KR20070020311A - 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 기지국과무선망 제어기 사이의 상호 운용성을 개선하는 기지국 - Google Patents

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Abstract

하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 기지국과 무선망 제어기 사이의 상호 운용성 개선용 기지국이 제공된다. 기지국이 적어도 하나의 트랜스포트 블록을 폐기한 후, 기지국으로부터 무선망 제어기로 메시지가 전송된다. 상기 무선망 제어기는 전송받은 상기 메시지를 적어도 하나의 트랜스포트 블록 폐기로 인하여 영향을 받는 사용자들을 담당하는 추가적 무선망 제어기들로 포워딩할 수 있다.

Description

하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 기지국과 무선망 제어기 사이의 상호 운용성을 개선하는 기지국{BASE STATION THAT IMPROVES INTEROPERABILITY OF RADIO NETWORK CONTROLLERS AND BASE STATIONS IN CELLULAR SYSTEMS WITH DOWNLINK CONGESTION CONTROL}
도 1은 무선망 제어기와 기지국의 상호 운용성을 개선하는 방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국에 의해 블록 폐기 통보가 전송되는 것이다.
도 2는 무선망 제어기와 기지국의 상호 운용성을 개선하는 시스템으로서, 본 발명의 일 실시예에 따라 기지국에 의해 블록 폐기 통보가 전송되는 것이다.
본 발명은 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 3세대 셀룰러(cellular) 시스템에 관한 것이다.
범용 이동 통신 시스템(UMTS; Universal Mobile Telecommunications System) 표준에 기반한 3세대 셀룰러 시스템의 아키텍처는 무선망 제어기(RNC; radio network controller, 이하 'RNC'라 함)와 "노드-B"(Node-B)를 포함하는 무선망 서 브시스템(RNS; radio network subsystem)을 포함한다. 상기 노드-B는 기지국(BS: base station)이라고도 불린다. 범용 이동 통신 시스템(UMTS) 표준은 국제 표준화 기구(ISO; International Organization for Standardization)가 개발한 계층 모델을 이용한다. 상기 계층 모델은 시스템 상호 접속용 표준을 개발하기 위한 공통 기반을 제공하는 개방형 시스템(Open Systems) 국제(International) 7 계층 모델이다.
계층들의 특정 아키텍처는 상호 접속되는 시스템들에 따라서 가변적일 수 있다. 예컨대, 무선망 서브시스템(RNS)과 사용자 장치(UE; user equipment) 사이의 인터페이스(Uu 인터페이스)에는 3계층이 존재한다. 상기 3계층은 상이한 기능을 수행하지만, 무선망 서브시스템(RNS)으로부터 사용자 장치(UE)로(즉, 제어 평면) 전송되는 제어 데이터를 총괄적으로 제어한다. 제1 계층, 즉 계층 1(layer 1)은 물리 계층으로서, 기지국(BS)으로부터 사용자 장치(UE)로의 전달을 위해 데이터를 부호화하고, 인터리빙(interleaving)하고, 다중화하거나 또는 그렇지 않다면 물리 채널을 거쳐 전송한다. 계층 1 처리는 기지국에 의해 수행될 수 있다. 제2 계층, 즉 계층 2(layer 2)는 데이터 링크 계층으로서, 데이터가 물리 계층에 의해 정확히 전송되는지를 보장한다. 제3 계층, 즉 계층 3(layer 3)은 네트워크 계층으로서, 무선망 서브시스템(RNS)과 사용자 장치(UE)의 상위 계층들 사이의 접속을 설정하고 종료시킨다.
네트워크-대-사용자(하향 링크) 접속을 담당하기 위해서 무선망 서브시스템(RNS) 내의 RNC는 코어 네트워크(core network)로부터의 인입(incoming) 데이터 에 대한 계층 2 및 계층 3 처리를 수행하며, "트랜스포트 블록들(transport blocks)"이라 불리는 데이터 블록이 정보를 수신해야 하는 사용자의 담당 기지국(BS)으로 향하도록 한다. 기지국(BS)은 트랜스포트 블록의 물리 계층 처리(즉, 부호화, 인터리빙, 다중화)를 수행하며, 변조 및 신호 전송이 이어진다.
코어 네트워크에 직접 연결되고, 주어진 사용자에 대한 계층 2 및 계층 3 처리를 수행하는 RNC를 상기 사용자의 담당 RNC(SRNC; serving RNC, 이하 'SRNC'라 함)라 부른다. 상기 SRNC는 상기 사용자를 담당하는 기지국(BS)에 접속된 RNC와 동일하지 않을 수 있으며, 상기 사용자를 담당하는 기지국에 접속된 RNC를 상기 기지국의 제어 RNC(CRNC; controlling RNC, 이하 'CRNC'라 함)라 부른다. 주어진 사용자에 대하여 SRNC와 CRNC가 동일하지 않은 경우에, 상기 사용자의 트랜스포트 블록이 CRNC에 의해 상기 사용자를 담당하는 기지국(BS)으로 투명하게 라우팅(routing)된다.
통상적으로, 기지국(BS)은 자신의 CRNC로부터 수신한 모든 트랜스포트 블록을 처리해야 한다. 그러나, 처리 능력 및 전송 전력(transmission power)에 있어 기지국의 자원(rosource)이 제한되어 있고, 때때로 기지국(BS)이 CRNC로부터 수신된 모든 트랜스포트 블록을 처리할 수 없는 경우가 발생할 수도 있으며, 그리고/또는 UE에서의 허용 가능한 수신을 보장하기에 충분한 전력으로 변조 신호를 전송할 수 없을 수도 있다. 상기 상황을 기지국(BS)에서의 혼잡 이벤트(congestion event)라 부른다. 혼잡 이벤트가 발생할 때, 기지국(BS)은 CRNC로부터 수신된 하나 또는 그 이상의 트랜스포트 블록의 처리를 중지하여야 할 것이다.
CRNC는 자신이 제어하는 기지국(BS)에서 혼잡 이벤트가 발생하는 것을 방지하기 위해 노력해야 한다. 그러나, CRNC는 어떠한 혼잡 해소(congestion-relieving) 활동을 수행할 수 있기에 앞서, 혼잡 이벤트가 발생하고 있음(또는 발생하려고 함)을 인식해야 한다. 현재까지, CRNC가 기지국에서의 상기 상황을 인식하도록 UMTS 표준에 의해 지원되는 유일한 메커니즘은 기지국(BS)으로부터의 평균 전송 전력을 보고하는 것이다. 그러나, 상기 메커니즘으로는 종종 충분하지 않다.
*앞서 설명한 바와 같이, 기지국(BS)은 CRNC로부터 수신된 하나 또는 그 이상의 트랜스포트 블록을 폐기함으로써 혼잡 이벤트를 다룰 수 있다. 만약 기지국이 적극적으로 트랜스포트 블록을 폐기하거나, 또는 혼잡이 전송 전력의 부족으로 인해 야기되는 것이 아니라면, 기지국에 의해 CRNC로 보고되는 평균 전송 전력은 CRNC가 혼잡 해소 활동을 개시할 만큼 충분히 높은 수준까지 증가하지 않을 수 있다. 이러한 상황에서, CRNC는 기지국으로 자신이 전송한 트랜스포트 블록의 일부를 기지국이 폐기하였음을 인식하지 못한다. 따라서, CRNC는 혼잡 문제를 다루기 위하여 어떠한 일도 행하지 않을 수 있다. 게다가 기지국은 계속하여 트랜스포트 블록을 폐기할 수 있으며, 이것의 영향은 보다 상위 계층, 예컨대 무선 링크 제어(RLC; radio link control) 부계층(sublayer) 또는 RLC 모드에 의존하는 보다 상위 계층과 같은 상위 계층들에서만 인식된다. 이러한 상황은 문제가 있으며, 심한 경우에는 무선망 서브시스템(RNS)이 일부 사용가 경험하는 서비스 품질(qualit of service)에 대한 제어를 실질적으로 상실하게 할 수 있다.
따라서 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 무선망 제어기(RNC)와 기지국(BS)의 상호 운용성을 개선함으로써 효과적으로 혼잡을 다루는 방법 및 시스템이 요구된다.
본 발명은 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 무선망 제어기 (RNC)와 기지국(BS)의 상호 운용성을 개선하는 기지국에 관한 것이다. 기지국은 자신의 각 무선망 제어기에 정보를 전송하여 기지국 혼잡이 효과적으로 관리되도록 한다.
도 1에 대하여 먼저 언급하면, 무선망 제어기(RNC)와 기지국(BS)의 상호 운용성을 개선하기 위한 방법(10)이 도시되어 있다. 상기 방법(10)은 단계(12)에서, 기지국의 제어 RNC(CRNC)로부터 기지국으로 전송된 트랜스포트 블록들의 처리를 기지국이 모니터링함으로써 시작한다. 전술한 바와 같이, 트랜스포트 블록이란 특정 사용자에게 전달하기 위해 CRNC에 의해 기지국으로 전송된 데이터의 블록이다. 통상적 환경 하에서, 기지국은 CRNC에 의해 기지국으로 전송된 트랜스포트 블록 모두를 적절하게 처리하여 전송할 것이다. 그러나, CRNC로부터 기지국으로 전송된 트랜스포트 블록의 수는 기지국의 최대 허용 전송 전력이 초과되도록 위협하는 경우가 종종 발생한다. 이러한 경우가 발생할 때, 기지국은 하나 또는 그 이상의 트랜스포트 블록을 폐기하여 최대 허용 전송 전력을 초과하는 것을 막는다.
단계(14)에 대하여 언급하면, 기지국이 트랜스포트 블록을 폐기하였는지 여부를 판단한다. 만약 기지국이 트랜스포트 블록을 폐기하지 않았다면, 단계(12)로 복귀하여 유입하는 트랜스포트 블록의 처리를 계속하여 모니터링한다. 반대로 기지국이 적어도 하나의 트랜스포트 블록을 폐기하였다면, 단계(16)으로 진행한다.
단계(16)에서, 블록 폐기 통보라 불리는 메세지가 기지국으로부터 CRNC(12)로 전송되어, 기지국이 적어도 하나의 트랜스포트 블록을 페기하였음을 나타낸다. 블록 폐기 통보는 기지국이 혼잡 상황을 경험하고 있거나, 경험하였으며, 그 결과로 적어도 하나의 트랜스포트 블록을 폐기하였음을 CRNC(12)에 통보한다. 기지국이 트랜스포트 블록의 처리와 전송을 실패할 때마다 기지국이 혼잡 이벤트 또는 혼잡 상황을 경험한 것으로 고려된다.
블록 폐기 통보를 기지국으로부터 CRNC로 전송하는 방법과 관련하여 다수의 대안들이 존재한다. 예컨대, 기지국은 폐기된 블록의 수를 주기적으로 전송할 수 있는데, 즉 블록들이 폐기된 것을 조건으로 5초마다 전송할 수 있다. 대안으로서, 기지국은 임계값(threshold)에 기초하여 블록 폐기 통보를 전송할 수 있다. 이 경우에는, 폐기된 블록의 수가 선지정된 임계값을 초과하면 기지국이 CRNC에 통보를 한다. 임계값은 원하는 대로 구성될 수 있다. 예컨대, 임계값은 100개의 수신 블록 중에서 10개의 수신 블록이 폐기될 때마다 기지국이 블록 폐기 통보를 CRNC에 전송하도록 설정될 수 있다.
블록 폐기 통보 내에 포함되는 정보와 관련하여서도 유사하게 다수의 대안이 존재한다. 보다 구체적으로, 기지국이 전송하는 블록 폐기 통보는 트랜스포트 블록들의 폐기를 경험하는 예컨대, 트랜스포트 채널, 부호화 복합 트랜스포트 채널 (coded composite transport channel), 및 이에 따른 사용자를 표시하는 정보를 포 함할 수 있다. 또한 혼잡이 전송 전력의 부족으로 인한 것이라면 블록 폐기 통보는 영향받은 슬롯을 확인할 수도 있다.
트랜스포트 블록의 폐기를 경험한 트랜스포트 채널과 관련하여, 블록 폐기 통보는 영향을 받은 각 채널(적어도 하나의 트랜스포트 블록의 폐기를 경험한 각 트랜스포트 채널)에 대하여 트랜스포트 블록이 폐기된 시간 간격(접속 프레임 번호로 표현됨), 특정의 상기 시간 간격 동안에 폐기된 트랜스포트 블록의 수, 그리고 처리된 블록의 수(만약 존재한다면)에 관한 정보를 포함할 수 있다.
블록 폐기 통보는 폐기를 경험한 트랜스포트 채널의 프레임 취급(handling) 우선 순위를 특정할 필요는 없음을 양지하는 것이 중요한데, 이러한 정보는 이미 CRNC 및 SRNC 모두가 알고 있기 때문이다. 게다가 시그널링 지연(signaling delay)이 지나치게 길면 상기 시간 간격에 대한 정보가 항상 적절한 것이 아닐 수도 있는데, 이는 접속 프레임 번호가 단지 0에서 255 프레임까지를 순환하기 때문이다.
블록 폐기 통보를 CRNC로 전송하는 것은, 비록 평균 전송 전력에 대한 보고들이 혼잡 이벤트의 발생을 나타내지는 않을지라도, CRNC로 하여금 혼잡 해소 조치를 실현하는 것이 가능하게 한다. 게다가, CRNC는 기지국으로부터 전송받은 블록 폐기 통보를 트랜스포트 블록 폐기에 의해 영향을 받은 사용자들을 담당하는 SRNC로 포워딩할 수 있다. 상기 포워딩은 폐기된 트랜스포트 블록들이 중요한 시그널링 정보를 포함하고 있을 때 SRNC에게 특히 유용한 정보가 되며, 이는 블록의 폐기가 완전한 메세지의 손실을 초래할 것이 거의 확실하기 때문이다. 또한 상기 포워딩은 서비스 품질(quality of service)의 제어에 있어서의 상황을 개선하며, 이는 SRNC 가 일부 사용자들에 대한 서비스 품질이 저하되었음을 이제 인식하기 때문이다.
도 2에 대하여 언급하면, 무선망 제어기(RNC)와 기지국(BS) 사이의 상호 운용성 개선용으로 블록 폐기 통보가 제공되는 시스템(50)이 도시되어 있다. 상기 시스템(50)은 적어도 하나의 기지국(BS)(52), 적어도 하나의 CRNC(54) 및 적어도 하나의 SRNC(56)을 포함한다. 기지국(52)은 CRNC(54)로부터 전송받은 전송 블록을 적절하게 처리할 수 없음을 발견할 때, 최대 허용 전송 전력의 초과를 방지하기 위해 상기 전송 블록 중 적어도 하나를 폐기해야만 할 수 있다. 적어도 하나의 전송 블록을 실제로 폐기하면, 기지국은 전술한 바와 같이 블록 폐기 통보를 자신의 CRNC(54)에 전송할 것이다. 블록 폐기 통보는 기지국(54)이 적어도 하나의 전송 블록을 폐기하였다는 통지를 CRNC(54)에 제공한다. 상기 블록 폐기 통보는 비록 평균 전송 전력의 보고가 혼잡 이벤트의 발생을 나타내지 않을 수 있다는 사실에도 불구하고, 원하는 바대로 CRNC(54)가 혼잡 해소 조치를 실현하도록 허용한다. 또한 기지국(54)에 의해 전송된 블록 폐기 통보는 CRNC(54)에 의해 전술한 바와 같이, 트랜스포트 블록의 폐기에 영향을 받는 사용자를 담당하는 SRNC들로 포워딩될 수 있다.
비록 본 발명이 상세하게 설명되었으나, 본 발명은 상세한 설명에만 한정되지 않고, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변경이 가능하며, 본 발명의 사상과 범주는 첨부된 청구항에 의해서 정의됨을 이해하여야 할 것이다.
무선망 제어기(RNC)와 기지국(BS) 사이의 상호 운용성 개선용으로 블록 폐기 통보가 제공되며, 블록 폐기 통보는 기지국(54)이 적어도 하나의 전송 블록을 폐기하였다는 통지를 CRNC(54)에 제공한다. 상기 블록 폐기 통보는 비록 평균 전송 전력의 보고가 혼잡 이벤트의 발생을 나타내지 않을 수 있다는 사실에도 불구하고, 원하는 바대로 CRNC(54)가 혼잡 해소 조치를 실현하도록 허용한다.
또한 기지국(54)에 의해 전송된 블록 폐기 통보는 CRNC(54)에 의해 전술한 바와 같이, 트랜스포트 블록의 폐기에 영향을 받는 사용자를 담당하는 SRNC들로 포워딩될 수 있다. 블록 폐기 통보의 포워딩은 서비스 품질(quality of service)의 제어에 있어서의 상황을 개선하며, 이는 SRNC가 일부 사용자들에 대한 서비스 품질이 저하되었음을 이제 인식하기 때문이다.
따라서 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 무선망 제어기(RNC)와 기지국(BS)의 상호 운용성을 개선함으로써 혼잡이 효과적으로 관리된다.

Claims (6)

  1. 하향 링크 혼잡 제어를 구비한 셀룰러 시스템에서 기지국들과 무선망 제어기들 사이의 상호 운용성 개선용 기지국으로서,
    상기 기지국들에서 수신된 트랜스포트 블록들을 처리하고 어떤 블록들이 폐기되었는지 여부를 모니터링하는 프로세서와;
    상기 프로세서에 접속되어, 적어도 하나의 무선망 제어기에 블록 폐기 통보를 전송하도록 구성된 송신기
    를 포함하고,
    상기 무선망 제어기는 상기 블록 폐기 통보를 수신하는 것에 응답하여 혼잡 제어를 구현하는 것인, 기지국.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블록 폐기 통보는 상기 기지국이 적어도 하나의 트랜스포트(transport) 블록을 폐기하였음을 상기 무선망 제어기에 통보하는 것인, 기지국.
  3. 제1항에 있어서, 상기 블록 폐기 통보는, 어떠한 트랜스포트 채널 및 부호화 복합 트랜스포트 채널이 적어도 하나의 트랜스포트 블록의 폐기를 경험하였는지를 표시하는 정보를 포함하는 것인, 기지국.
  4. 제3항에 있어서, 상기 블록 폐기 통보는 적어도 하나의 트랜스포트 블록의 폐기를 경험한 각 트랜스포트 채널에 대하여 트랜스포트 블록이 폐기된 시간 간격 (interval)을 더 포함하는 것인, 기지국.
  5. 제4항에 있어서, 상기 블록 폐기 통보는 적어도 하나의 트랜스포트 블록의 폐기를 경험한 각 트랜스포트 채널에 대하여 특정의 상기 시간 간격 동안에 폐기된 트랜스포트 블록의 수를 더 포함하는 것인, 기지국.
  6. 제3항에 있어서, 상기 블록 폐기 통보는 적어도 하나의 트랜스포트 블록의 폐기를 경험한 각 트랜스포트 채널에 대하여 처리된 트랜스포트 블록의 수를 더 포함하는 것인, 기지국.
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