KR20180089816A - 이동통신 시스템에서 트래픽 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

매크로셀과 다수의 소형셀이 중첩되어 있는 네트워크에서 트래픽 처리 장치는 트래픽 처리 요구를 수신하면, 접속된 셀의 무선 채널 상태를 확인하고, 상기 접속된 셀의 시스템 자원이 상기 트래픽을 처리하기에 충분한지 확인한 후, 상기 접속된 셀의 무선 채널 상태가 설정된 임계값 이상으로 양호하나, 상기 접속된 셀의 시스템 자원이 충분하지 않은 경우, 적어도 상기 트래픽의 특성, 상기 트래픽의 중요도 및 긴급성을 고려하여 상기 트래픽의 우선 순위를 결정하고, 상기 트래픽의 우선 순위를 토대로 상기 트래픽을 처리하거나 트래픽 처리를 거절한다.

Description

이동통신 시스템에서 트래픽 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRAFFIC IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신 시스템에서 트래픽 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 이동통신 시스템에서 시간지연 및 서비스품질의 저하 없이 트래픽을 효율적으로 처리하기 위한 트래픽 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서는 다양한 멀티미디어 트래픽을 제공하고 있기 때문에 이 멀티미디어 트래픽을 천재지변 같은 비상사태가 발생하면 최우선적으로 처리하기 위한 방안이 반드시 수행되어야 한다. 이와 같은 천재지변 발생 시 관련 트래픽을 우선 처리하기 위해서 셀 선택을 포함하여 비상 트래픽 등과 같은 트래픽의 특성, 인접셀의 상태, 수신 신호 등의 여러 가지 요소를 가지고 판단해야 한다.
또한 셀의 소형화를 통한 용량 증대, 음영지역 해소를 위하여 매크로셀 내에 다수의 소형셀이 중첩되어 있는 이종 네트워크 환경에 대한 연구가 진행되고 있다. 이종 네트워크 환경에서는 서로 상이한 특성을 지니며 상호 연동되는 무선 네트워크들의 서비스 영역이 계층적으로 중첩되어 있다. 따라서, 이종 네트워크 환경에서 다양한 특성을 갖는 멀티미디어 트래픽을 효율적으로 처리하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이동통신 시스템에서 시간지연 및 서비스품질의 저하 없이 트래픽을 효율적으로 처리할 수 있는 이동통신 시스템에서 트래픽 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 매크로셀과 다수의 소형셀이 중첩되어 있는 네트워크에서 트래픽 처리 장치가 트래픽을 처리하는 방법이 제공된다. 트래픽 처리 방법은 트래픽 처리 요구를 수신하면, 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태를 확인하는 단계, 상기 단말이 접속된 셀의 시스템 자원이 상기 트래픽을 처리하기에 충분한지 확인하는 단계, 상기 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 설정된 임계값 이상으로 양호하나 상기 시스템 자원이 충분하지 않은 경우, 적어도 상기 트래픽의 특성, 상기 트래픽의 중요도 및 긴급성을 고려하여 상기 트래픽의 우선 순위를 결정하는 단계, 그리고 상기 트래픽의 우선 순위를 토대로 상기 트래픽을 처리하거나 트래픽 처리를 거절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 트래픽의 긴급성과 중요도 등을 고려한 우선순위에 따른 트래픽 처리를 수행함으로써 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한 우선순위 결정 시에 사용자의 취향, 트래픽 특성, 트래픽의 유형, 단말의 이동 속도 등을 종합적으로 고려하며, 이동통신 시스템의 효율적인 무선자원 할당과 부하 제어를 통해 서비스 품질과 효율을 개선할 수 있다
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 처리 관리부에서 트래픽을 처리하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 단말(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, MT, MS, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
또한, 기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 중계 노드(relay node, RN), 기지국 역할을 수행하는 진보된 중계기(advanced relay station, ARS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS), 소형 기지국[펨토 기지국(femto BS), 홈 노드B(home node B, HNB), 홈 eNodeB(HeNB), 피코 기지국(pico BS), 메트로 기지국(metro BS), 마이크로 기지국(micro BS) 등] 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, RN, ARS, HR-RS, 소형 기지국 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템에서 트래픽 제어 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신 시스템의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 매크로셀(10)과 다수의 소형셀(21~25)이 중첩된 이종 네트워크는 사용자의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위해 매크로셀(10) 내에 다수의 소형셀(21~25)이 중첩되어 있다. 소형 셀(21~25)은 매크로 기지국(100)이 넓은 영역을 담당하는 매크로 셀(10)과 비교하여 상대적으로 좁은 영역을 담당하는 저전력/저비용의 기지국 또는 그 서비스 영역을 의미한다. 소형셀(21~25)은 최소 10m에서 수백 미터 정도의 커버리지를 가질 수 있으며, 주로 대량의 트래픽 수요가 집중되는 핫스팟(hotspot) 지역에 설치될 수 있다. 소형셀(21~25)은 사용범위 및 용도에 따라, 펨토셀(FemtoCell), 피코셀(PicoCell), 메트로셀 및 마이크로셀(MetroCell & MicroCell) 등으로 분류가 되며, 설치 지역 및 그 서비스 목적에 따라 가정(Home), 기업(Enterprise), 도심지역(Urban), 도시외곽지역(Rural) 등으로 나뉠 수 있다.
이와 같이, 매크로셀(10)과 다수의 소형셀(21~25)이 중첩된 이종 네트워크 환경은 서로 상이한 특성을 지니며 상호 연동되는 무선 네트워크들의 서비스 영역이 계층적으로 중첩되어 있다. 따라서, 이종 네트워크 환경에서, 단말은 위치, 전파환경, 트래픽 특성, 그리고 단말의 이동패턴과 데이터 전송형태, 그리고 취향 등에 따라 적절하게 매크로셀(10) 혹은 소형셀(21~25)에 선택적이고 유연하게 접속할 수 있도록 한다. 특히, 매크로 기지국(100) 및 소형셀(21~25)을 관리하는 소형 기지국(210~250)은 천재지변 같은 긴급성과 중요도가 높은 트래픽을 최우선적으로 처리하기 위해서 인접셀의 무선 채널 상태를 주기적 또는 비주기적으로 셀 내 단말로부터 수신하고, 단말이 현재 접속된 셀에서 해당 트래픽을 처리할 수 없으면 무선 상태가 양호한 인접셀로 단말을 핸드오버 하도록 하여 해당 트래픽을 처리할 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 제어 장치를 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 트래픽 제어 장치(300)는 채널 상태 관리부(310), 시스템 자원 관리부(320) 및 트래픽 처리 관리부(330)를 포함한다. 트래픽 제어 장치(300)는 적어도 하나의 프로세서에 의해 채널 상태 관리부(310), 시스템 자원 관리부(320) 및 트래픽 처리 관리부(330)의 기능을 수행할 수 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시 예들에 따른 방법이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 이러한 트래픽 제어 장치(300)는 매크로 기지국(100) 및 소형 기지국(210~250) 내에 구현될 수 있다.
채널 상태 관리부(310)는 서빙셀 및 인접셀의 무선 채널 상태 정보를 종합적으로 관리한다. 무선 채널 상태 정보는 비트 오류율(Bit Error Rate, BER), 프레임 오류율(Frame Error Rate, FER), 신호 대 잡음비(Signal to Noise Ratio, SNR), 신호 대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR), 반송파 대 잡음비 (Carrier to Noise Ratio, CNR), 반송파 대 간섭 및 잡음비(Carrier to Interference plus Noise Ratio, CINR) 등을 포함할 수 있다. 또한 무선 채널 상태 정보는 파일럿 신호의 수신 신호 세기를 포함할 수 있다. 채널 상태 관리부(310)는 단말로부터의 수신 신호로부터 서빙셀 및 인접셀의 무선 채널 상태 정보를 획득할 수 있다. 즉, 단말은 서빙셀 및 인접셀의 기지국이 전송하는 파일럿 신호로부터 수신 신호 세기 등을 포함하는 무선 채널 상태를 측정하고, 측정한 무선 채널 상태 정보를 주기적 또는 비주기적으로 서빙셀의 기지국으로부터 전송할 수 있다.
시스템 자원 관리부(320)는 트래픽 처리 요구가 수신되면, 해당 트래픽의 특성, 트래픽의 유형 등을 확인하고, 트래픽의 특성, 트래픽의 유형 등을 관리한다. 또한 시스템 자원 관리부(320)는 사용자의 취향 및 단말의 이동 속도 등을 관리하며, 단말이 접속된 셀의 시간 및 주파수 등의 시스템 자원을 관리한다.
트래픽 처리 관리부(330)는 채널 상태 관리부(310) 및 시스템 자원 관리부(320)와 유기적인 관계를 가지며, 서빙셀 및 인접셀의 무선 채널 상태 정보, 사용자의 취향, 트래픽 특성, 트래픽의 유형과 단말의 이동 속도, 시스템 자원 등을 기반으로, 처리 요구된 트래픽의 우선순위에 따라 최종적으로 트래픽 처리 및 트래픽 처리 거절을 판단한다.
이와 같이, 트래픽 처리 관리부(330)는 서빙셀 및 인접셀의 무선 채널 상태 정보뿐만 아니라, 사용자의 취향, 트래픽의 유형과 사용자 이동성 및 시스템 자원 등을 종합적으로 고려하여 처리 요구된 트래픽을 처리함으로써, 보다 좋은 서비스 품질을 제공할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 양호하나, 시스템의 자원이 부족하여 해당 트래픽을 처리하지 못하는 경우, 트래픽 특성, 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태, 단말의 이동속도 그리고 트래픽의 중요도, 긴급성 등을 고려한 트래픽의 우선순위를 결정한다. 그리고 트래픽 처리 관리부(330)는 시스템 자원의 재설정을 통하여 우선순위가 높은 트래픽은 처리하고 우선순위가 낮은 트래픽에 대해서는 처리를 거절한다. 한편, 트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 양호하고 시스템의 자원이 충분한 경우에는 해당 트래픽을 처리하며, 접속된 셀의 무선 채널 상태가 양호하지 않은 경우에는 무선 채널 상태가 양호한 인접셀로 단말을 핸드오버하도록 하여 인접셀에서 해당 트래픽을 처리할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 처리 관리부에서 트래픽을 처리하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3을 참고하면, 트래픽 처리 관리부(330)는 트래픽 처리 요구를 수신하면(S302), 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태를 확인한다.
트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 양호한 것으로 판단되면(S304), 접속된 셀의 시스템 자원이 해당 트래픽을 처리하기에 충분한지 확인한다. 무선 채널 상태가 양호하다는 것은 설정된 임계값과의 비교를 통해 판단될 수 있다. 예를 들어, 무선 채널 상태가 수신 신호 세기인 경우에, 수신 신호 세기가 설정된 임계값 이상인 경우에 무선 채널 상태가 양호한 것으로 판단될 수 있다.
트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 시스템 자원이 충분하면(S306), 해당 트래픽을 처리한다(S308).
한편, 트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 양호하지 않다면, 트래픽 처리를 중단하지 않고 최적의 인접셀을 탐색한다. 트래픽 처리 관리부(330)는 인접셀의 무선 채널 상태가 양호한 경우(S310), 단말이 인접셀로 핸드오버를 수행하도록 한 후(S312), 인접셀에서 해당 트래픽을 처리한다.
한편, 트래픽 처리 관리부(330)는 무선 채널 상태가 양호한 인접셀이 존재하지 않는다면, 트래픽 처리를 거절하고 종료한다(S322).
트래픽 처리 관리부(330)는 단말이 접속된 셀의 시스템 자원이 해당 트래픽을 처리하기에는 부족하다면(S306), 해당 트래픽의 특성, 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태, 단말의 이동속도, 그리고 해당 트래픽의 중요도와 긴급성 등을 종합적으로 고려하여 해당 트래픽의 우선순위를 결정한다(S314). 트래픽 처리 관리부(330)는 지진, 태풍으로 인한 지반 및 도로 붕괴, 유실, 침수 등 천재지변으로 인한 비상사태가 발생하였을 경우 해당 트래픽을 최우선으로 신속하게 정보를 처리하기 위한 긴급성과 중요도 등을 고려하여 우선순위를 결정할 수 있다. 트래픽 처리 관리부(330)는 트래픽의 중요도가 높거나 긴급성을 필요로 하는 경우, 해당 트래픽을 최우선순위로 결정할 수 있다.
트래픽 처리 관리부(330)는 해당 트래픽의 우선 순위가 설정된 기준보다 높다면(S316), 시스템 자원 관리부(220)로 자원 재조정을 지시한다(S318). 시스템 자원 관리부(220)는 자원의 재조정을 통하여 요구된 트래픽을 처리하기 위한 자원을 확보한다. 트래픽 처리 관리부(330)는 자원 재조정 결과에 따라 시스템 자원이 해당 트래픽을 처리하기에 충분한지 확인하고(S320), 시스템 자원이 해당 트래픽을 처리하기에 충분하다면, 해당 트래픽을 처리한다(S308).
한편, 트래픽 처리 관리부(330)는 자원 재조정을 통해서도 해당 트래픽을 처리할 수 없을 정도의 자원이 확보되지 않는다면, 더 이상의 트래픽 처리는 수행할 수 없다고 판단하고 트래픽 처리를 거절하고 종료한다(S322).
또한 트래픽 처리 관리부(330)는 해당 트래픽의 우선 순위가 설정된 기준보다 낮다면, 자원 재조정을 수행하지 않고 트래픽 처리를 거절하고 종료한다(S322).
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 트래픽 처리 방법을 적용하면, 지진, 태풍으로 인한 지반 및 도로 붕괴, 유실, 침수 등 천재지변으로 인한 비상사태가 발생하였을 경우 그 정보를 최우선적으로 신속하게 정보를 처리하기 위한 긴급성과 중요도 등을 고려한 우선순위에 따른 트래픽 처리 서비스를 수행할 수 있으므로, 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (1)

  1. 매크로셀과 다수의 소형셀이 중첩되어 있는 네트워크에서 트래픽 처리 장치가 트래픽을 처리하는 방법으로서,
    트래픽 처리 요구를 수신하면, 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태를 확인하는 단계,
    상기 단말이 접속된 셀의 시스템 자원이 상기 트래픽을 처리하기에 충분한지 확인하는 단계,
    상기 단말이 접속된 셀의 무선 채널 상태가 설정된 임계값 이상으로 양호하나 상기 시스템 자원이 충분하지 않은 경우, 적어도 상기 트래픽의 특성, 상기 트래픽의 중요도 및 긴급성을 고려하여 상기 트래픽의 우선 순위를 결정하는 단계, 그리고
    상기 트래픽의 우선 순위를 토대로 상기 트래픽을 처리하거나 트래픽 처리를 거절하는 단계
    를 포함하는 트래픽 처리 방법.
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