은 수학식 48로 된다.
X h 의 분포를 알고 있더라도, 수학식 48에서의P out 의 계산은 여전히 아주 복잡하며, 실시간으로 행해질 수 없다. 시스템 부하가 중간 상태이거나 높을 때, 수학식 48에서의 N의 값은 크다. 따라서, 가우스 근사가 양호한 근사 결과를 가짐과 동시에 계산 복잡도도 낮다. 여기에서, RNC(Radio Network Controller; 무선 네트워크 제어기)가 불통 확률을 계산하여 자원 할당의 결정을 실시간으로 할 수 있도록 하기 위해 가우스 근사 방법을 채택하였다.
확률 변수를 취하고, 여기서는 N개의 독립한 동일 확률 변수로서, 각각 평균, 분산을 갖는 것으로 상정한다. 그러면, 수학식 49, 수학식 50 및 수학식 51이 얻어진다.
P out (i)가 시간 슬롯 i의 불통 확률을 나타내는 것으로 하자. 어떤 사용자가 L개의 슬롯(i=1, 2,...,L)을 사용하도록 할당받은 경우,P out_total 로 나타낸 그 할당의 총 불통 확률은 적어도 하나의 시간 슬롯에서 불통이 발생할 확률로서 정의된다. 이는 수학식 52에 의해 주어진다.
업링크에서의 호 수락 제어에 있어서의 슬롯 선택 절차
호 수락 제어 기능은 CCTrCH의 총 불통 확률을 최소화하도록 노력하면서 이웃 셀들에서의 할당된 시간 슬롯들의 불통 확률도 그 요건들을 만족하도록 하는 것이다. 호 수락 제어 알고리즘의 흐름도가 도 3에 도시되어 있다.
목표 셀 k에서 수락을 구하는 새로운 CCTrCH가 그의 코드셋에 할당될 M개의 코드를 가지고 있는 것으로 가정한다. 이 M개의 코드는 확산 인자가 증가하는 순서(요구된 SIR 목표가 감소하는 순서)로 정렬되어 있다. 슬롯 선택은 이하의 절차를 따른다.
1. 코드셋 내의 첫번째 코드부터 시작한다(단계 36).
2. 목표 셀에서의 각 시간 슬롯의 현재의 불통 확률을 계산한다(단계 38). 또한, 이 코드가 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 이웃 셀들에서의 각 시간 슬롯의 불통 확률도 계산한다(단계 38).
a. 모든 이웃 셀들의 불통 확률이 최대 허용 불통 확률, 즉 τ보다 작은 경우, 이 시간 슬롯은 할당을 위한 것으로 간주될 수 있다.
b. 그렇지 않은 경우, 이 시간 슬롯은 할당을 위한 것으로 간주될 수 없다.
3. 할당 가능성이 있는 시간 슬롯들 중에서, 최저 불통 확률을 갖는 시간 슬롯, 즉 시간 슬롯 i부터 시작한다(단계 40).
4. 코드를 시간 슬롯 i에 할당하고 그 시간 슬롯의 갱신된 불통 확률을 계산한다(단계 42).
5. 사용자에게 할당되지 않은 코드가 아직도 더 있는지를 검사한다(단계 44).
a, "아니오"인 경우, 모든 코드들은 이미 할당되었으며, 단계 46으로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 단계 52로 넘어가서 코드 셋 내의 그 다음 코드를 할당한다.
6. 단계 44B에서 분기하여, 이 코드가 시간 슬롯에 할당되는 것처럼 이웃 셀들에서의 각 시간 슬롯의 불통 확률을 계산한다(단계 52). 시간 슬롯 i가 여전히 가능한 시간 슬롯들 중에 속하는지를 검사한다(단계 54).
a. "아니오"인 경우, 이들 가능한 시간 슬롯들 중에서 최저 불통 확률을 갖는 시간 슬롯, 즉 시간 슬롯 j를 찾아내어, i=j로 설정하고 나서(단계 56) 단계 42로 진행한다.
b. 그렇지 않은 경우, 시간 슬롯 i의 불통 확률이 아직도 이들 가능한 시간 슬롯들 중에서 최저인지를 검사한다(단계 58).
i. "예"인 경우, 단계 42로 진행한다.
ii. 그렇지 않은 경우, 그 다음 코드를 최저 불통 확률을 갖는 시간 슬롯, 즉 슬롯 j에 할당할 만한 가치가 있는지를 계산한다(단계 60). 이것은 이미 시간 슬롯 i에 할당된 그 코드들과 이 코드에 의한 총 불통 확률에 대한 기여도를 비교함으로써 행해진다. 이 코드가 슬롯 j에 넣어지는 경우 총 불통 확률에대한 기여도,P contribution 는 다음과 같이 주어진다.
P contribution = 1 - (1 -P out (i))ㆍ(1 -P out (j))
이 RU가 여전히 슬롯 i에 할당되어 있는 경우의 총 불통 확률에 대한 기여도,P' contribution 는 슬롯 i에서의 불통 확률과 동일하다. 즉,P' contribution =P out (i)이다.
P contribution ≥P' contribution 인지를 검사한다(단계 62).
1. "아니오"인 경우, 단계 40으로 진행한다.
2. 그렇지 않은 경우, i=j로 설정하고(단계 64), 단계 42로 진행한다.
7. 수학식 52에서와 같이 할당의 총 불통 확률,P out_total 를 계산한다(단계 46).P out_total ≤θ인지를 검사한다(단계 48).
a. "예"인 경우, 사용자는 수락된다(단계 50).
b. 그렇지 않은 경우, 사용자는 거부된다(단계 51).
다운링크에서의 호 수락 제어
다운링크에서의 호 수락 제어 기능은 업링크에서와 유사하다. 그렇지만, 부하 정의 및 그 물리적 의미에 있어서 몇가지 차이점이 있다. 업링크에서는, 단지 하나의 수신기, BS가 있을 뿐이다. 다운링크에서는, 셀에 분산되어 있는 몇개의 수신기, UE가 있다. 이 차이점을 보상하기 위해, 스케일 인자가 부하 계산에 부가된다. 그러면, 부하는 수학식 53에 의해 주어진다.
업링크에서, 부하는 공통 수신기인 BS에서의 총 잡음 증가에 기초하여 정의된다. 다운링크에서, 다수의 수신기가 셀에 분산되어 있다. 따라서, 다운링크 부하는 평균 다운링크 잡음 증가에 기초하여 정의되며, 잡음 증가(Noise rise)는 수학식 54에 의해 얻어진다.
부하 정의 및 물리적 의미에 있어서의 차이점을 제외하고는, 다운링크에서의 불통 확률 계산 및 슬롯 선택은 도 3에 도시한 업링크에서와 동일하다.

Claims (15)

  1. 공통 측정에 기반하여 호 수락 제어를 실행하는 방법에 있어서,
    목표 셀의 공통 측정을 실행하는 단계와;
    이웃 셀들의 공통 측정을 실행하는 단계와;
    수락 후에 상기 목표 셀과 상기 이웃 셀들의 공통 측정을 추정하는 단계와;
    상기 목표 셀과 상기 이웃 셀들의 부하를 측정하는 단계;
    를 포함하는 호 수락 제어 실행 방법.
  2. 호 수락 제어 방법에 있어서,
    무선 링크 설정/재구성 요청의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계와;
    목표 셀 내에 존재하는 CCTrCH들의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계와;
    이웃 셀들 내에 존재하는 CCTrCH들의 신호 대 잡음비를 측정하는 단계와;
    상기 측정에 기반하여 호 수락을 허용하거나 거부하는 단계;
    를 포함하는 호 수락 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    불통(outage) 확률을 결정하는 단계와, 적어도 부분적으로 상기 결정에 기반하여 상기 호 수락을 실행하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 불통 확률은 시간 슬롯 내의 순간적인 부하가 최대 허용치를 초과하는 확률인 것인 호 수락 제어 방법.
  5. 통신 시스템을 위한 호 수락 제어 방법에 있어서,
    a) 요청을 허용하거나 거절하기 위한 전용 측정치를 사용하는 단계와;
    b) 전용 구성요소들을 사용할 수 없는 경우 공통 측정치를 사용하는 단계;
    를 포함하는 호 수락 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    c) 목표 셀의 공통 측정치를 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    c) 목표 셀과 이웃 셀들의 공통 측정치를 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    d) 상기 목표 셀과 이웃 셀들의 부하의 공통 측정치를 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    d) 상기 목표 셀과 이웃 셀들의 가중된 부하의 공통 측정치를 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    d) 요청의 수락 후에 추정된 공통 측정치들을 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 단계 b)는,
    공통 측정치들을 사용할 수 없는 경우 목표 셀과 이웃 셀들의 추정된 불통 확률을 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 단계 d)는,
    e) 시변(time variant) 신호-대-잡음 비(SIR)에 기반한 추정된 불통 확률을 사용하는 단계를 더 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 시변 SIR을 사용하는 단계는 요청된 SIR 및 상기 요청의 SIR 범위를 사용하는 단계를 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 시변 SIR을 사용하는 단계는 상기 목표 셀과 이웃 셀들 내에 존재하는 CCTrCH들의 SIR 범위 및 요청된 SIR를 사용하는 단계를 포함하는 것인 호 수락 제어 방법.
  15. 제11항에 있어서, 불통 확률은 시간 슬롯 내의 순간적인 부하가 최대 허용치를 초과하는 것인 호 수락 제어 방법.
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