KR970008171B1 - 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서의 트래픽 채널 할당 방법 - Google Patents

Abstract

요약 없음.

Description

코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서의 트래픽 채널 할당 방법

제 1 도는 호 분류에 따른 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도.

제 2 도는 소프트 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도.

제 3 도는 소프트 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도.

제 4 도는 하드 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도.

제 5 도는 새로운 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도.

본 발명은 코드분할 다중접속(Code Division Multiple Access : 이하, CDMA라고 칭함) 셀룰러 시스템에서의 트래픽 채널(Traffic Channel) 할당 방식에 관한 것으로 특히, 소프터 핸드오프 호(Softer Handoff Call), 소프트 핸드오프 호(Soft Handoff Call), 하드 핸드오프 호(Hard Handoff Call) 및 새로운 호(New Call)로의 호 분류에 따른 트래픽 채널 할당 방법에 관한 것이다.

CDMA 이동통신 시스템에서의 호 종류는 크게 소프터 핸드오프 호, 소프트 핸드오프 호, 하드 핸드오프 호 및 새로운호로 구분할 수 있다. 셀(Cell)은 여러개의 섹터(Sector)로 구성될 수 있는데, 이동국이 통신하고 있는 셀 또는 섹터로부터 멀어져서 다른 영역으로 이동해 갈때 핸드오프가 발생한다.

이동국이 섹터간을 이동할 때에 새로운 섹터에 호를 요청하는 경우를 소프터 핸드오프 호라고 하고, 이동국이 다른 셀로 옮겨갈때 새로운 셀에서 호를 요청하는 경우를 소프트 핸드오프라 한다.

소프터 핸드오프 호와 소프트 핸드오프 호의 차이점은 소프터 핸드오프 호는 한개의 채널 엘리먼트에서 처리가 되며, 소프트 핸드오프 호는 두개의 채널 엘리먼트에서의 처리가 필요하다는 것이다.

이동국이 다른 셀로 이동해 갈때 새로운 셀에서 자원의 부족 또는 다른 환경 요인에 의하여 이전 셀과 같은 주파수를 할당할 수 없는 경우 하드 핸드오프가 일어나게 되는데, 이러한 종류의 호 요청을 주파수 하드 핸드오프라고 한다.

CDMA 시스템은 여러개의 주파수까지 지원할 수 있는데, 셀의 트래픽 양에 따라 적절한 CDMA 주파수 갯수를 선정하여야 하며, 이런 경우 주변 기지국보다 많은 CDMA 주파수를 가질 수 있다.

하드 핸드오프 결정 알고리즘도 중요하지만 CDMA 주파수 하드 핸드오프 횟수를 줄이기 위하여 발생 호에게 어떤 CDMA 주파수를 할당할 것인가도 중요하다.

CDMA 주파수가 할당되면 그 호에 트래픽 채널 및 순방향 전력을 할당하여야 하는데 발생 호와 핸드오프 호에 대한 서비스 품질을 어떻게 선정하느냐에 따라 트래픽 채널 및 순방향 전력 할당 방법이 달라지게 된다.

트렁크(Trunk) 효율을 극대화하기 위하여 프레임 스태거링(Frame Staggering) 방식을 사용하는 경우, 소프트 핸드오프 처리를 위해서는 이동국이 두 기지국으로부터 동일한 프레임 옵셋을 할당 받아야만 한다.

핸드오프 발생시 새로운 채널의 프레임 옵셋이 다른 경우 하드 핸드오프가 발생되며, 따라서 기지국은 가능한한 프레임 옵셋 하드 핸드오프가 발생하지 않도록 모든 프레임 옵셋들의 사용 상태가 균일하게 분포하도록 관리하여야 한다.

프레임 옵셋이 선택된 후에는 각 트렁크에서 선택된 프레임 옵셋 사용상태가 균일하게 분포하도록 트렁크를 선택하도록 트렁크를 관리하여야 한다.

기지국은 일정 갯수(예 : 16개)의 채널을 지원하는 채널 엘리먼트 그룹(Channel Element Group : 이하, CEG라고 칭함)들로 구성될 수 있는데, 이러한 경우 CEG도 할당 자원의 하나로 관리하여야 한다.

CDMA 시스템의 순방향 전력의 합은 최대치가 섹터별로 한정되어 있으며 채널 할당시 남아 있는 여유 전력을 항상 고려하여야 한다.

따라서, 본 발명은 CDMA 이동통신 시스템에서 제공하려는 서비스 품질을 유지하기 위하여 통화 특성 및 핸드오프 특성에 따라 CDMA 주파수, 트렁크, 트래픽 채널, 프레임 옵셋, 순방향 전력 등의 자원을 효율적 으로 관리할 수 있는 트래픽 채널 할당 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 호가 발생하여 기지국에서 채널을 할당하여야 하는 경우에 호의 종류를 소프터 핸드오프 호, 소프트 핸드오프 호, 하드 핸드오프 호 및 새로운 호로 분류하고 호의 종류 및 상황에 따라 우선순위를 부여하며, 요청된 호에 대하여 가용한 자원이 있는 경우 트래픽 채널을 할당하는 방법으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 각 CEG에서 선택된 프레임 옵셋과 인접한 프레임 옵셋의 사용 상태를 검색하여 그 합이 가장 적은 CEG를 선택하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에서는 전체 전력 관리에서 섹터 경계 지역을 넘어가는 핸드오프 호에게 새로운 호보다 우선순위를 주도록 핸드오프 호를 위한 전력을 여분으로 남겨두는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제 1 도는 호 분류에 따른 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도이다. 호가 발생되면 기지국에서는 채널을 할당하여야 하는데, 본 발명에서는 제 1 도와 같이 호의 종류에 따라 제 2 도에서 제 5 도까지에서 기술한 절차에 따라 자원을 할당한다.

제 2 도는 소프트 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도이다.

소프터 핸드오프 호는 하나의 채널 엘리먼트로 처리가 가능하므로 채널 엘리먼트 할당이 필요없으므로 전력 할당 및 왈쉬(Walsh) 채널 할당만 이루어지면 된다.

잔여 전력량이 미리 설정된 임계치인 R_Power 값보다 크면 해당 섹터의 전력 사용량이 많지 않다는 것을 외미하므로 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당하며, 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시킨다(201,204,205,206).

잔여 전력량이 R_Power보다 작으면 우선순위가 높은 사건만 할당을 성공시키고(201-206), 우선순위가 낮은 사건은 할당을 거부한다(201,207).

인접 기지국(또는 인접 섹터)의 파일롯 세기가 임계치인 T_ADD 이상이 되면 이동국은 기지국으로 핸드 오프 요청을 하게 되는데, 이때 자원의 부족으로 기지국으로부터 채널 할당을 받지 못하면 이동국은 인접 기지국 파일롯 세기가 현재 사용중인 파일롯 세기보다 T_COMP만큼 크게 될때 다시 핸드오프 요청을 한다(이는 CDMA 시스템의 이동국-기지국 무선접속규격임).

이와 같은 핸드오프 요청을 T_COMP 핸드오프라고 하며, 본 방법에서는 이 시간을 가장 우선순위가 높은 사건으로 정의 한다.

따라서 전력 자원이 부족한 경우(즉, 초기 할당 전력<잔여 전력<R_Power).

우선순위가 높은 호(T_COMP 핸드오프 호)에 대하여만 요청된 호에 전력 및 왈쉬 채널을 할당하며 그 외의 경우에는 할당을 하지 않는다.

제 3 도는 소프트 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도이다.

기지국에서 각 CDMA 주파수마다 전체 c개의 CE(Channel Element)가 존재한다고 가정한다.

이러한 c개의 채널 엘리먼트(이하, CE라고 부름)중 일정 갯수, k개를 T_COMP 핸드오프를 위하여 유보 하도록 한다.

소프트 핸드오프 호가 발생한 경우에 소프트 핸드오프를 위해 요청한 CDMA 주파수에 해당하는 CE를 c-k개 미만 사용하고 있으면 소프터 핸드오프와 같은 방법으로 순방향 전력을 할당한다(301,304~307).

CE를 c-k개 이상 사용하고 있는 경우, T_COMP 핸드오프에 한해서만 채널 할당을 시도하는데, C개의 채널 엘리먼트를 모두 사용하고 있는지를 조사하여 전부 사용하고 있지 않으면 위와 같은 방법으로 순방향 전력을 할당한다(302,303).

이 경우 T_COMP 핸드오프가 아니면 자원 할당을 하지 않는다.

순방향 전력이 할당된 호에 대해서는 위에서 언급한 방법과 같이 트렁크, CEG 및 CE를 할당한다(309∼312).

제 4 도는 하드 핸드오프 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도이다. 하드 핸드오프 호인 경우 기지국내에서 인접 기지국들에서 지원하는 CDMA 공통 주파수로 하드 핸드오프를 먼저 수행한 후 공통 주파수로 소프트 핸드오프를 수행한다.

주파수 선택시 인접 기지국들에서 원하는 CDMA 주파수가 여러개인 경우에는 그중에서 가장 적은 호를 처리하는 CDMA 주파수를 선택하며(401), 선택된 CDMA 주파수의 채널 엘리먼트 사용 상태가 c(CE가 전부 사용중)가 아니고, 해당 섹터의 잔여 전력량이 여유가 있으면(즉, 잔여 전력>초기 할당 전력) CEG 및 CE를 할당한다(402~408)

CDMA 주파수 하드 핸드오프인 경우에는 사용하던 프레임 옵셋 및 트렁크를 그대로 사용한다.

선택된 CDMA 주파수의 채널 엘리먼트의 사용 상태가 c이거나 해당 섹터의 잔여 전력량이 초기 할당 전력량보다 작으면 할당에 실패한다(402,403,409).

즉, CDMA 주파수 하드 핸드오프는 T_COMP 핸드오프와 같은 우선순위를 준다.

제 5 도는 새로운 호 채널 할당 방법을 설명하는 흐름도이다.

새로운 호가 발생한 경우에는 먼저 주파수를 선정해야 하는데 현 기지국에서 사용하는 주파수 갯수와 인접 기지국에서 사용하는 주파수 갯수가 다를때 생길 수 있는 하드 핸드오프의 발생률을 줄이기 위해서 인접 기지국과 공통으로 사용하는 주파수를 우선적으로 할당 시도를 한다.

공통 주파수가 여러개인 경우 주파수에 배정된 CE들이 적게 사용되고 있는 주파수를 우선적으로 할당하도룩 시도한다(501).

그러나 주파수마다 배정된 c개의 CE중 m개(k<m<c)를 유보하여서, 선택하려고 하는 주파수에 배정된 CE중 사용 안하는 CE 갯수가 m보다 큰 경우에는 그 주파수 선정을 허용하고 사용 안하는 CE 갯수가 m이하인 경우(CE 자원이 충분하지 않은 경우)에는 기지국에서부터 이동국이 떨어진 거리(또는 RTD : Round Trip Delay)를 보고 이동국이 멀리 있는 경우(RTD>임계치)에만 그 주파수를 허용한다.

즉, CE 자원이 충분하지 못한 경우(m>사용 안하는 CE 갯수>k)에는 RTD를 보고 RTD가 큰 경우에는 인접 기지국과 공통으로 사용하는 주파수를 선정하고 RTD가 작은 경우에는 현 기지국만 사용하는 주파수를 선정하여 주파수 하드 핸드오프 발생률을 줄이도륵 한다(502∼504).

그러나 이때에도 사용 안하는 CE 갯수가 k 이상이어야 하며 그렇지 않은 경우에는 호 할당에 실패한다.

그 이유는 새로운 호가 다른 종류의 호에 비해 최하의 우선순위를 갖기 때문이다(505,506∼513,514).

CDMA 주파수 할당 및 CE 사용 여부 조사를 통과한 호는 순방향 전력을 할당받아야 한다.

해당 섹터의 잔여 전력량이 R_Power 보다 크면 초기 전력을 할당하고, 왈쉬 채널 프레임 옵셋, 트렁크, CEG 및 CE를 할당받는다. 잔여 전력량이 R_Power 보다 작으면 할당에 실패한다.

본 발명의 동작 특성은 다음과 같다.

첫째로, 이동국이 소프트(또는 소프터) 핸드오프 설정을 요청한 경우에 기지국에서 할당할 자원이 없으면 핸드오프가 이루어지 않는다.

이런 경우 이동국이 계속 이동하여 인접 기지국의 파일롯 수신 세기가 원래 접속중인 기지국의 파일롯 수신 세기보다 T_COMP만큼 커지면 이동국은 다시 이 정보를 담아 기지국에 보고하여 핸드오프를 재요청한다.

이때 기지국에서 핸드오프 설정이 이루어지지 않으면 호가 단절될 위험이 많으므로 시스템 성능 및 서비스 품질이 극히 저하될 수 있는데 이러한 경우를 대비하여 자원들을 남겨 둔다.

섹터별 전력 관리에서 일정량 만큼 보유된 전력은 T_ADD에 의한 핸드오프 요청시에는 할당하지 않고, T_COMP에 의한 핸드오프 요청시에만 사용한다.

즉, 선택된 섹터에서 남아 있는 잔여 전력이 미리 정해진 유보 전력 이하이면, 새로운 호나 T_ADD에 의한 핸드오프 호는 거절되고, T_COMP에 의한 핸드오프 호만 처리가 가능하다.

호 종료시에는 사용하던 전력을 반납하여 다른 호에 할당될 수 있도록 한다.

둘째로, 기지국에서 트래픽 채널 엘리먼트는 섹터별로 관리되지 않고, 기지국 전체로 관리된다.

소프터 핸드오프를 위해서는 한개의 트래픽 채널 엘리먼트만으로 처리가 가능하므로 트래픽 채널 엘리먼트 관리시에는 소프터 핸드오프는 고려하지 않는다.

트래픽 채널 엘리먼트 관리시 T_COMP에 의한 소프트 핸드오프를 위하여 정해진 서비스 품질에 따라 여러개의 채널 엘리먼트를 남겨둔다.

셋째로, 기지국은 모든 프레임 옵셋들의 사용 상태가 균일하게 분포하도록 프레임 옵셋을 할당하여 프레임 옵셋 하드 핸드오프의 발생을 최대한 막는다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째로, CDMA 주파수 하드 핸드오프의 빈도를 줄일 수 있다.

이동국이 위치한 기지국이 주변 기지국들보다 많은 CDMA 주파수를 가지고 있는 경우, 이동국이 옮겨감에 따라 CDMA 주파수 하드 핸드오프 가능성이 생기게 된다.

본 발명의 주파수 할당 방식을 사용하면, 새로운 호가 발생한 경우에 주변 기지국과 공통으로 사용하는 CDMA 주파수의 사용 빈도가 적으면 그 주파수를 할당하고, 그 외의 경우에는 이동국과 기지국의 거리에 따라 이동국의 거리가 기지국에 가까우면 공통적으로 사용하지 않는 COMA 주파수를 할당하고 거리가 멀면 공통 CDMA 주파수를 할당함으로써 CDMA주파수 하드 핸드오프의 빈도를 줄일 수 있다.

둘째로, 각 섹터별로 전체 전력 관리에서 섹터 경계 지역을 넘어가는 핸드오프 호는 새로운 호보다 우선 순위를 주는 것이 서비스 품질면에서 좋다.

따라서, 이러한 핸드오프 호를 위해 제 2 도와 같이 전력을 여분으로 남겨둔다.

셋째로, 기지국이 모든 프레임 옵셋들의 사용 상태가 균일하게 분포하도록 프레임 옵셋을 할당함으로써 프레임 옵셋 하드 핸드오프의 발생 확률이 작게 된다.

Claims (7)

1. CDMA 셀룰러 시스템에서의 트래픽 채널 할당 방식에 있어서, 호가 발생하면 호의 종류를 소프터 핸드오프 호, 소프트 핸드오프 호, 하드 핸드오프 호 및 새로운 호로 종류하고 호의 종류 및 상황에 따라 우선 순위를 부여하는 과정 ; 및 상기 발생한 호에 대하여 가용한 자원의 정도를 조사하고, 가용한 자원이 있는 경우 트래픽 채널을 할당하는 과정으로 수행되는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 소프터 핸드오프 호의 경우에는 잔여 전력량이 소정의 임계치(이하, R_Power) 이상이면 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당하며, 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시키는 과정(201,204∼206) 및 잔여 전력량이 R_Power 보다 작으면 T_COMP 핸드오프인 경우에만 잔여 전력량이 초기할당 전력 이상인 경우에 한해 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당하며 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시키고, T_COMP 핸드오프가 아니거나 잔여 전력량이 초기할당 전력보다 작으면 상기 할당을 거부하는 과정(201∼206,207)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 소프트 핸드오프 호의 경우에는 소프트 핸드오프를 위해 요청한 CDMA 주파수에 해당하는 트래픽 채널(이하, CE)의 남은 갯수가 T_COMP를 위해 유보된 소정의 갯수(이하, k) 이상이면 상기 소프터 핸드오프와 같은 방법으로 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당 하며 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시키는 과정(301,304~308), CE의 남은 갯수가 k 미만인 경우에는 T_COMP 핸드오프에 한해 채널 엘리먼트를 모두 사용하고 있는지를 조사하여 전부 사용하고 있지 않으면 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당하며, 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시키는 과정(301~303,304~308) 및 상기 과정에서 초기 전력과 왈쉬 채널이 할당된 호에 대해서 트렁크, 채널 엘리먼트 그룹(이하, CEG) 및 CE를 할당하는 과정(309~312)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 하드 핸드오프 호의 경우에는 인접 기지국들에서 지원하는 CDMA 주파수중에서 가장 적은 호를 처리하는 CDMA 주파수를 선택하는 과정(401) ; 선택된 CDMA 주파수의 채널 엘리먼트가 전부 사용중이 아니고, 잔여 전력이 초기할당 전력 이상이면 그 호에 초기 전력을 할당하고 사용되지 않는 왈쉬 채널을 할당하며, 잔여 전력량을 초기 전력량 만큼 감소시키는 과정(402~405) 및 상기 과정에서 초기 전력과 왈쉬 채널이 할당된 호에 대해서 CEG 및 CE를 할당하는 과정(406∼408)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 새로운 호의 경우에는 새로운 호가 발생한 경우에는 인접 기지국과 공통으로 사용하는 주파수중에서 배정된 CE들이 가장 적은 주파수를 우선적으로 선택하여, 선택하려고 하는 주파수에 배정된 CE중 사용 안하는 CE 갯수가 소정의 갯수(이하, m) 이상이면 그 주파수 선정을 허용하고, 사용 안하는 CE 갯수가 m 미만인 경우에는 기지국에서부터 이동국이 떨어진 거리(Round Trip Delay : 이하 RTD)를 보고 이동국이 멀리 있는 경우 즉, RTD가 소정의 임계치(이하, THR)보다 큰 경우에만 그 주파수를 허용하고, RTD가 THR 이하이면 현 기지국만 사용하는 주파수중에서 제일 적게 사용하고 있는 주파수를 선정하는 과정(501~504) ; 선정된 주파수의 가용한 CE 갯수가 k 미만인 경우에는 채널 할당에 실패하고, k 이상인 경우에는 잔여 전력이 R_Power 이상인 경우에만 초기 전력, 왈쉬 채널, 프레임 옵셋, 트렁크, CEG 및 CE를 할당하는 과정(505~512)으로 수행되는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
6. 제 1 항에 있어서, 각 CEG에서 선택된 프레임 옵셋과 인접한 프레임 옵셋의 사용 상태를 검색하여 그 합이 가장 적은 CEG를 선택하는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.
7. 제 1 항에 있어서, 전체 전력 관리는 섹터 경계 지역을 넘어가는 핸드오프 호에게 새로운 호보다 우선순위를 주도록 핸드오프 호를 위한 전력을 여분으로 남겨두는 것을 특징으로 하는 트래픽 채널 할당 방식.