KR20110105650A - 동적 대역폭 예약에 의한 호 수락 제어 장치 및 방법 - Google Patents

동적 대역폭 예약에 의한 호 수락 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에서 새로운 호 수락 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 새로운 호 수락 요청을 수신하는 단계와; 인입 핸드오프 호 및 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하는 단계와; 상기 계산된 동적 대역폭을 이용하여 태그된 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 기초하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 단계를 포함하는 기지국의 호 수락 제어 방법을 제공한다.

Description

동적 대역폭 예약에 의한 호 수락 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF CALL ADMISSION CONTROL BY DYNAMIC BANDWIDTH RESERVATION}
본 발명은 광대역 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 광대역 무선 통신 시스템에서 새로운 호 수락 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 광대역 무선 통신 시스템에서는 VoIP(Voice over Internet Protocol), VOD(Video On Demand) 등 서로 다른 크기의 무선 자원을 사용하면서 서비스 품질 보장을 요구하는 다양한 서비스들이 출현하게 되었다. 상기 시스템에서는 서로 다른 크기의 무선 자원을 사용하는 단말들의 이동성에 의하여 셀간 핸드오프(hand-off) 하게 되는데, 이때 핸드오프 단절률은 가능한 낮게 설계되어야 한다. 이를 위해 한정된 무선 자원을 사용하는 광대역 무선 통신 시스템에서는 핸드오프 단절률을 낮추기 위해 기지국이 처음으로 접속하는 호(call)의 수를 제한한다. 핸드오프 호를 위한 대역폭을 미리 예약해 두어야 하기 때문이다. 즉, 새로 유입되는 호에 대해서는 현재 자원 이용 상황을 고려하여 허용 여부를 결정해야 하며, 이러한 결정 과정을 호 수락 제어(Call Admission Control, 이하 'CAC'라 칭함)라 한다.
CAC 방법에서 중요한 사항은 새로운 호보다 핸드오프 호를 더 많이 수락해 주어야 한다는 점이다. 그 이유는 사용자의 입장에서 통화를 처음 시도했을 때 호 수락이 실패하는 경우보다 통화 중에 호가 단절되는 경우에 더 불편함을 느끼기 때문이다. 따라서, 핸드오프 호의 낮은 통화 단절률을 유지하기 위해 핸드오프 호를 위한 자원을 따로 남겨두는 것이 필요하다.
고전적인 보호-채널-기반 방식에서는, 인입 핸드오프 호의 비율에 의해 계산된 고정된 개수의 채널(가드 채널)을 핸드오프 호를 위해 남겨두고 있다. 즉, 상기 보호-채널-기반 방식은 기지국의 전체 채널 용량 중에서 일정 부분을 가드 채널로 지정하여, 만약 가드 채널만 남았을 경우 더 이상 새로운 호의 요구는 받아들이지 않고 핸드오프 호만을 받아들이는 정적 예약 방식을 취하고 있다.
하지만, 이러한 타입의 정적 예약 방식은 트래픽 상황에 맞게 조정될 수 없다는 문제가 있다. 만약 트래픽이 폭주한다면 핸드오프 호의 통화 단절률이 높아질 것이다. 한편, 핸드오프 호의 낮은 통화 단절률을 유지하기 위해 가드 채널의 수를 크게 하면 새로운 호를 지나치게 단절시키게 되어 전체 대역폭 사용의 효율성이 저하될 것이다. 따라서, 트래픽 상황에 따른 핸드오프 호의 낮은 통화 단절률을 유지하면서 대역폭 사용의 효율성을 높이기 위해, 핸드오프 호에 대한 정보가 고려된 동적 대역폭 예약 호 수락 제어 방법이 요구된다.
본 발명은 기지국에서 도로 배치 정보 및 이동국의 양방향 내비게이터를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 광대역 무선 통신 시스템의 기지국에서 동적 대역폭 예약에 의한 새로운 호의 수락 제어를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 기지국의 호 수락 제어 방법에 있어서, 새로운 호 수락 요청을 수신하는 단계와; 인입 핸드오프 호 및 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하는 단계와; 상기 계산된 동적 대역폭을 이용하여 태그된 셀(tagged cell)이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 기초하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 단계를 포함하는 기지국의 호 수락 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 적어도 하나 이상의 이동국과 호 수락 제어를 수행하는 기지국에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 발신된 호 수락 요청 메시지를 확인하는 메시지 확인부와; 상기 호 수락 요청 메시지가 수신되면, 인접 기지국으로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수신하는 인접 셀 정보 관리부와; 도로 배치 정보 및 양 방향 내비게이터를 이용하여 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수집하는 셀 정보 관리부; 및 상기 인접 셀 정보 관리부 및 상기 셀 정보 관리부로부터 제공된 인입 및 송출 핸드오프에 대한 이동국의 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하고, 상기 계산된 동적 대역폭을 이용하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 호 수락 제어부를 포함하는 기지국을 제공한다.
본 발명은 통신 시스템이 핸드오프 호의 단절률을 어떤 상황에서도 일정한 값 이하로 유지하기 위한 자원 예약을 위해 인입/송출 핸드오프 호의 발생 시각을 추정하고 배열하여 필요한 자원만을 예약함으로써 핸드오프 호의 단절률을 낮게 하고 새로운 호를 받게 함으로써 전체 시스템의 자원 효율성을 개선할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 통신 시스템은 핸드오프 호에 대한 자원 할당을 위해 인입/송출 핸드오프 호의 발생 시각을 추정하고 필요한 대역폭을 동적으로 예약하여 자원의 효율성을 높여주기 때문에 더욱 많은 개수의 새로운 호를 수용할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 미리 결정된 레벨 내에서 핸드오프 호의 통화 단절률을 유지할 수 있도록 하고, 기존의 보호-채널-기반 방식보다 효율적인 무선 자원 관리를 가져올 수 있다.
도 1은 지도상의 도로 및 교차로의 일 예를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하는 방법에 관한 절차의 흐름도;
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 핸드오프 호의 도달 시간을 계산하는 방법에 관한 절차의 흐름도;
도 4는 핸드오프 호의 도달 시간을 계산하기 위한 일 예를 도시한 도면;
도 5는 인입 핸드오프 호 및 송출 핸드오프 호의 타이밍의 일 예를 도시한 도면;
도 6은 핸드오프 호를 위해 예약된 자원의 일 예를 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 새로운 호 수락 제어 방법에 관한 절차를 도시한 도면;
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 호 수락 제어 방법을 수행하는 기지국의 블록 구성도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에서는 도로 배치 정보 및 양방향 내비게이터를 이용한 동적 대역폭 예약에 의한 새로운 호의 수락 제어 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 호 수락 제어 방법은 크게 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하는 방법과 상기 동적 대역폭을 이용한 새로운 호의 수락 제어를 수행하는 방법으로 이루어진다.
먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 동적 대역폭을 계산하는 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
다수의 이동국은 자동차와 같은 이동 수단에 의해 이동되는 것을 가정하여 설명하도록 한다. 왜냐하면, 보행자와 같이 상기 이동국이 천천히 움직이는 경우에는 핸드오프 문제가 거의 발생하기 않기 때문이다. 또한, 셀 내에 존재하는 이동국은 양방향 내비게이터를 구비하는 것을 전제로 한다. 여기서, 상기 양방향 내비게이터는 상기 이동국뿐만 아니라 상기 이동국을 운반하는 자동차에 설치되어 운용될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
이동국이 새로운 호를 연결 요청할 때, 상기 이동국은 양방향 내비게이터를 이용하여 자신이 통과할 경로 및 목적지를 포함하는 경로 정보를 태그된 기지국(tagged BS)으로 전송한다. 따라서, 태그된 기지국은 상기 이동국이 이동할 다음 목표지 셀에 대한 정보를 미리 알 수 있다. 이하 설명에서, 상기 태그된 기지국은 인접 기지국들과의 구별을 위해 새로운 호가 발생한 셀 내에 위치한 기지국을 지칭하도록 한다.
또한, 기지국은 셀 내의 모든 도로 배치 정보를 사전에 가지고 있으며, 상기 도로 배치 정보를 통해 인접 셀에서의 핸드오프 경계에 대한 정보를 구비하고 있다. 또한, 상기 기지국은 모든 도로에서의 교통 신호기에 대한 정보를 구비하고 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 지도상의 도로 및 교차로를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 교차로 'a'에서 교차로 'b'로의 도로는 rab에 의해 표시되며, 교차로 'b'에서 교차로 'a'로의 반대 방향 도로는 rba로서 표시된다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 태그된 기지국이 핸드오프 호를 위해 예약할 동적 대역폭을 계산하는 방법에 관한 절차를 도시하고 있다.
도 2를 참조하면, S201 단계에서, 모든 기지국은 자신의 셀(또는 태그된 셀) 내에 존재하는 모든 이동국으로부터 속도 정보를 주기적으로 수신한다. 전술한 바와 같이 셀 내에 존재하는 모든 이동국 또는 자동차는 양방향 내비게이터를 구비하고 있는 것을 전제하고 있기 때문에, 상기 태그된 기지국은 자신의 셀 내에 존재하는 모든 이동국에 대한 속도 정보를 주기적으로 획득할 수 있다.
이후 S203 단계에서, 새로운 호가 태그된 셀에 발생하면, 태그된 기지국은 이동국으로부터 새로운 호 수락 요청 메시지를 수신한다. 상기 새로운 호 수락 요청 메시지의 수신을 완료하면, S205 단계로 이동한다.
상기 S205 단계에서, 태그된 기지국은 인접 셀에서 태그된 셀로 인입하는 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 인접 기지국들에 요청한다. 구체적으로, 상기 태그된 기지국은 인접 셀에서 태그된 셀로 이동하는 핸드오프 호의 예상되는 도달 시간 및 사용 중인 대역폭에 대한 정보를 자신에게 송신하도록 인접 기지국들에 요청한다.
태그된 기지국으로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보 요청을 수신하면, 인접 기지국들은 자신의 셀에서 태그된 셀로 이동하여 핸드오프 할 이동국의 예상 도달 시간을 계산한다. 그리고, 상기 인접 기지국들은 상기 이동국의 예상 도달 시간 및 사용중인 대역폭에 관한 정보를 이용하여 예측 테이블(표 3)을 구성하고, 상기 예측 테이블을 태그된 기지국으로 전송한다.
이하에서는, 인접 기지국들이 자신의 셀에서 태그된 셀로 향하는 핸드오프 호에 대한 이동국의 예상 도달 시간을 계산하는 방법에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
여기서, 2개의 핸드오프 호가 정의되는데, 송출 핸드오프 호는 태그된 셀로부터 인접 셀로 핸드오프 하는 호로서 정의되며, 인입 핸드오프 호는 역으로서 정의된다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 인접 기지국들이 인입 핸드오프 호의 도달 시간을 계산하는 방법에 관한 절차를 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, S301 단계에서 태그된 셀에 새로운 호가 발생하는 경우, 인접 기지국들은 태그된 기지국으로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 요청하는 메시지를 수신한다.
이후, S303 단계에서, 인접 기지국들은 자신의 셀 내에 포함된 모든 이동국의 위치, 방향, 속도에 관한 정보 및 사용 중인 대역폭의 양에 관한 정보를 수집하여 MS 데이터 테이블을 구성한다. 상기 MS 데이터 테이블의 구성은 태그된 셀에 새로운 호가 발생하는 순간에 인접 셀에서 이러한 태그된 셀로 이동하는 모든 이동국의 위치 정보 및 속도 정보를 수집함으로써 시작된다. 하기 표 1은 상기 MS 데이터 테이블의 일 예를 나타낸다.
MS 사용 중인 할당된 대역폭 방향 및 위치 속도
MS1 5 (rab, 125m) 55㎞/h
MS2 1 (rba, 217m) 63㎞/h
MS3 1 (rsa, 39m) 42㎞/h
상기 표 1에서 도시된 "방향 및 위치"에 관한 MS 정보에서, 제 1 성분은 이동국의 현재 위치에 대한 (방향을 갖는) 도로 명칭을 의미하고, 제 2 성분은 이동국의 현재 위치에서 다음 교차로까지 남은 도로의 거리를 의미한다.
한편, 인접 기지국들은 자신의 셀 내에 존재하는 모든 이동국으로부터 속도 정보를 주기적으로 수신한다. 그리고, 상기 인접 기지국들은 모든 이동국의 속도 정보를 이용하여 도로상의 모든 자동차의 속도의 평균 및 속도의 편차를 계산하여 도로 데이터 테이블을 구성한다. 하기 표 2는 상기 도로 데이터 테이블의 일 예를 나타낸다.
도로 도로 속도 속도 편차
도로rsa 40km 4.2(=σ1 2)
도로rab 60km 5.1(=σ2 2)
도로rba 47km 2.7(=σ3 2)
도로rbc 52km 3.3(=σ4 2)
상기 도로 데이터 테이블은 각 도로에서의 모든 이동국의 속도의 평균(또는 도로 속도) 및 속도의 편차를 저장하며, 상기 속도의 평균은 도로상의 모든 이동국(또는 자동차)의 속도의 평균을 의미한다. 그리고, 상기 각 도로에서의 속도의 평균은 해당하는 날의 시간 및 교통 상황에 따라 실시간으로 변화한다.
상기 S303 단계가 완료되면, S305 단계에서 인접 기지국들은 상기 MS 데이터 테이블 내에 포함된 이동국의 위치 및 속도 정보를 이용하여 상기 도로 데이터 테이블 내에 저장된 각 도로의 속도의 평균 및 편차를 갱신한다.
이후 S307단계에서, 인접 기지국들은 상기 MS 데이터 테이블과 상기 도로 데이터 테이블에 저장된 정보를 이용하여 인입 핸드오프 호의 예상 도달 시간(태그된 셀로의 핸드오프가 발생하는 시간)을 계산한다. 그리고, 상기 인접 기지국들은 인입 핸드오프 호의 예상 도달 시간 및 사용중인 대역폭을 예측 테이블(표 3)에 저장한다.
MS 사용중인 할당된 대역폭 도달 시간
MS2 10 17:30:10
MS3 2 17:29:15
MS4 2 17:29:40
여기서, 상기 인접 기지국들이 인입 핸드오프 호의 도달 시간을 계산하는 방법에 대해 표 2 및 도 4를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 인접 셀에는 다수의 도로들이 존재하며, 태그된 셀로의 핸드오프는 지점 c에서 발생하는 것으로 가정한다. 그리고, 새로운 호가 태그된 셀에 발생하는 경우, 이동국(401)은 rsa, rab, rbc 방향으로 이동할 예정이고, 현재 rsa의 a로부터 h 미터 떨어진 위치에 있는 것으로 가정한다. 상기 표 2는 각 도로에서 이동국의 속도의 평균을 나타낸다.
또한, 인접 기지국은 교통 신호기가 녹색 또는 적색으로 바뀌는 시간에 관한 정보를 가지고 있는 것으로 가정한다. 따라서 교통 신호기 a에 도달하는 시간을 이용하면, 인접 기지국은 이동국(401)이 얼마 동안 상기 교통 신호기 a에서 대기할지를 알게 된다. 즉, 상기 인접 기지국은 상기 이동국(401)이 교차로 a에 도착하는 시간과 교통 신호기 정보를 알고 있기 때문에, 교차로 a에서의 대기 시간을 알 수 있다. 이와 동일한 방법으로, 인접 기지국은 상기 이동국(401)이 교차로 b에서 얼마 동안 대기할지를 알 수 있다.
자동차 속도가 정규 분포를 따르는 것으로 가정하면, 도로상의 자동차의 속도의 평균은 vk이며, 속도의 표준 편차는 σk이다 (여기서, k는 도로 번호를 나타낸다). 인입 핸드오프 호의 속도를 vk + σk로 가정하고, 송출 핸드오프 호의 속도를 vk - σk로 가정한다. 바꾸어 말하면, 인입 핸드오프 호의 속도가 σk만큼 빠르고 송출 핸드오프 호의 속도가 σk만큼 느린 것으로 가정한다.
도 4에서 rsa의 속도의 평균이 40 km/h, rab의 속도의 평균이 60 km/h이고 rbc의 속도의 평균이 52 km/h일 때, 인입 핸드오프 호가 핸드오프 지점 c로 가는데 걸리는 시간은 하기 수학식 1과 같이 계산된다. 여기서, 도로상에서 운행중인 자동차(또는 이동국)는 가속하거나 감속할 수 있기 때문에, 자동차의 현재 속도 대신에 도로의 평균속도를 이용하는 것이 바람직하다.
Figure pat00001
다시 도 3을 참조하여 상기 S307 단계가 완료되면, S309 단계에서 인접 기지국들은 상기 예측 테이블을 태그된 기지국으로 전송함으로써 동작을 완료한다. 이상, 전술한 과정은 태그된 셀에 새로운 호가 발생하여, 태그된 기지국으로부터 인접 기지국들에 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 요청할 때마다 반복하여 수행된다.
상기 인접 기지국들로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 수신하면, S207 단계로 이동한다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 S207 단계에서 태그된 기지국은 태그된 셀에서 인접 셀로 이동하는 송출 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 수집한다.
상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국 정보는 태그된 셀에서 인접 셀로 이동하는 이동국에 대한 송출 핸드오프 호의 예상 이탈 시간 및 사용중인 대역폭이다.
상기 송출 핸드오프 호의 이탈시간의 계산은 인입 핸드오프 호의 도달시간의 계산과 유사하지만 단지 도로의 속도로 (속도의 평균)-(속도의 편차) 을 사용한다.
위와 같이 계산하면 태그된 기지국은 인입 핸드오프 호의 도달 시간 및 송출 핸드오프 호의 이탈 시간에 대한 보정된 값을 획득할 수 있다. 따라서, 상기 태그된 기지국은 예측 에러가 보상된 핸드오프 호의 도달 시간 및 이탈 시간을 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산할 수 있다.
이후, S209 단계에서, 태그된 기지국은 송출 핸드오프 호에 대한 이동국 정보와 인접 기지국들로부터 수신한 인입 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 이용하여 핸드오프 호를 위해 예약할 동적 대역폭을 계산한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 핸드오프 호에 대한 대역폭 예약은 각 인입 핸드오프 호와 송출 핸드오프 호를 도시함으로써 쉽게 계산할 수 있다. 도 5를 참조하면, 인입 핸드오프 호들에 대응하는 사용중인 대역폭을 상향 화살표로 나타내고, 송출 핸드오프 호들에 대응하는 사용중인 대역폭을 하향 화살표로 나타내고 있다. 그리고, 인입 핸드오프 호의 도달 시간 및 송출 핸드오프 호의 이탈 시간을 시간 순서에 의해 도시하고 있다.
미리 결정된 시간 내에서 인입 핸드오프 호에 대한 대역폭을 (+)로 나타내고, 송출 핸드오프 호에 대한 대역폭을 (-)로 나타낸다. 그리고, 상기 두 대역폭의 변화를 합산하여 핸드오프 호를 위해 예약할 동적 대역폭을 계산할 수 있다.
예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 일정한 시간 간격[0, 시간 임계치]에 걸친 모든 대역폭의 변화를 합산함으로써, 상기 시간 간격 내에서 핸드오프 호의 할당을 위해 필요한 최대 대역폭이 c가 됨을 알 수 있다. 즉, 상기 시간 임계치 동안에 최대 대역폭 c의 예약이 요구되며, 태그된 기지국은 핸드오프 호를 위해 상기 c개의 슬롯을 예약한다. 이로써, 태그된 기지국은 핸드오프 호를 위해 필요한 동적 대역폭을 c로 예약하는 경우, 태그된 셀로 진입하는 모든 인입 핸드오프 호가 단절되지 않도록 보장할 수 있다.
상기 동적 대역폭을 계산함에 있어, 짧은 시간 임계치는 일부 인입 핸드오프 호를 단절하게 할 수 있다. 하지만, 상기 태그된 기지국에 보다 많은 시간 임계치를 부여하는 경우, 상기 인입 핸드오프 호의 통화 단절률을 감소할 수 있다.
이처럼, 상기 태그된 기지국은 인입 핸드오프 호와 송출 핸드오프 호에 대한 대역폭과 발생시각을 이용하여 핸드오프 호의 낮은 단절률을 위해 필요한 대역폭을 예약할 수 있다.
이하에서는 태그된 기지국이 핸드오프 호를 위해 예약된 동적 대역폭을 이용하여 새로운 호의 수락 제어를 수행하는 방법에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 동적 대역폭 예약에 의한 새로운 호의 수락 제어 방법의 절차를 도시하고 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 호 수락 제어 방법은 2 개의 연속적인 과정을 통해 수행되며, 상기 2 개의 과정은 새로운 호를 발신한 태그된 셀의 잔여 무선 자원과 상기 새로운 호의 다음 목표 셀에서의 잔여 무선 자원이 고려된다.
도 7을 참조하면, S701 단계에서, 새로운 호가 태그된 셀에 발생한 경우, 태그된 기지국은 이동국으로부터 새로운 호 수락 요청 메시지를 수신한다.
이후, S703 단계에서 상기 태그된 기지국은 핸드오프 호에 필요한 대역폭을 예약하기 위한 동적 대역폭(CRS)을 계산한다. 상기 핸드오프 호에 필요한 대역폭을 계산하는 방법에 대해서는 도 2을 참조하여 전술하였다. 상기 S703 단계가 완료되면, S705 단계로 이동한다.
상기 S705 단계에서, 태그된 기지국은 핸드오프 호를 위해 예약된 자원 CRS(또는 예약된 동적 대역폭)를 이용하여 태그된 셀이 새로운 호를 수용할 수 있는지 여부를 결정한다.
즉, 상기 태그된 기지국은 전체 자원(Ctotal)에서 진행중인 호에 대한 자원 Con과 핸드오프 호를 위해 예약된 자원 CRS을 제외한 무선 자원이 새로운 호에 의해 요구되는 자원 Cnew을 수용할 수 있는지 여부를 확인한다.
만약 하기 수학식 2를 만족하면, 태그된 기지국은 새로운 호를 수용할 수 있기 때문에 S709 단계로 이동한다. 만약 그렇지 않다면, 상기 태그된 기지국은 새로운 호를 수용할 수 없기 때문에 S707 단계로 이동하여 새로운 호의 연결 요청을 거절한다.
Figure pat00002
여기서 Ctotal은 태그된 셀의 전체 자원이고, Con은 태그된 셀에서 활성 MS에 의해 사용 중인 자원의 합계이고, CRS는 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원을 나타낸다.
상기 S709 단계에서, 태그된 기지국은 새로운 호가 이동하는 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 핸드오프 호로서 수용하기에 충분한 자원이 있는지 여부를 확인한다.
즉, 상기 태그된 기지국은 새로운 호가 이동할 다음 셀의 전체 자원(Ctotal next)에서 진행중인 호에 대한 자원 Con next과 핸드오프 호를 위해 예약된 자원 CRS next을 제외한 무선 자원이 새로운 호에 의해 요구되는 자원 Cnew을 수용할 수 있는지 여부를 확인한다.
만약, 하기 수학식 3을 만족하면, 태그된 기지국은 S711 단계로 이동하여 새로운 호의 연결 요청을 허용한다. 만약 그렇지 않다면, S707 단계로 이동하여 새로운 호의 연결 요청을 거절한다.
Figure pat00003
여기서 Ctotal next은 새로운 호가 이동할 다음 셀에서의 전체 자원이고, Con next은 새로운 호가 이동할 다음 셀에서 활성 MS에 의해 사용중인 자원의 합계이고, CRS next는 새로운 호가 이동할 다음 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원을 나타낸다.
상기 태그된 기지국은 새로운 호가 이동할 다음 목표 셀을 알고 있기 때문에 상기 다음 목표 셀의 기지국에 Ctotal next, Con next, CRS next 에 대한 정보를 요청할 수 있다. 따라서, 상기 태그된 기지국은 상기 Ctotal next, Con next, CRS next 에 대한 정보를 이용하여 다음 목표 셀이 상기 새로운 셀을 핸드오프 호로서 수용할 수 있는지 여부를 결정한다.
이상 전술한 과정을 통해, 태그된 기지국은 핸드오프 호를 위해 예약된 동적 대역폭을 이용하여 효율적인 호 수락 제어를 수행할 수 있다.
본 발명에 실시 예에 따른 호 수락 제어 방법은 핸드오프 호에 대한 자원 할당을 위해 인입/송출 핸드오프 호의 발생 시각을 추정하고 필요한 대역폭을 동적으로 예약하여 자원의 효율성을 높여주기 때문에 더욱 많은 개수의 새로운 호를 수용할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 호 수락 제어 방법은 기존의 보호-채널-기반 방식보다 효율적인 무선 자원 관리를 가져옴과 동시에 미리 결정된 레벨 내에서 핸드오프 호의 통화 단절률을 유지할 수 있도록 한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 호 수락 제어 방법을 수행하는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다.
도 8을 참조하면, 상기 기지국은 RF(Radio Frequency) 수신기(801), 아날로그 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, 이하 'ADC'라 칭함)(803), OFDM 복조기(805), 자원 디매핑기(807), 복조 및 복호화기(809), 메시지 확인부(811), 셀 정보 관리부(813), 인접 셀 정보 관리부(815), 무선 자원 관리부(817) 및 호 수락 제어부(819)를 포함한다. 이하, 본 발명의 내용과 관련 없는 상기 기지국의 다른 구성 요소들에 대해서는 생략하도록 한다.
상기 RF 수신기(801)는 안테나를 통해 수신되는 RF 신호를 기저대역 아날로그 신호로 변환한다. 상기 ADC(803)는 상기 RF 수신기(801)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력한다. 상기 OFDM 복조기(805)는 상기 ADC(803)로부터 제공되는 시간 영역 신호를 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역 신호를 출력한다.
상기 자원 디매핑기(807)는 상기 OFDM 복조기(805)로부터 제공되는 주파수 영역에 매핑된 신호를 매핑되기 전 형태로 재구성한다. 상기 복조 및 복호화기(809)는 상기 자원 디매핑기(807)로부터 제공되는 신호를 해당 방식으로 복조 및 복호화하여 정보 비트 열을 출력하여 메시지 확인부(811)로 출력한다.
상기 메시지 확인부(811)는 이동국으로부터 수신되는 메시지의 비트 열을 제공받아 상기 메시지의 내용을 확인한다. 본 발명의 실시 예에서 상기 메시지의 일 예는 호 수락 요청 메시지이다. 즉, 새로운 호가 발생한 경우, 상기 메시지 확인부(811)는 이동국으로부터 호 수락 요청 메시지를 수신한다.
상기 셀 정보 관리부(813)는 셀 내에 위치하는 모든 이동국에 대한 정보와 도로 배치 정보를 관리한다. 상기 셀 정보 관리부(813)는 셀 내의 모든 도로 배치 정보를 사전에 가지고 있으며, 상기 도로 배치 정보를 통해 인접 셀에서의 핸드오프 경계에 대한 정보를 구비하고 있다. 또한, 모든 도로에서의 교통 신호기에 대한 정보를 구비하고 있다.
상기 셀 정보 관리부(813)는 양 방향 내비게이터를 이용하여 자신의 셀 내에 존재하는 모든 이동국에 대한 속도 정보를 주기적으로 수집하고, 도로 데이터 테이블을 구성한다. 또한, 상기 셀 정보 관리부(813)는 도로 배치 정보와 이동국의 속도 및 위치 정보를 이용하여 MS 데이터 테이블을 구성하고, 상기 MS 데이터 테이블을 이용하여 상기 도로 데이터 테이블을 갱신한다.
이후, 호 수락 요청 메시지가 수신되면, 상기 셀 정보 관리부(813)는 MS 데이터 테이블 및 도로 데이터 테이블을 이용하여 자신의 셀에서 인접 셀로 이동하는 핸드오프 호에 대한 이탈 시간을 계산한다.
또한, 인접 기지국으로부터 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 요청하는 메시지가 수신되면, 상기 셀 정보 관리부(813)는 MS 데이터 테이블 및 도로 데이터 테이블을 이용하여 상기 인접 기지국으로 이동하는 핸드오프 호의 이탈 시간을 계산하여 상기 인접 기지국으로 제공한다.
상기 인접 셀 정보 관리부(815)는 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보 및 인접 셀의 무선 자원 정보를 인접 기지국들에 요청하고, 상기 인접 기지국들로부터 수신된 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보 및 인접 셀의 무선 자원 정보를 관리한다.
상기 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보는 인접 셀에서 태그된 셀로 핸드오프하는 이동국의 도달 시간 및 사용중인 대역폭에 관한 정보이다. 이는 무선 자원 관리부(817)가 핸드오프를 위해 필요한 동적 대역폭을 계산하기 위해 사용된다.
그리고, 상기 인접 셀의 무선 자원 정보는 새로운 호가 이동할 다음 셀의 전체 자원(Ctotal next), 새로운 호가 이동할 다음 셀에서 활성 MS에 의해 사용 중인 자원(Con next), 새로운 호가 이동할 다음 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원(CRS next)이다. 이는 상기 호 수락 제어부(819)가 새로운 호의 연결 요청을 수락할지 여부를 결정하기 위해 사용된다.
상기 무선 자원 관리부(817)는 무선 자원의 사용 현황, 즉, 전체 프레임 사용률 정보를 관리한다. 구체적으로, 상기 무선 자원 관리부(817)는 태그된 셀의 전체 자원(Ctotal), 태그된 셀에서 현재 활성 MS에 의해 사용 중인 자원(Con), 핸드오프 호를 위해 예약된 자원(CRS) 및 새로운 호에 의해 요구되는 자원(Cnew)을 관리한다.
상기 호 수락 제어부(819)는 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하고, 상기 동적 대역폭을 이용하여 새로운 호의 수락 제어를 수행한다.
먼저, 호 수락 요청 메시지가 수신되면, 상기 호 수락 제어부(819)는 핸드오프 호를 위해 필요한 자원(CRS)을 계산한다. 구체적으로, 상기 호 수락 제어부(819)는 상기 셀 정보 관리부(813)로부터 송출 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 수신하고, 상기 인접 셀 정보 관리부(815)로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 수신한다. 이후, 상기 호 수락 제어부(819)는 인입 핸드오프 호 및 송출 핸드오프 호에 대한 이동국 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭(CRS)을 계산한다.
또한, 상기 호 수락 제어부(819)는 상기 동적 대역폭을 이용하여 태그된 셀이 새로운 호를 수용할 수 있는지 여부를 결정한다. 만약, 상기 태그된 셀이 새로운 호를 수용할 수 있다면, 상기 호 수락 제어부(819)는 새로운 호가 이동하는 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 핸드오프 호로서 수용할 수 있는지 여부를 결정한다. 즉, 상기 호 수락 제어부(819)는 새로운 호를 발신한 태그된 셀과 상기 새로운 호의 다음 목표 셀에서의 잔여 무선 자원을 고려하여 새로운 호의 수락 제어를 수행한다.
이처럼, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국은 핸드오프 호를 위해 예약된 동적 대역폭을 이용하여 효율적인 호 수락 제어를 수행할 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
401: 이동국
801: RF 수신기
803: ADC
805: OFDM 복조기
807: 자원 디매핑기
809: 복조 및 복호화기
811: 메시지 확인부
813: 셀 정보 관리부
815: 인접 셀 정보 관리부
817: 무선자원 관리부
819: 호 수락 제어부

Claims (17)

  1. 무선 통신 시스템에서 기지국의 호 수락 제어 방법에 있어서,
    새로운 호 수락 요청을 수신하는 단계와;
    인입 핸드오프 호 및 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 동적 대역폭을 이용하여 태그된 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 기초하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 단계를 포함하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 새로운 호가 이동하는 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동적 대역폭을 계산하는 단계는,
    인접 기지국으로부터 상기 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수신하는 단계와;
    도로 배치 정보 및 양 방향 내비게이터를 이용하여 상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수집하는 단계; 및
    상기 인입 핸드오프 호 및 상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 이용하여 상기 동적 대역폭을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보는 인접 셀에서 태그된 셀로 핸드오프 하는 이동국의 도달 시간 및 대역폭이고,
    상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보는 태그된 셀에서 인접 셀로 핸드오프 하는 이동국의 이탈 시간 및 대역폭임을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수집하는 단계는,
    상기 태그된 셀에서 상기 인접 셀로 핸드오프 하는 이동국의 이탈 시간을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 이탈 시간과 실제 이탈 시간 사이의 오차를 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 이동국의 이탈 시간을 예측하는 단계는,
    도로 배치 정보 및 양방향 내비게이터를 이용하여 MS(Mobile Station) 데이터 테이블을 구성하는 단계와;
    상기 MS 데이터 테이블을 이용하여 도로 데이터 테이블을 갱신하는 단계; 및
    상기 MS 데이터 테이블과 상기 도로 데이터 테이블을 이용하여 상기 이동국의 이탈 시간을 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 MS 데이터 테이블은 셀 내에 존재하는 모든 이동국의 대역폭, 방향 및 위치, 속도에 관한 정보를 포함하고,
    상기 도로 데이터 테이블은 도로 속도 및 속도 편차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 태그된 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부는 수학식
    Figure pat00004
    에 의해 결정되고,
    여기서 Ctotal은 태그된 셀의 전체 자원이고, Con은 태그된 셀에서 활성 이동국에 의해 사용 중인 자원이고, CRS는 태그된 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원임을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부는 수학식
    Figure pat00005
    에 의해 결정되고,
    여기서 Ctotal next은 다음 목표 셀에서의 전체 자원이고, Con next은 다음 목표 셀에서 활성 이동국에 의해 사용중인 자원이고, CRS next는 다음 목표 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원임을 특징으로 하는 기지국의 호 수락 제어 방법.
  10. 무선 통신 시스템에서 적어도 하나 이상의 이동국과 호 수락 제어를 수행하는 기지국에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 이동국으로부터 발신된 호 수락 요청 메시지를 확인하는 메시지 확인부와;
    상기 호 수락 요청 메시지가 수신되면, 인접 기지국으로부터 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수신하는 인접 셀 정보 관리부와;
    도로 배치 정보 및 양 방향 내비게이터를 이용하여 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보를 수집하는 셀 정보 관리부; 및
    상기 인접 셀 정보 관리부 및 상기 셀 정보 관리부로부터 제공된 인입 및 송출 핸드오프에 대한 이동국의 정보를 이용하여 핸드오프 호에 필요한 동적 대역폭을 계산하고, 상기 계산된 동적 대역폭을 이용하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 호 수락 제어부를 포함하는 기지국.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 호 수락 제어부는, 태그된 셀 및 상기 새로운 호의 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 기초하여 상기 새로운 호의 수락 요청을 결정하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 인입 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보는 인접 셀에서 태그된 셀로 핸드오프 하는 이동국의 도달 시간 및 대역폭이고,
    상기 송출 핸드오프 호에 대한 이동국의 정보는 태그된 셀에서 인접 셀로 핸드오프 하는 이동국의 이탈 시간 및 대역폭임을 특징으로 하는 기지국.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 셀 정보 관리부는, 상기 태그된 셀에서 상기 인접 셀로 핸드오프 하는 이동국의 이탈 시간을 예측하고, 상기 예측된 이탈 시간에 예측 에러를 보상하여 상기 이동국의 이탈 시간을 계산하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 셀 정보 관리부는, 도로 배치 정보 및 양방향 내비게이터를 이용하여 MS(Mobile Station) 데이터 테이블을 구성하고, 상기 MS 데이터 테이블을 이용하여 도로 데이터 테이블을 갱신하며, 상기 MS 데이터 테이블 및 상기 도로 데이터 테이블을 이용하여 상기 이동국의 이탈 시간을 예측하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 MS 데이터 테이블은 셀 내에 존재하는 모든 이동국의 대역폭, 방향 및 위치, 속도에 관한 정보를 포함하고,
    상기 도로 데이터 테이블은 도로 속도 및 속도 편차에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 호 수락 제어부는 수학식
    Figure pat00006
    를 이용하여 상기 태그된 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하고,
    여기서 Ctotal은 태그된 셀의 전체 자원이고, Con은 태그된 셀에서 활성 MS에 의해 사용 중인 자원이고, CRS는 태그된 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원임을 특징으로 하는 기지국.
  17. 제 11 항에 있어서,
    상기 호 수락 제어부는 수학식
    Figure pat00007
    를 이용하여 상기 다음 목표 셀이 상기 새로운 호를 수용할 수 있는 대역폭을 구비하는지 여부를 판단하고,
    여기서 Ctotal next은 다음 목표 셀에서의 전체 자원이고, Con next은 다음 목표 셀에서 활성 이동국에 의해 사용중인 자원이고, CRS next는 다음 목표 셀에서 핸드오프 호를 위해 예약된 자원이고, Cnew은 새로운 호에 의해 요구되는 자원임을 특징으로 하는 기지국.
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