WO2015099361A1 - 이동통신 시스템에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법 및 장치 Download PDF

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WO2015099361A1
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connection
terminal
scell
terminals
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전남열
김기백
김한석
임현호
최지현
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삼성전자주식회사
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    • H04W36/22—Performing reselection for specific purposes for handling the traffic

Definitions

  • the present invention relates to access control in a mobile communication system supporting a carrier aggregation (CA) technique.
  • CA carrier aggregation
  • call admission control is the initial access point of a terminal or an idle state when a terminal requests Radio Resource Control (RCC) connection to a cell or handovers incoming from another cell to the cell. Start up when requested.
  • RRC Radio Resource Control
  • the base station designates and retains the maximum number of access terminals for each cell.
  • the number of terminals currently connected to the base station is counted each time the terminal is connected and disconnected. For example, at the time of receiving the access request of the terminal, the base station determines whether the sum of the number of access request terminals and the number of access request terminals exceeds the maximum allowed number of access terminals. If the count is exceeded, the access of the corresponding terminal is denied.
  • the conventional call access control method for a mobile communication system does not consider the CA function at all, and therefore, it is assumed that one serving cell resource is used per terminal.
  • a base station supporting CA function uses a conventional call access control method in a state where a conventional terminal that does not support CA and a terminal that supports CA are mixed and connected, medium access control (MAC) or physical
  • MAC medium access control
  • PHY Physical, PHY
  • the base station since only one serving cell is responsible for transmitting and receiving data per terminal when calculating the load for access admission control, the base station is connected to the corresponding cell when calculating the load according to the number of terminals per cell of the base station system. It was enough to consider only the number of terminals. However, even with the introduction of the CA function, there is a problem if the existing access admission control function is maintained without modification.
  • Terminals adding a corresponding cell as a SCell do not consider the resources used as SCell in the load calculation even when resource consumption is high.
  • an abnormal operation is caused by an overload in MAC / PHY resource processing.
  • if there is a request for the addition of the SCell for the MAC / PHY resources of the cell in another cell it does not have a means for limiting this.
  • embodiments of the present invention check the MAC / PHY resource usage state of the cell and determine whether to access the terminal accordingly, thereby supporting a carrier aggregation (CA) function to maximize the available resources of the base station
  • CA carrier aggregation
  • k present in the base station (where k is a positive integer greater than 0) Determining whether there is a PCell (Primary Cell) connection request from the UE for the i th cell (where i is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k) corresponding to one of) cells; If there is a request for a PCell (Primary Cell) connection from the UE, it is determined whether to allow the PCell connection to the i-th cell of the UE based on a threshold load amount corresponding to a maximum limit value of resources allocated to each cell.
  • PCell Primary Cell
  • k present in the base station (where k is less than 0) Determining whether there is an SCell (Secondary Cell) connection request from the UE for the i th cell (where i is a positive integer greater than 0 and less than or equal to k) corresponding to one of the cells; And the SCell connection request for the i-th cell, comparing the i-th resource load allocated to the i-th cell with a threshold load corresponding to a maximum limit value of the resource allocated to each cell. And determining whether to allow the SCell connection.
  • SCell Secondary Cell
  • a terminal access control apparatus for efficient resource utilization in a base station of a mobile communication system supporting a carrier aggregation function (k, wherein k is 0)
  • a first cell detecting whether a primary cell (PCell) connection request is received from a terminal for a cell i corresponding to one of the larger positive integer cells, wherein i is a positive integer greater than 0 and greater than or equal to k
  • An event detector As a result of the detection of the first event detection unit, if there is a request for the connection to the PCell (Primary Cell) from the terminal, the terminal receives the i-th cell of the terminal based on a threshold load amount corresponding to the maximum limit value of the resource allocated to each cell.
  • a first access controller to determine whether to allow the connection to the PCell; And a first resource load calculator for calculating an i-th resource load allocated to the i-th cell if the PCell connection to the i-th cell of the terminal is allowed under the control of the first access controller.
  • the first access controller determines whether to release the SCell connection to at least one or more terminals maintaining Sell (Secondary Cell) connection to the i-th cell by comparing the calculated i-th resource load with the threshold load. Characterized in that.
  • a terminal access control apparatus for efficient resource utilization in a base station of a mobile communication system supporting a carrier aggregation function (k, wherein k is 0)
  • a second cell detecting whether there is a SCell (Secondary Cell) connection request from the UE for a cell i corresponding to one of the larger positive integer cells, wherein i is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k
  • An event detector A second resource load calculator configured to calculate an i-th resource load allocated to the i-th cell; And if the SCell connection request is made to the i-th cell, comparing the i-th resource load calculated by the second resource load calculator with a threshold load corresponding to a maximum limit value of resources allocated to each cell. and a second access controller for determining whether to allow the SCell connection to the i cell.
  • the base station supporting the CA function performs the access admission control or SCell configuration acceptance control of the CA support terminal, thereby reducing the terminal processing resources of the base station without affecting the service performance of the access terminal; Make the most of it. Therefore, while accepting and accepting a sufficient number of terminals up to the available resource limit of the base station to avoid the overload of the base station resources.
  • 1 is a reference diagram for explaining a carrier aggregation function.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an access admission control device of a base station in a system supporting CA in the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart of an embodiment for explaining access admission control when a terminal accesses a base station and when a terminal enters due to a handover.
  • FIG. 4 is a flowchart of an embodiment for explaining admission control when an SCell connection request is made.
  • FIG. 5 is a flowchart of an embodiment for explaining a terminal access control method for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart of an embodiment for explaining a process of releasing an SCell connection (S108) for an i-th cell shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a flowchart of an embodiment for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals shown in FIG. 6.
  • FIG. 8 is a reference diagram for explaining detection of terminals of a cell having the smallest number of PCell connections among other cells.
  • FIG. 9 is a flowchart of another embodiment for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 10 is a flowchart of another embodiment for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 11 is a flowchart of another embodiment for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 12 is a flowchart of another embodiment for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals illustrated in FIG. 6.
  • FIG. 13 is a flowchart of another embodiment for explaining a terminal access control method for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart of an exemplary embodiment for explaining a process of determining whether to allow SCell connection to an i-th cell shown in FIG. 13.
  • 15 is a block diagram of an embodiment for explaining a terminal access control apparatus for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • 16 is a block diagram of another embodiment for explaining a terminal access control apparatus for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • CA Carrier aggregation
  • the following functions are provided on the base station side and the terminal side, respectively. That is, the terminal side should have a function of simultaneously receiving and / or transmitting data from multiple frequencies, and the base station side should also have a function of simultaneous transmission and / or reception at multiple frequencies supported by the terminal side.
  • a terminal that does not support CA may provide a service through a single frequency single cell as in the prior art.
  • a terminal supporting CA may provide a simultaneous transmission / reception service of data through a plurality of cells having different carrier frequencies. That is, the CA support terminal may have a plurality of serving cells.
  • the terminal may perform radio resource control connection by attempting to access one cell among a plurality of cells capable of simultaneous service.
  • the serving cell the state in which the RRC layer and the terminal maintain the connection is called a PCell (Primary Cell) connection, and the state in which the MAC / PHY layer and the terminal maintains the connection only for data transmission and reception is called a SCell (Secondary Cell) connection.
  • PCell Primary Cell
  • SCell Secondary Cell
  • the base station side processing load required for the access procedure, user context management, and higher packet processing of the CA terminal is the same as or similar to the processing load for the conventional terminal. Since the CA terminal simultaneously uses the MAC and PHY layer resources of a plurality of cells having different component frequencies (CCs), a CA and a physical access control layer and physical layer are required to service one CA terminal. The resource usage of the layer increases by the number of aggregated CCs. For example, in FIG. 1, the CA terminal uses all resources of the MAC / PHY layer of cell 1 and cell 2.
  • the access admission control apparatus includes a CA determining unit 1 for determining whether a terminal connected to a base station supports a CA function, a connection control unit 2 for determining whether to accept or reject a connection of the terminal, and notifying the terminal;
  • the control unit 2 accepts the connection of the terminal, the cell-specific load calculation unit 3 that calculates the load for each cell of each component frequency, and releases the connection with the terminal previously maintaining the SCell connection due to exceeding a certain amount of load.
  • SCell release terminal selection section 4 for selecting a terminal to be released if necessary, and SCell connection / release control section 5 for actually performing the SCell connection release.
  • FIG. 3 is a flowchart of an embodiment for explaining access admission control when a terminal accesses a base station and when a terminal enters due to a handover according to the present invention.
  • the access control of the terminal operates at the time of access of the terminal or at the time of inflow due to handover.
  • the CA determining unit 1 checks whether the terminal attempting to access or handover the i-cell is a CA-enabled terminal (S10). Thereafter, the connection control unit determines whether connection to the PCell or handover can be made (S12).
  • Pi denotes the number of terminals using the i-th serving cell as the PCell when all K cells exist in the base station
  • N max is the maximum number of terminals that can be accommodated in the cell based on MAC / PHY processing resources. The maximum allowable number of.
  • the access controller rejects the requested terminal access or handover (S14).
  • P i + 1 ⁇ N max accepts the connection or handover to the terminal PCell (S16). After accepting the connection, P i + 1 is considered to be the new P i .
  • the cell load calculation unit calculates the cell load per component frequency (S18).
  • Cells are both K dog is present in the base station, i-th serving cell la the number of terminals used for the PCell P i, and i, the number of which second serving cell connected to a SCell using only the MAC / PHY resources terminal S
  • the load N i of this i-th serving cell can be calculated using the following equation.
  • S i, j is the number of CA terminals using the i th cell as the SCell while the j th cell is connected to the PCell.
  • C i is a margin of load per cell of the i-th cell which can be set to limit the number of SCell-enabled terminals
  • N max is the maximum allowable number of terminals that can be accommodated in the cell based on MAC / PHY processing resources as described above. to be.
  • N max can be set differently for initial connection of UE, connection of RRC connection in idle state, and incoming at handover.
  • the SCell release terminal selector selects a terminal using the MAC / PHY resource of the cell from the SCell to the SCell (S22).
  • the number of terminals selected corresponds to Ceil (1 / r).
  • Ceil is an operator used in SQL statements. It is an operator that rounds up all numbers corresponding to the decimal point.
  • Ceil (1 / r) is the value rounded to the nearest decimal point of r, which is the relative ratio of the load.
  • the SCell release terminal selector 4 may use any one of the following five methods as a method of selecting a release target terminal. First, at the time of SCell release request, Ceil (1 / r) is randomly selected among the terminals of the cell with the smallest number of terminals having the cell as the SCell. Second, at the time of SCell release request, Ceil (1 / r) is randomly selected among the terminals of the cell having the smallest ratio of the cell as the SCell. Third, at the time of the SCell release request, Ceil (1 / r) among the terminals of the cell having the least load of the cell among the PCells with one terminal having the cell as the SCell are randomly selected.
  • the load of the cell is one or more of the number of access terminals, the radio resource usage rate, the load of the central processing unit, and the memory usage.
  • the terminal of the SCell is sequentially selected as many as Ceil (1 / r).
  • Ceil (1 / r) terminals are selected in the worst order of the channel quality index (CQI).
  • FIG. 4 is a flowchart of an embodiment for explaining admission control when a setup request is made to an SCell.
  • the configuration request is detected by the CA determining unit in the connection or handover incoming of the terminal, the SCell configuration request, the terminal transmits the cell reception power, or when the excess traffic of the base station is requested to detect the SCell configuration request.
  • the load of the cell requested to be set to the SCell is calculated using Equation 1 described above (S32).
  • the device rejects the Scell configuration request for the icell and releases all the cell reception power measurement related settings for the SCell configuration for the UE (S36).
  • the SCell access / release control unit performs SCell configuration by accepting the Scell configuration request for the icell (S38).
  • FIG. 5 is a flowchart of an embodiment for explaining a terminal access control method for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • the event refers to an access attempt or handover attempt for the i-th cell of the terminal.
  • i corresponds to one of k cells (where k is a positive integer greater than 0) existing in the base station, where i is an amount greater than 0 and equal to or less than k. Integer) It is determined whether a cell requests a PCell (Primary Cell) connection, which means resource use for an RRC (Radio Resource Control) layer, from the terminal (S102). Whether to request a PCell (Primary Cell) connection is determined as a PCell connection request when the event attempts to access the i-th cell or handover.
  • PCell Primary Cell
  • RRC Radio Resource Control
  • step S102 if there is a PCell connection request from the terminal, it is determined whether to allow the PCell connection to the i-th cell of the terminal on the basis of the threshold load amount corresponding to the maximum limit value of the resource allocated to each cell ( S104).
  • the threshold load amount refers to the maximum number of terminals that can be accommodated in each cell based on the processing resources for the MAC / PHY layer. It is determined whether to allow the PCell connection according to whether one more value, i.e., P i + 1, added from the previous P i for the i-th cell exceeds the threshold load amount N max .
  • step S104 if one more value, i.e., P i + 1, is added in the number of terminals P i using the i-th cell as the PCell before the current terminal accesses, the corresponding load does not exceed the threshold load N max .
  • the terminal determines the acceptance of the PCell connection (S106). That is, when P i + 1 ⁇ N max , the terminal accepts a connection or handover to the PCell for the I cell. After accepting the connection, P i + 1 is considered to be the new P i .
  • step S106 at least one or more terminals maintaining an SCell connection indicating resource usage for the MAC / PHY layer of the i-th cell by comparing the i-th resource load allocated to the i-th cell with the threshold load amount It is determined whether to release the SCell connection for (S108).
  • FIG. 6 is a flowchart of an exemplary embodiment for explaining whether to determine whether to release a SCell connection to an i-th cell shown in FIG. 5 (S108).
  • the i th resource load amount is calculated (S200).
  • Equation 1 described above is used.
  • N i denotes the i-th resource load
  • P i denotes the number of terminals maintaining the PCell connection with respect to the i-th cell
  • S i denotes the SCell connection with respect to the i-th cell. It means the number of terminals to be maintained
  • C i refers to the margin of the resource load that can be set to limit the terminal attempting to connect the SCell to the i-th cell.
  • S i, j maintains the SCell connection to the i-th cell while maintaining the PCell connection to a j-th cell, where j is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k. It means the number of terminals, r is the relative ratio of the resource load when the SCell connection to the resource load occupied by one terminal when the PCell connection.
  • step S200 it is determined whether there is at least one number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell (S202). If the number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell does not exist, there is no more terminal to release the SCell connection, and thus the process is terminated.
  • step S202 if there is at least one number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell, it is determined whether the calculated i-th resource load exceeds the threshold load (S204).
  • the i th resource load is a value in which the number 1 increases according to the PCell connection to the resource load N i before the PCell connection of the UE, that is, N i + 1, and whether N i + 1 exceeds the threshold load N max .
  • N i + 1 does not exceed the threshold load amount N max , it means that the resource amount of the i-th cell is free, and thus the foregoing process is terminated without disconnecting the UE in the SCell connection state. .
  • step S204 if the calculated i-th resource load exceeds the threshold load, the connection to the one or more terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell is released (S206). That is, if N i + 1 exceeds the threshold load amount N max , it means that the resource amount of the i-th cell cannot be spared, and thus, SCell connection is released to any one or more of the terminals in the SCell connection state.
  • FIG. 7 is a flowchart of an embodiment (S206-A) for describing a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals shown in FIG.
  • the terminals maintaining the SCell connection with respect to the i-th cell maintain the PCell connection with other cells
  • the terminals of the cell having the smallest number of PCell connections are detected among the other cells (S300).
  • FIG. 8 is a reference diagram for explaining detection of terminals of a cell having the smallest number of PCell connections among other cells.
  • the terminal m attempts to access the i-th cell, and the PCell connection is allowed.
  • the base station according to the PCell connection to the i-th cell of the terminal m should release any one or more of the other terminals connected to the i-th cell, for example, terminal 1 to terminal 8.
  • terminal 1 and terminal 2 maintain PCell connection with the first cell
  • terminal 3, terminal 4, and terminal 5 establish a PCell connection with the second cell.
  • the terminal 6, the terminal 7 and the terminal 8 maintain the PCell connection with the fourth cell.
  • the first cell is two, and the second cell and the second cell are detected.
  • Four cells are three each. Therefore, since the cell having the smallest number of PCell connections with the UEs corresponds to the first cell, UEs 1 and 2 connected to the first cell are detected as terminals for releasing SCell connections to the i-th cell. .
  • the relative ratio r of the resource load is a relative ratio of the load when the terminal is used as the SCell when connected to the PCell.
  • Ceil (1 / r) is determined as a terminal for releasing the SCell connection.
  • Ceil is an operator used in SQL statements.
  • step S302 the SCell connection in the i-th cell is released for the determined terminal (S304).
  • the terminal performs the release on the SCell connection state for the i-th cell for the terminals determined to be released.
  • FIG. 9 is a flowchart of another embodiment (S206-B) for explaining the disconnection (S206) for the selected terminals among the SCell connected terminals shown in FIG.
  • the terminals maintaining the SCell connection with respect to the i-th cell maintain the PCell connection with other cells, respectively, the terminals of the cell having the lowest ratio of the SCell connection with respect to the i-th cell among the other cells are selected. It is detected (S400).
  • the terminal 1 and the terminal 2 maintain the PCell connection with the first cell, and the terminal 3, the terminal 4, and the terminal 5.
  • the PCell maintains the PCell connection with the second cell
  • the terminal 6, the terminal 7, and the terminal 8 maintain the PCell connection with the fourth cell.
  • the cells maintaining the PCell connection with the terminals 1 to 8 are the first cell, the second cell, and the fourth cell.
  • each of the first cell, the second cell, and the fourth cell may have SCell connection to other cells in addition to the SCell connection to the i-th cell.
  • the SCell connection ratio for the i-th cell is compared with the SCell connection ratio for the other cells, thereby detecting a cell having the smallest connection ratio. If the cell having the smallest SCell connection ratio for the i-th cell corresponds to the first cell, UE 1 and UE 2 connected to the first cell are detected as terminals for releasing SCell connection for the i-th cell.
  • step S400 as many as the terminal corresponding to the inverse of the relative ratio of the resource load amount according to the PCell connection and the SCell connection of the detected terminals as a terminal for releasing the SCell connection (S402). Since step S402 is the same as step S302 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • step S402 the SCell connection in the i-th cell is released for the determined terminal (S404). Since step S404 is the same as step S304 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 10 is a flowchart of another embodiment (S206-C) for explaining the disconnection (S206) for the selected terminals among the SCell connected terminals shown in FIG.
  • the terminals maintaining the SCell connection with respect to the i-th cell maintain the PCell connection with other cells
  • the terminals of the cell having the least cell load among the other cells are detected (S500).
  • the cell load amount corresponds to one or more of the number of connected terminals, the radio resource usage rate, the load of the central processing unit, and the memory usage.
  • the terminal 1 and the terminal 2 maintain the PCell connection with the first cell, and the terminal 3, the terminal 4, and the terminal 5.
  • the PCell maintains the PCell connection with the second cell
  • the terminal 6, the terminal 7, and the terminal 8 maintain the PCell connection with the fourth cell.
  • the cells maintaining the PCell connection with the terminals 1 to 8 are the first cell, the second cell, and the fourth cell.
  • each of the first cell, the second cell, and the fourth cell has a load due to allocation of resources required for serving.
  • a cell load amount When such a load amount is referred to as a cell load amount, a cell having the smallest cell load amount is detected among the first cell, the second cell, or the fourth cell. If the cell having the least cell load among the first cell, the second cell, and the fourth cell corresponds to the first cell, the terminal 1 and the terminal 2 connected to the first cell may be configured to release the SCell connection to the i-th cell. Detect as terminals.
  • step S500 as many as the terminal corresponding to the inverse of the relative ratio of the resource load according to the PCell connection and the SCell connection among the detected terminals is determined as the terminal for the release of the SCell connection (S502). Since step S502 is the same as step S302 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • step S502 the SCell connection in the i-th cell is released for the determined terminal (S504). Since step S504 is the same as step S304 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 11 is a flowchart of another embodiment (S206-D) for explaining the disconnection (S206) for the selected terminals among the SCell connected terminals shown in FIG.
  • Terminals having the longest time that the SCell connection is not used are sequentially detected among the terminals for which the SCell connection is maintained for the i-th cell (S600).
  • terminals having the longest time without using a service such as data exchange between the i-cell and the terminal according to the SCell connection are sequentially Detects with Information about when the connection status was not used is provided by the scheduler. For example, if the longest terminals that do not use the connected state are in the order of the terminal 1, the terminal 2, etc., according to the order, for the release of the SCell connection for the i-th cell for the terminal 1 and the terminal 2 Detect as terminals.
  • step S600 as many as the terminal corresponding to the inverse of the relative ratio of the resource load according to the PCell connection and the SCell connection among the detected terminals is determined as the terminal for the release of the SCell connection (S602). Since step S602 is the same as step S302 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • step S602 the SCell connection in the i-th cell is released for the determined terminal (S604). Since step S604 is the same as step S304 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 12 is a flowchart of another embodiment (S206-E) for explaining a disconnection (S206) for selected terminals among SCell connected terminals shown in FIG.
  • the channel quality index refers to radio channel quality for the terminal and is an index measured by the terminal and transmitted to the base station.
  • terminals having the lowest channel quality index are sequentially detected among the terminals 1 to 8 maintaining the SCell connection with respect to the i-th cell.
  • the channel quality indicator (CQI) is provided from each of the terminals 1-8. For example, if the terminals having the lowest channel quality indicators are in the order of the terminal 1, the terminal 2, and the like, the terminal 1 and the terminal 2 are detected as terminals for releasing SCell connection to the i-th cell for the terminal 1 and terminal 2. .
  • step S700 as many as the number corresponding to the inverse of the relative ratio of the resource load according to the PCell connection and the SCell connection of the detected terminals as a terminal for the release of the SCell connection (S702). Since step S702 is the same as step S302 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • step S702 the SCell connection in the i-th cell is released for the determined terminal (S704). Since step S704 is the same as step S304 described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the setting for power measurement for the SCell connection is released (S110).
  • the configuration for releasing a request for an additional SCell connection is canceled so as to measure and report power from the terminal.
  • step S104 if the PCell connection to the i-th cell of the terminal is not allowed, it is determined to reject the PCell connection request for the i-th cell of the terminal (S112). If the i-th cell, the number of terminals used for the PCell P i now the the terminal attempting to access one or more additional values i.e., P i + 1 eseo exceeds the critical load (N max), the i-th cell anymore PCell connection There is no resource to do this. Therefore, at this time, the PCell connection request for the i-th cell of the UE is rejected.
  • N max critical load
  • FIG. 13 is a flowchart of another embodiment for explaining a terminal access control method for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • S800 It is determined whether an event has occurred (S800). It is determined that an event has occurred when there is an access attempt or a handover attempt to the i-th cell of the terminal, when the power information on the i-th cell is received from the terminal, or when the base station itself determines that the traffic exceeds a predetermined level. do.
  • i corresponds to one of k cells (where k is a positive integer greater than 0) present in the base station, where i is an amount greater than 0 and equal to or less than k. Integer) It is determined whether there is a connection request for SCell connection, which means resource use for the MAC / PHY layer of the cell (S802). If there is an access attempt or a handover attempt to the i-th cell of the terminal, or when the power information on the i-th cell is received from the terminal, or the base station itself determines that the traffic of a certain level or more is excessive, there is a SCell connection request. I think that. If there is no connection request to the SCell, the above-described process is terminated.
  • the i-th resource load allocated to the i-th cell is compared with a threshold load corresponding to the maximum limit value of the resource allocated to each cell. It is determined whether to allow the SCell connection to the i cell (S804).
  • FIG. 14 is a flowchart of an exemplary embodiment for explaining a process of determining whether to allow SCell connection to an i-th cell shown in FIG. 13.
  • the i th resource load amount is calculated (S900).
  • the i th resource load amount is calculated using Equation 1 described above.
  • N i denotes the i-th resource load
  • P i denotes the number of terminals maintaining PCell connection, which means resource use for the RRC layer of the i-th cell
  • S i denotes the i-th
  • C i means a margin of resource load that can be set to limit the terminal attempting to connect the SCell to the i-th cell.
  • S i, j maintains the SCell connection to the i-th cell while maintaining the PCell connection to a j-th cell, where j is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k. It means the number of terminals, r is the relative ratio of the resource load when the SCell connection to the resource load occupied by one terminal when the PCell connection.
  • step S900 it is determined whether the calculated i-th resource load exceeds a threshold load amount corresponding to a maximum threshold value of resources allocated to each cell (S902).
  • the i th resource load is a value in which the number 1 increases according to the PCell connection to the resource load N i before the PCell connection of the UE, that is, N i + 1, and whether N i + 1 exceeds the threshold load N max .
  • step S902 If it is determined in step S902 that the calculated i-th resource load exceeds the threshold load, it is determined to reject the request for establishing the SCell connection for the i-th cell (S904). That is, when N i + 1 exceeds the threshold load amount N max , it means that the resource amount of the i th cell cannot be afforded. That is, it means that the resource amount of the i-th cell corresponds to a state in which additional SCell connection cannot be allowed, and thus rejects the request for establishing the SCell connection.
  • step S904 the setting related to power measurement for the SCell connection is released (S906).
  • the configuration for releasing a request for an additional SCell connection is canceled so that the UE measures and reports power. .
  • step S902 if the calculated i-th resource load does not exceed the threshold load, it is determined to accept the SCell connection request for the i-th cell (S908). If N i + 1 does not exceed the threshold load (N max ), it means that the resource amount of the i-th cell is free, and thus, it is determined to accept the request of the SCell connection for the i-th cell.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an embodiment of a terminal access control apparatus 1000 for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • the first event detection unit 1010, the first access control unit 1020, and the first embodiment are described.
  • the first event detector 1010 detects an event occurrence.
  • the first event detector 1010 detects an access attempt or a handover attempt, etc. of the i-th cell of the terminal as the event. If an event occurs, the first event detector 1010 detects whether there is a PCell connection request for the i-th cell existing in the base station, and transmits the detected signal to the first access controller 1020.
  • the first access control unit 1020 When the first access control unit 1020 receives a signal indicating that there is a PCell connection request from the first event detecting unit 1010, the first access control unit 1020 receives the signal of the terminal based on a threshold load amount corresponding to a maximum limit value of a resource allocated to each cell. It is determined whether to allow the PCell connection to the i-th cell, and transmits the determined signal to the first resource load calculator 1030.
  • the threshold load amount refers to the maximum number of terminals that can be accommodated in each cell based on the processing resources for the MAC / PHY layer.
  • the first access controller 1020 determines whether to allow the PCell connection according to whether one more value added from the previous P i for the i-th cell, that is, P i + 1 exceeds the threshold load amount N max . do.
  • the first access controller 1020 may add one more value, i.e., P i + 1, which exceeds the threshold load amount N max , from the number of terminals P i using the i-th cell as the PCell before the current terminal accesses. If not, the terminal determines to accept the connection or handover.
  • the first resource load calculation unit 1030 When the first resource load calculation unit 1030 receives a determination signal from the first access control unit 1020 that the PCell connection to the i-th cell of the terminal is allowed, the i-th resource load amount allocated to the component frequency of the i-th cell Is calculated, and the calculated signal is transmitted to the first connection controller 1020.
  • the first resource load calculation unit 1030 calculates the i th resource load using the above equation (1).
  • N i denotes the i-th resource load
  • P i denotes the number of terminals maintaining the PCell connection with respect to the i-th cell
  • S i denotes the SCell connection with respect to the i-th cell.
  • C i refers to the margin of the resource load that can be set to limit the terminal attempting to connect the SCell to the i-th cell.
  • S i, j maintains the SCell connection to the i-th cell while maintaining the PCell connection to a j-th cell, where j is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k.
  • r is the relative ratio of the resource load when the SCell connection to the resource load occupied by one terminal when the PCell connection.
  • the first access controller 1020 may be configured for the at least one terminal maintaining the SCell connection indicating resource usage for the MAC / PHY layer of the i-th cell according to the calculated i-th resource load. Disconnect the SCell.
  • the first access controller 1020 detects whether there is at least one number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell. If there is at least one number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell, the first access controller 1020 determines whether the calculated i-th resource load exceeds the threshold load. The first access controller 1020 determines whether the value 1 increased, that is, N i + 1 exceeds the threshold load amount N max according to the PCell connection to the previous resource load amount N i . If N i + 1 does not exceed the threshold load amount N max , the first access controller 1020 means that the resource amount of the i-th cell is free, and thus disconnects the UE from the SCell connected state. The above process is terminated without doing so.
  • the first access controller 1020 may be connected to any one or more of the terminals in the SCell connection state. Disconnect the SCell for
  • the first access controller 1020 may exemplify five methods as a method of detecting a terminal for release among SCell connected terminals.
  • the first access controller 1020 may determine that the number of PCell connections among the other cells is increased when the terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell maintain the PCell connection with other cells, respectively. Detect the terminals of the least cell. Referring to FIG. 8 described above, in terminals 1 to 8 maintaining SCell connection with respect to the i-th cell, terminal 1 and terminal 2 maintain PCell connection with the first cell, and terminal 3, terminal 4 and The terminal 5 maintains the PCell connection with the second cell, and the terminal 6, the terminal 7, and the terminal 8 maintain the PCell connection with the fourth cell.
  • the first access controller 1020 may connect the SCell with respect to the i-th cell with respect to the terminal 1 and the terminal 2 connected to the first cell. Detects as terminals for release of.
  • the first access control unit 1020 may be configured to perform the control on the i-th cell among the other cells when the terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell maintain the PCell connection with other cells, respectively. Terminals of the cell having the smallest ratio of SCell connections are detected.
  • the cells maintaining the PCell connection with the terminals 1 to 8 are the first cell, the second cell, and the fourth cell. However, each of the first cell, the second cell, and the fourth cell may have SCell connection to other cells in addition to the SCell connection to the i-th cell.
  • the first access control unit 1020 detects a cell having the smallest connection ratio in the first cell, the second cell, and the fourth cell, compared with the SCell connection ratio for the other cells of the i cell. . Therefore, if the cell having the smallest SCell connection ratio to the i-th cell corresponds to the first cell, the first access controller 1020 may connect the SCell to the i-th cell with respect to the terminal 1 and the terminal 2 connected to the first cell. Detects as terminals for release of.
  • the first access control unit 1020 is a cell of the least cell load among the other cells when the terminals maintaining the SCell connection with respect to the i-cell, each cell and the PCell connection, respectively Detect terminals.
  • the first access controller 1020 checks values of the number of connection terminals, radio resource usage rate, load of the central processing unit, memory usage, etc., for each cell as the cell load.
  • the cells maintaining the PCell connection with the terminals 1 to 8 are the first cell, the second cell, and the fourth cell. However, each of the first cell, the second cell, and the fourth cell has a load due to allocation of resources required for serving.
  • the first connection control unit 1020 detects a cell having the smallest cell load amount among the first cell, the second cell, or the fourth cell. If the cell having the smallest cell load among the first cell, the second cell, and the fourth cell corresponds to the first cell, the first access controller 1020 may perform the i-th cell with respect to the terminal 1 and the terminal 2 connected to the first cell. Detect as terminals for the release of the SCell connection to.
  • the first access controller 1020 sequentially detects terminals having the longest time that the SCell connection is not used among the terminals for which the SCell connection is maintained for the i-th cell.
  • terminals having the longest time without using a service such as data exchange between the i-cell and the terminal according to the SCell connection are sequentially Detect by The first access control unit 1020 is provided through a scheduler (not shown) for information on a time when the connection state is not used.
  • the first access control unit 1020 For example, if the longest terminals that do not use the connected state are in the order of the terminal 1, the terminal 2, etc., the first access control unit 1020 according to the order, the i-th cell for the terminal 1 and terminal 2 Detect as terminals for the release of the SCell connection to.
  • the first access controller 1020 sequentially detects terminals having the lowest channel quality indicator (CQI) among the terminals for which the SCell connection is maintained for the i-th cell.
  • the channel quality index refers to radio channel quality for the terminal and is an index measured by the terminal and transmitted to the base station. Referring to FIG. 8, among the terminals 1 to 8 maintaining the SCell connection with respect to the i-th cell, terminals having the lowest channel quality index (CQI) are sequentially detected.
  • the channel quality indicator (CQI) is provided from each of the terminals 1-8.
  • the first access control unit 1020 For example, if the terminals having the lowest channel quality indicators are in the order of the terminal 1, the terminal 2, etc., the first access control unit 1020 according to the order, SCell connection to the i-th cell for the terminal 1 and terminal 2 Detects as terminals for release of.
  • the first connection controller 1020 connects the SCell by the number corresponding to the inverse of the relative ratio of the resource load according to the PCell connection and the SCell connection among the terminals detected by any one of five methods. Determine as a terminal for release of.
  • the relative ratio r of the resource load is the relative ratio of the load when the terminal is used as the SCell compared to the load occupied by one terminal when connected to the PCell.
  • the first access controller 1020 determines the number of Ceil (1 / r) as a terminal for releasing the SCell connection. That is, the first access control unit 1020 determines a value for rounding off the value corresponding to the inverse of r corresponding to the relative ratio of the load amount as the terminal for releasing the SCell connection.
  • the first access controller 1020 releases the SCell connection in the i-th cell with respect to the determined terminal.
  • the first access controller 1020 releases the SCell connection state for the i-th cell with respect to terminals determined to be released.
  • the first access control unit 1020 releases the setting for the power measurement for the SCell connection (S110).
  • the first access control unit 1020 measures power from the terminal in order to prevent a request for an additional SCell connection from occurring. Turn off the setting to report.
  • the first access controller 1020 determines to reject the PCell connection request to the i-th cell of the terminal. If the i-th cell, the number of terminals used for the PCell P i now the the terminal attempting to access one or more additional values i.e., P i + 1 eseo exceeds the critical load (N max), the i-th cell anymore PCell connection Since there is no resource to do this, the first access controller 1020 makes a rejection decision on the PCell connection request for the i-th cell of the terminal.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating another embodiment of a terminal access control apparatus 1100 for efficient resource utilization in a base station according to the present invention.
  • the second event detecting unit 1110, the second access control unit 1120, The second resource load calculation unit 1130 is included.
  • the second event detector 1110 detects an event occurrence.
  • the second event detecting unit 1110 may be an attempt to access or handover an i-th cell of the terminal as the event, or may receive power information on the i-th cell from the terminal, or the base station may perform traffic of a predetermined level or more. If it is determined that the excess of the event is determined to occur.
  • the second event detecting unit 1110 detects whether there is a SCell connection request indicating resource usage for the MAC / PHY layer of the i-th cell existing in the base station, and detects the detected signal as a second access control unit. 1120).
  • the second connection controller 1120 instructs the resource load amount calculation of the second resource load calculator 1130 according to the SCell connection request.
  • the second resource load calculator 1130 calculates the i < th > resource load assigned to the component frequency of the i-th cell under the control of the second connection controller 1120, and outputs the calculated signal to the second connection controller 1120. To pass).
  • the second resource load calculator 1130 calculates the i < th > resource load by using Equation 1 described above.
  • N i denotes the i-th resource load
  • P i denotes the number of terminals maintaining a PCell (Primary Cell) connection, which means resource use for an RRC (Radio Resource Control) layer of the i-th cell.
  • S i means the number of terminals maintaining the SCell connection to the i-th cell
  • C i is a resource that can be set to limit the terminal attempting the SCell connection to the i-th cell. It means the margin of load.
  • S i, j maintains the SCell connection to the i-th cell while maintaining the PCell connection to a j-th cell, where j is a positive integer greater than 0 and equal to or less than k. It means the number of terminals, r is the relative ratio of the resource load when the SCell connection to the resource load occupied by one terminal when the PCell connection.
  • the second access controller 1120 determines whether to allow the SCell connection to be set for the i-th cell according to the i-th resource load calculated by the second resource load calculator 1130.
  • the second access controller 1120 determines whether the calculated i-th resource load exceeds a threshold load amount corresponding to a maximum limit value of resources allocated to each cell.
  • the second access control unit 1120 determines whether N i + 1 exceeds the threshold load amount N max as a value in which the number 1 increases, that is, N i + 1 according to the PCell connection to the previous resource load amount N i . .
  • the second access controller 1120 determines to reject the request for establishing the SCell connection for the i-th cell. That is, when N i + 1 exceeds the threshold load amount N max , it means that the resource amount of the i th cell cannot be afforded. Therefore, since the resource amount of the i-th cell corresponds to a state in which additional SCell connection is not allowed, the second access controller 1120 determines to reject the SCell connection establishment request.
  • the second connection controller 1120 releases the setting regarding the power measurement for the SCell connection.
  • the second access controller 1120 measures power from the terminal in order to prevent a request for an additional SCell connection from occurring. Turn off the setting to report.
  • the second access controller 1120 determines to accept the request for establishing the SCell connection for the i-th cell. If N i + 1 does not exceed the threshold load N max , it means that the resource amount of the i-th cell is free, and therefore, the second access control unit 1120 determines to accept the request for establishing the SCell connection for the i-th cell. do.
  • Methods according to the embodiments described in the claims and / or specification of the present invention may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • a computer-readable storage medium for storing one or more programs may be provided.
  • One or more programs stored in a computer readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device.
  • One or more programs include instructions that cause an electronic device to execute methods in accordance with embodiments described in the claims and / or specifications of the present invention.
  • Such programs may include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • magnetic disc storage device compact disc ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms
  • CD-ROM compact disc ROM
  • DVDs digital versatile discs
  • It can be stored in an optical storage device, a magnetic cassette. Or, it may be stored in a memory composed of some or all of these combinations.
  • each configuration memory may be included in plural.
  • the electronic device may be connected to a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may access an electronic device through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may connect to the portable electronic device.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WLAN), or a storage area network (SAN), or a combination thereof. It may be stored in an attachable storage device that is accessible. Such a storage device may access an electronic device through an external port.
  • a separate storage device on the communication network may connect to the portable electronic device.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예들은 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 단말 접속 제어방법 및 장치를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 이동통신 시스템의 기지국에서 단말 접속 제어방법은, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정; 상기 단말로부터 상기 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있다면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정; 및 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용된다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 상기 임계 부하량과 비교하여 상기 제i 셀에 SCell(Secondary Cell) 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결의 해제 여부를 결정하는 과정을 포함한다.

Description

이동통신 시스템에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법 및 장치
본 발명은 반송파 집성 (Carrier Aggregation, 이하 CA라 칭함) 기술을 지원하는 이동통신 시스템에서 접속 제어에 관한 것이다.
이동 통신 시스템에서 기지국 내 한 셀에 접속하는 단말의 수가 특정 수준 이상으로 증가하면 처리 부하가 늘어나 접속해 있는 단말들에게 정상적으로 서비스가 되는 최소 성능을 보장할 수 없게 된다. 이러한 과부하 상태가 되는 것을 미리 방지하기 위해 기지국은 접속 단말들의 최소 성능을 보장하는 접속 허용 한도를 셀 단위로 지정할 수 있도록 하고, 이 한도를 넘은 접속 요구에 대해서는 접속 요청을 거절하는 기능을 구비하고 있다. 이 기능을 호 수락 제어(call admission control)라고 한다. 다수 사용자 이동 통신 시스템에서 호 수락 제어는 단말의 초기 접속 시점 혹은 아이들(idle) 상태의 단말이 셀로 무선 자원 제어(Radio Resource Control, RRC) 연결을 요청한 시점이거나, 다른 셀로부터 해당 셀로 핸드오버 인입을 요청한 시점에 기동한다.
기지국은 셀 별로 최대 접속 허용 접속 단말수를 지정하여 보유한다. 또 기지국에 현재 접속해 있는 단말수를 단말의 접속시와 접속 해제시마다 카운트를 하여 가지고 있다. 예를 들어, 단말의 접속 요구를 수신한 시점에 기지국은 현재 접속 단말수에 접속 요구 단말수를 합한 수가 최대 접속 허용 단말 수를 넘어서는지 판단하여, 넘어서지 않는 경우에는 접속을 수락하고 현재 접속 단말수에 카운트하며, 넘어서는 경우 해당 단말의 접속을 거부한다.
그런데, 종래의 이동통신 시스템을 위한 호 접속 제어 방식은 CA 기능을 전혀 고려하고 있지 않으므로, 단말 하나 당 서빙 셀 자원 하나를 사용하는 것을 가정하고 있다. CA 기능을 지원하는 기지국이 CA를 지원하지 않는 종래 단말과 CA를 지원하는 단말이 혼재되어 접속한 상태에서 종래의 호 접속 제어 방식을 그대로 사용하는 경우 매체접근제어(Medium Access Control, MAC)이나 물리(Physical, PHY) 계층의 자원 관리가 적절히 되지 않아 문제가 발생한다.
즉, CA 기능 도입 전의 종래 기지국에서는 접속 수락 제어를 위한 부하량 연산시 한 단말당 데이터 송수신을 담당하는 서빙 셀은 오직 하나뿐이므로, 기지국 시스템의 셀당 단말수에 따른 부하량 연산시 해당 셀에 접속되어 있는 단말의 수만 고려하는 것으로 충분하였다. 그러나 CA 기능이 도입되었는데도 불구하고 기존 접속 수락 제어 기능을 변경 없이 유지하면 문제가 발생한다.
해당 셀을 SCell(Secondary Cell)로서 추가하고 있는 단말들로 인해 자원소모가 큰 상태에서도 부하량 연산에서는 SCell로 사용되는 자원은 고려하지 않기 때문에 PCell(Primary Cell)로서 접속을 요구하는 단말 접속을 수용하게 되고, MAC / PHY 자원 처리상의 과부하로 이상동작이 유발된다. 또한, 다른 셀에서 본 셀의 MAC / PHY 자원에 대한 SCell 추가 요구가 있을 경우, 이를 제한하는 수단을 구비하고 있지 않다.
따라서, 본 발명의 실시예들은 셀의 MAC / PHY 자원 사용 상태를 확인하고, 이에 따라 단말의 접속 여부를 결정하도록 하여, 기지국의 가용자원을 최대한 활용할 수 있도록 하는 반송파 집성(CA)기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 반송파 집성 기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법에 있어서, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정; 상기 단말로부터 상기 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있다면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정; 및 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용된다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 상기 임계 부하량과 비교하여 상기 제i 셀에 SCell(Secondary Cell) 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결의 해제 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법에 있어서, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 SCell(Secondary Cell) 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정; 및 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결 요청이 있다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량과 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 비교하여 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치에 있어서, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있는가를 감지하는 제1 이벤트 감지부; 상기 제1 이벤트 감지부의 감지 결과, 상기 단말로부터 상기 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있다면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 결정하는 제1 접속 제어부; 및 상기 제1 접속 제어부의 제어에 따라, 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용되었다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 산출하는 제1 자원 부하량 산출부를 포함하고, 상기 제1 접속 제어부는 상기 산출된 제i 자원 부하량을 상기 임계 부하량과 비교하여 상기 제i 셀에 Sell(Secondary Cell) 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결의 해제 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 지원하는 이동통신 시스템의 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치에 있어서, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 SCell(Secondary Cell) 연결 요청이 있는가를 감지하는 제2 이벤트 감지부; 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 산출하는 제2 자원 부하량 산출부; 및 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결 요청이 있다면, 상기 제2 자원 부하량 산출부에서 산출된 상기 제i 자원 부하량과 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 비교하여 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 허용 여부를 결정하는 제2 접속 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, CA 기능을 지원하는 기지국이 CA지원 단말의 접속 수락 제어 또는 SCell 설정 수락 제어를 수행함으로써, 접속한 단말의 서비스 성능에 영향을 주지 않으면서도 기지국의 단말 처리 자원을 최대한 활용할 수 있도록 한다. 따라서, 기지국의 가용자원 한계까지 충분한 수의 단말을 접속 수용하면서도 기지국 자원의 과부하를 발생시키지 않도록 한다.
본 발명 및 그의 효과에 대한 보다 완벽한 이해를 위해, 첨부되는 도면들을 참조하여 하기의 설명들이 이루어질 것이고, 여기서 동일한 참조 부호들은 동일한 부분들을 나타낸다.
도 1은 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 설명하기 위한 참조도이다.
도 2는 본 발명에서의 CA를 지원하는 시스템에서 기지국의 접속 수락 제어 장치의 구성을 예시한 블록도이다.
도 3은 단말의 기지국 접속시 및 핸드오버로 인한 단말 인입시의 접속 수락 제어를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 4는 SCell 연결 요청 시의 수락 제어를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 6은 도 5에 도시된 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제 과정(S108)을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 7은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 8은 다른 셀들 중에서 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀의 단말들을 검출하는 것에 대해 설명하기 위한 참조도이다.
도 9는 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
도 10은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
도 11은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
도 12는 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
도 13은 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법을 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
도 14는 도 13에 도시된 제i 셀에 대한 SCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
도 15는 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도이다.
도 16은 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 블록도이다.
본 특허 명세서에서 본 발명의 원리들을 설명하기 위해 사용되는 도 1 내지 도 16은 단지 예시를 위한 것인 바, 발명의 범위를 제한하는 어떠한 것으로도 해석되서는 안된다. 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 원리들이 적절하게 배치된 임의의 무선 통신시스템에서도 구현될 수 있음을 이해할 것이다.
반송파 집성(Carrier Aggregation, 이하 CA라 칭함) 기술은 단말과 기지국이 두 개 이상의 반송파 주파수를 통해 데이터를 동시에 송수신함으로써 한 단말 당 데이터 전송률을 높이는 기술이다. CA 기술을 사용하기 위해서는 기지국 측과 단말 측에 이하의 기능이 각각 구비된다. 즉, 단말 측에서는 다수 주파수로부터의 데이터 동시 수신 및/또는 송신하는 기능을 구비하고 있어야 하고, 기지국 측에서도 단말 측이 지원하는 다수 주파수로의 동시 송신 및/또는 수신하는 기능을 갖추어야 한다.
도 1은 반송파 집성(Carrier Aggregation)기능을 설명하기 위한 참조도이다. CA를 지원하지 않는 단말에게는 종래와 같이 단일 주파수 단일 셀을 통한 서비스를 제공할 수 있다. 한편, CA를 지원하는 단말에게는 다른 반송파 주파수를 가지는 다수의 셀들을 통해 데이터의 동시 송수신 서비스를 제공할 수 있다. 즉, CA 지원 단말은 다수의 서빙 셀을 가질 수 있다. 단말은 동시 서비스가 가능한 다수의 셀 중에서 하나의 셀에 접속 시도를 수행하여 라디오 리소스 제어 (Radio Resource Control) 연결을 할 수 있다. 서빙 셀에 있어서 RRC 계층과 단말이 연결을 유지하는 상태를 PCell(Primary Cell) 연결이라 하고, 데이터 송수신만을 위해 MAC / PHY 계층과 단말이 연결을 유지하는 상태를 SCell(Secondary Cell) 연결이라 한다.
CA 단말의 접속 절차 및 사용자 컨텍스트 관리 그리고 상위 패킷 처리에 소요되는 기지국 측 처리 부하는 종래 단말을 위한 처리 부하와 동일하거나 거의 유사하다. CA 단말은 다른 성분 주파수 (Component Carrier, 이하 CC) 를 가진 복수 셀들의 매체 접속 제어 (MAC) 계층과 물리 (PHY) 계층 자원을 동시에 사용하므로, CA 단말 하나를 서비스하는데 필요한 매체 접속 제어 계층과 물리 계층의 자원 사용량은 집성하는 CC 수만큼 늘어난다. 예를 들어, 도 1에서 CA 단말은 셀 1번과 셀 2번의 MAC/PHY 계층의 자원을 모두 사용하고 있다.
도 2는 본 발명에서의 CA를 지원하는 시스템에서 기지국의 접속 수락 제어 장치의 구성을 예시한 블록도이다. 접속 수락 제어 장치는 기지국에 접속하는 단말이 CA 기능을 지원하는 단말인지 판별하기 위한 CA 여부 판단부(1), 해당 단말의 접속 수락 혹은 거절을 결정하고 단말에 통지하는 접속 제어부(2), 접속 제어부(2)에서 단말의 접속 수락 시에, 각 성분 주파수의 셀마다 부하량을 연산하는 셀별 로드 연산부(3), 부하량 일정 기준을 초과함으로 인해 이전에 SCell 연결을 유지하고 있던 단말과의 연결을 해제해야 하는 경우에 해제되어야 할 단말을 선택하는 SCell 해제 단말 선택부(4), 및 실제로 SCell 접속 해제를 수행하는 SCell 접속/해제 제어부(5)로 구성된다.
도 3은 본 발명에 따라, 단말의 기지국 접속시 및 핸드오버로 인한 단말 인입시의 접속 수락 제어를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다. 단말의 접속 제어는 단말의 접속 시점 혹은 핸드오버로 인한 유입 시점에 동작한다.
CA 여부 판별부(1)에서, i셀에 대한 접속 혹은 핸드오버 인입을 시도하는 단말이 CA 동작 가능 단말인지의 여부를 확인한다(S10). 그 후, 접속 제어부에서, PCell로의 접속 혹은 핸드오버 인입 가능 여부를 판단한다(S12). 여기서, Pi는 기지국 내에 셀이 모두 K 개가 존재하다고 할 때, i번째 서빙 셀을 PCell로 사용하는 단말의 수를 의미하고, Nmax 는 MAC/PHY 처리 자원을 기준으로 셀에서 최대로 수용 가능한 단말의 최대 허용수이다.
Pi + 1 > Nmax 인 경우 접속 제어부는 요청된 단말 접속 혹은 핸드오버를 거절한다(S14). 한편, Pi + 1 ≤ Nmax 인 경우 단말의 PCell로의 접속 혹은 핸드오버를 수락한다(S16). 접속 수락 후에는 Pi + 1을 새로운 Pi로 간주한다.
PCell로의 접속 수락 후에, 셀별 부하 연산부에서, 성분 주파수 당 셀별 부하를 계산한다(S18). 기지국 내에 셀이 모두 K 개가 존재하고, i번째 서빙셀을 PCell로 사용하는 단말의 수를 Pi 라 하며, i번째 서빙셀을 SCell로서 연결하여 MAC / PHY 자원만을 사용하고 있는 단말의 수를 Si 라고 할 때, 이 i번째 서빙셀의 부하량 Ni는 다음의 수학식 1을 사용해 연산할 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2014012576-appb-M000001
이때,
Figure PCTKR2014012576-appb-I000001
이며, Si,j 는 j번째 셀을 PCell로 접속해 있는 상태에서 i번째 셀을 SCell로 사용하고 있는 CA 단말의 개수이다. 또, r은 종래 PCell에 접속했을 때 단말 하나가 차지하는 부하량 대비 CA 단말이 SCell로 사용될 때의 부하량의 상대 비율로, r = 0 으로 적용하면, 종래의 부하 산정 방식과 동일하게 SCell 사용을 부하량의 일부로서 고려하지 않게 되며, r = 1이면 SCell로 사용되는 부하량이 PCell로 접속했을 때 사용되는 부하량과 같음을 의미한다. 또 Ci 는 SCell 사용 단말 수를 제약하기 위해 설정할 수 있는 i번째 셀의 셀당 부하의 여유분이며 Nmax 는 전술한 바와 같이, MAC/PHY 처리 자원을 기준으로 셀에서 최대로 수용 가능한 단말의 최대 허용수이다. Nmax 는 단말의 초기 접속시, idle상태에서 RRC 접속을 연결할 시, 그리고 핸드오버로 인한 인입시에 값이 모두 다르게 설정할 수 있다.
그 후, Si ≠ 0 및 Ni + 1 > Nmax 여부를 판단한다(S20).
S20에서, Si ≠ 0 및 Ni + 1 > Nmax 를 만족하면, SCell 해제 단말 선택부에서 SCell로 셀의 MAC/PHY 자원을 사용하고 있는 단말을 선택한다(S22). 이때, 선택되는 단말의 개수는 Ceil(1/r) 개에 해당한다. Ceil은 SQL문에서 사용하는 연산자로서, 소수점에 해당하는 숫자를 모두 올림 처리하는 연산자이다. Ceil(1/r)는 부하량의 상대비율에 해당하는 r의 역수에 해당하는 값을 소수점 자리에 대해 올림처리한 값이다.
SCell 해제 단말 선택부(4)는 해제 대상 단말의 선정 방법으로서 다음의 5가지 중 어느 하나의 방식을 사용할 수 있다. 첫째, SCell 해제 요구 시점에 해당 셀을 SCell로 하는 단말수가 가장 적은 셀의 단말들 중 Ceil(1/r) 개를 무작위로 선택한다. 두번째, SCell 해제 요구 시점에 해당 셀을 SCell로 하는 비율이 가장 적은 셀의 단말들 중 Ceil(1/r) 개를 무작위로 선택한다. 세번째, SCell 해제 요구 시점에 해당 셀을 SCell로 하는 단말이 하나라도 있는 PCell들 중 셀의 부하량이 가장 적은 셀의 단말중 Ceil(1/r) 개를 무작위 선택한다. 여기서, 셀의 부하량은 접속 단말수, 라디오 자원 사용률, 중앙 처리 장치의 부하량, 메모리 사용량 중 하나 이상으로 eNB가 가지는 처리 자원들의 부하 정도이다. 네번째, MAC 스케쥴러에서 SCell을 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 순서로 SCell의 단말을 Ceil(1/r) 개만큼 차례로 선택한다. 다섯번째, SCell로 자원을 사용하고 있는 단말 중 채널 품질 지표 (CQI)가 가장 나쁜 순서로 단말을 Ceil(1/r) 개만큼 선택한다.
그 후, 선택된 단말들에 대해 단말들이 RRC 접속하고 있는 PCell에서 SCell 해제를 실행하고 SCell 접속용 셀 수신 전력 측정 설정도 해제한다(S24). 그 후, 해당 셀에 SCell 접속된 단말이 하나 감소하였음을 의미하는 Si=Si +1을 산출한다(S26).
도 4는 SCell로의 설정 요청 시의 수락 제어를 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
i셀에 대한 SCell 설정이 요청되는가를 판단한다(S30). 설정 요청 여부는 단말의 접속 혹은 핸드오버 인입시 CA 여부 판별부에서 SCell 설정 요청을 감지하거나, 단말이 셀 수신 전력을 전송하거나, 기지국의 과잉 트래픽 해소가 요청되는 경우에 SCell 설정 요청으로 감지한다.
SCell 설정이 요청되면, SCell로 설정 요청한 셀의 부하량을 전술한 수학식 1을 사용해 연산한다(S32).
그 후, SCell로 설정 가능 여부를 판단한다(S34). SCell로 설정 가능 여부는 Ni + 1 > Nmax을 비교하여 판단한다.
만일, Ni + 1 > Nmax 에 해당하는 경우에, i셀에 대한 Scell 설정 요청을 거부하고, 해당 단말에 대한 SCell 설정용 셀 수신전력 측정 관련 설정을 모두 해제한다(S36).
그러나, Ni + 1 ≤ Nmax 에 해당하는 경우에, i셀에 대한 Scell 설정 요청을 수락하여 SCell 접속/해제 제어부에서 SCell 설정을 수행한다(S38).
도 5는 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
이벤트가 발생하였는가를 판단한다(S100). 여기서, 이벤트는 단말의 상기 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도 등을 의미한다.
S100에서, 이벤트가 발생하였다면, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 RRC(Radio Resource Control) 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 PCell(Primary Cell) 연결을 요청하는가를 판단한다(S102). PCell(Primary Cell) 연결 요청 여부는 상기 이벤트가 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도 등을 하는 경우에 PCell 연결 요청으로 판단한다.
S102 단계에서, 단말로부터 PCell 연결 요청이 있다면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 판단한다(S104). 여기서, 임계 부하량은 MAC/PHY 계층에 대한 처리 자원을 기준으로 하여 각 셀에서 최대로 수용가능한 단말의 최대 개수를 의미한다. 제i셀에 대한 이전의 Pi에서 하나 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부에 따라, PCell 연결의 허용 여부를 결정한다.
S104 단계에서, 현재의 단말이 접속하기 전에 제i 셀을 PCell로 사용하는 단말의 수 Pi에서 하나가 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 해당 단말의 PCell 연결의 수락 결정을 한다(S106). 즉, Pi + 1 ≤ Nmax 인 경우 단말에 대해 제I셀에 대한 PCell로의 접속 혹은 핸드오버를 수락한다. 접속 수락 후에는 Pi + 1을 새로운 Pi로 간주한다.
S106 단계 후에, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 상기 임계 부하량과 비교하여, 상기 제i 셀의 MAC/PHY 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 SCell 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 SCell 연결의 해제 여부를 결정한다(S108).
도 6은 도 5에 도시된 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제 여부 결정 과정(S108)을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
먼저, 제i 자원 부하량을 산출한다(S200). 제i 자원 부하량을 산출을 산출하기 위해, 전술한 수학식 1을 사용한다. 여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
Figure PCTKR2014012576-appb-I000002
이고, Si,j는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
S200 단계 후에, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재하는가를 판단한다(S202). 만일, 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말의 개수가 하나도 존재하지 않는다면, 더이상 SCell 연결을 해제할 단말이 존재하지 않는 것이므로, 전술한 과정을 종료한다.
그런, S202 단계에서, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재한다면, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하는가를 판단한다(S204). 여기서, 제i 자원 부하량은 단말의 PCell 연결 전까지의 자원 부하량 Ni에 PCell 연결에 따라 숫자 1이 증가한 값 즉, Ni + 1로서, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부를 판단한다. 만일, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 제i 셀의 자원량이 여유가 있다는 것을 의미하므로, SCell 연결 상태에 있는 단말에 대한 접속 해제를 하지 않고 전술한 과정을 종료한다.
그러나, S204 단계에서, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 연결을 해제한다(S206). 즉, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과한다면, 제i 셀의 자원량이 여유가 없다는 것을 의미하므로, SCell 연결 상태에 있는 단말들 중에서 어느 하나 이상에 대해 SCell 연결을 해제한다.
도 7은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 일 실시예(S206-A)의 플로차트이다.
상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다(S300).
도 8은 다른 셀들 중에서 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀의 단말들을 검출하는 것에 대해 설명하기 위한 참조도이다. 기지국의 각 셀이 제1 셀부터 제k 셀까지 존재하고, 기지국과 연결된 단말이 단말 1 부터 단말 m까지 존재한다고 할 때, 단말 m이 제i 셀에 대한 접속을 시도하여, PCell 연결이 허용되었다고 가정한다. 그러면, 기지국은 단말 m의 제i 셀에 대한 PCell 연결에 따라, 제i 셀에 연결되어 있던 다른 단말들 예를 들어, 단말 1 내지 단말 8 중에서 어느 하나 이상의 연결을 해제해야 한다. 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8에서, 단말 1 및 단말 2는 제1 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 3, 단말 4 및 단말 5은 제2 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 6, 단말 7 및 단말 8은 제4 셀과 PCell 연결을 유지하고 있다. 이때, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 중에서, 단말들과의 PCell 연결의 개수를 검출하면, 제1 셀은 2개이고, 제2셀 및 제4셀은 각각 3개이다. 따라서, 단말들과의 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀이 제1 셀에 해당하므로, 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
S300 단계 후에, 상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다(S302). 자원 부하량의 상대비율 r은 PCell에 접속했을 때 단말 하나가 차지하는 부하량 대비 SCell로 사용될 때의 부하량의 상대 비율로, r = 0 으로 적용하면, 종래의 부하 산정 방식과 동일하게 SCell 사용을 부하량의 일부로서 고려하지 않게 되며, r = 1이면 SCell로 사용되는 부하량이 PCell로 접속했을 때 사용되는 부하량과 같음을 의미한다. 이때, SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 Ceil(1/r) 개를 결정한다. Ceil은 SQL문에서 사용하는 연산자로서, 소수점에 해당하는 숫자를 모두 올림 처리하는 연산자이다. 따라서, 부하량의 상대비율에 해당하는 r의 역수에 해당하는 값을 소수점 자리에 대해 올림처리한 값을 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다. 예를 들어, r값이 1/2에 해당하면, 1/r=2에 해당하므로, S300 단계에서 선택된 2개의 단말 1 및 단말 2 모두에 대해 SCell 연결의 해제를 위한 단말로 결정한다. 만일, 1/r의 값이 1이 나왔다면, S300 단계에서 선택된 2개의 단말 1 및 단말 2 중 어느 하나를 SCell 연결의 해제를 위한 단말로 결정한다.
S302 단계 후에, 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제한다(S304). 해제가 결정된 단말들에 대해 제i 셀에 대한 SCell 연결 상태에 대해 해제 실행한다.
도 9는 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예(S206-B)의 플로차트이다.
상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 비율이 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다(S400).
도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8에서, 단말 1 및 단말 2는 제1 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 3, 단말 4 및 단말 5은 제2 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 6, 단말 7 및 단말 8은 제4 셀과 PCell 연결을 유지하고 있다. 이때, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 셀들은 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀이다. 그런데, 이 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각에는 제i 셀에 대한 SCell 연결 이외에도 다른 셀들에 대한 SCell 연결이 존재할 수 있다. 이때, 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각에서 제i 셀에 대한 SCell 연결 비율이 다른 셀들에 대한 SCell 연결 비율과 비교하여 가장 작은 연결 비율을 갖는 셀을 검출한다. 제i 셀에 대한 SCell 연결 비율이 가장 작은 셀이 제1 셀에 해당한다면, 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
S400 단계 후에, 상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다(S402). S402 단계는 전술한 S302 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
S402 단계 후에, 상기 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제한다(S404). S404 단계는 전술한 S304 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 10은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예(S206-C)의 플로차트이다.
상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 셀 부하량이 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다(S500). 여기서, 셀 부하량은 연결 단말의 개수, 라디오 자원 사용률, 중앙 처리 장치의 부하량, 메모리 사용량 중 어느 하나 이상의 값에 해당한다.
도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8에서, 단말 1 및 단말 2는 제1 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 3, 단말 4 및 단말 5은 제2 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 6, 단말 7 및 단말 8은 제4 셀과 PCell 연결을 유지하고 있다. 이때, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 셀들은 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀이다. 그런데, 이 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각은 서빙을 위해 필요하는 자원 등의 할당으로 인해 부하량이 존재한다. 이러한 부하량을 셀 부하량이라 할 때, 제1 셀, 제2 셀 또는 제4 셀 중에서 셀 부하량이 가장 작은 셀을 검출한다. 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 중에서 셀 부하량이 가장 작은 셀이 제1 셀에 해당한다면, 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
S500 단계 후에, 상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다(S502). S502 단계는 전술한 S302 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
S502 단계 후에, 상기 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제한다(S504). S504 단계는 전술한 S304 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 11은 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예(S206-D)의 플로차트이다.
상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 상기 SCell 연결 상태를 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 단말들을 순차적으로 검출한다(S600).
도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8 중에서 SCell 연결에 따른 제i 셀과 단말 간의 데이터 교환 등의 서비스를 이용하지 않은 시간이 가장 긴 단말들을 순차적으로 검출한다. 연결 상태를 사용하지 않았던 시간에 대한 정보는 스케줄러를 통해 제공받는다. 예를 들어, 연결 상태를 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 단말들이 단말 1, 단말 2 등의 순서라면, 이러한 순서에 따라, 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
S600 단계 후에, 상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다(S602). S602 단계는 전술한 S302 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
S602 단계 후에, 상기 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제한다(S604). S604 단계는 전술한 S304 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
도 12는 도 6에 도시된 SCell 연결된 단말들 중 선택된 단말들에 대한 연결 해제(S206)를 설명하기 위한 또 다른 실시예(S206-E)의 플로차트이다.
상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 채널 품질 지표(CQI)가 가장 낮은 단말들을 순차적으로 검출한다(S700). 채널 품질 지표는 단말에 대한 무선 채널 품질을 의미하는 것으로, 단말에서 측정하여 기지국으로 전송되는 지표이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8 중에서 채널 품질 지표(CQI)가 가장 낮은 단말들을 순차적으로 검출한다. 채널 품질 지표(CQI)는 각 단말들 1 내지 8 가각으로부터 제공된다. 예를 들어, 채널 품질 지표가 가장 낮은 단말들이 단말 1, 단말 2 등의 순서라면, 이러한 순서에 따라, 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
S700 단계 후에, 상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다(S702). S702 단계는 전술한 S302 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
S702 단계 후에, 상기 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제한다(S704). S704 단계는 전술한 S304 단계와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
S108 단계 후에, 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제한다(S110). 제i 셀의 경우에 더이상 SCell 연결을 허용할 만한 자원을 갖고 있지 않다는 점에서, 이후 추가적인 SCell 연결의 요청이 발생하는 것을 차단하기 위해, 단말로부터 전력을 측정하여 보고하도록 하도록 하는 설정을 해제한다.
한편, S104 단계에서, 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용되지 않는다면, 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결 요청을 거절 결정한다(S112). 제i 셀을 PCell로 사용하는 단말의 수 Pi에서 지금 접속을 시도하는 단말이 하나 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과한다면, 제i 셀에서는 더이상 PCell 연결을 할 자원이 존재하지 않는 것이다. 그러므로, 이때에는 단말의 제i 셀에 대한 PCell 연결 요청에 대해 거절 결정을 한다.
도 13은 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어방법을 설명하기 위한 또 다른 실시예의 플로차트이다.
이벤트가 발생하였는가를 판단한다(S800). 단말의 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도가 있었거나, 단말로부터 제i 셀에 대한 전력정보를 수신한 경우이거나, 기지국 스스로 일정 기준 이상의 트래픽의 과잉이라고 판단되는 경우에 이벤트가 발생하였다고 판단한다.
S800에서, 이벤트가 발생하였다면, 상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀의 MAC/PHY 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 SCell 연결에 대한 연결 요청이 있는가를 판단한다(S802). 단말의 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도가 있었거나, 단말로부터 제i 셀에 대한 전력정보를 수신한 경우이거나, 기지국 스스로 일정 기준 이상의 트래픽의 과잉이라고 판단되는 경우에 SCell 연결요청이 있는 것으로 판단한다. 만일, SCell에 대한 연결 요청이 없다면 전술한 과정을 종료한다.
그러나, S800에서, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결 요청이 있다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량과 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 비교하여 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 허용 여부를 결정한다(S804).
도 14는 도 13에 도시된 제i 셀에 대한 SCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정을 설명하기 위한 일 실시예의 플로차트이다.
제i 자원 부하량을 산출한다(S900). 제i 자원 부하량은 전술한 수학식 1을 사용하여 산출한다. 여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀의 RRC 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 PCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
Figure PCTKR2014012576-appb-I000003
이고, Si,j는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
S900 단계 후에, 산출된 제i 자원 부하량이 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 초과하는가를 판단한다(S902). 여기서, 제i 자원 부하량은 단말의 PCell 연결 전까지의 자원 부하량 Ni 에 PCell 연결에 따라 숫자 1이 증가한 값 즉, Ni + 1로서, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부를 판단한다.
만일, S902 단계에서, 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 설정 요청을 거절 결정한다(S904). 즉, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과한다는 것은 제i 셀의 자원량이 여유가 없다는 것을 의미한다. 즉, 제i 셀의 자원량이 추가적으로 SCell 연결을 허용할 수 없는 상태에 해당함을 의미하는 것이므로, SCell 연결의 설정 요청을 거절 결정한다.
S904 단계 후에, 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제한다(S906). 제i 셀의 경우에 더 이상 SCell 연결을 허용할 만한 자원을 갖고 있지 않다는 점에서, 이후 추가적인 SCell 연결의 요청이 발생하는 것을 차단하기 위해, 단말로부터 전력을 측정하여 보고하도록 하도록 하는 설정을 해제한다.
한편, S902 단계에서, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하지 않는다면, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결 요청을 수락 결정한다(S908). Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 제i 셀의 자원량이 여유가 있다는 것을 의미하므로, 제i 셀에 대한 SCell 연결의 요청을 수락 결정한다.
도 15는 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치(1000)를 설명하기 위한 일 실시예의 블록도로서, 제1 이벤트 감지부(1010), 제1 접속 제어부(1020), 제1 자원 부하량 산출부(1030)를 포함한다.
제1 이벤트 감지부(1010)는 이벤트 발생을 감지한다. 제1 이벤트 감지부(1010)는 상기 이벤트로서 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도 등을 감지한다. 이벤트가 발생하였다면, 제1 이벤트 감지부(1010)는 기지국에 존재하는 제i 셀에 대해 PCell 연결 요청이 있는가를 감지하고, 감지한 신호를 제1 접속 제어부(1020)로 전달한다.
제1 접속 제어부(1020)는 제1 이벤트 감지부(1010)로부터 PCell 연결 요청이 있다는 신호를 수신하면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 결정하고, 결정한 신호를 제1 자원 부하량 산출부(1030)로 전달한다. 여기서, 임계 부하량은 MAC/PHY 계층에 대한 처리 자원을 기준으로 하여 각 셀에서 최대로 수용가능한 단말의 최대 개수를 의미한다. 제1 접속 제어부(1020)는 제i셀에 대한 이전의 Pi에서 하나 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부에 따라, PCell 연결의 허용 여부를 결정한다.
제1 접속 제어부(1020)는 현재의 단말이 접속하기 전에 제i 셀을 PCell로 사용하는 단말의 수 Pi에서 하나가 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 해당 단말의 접속 혹은 핸드오버의 수락 결정을 한다.
제1 자원 부하량 산출부(1030)는 제1 접속 제어부(1020)로부터 단말의 제i 셀에 대한 PCell 연결이 허용되었다는 결정신호를 수신하면, 상기 제i 셀의 성분 주파수에 할당된 제i 자원 부하량을 산출하고, 산출 신호를 제1 접속 제어부(1020)로 전달한다. 제1 자원 부하량 산출부(1030)는 전술한 수학식 1을 사용해 제i 자원 부하량을 산출한다. 여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
Figure PCTKR2014012576-appb-I000004
이고, Si,j는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
이에 따라, 제1 접속 제어부(1020)는 상기 산출된 제i 자원 부하량에 따라 상기 제i 셀의 MAC/PHY 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 SCell 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결을 해제시킨다.
제1 접속 제어부(1020)는 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재하는가를 검출한다. 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재한다면, 제1 접속 제어부(1020)는 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하는가를 판단한다). 제1 접속 제어부(1020)는 이전의 자원 부하량 Ni 에 PCell 연결에 따라 숫자 1이 증가한 값 즉, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부를 판단한다. 만일, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 제1 접속 제어부(1020)는 제i 셀의 자원량이 여유가 있다는 것을 의미하므로, SCell 연결 상태에 있는 단말에 대한 접속 해제를 하지 않고 전술한 과정을 종료시킨다.
그러나, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 제i 셀의 자원량이 여유가 없다는 것을 의미하므로, 제1 접속 제어부(1020)는 SCell 연결 상태에 있는 단말들 중에서 어느 하나 이상에 대해 SCell 연결을 해제시킨다.
제1 접속 제어부(1020)는 SCell 연결된 단말들 중 해제를 위한 단말을 검출하는 방식으로 5가지 방식을 예시할 수 있다.
첫번째 방식으로, 제1 접속 제어부(1020)는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다. 전술한 도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8에서, 단말 1 및 단말 2는 제1 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 3, 단말 4 및 단말 5은 제2 셀과 PCell 연결을 유지하고 있고, 단말 6, 단말 7 및 단말 8은 제4 셀과 PCell 연결을 유지하고 있다. 이때, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 중에서, 단말들과의 PCell 연결의 개수를 검출하면, 제1 셀은 2개이고, 제2셀 및 제4셀은 각각 3개이다. 따라서, 단말들과의 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀이 제1 셀에 해당하므로, 제1 접속 제어부(1020)는 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
두번째 방식으로, 제1 접속 제어부(1020)는 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 비율이 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다. 도 8을 참조하여 설명하면, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 셀들은 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀이다. 그런데, 이 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각에는 제i 셀에 대한 SCell 연결 이외에도 다른 셀들에 대한 SCell 연결이 존재할 수 있다. 제1 접속 제어부(1020)는 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각에서 제i 셀에 대한 SCell 연결 비율이 다른 셀들에 대한 SCell 연결 비율과 비교하여 가장 작은 연결 비율을 갖는 셀을 검출한다. 따라서, 제i 셀에 대한 SCell 연결 비율이 가장 작은 셀이 제1 셀에 해당한다면, 제1 접속 제어부(1020)는 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
세번째 방식으로, 제1 접속 제어부(1020)는 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 셀 부하량이 가장 적은 셀의 단말들을 검출한다. 제1 접속 제어부(1020)는 셀 부하량으로서 각 셀에 대한 연결 단말의 개수, 라디오 자원 사용률, 중앙 처리 장치의 부하량, 메모리 사용량 등에 대한 값들을 확인한다. 도 8을 참조하여 설명하면, 단말 1 내지 8과 PCell 연결을 유지하고 있는 셀들은 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀이다. 그런데, 이 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 각각은 서빙을 위해 필요하는 자원 등의 할당으로 인해 부하량이 존재한다. 이러한 부하량을 셀 부하량이라 할 때, 제1 접속 제어부(1020)는 제1 셀, 제2 셀 또는 제4 셀 중에서 셀 부하량이 가장 작은 셀을 검출한다. 제1 셀, 제2 셀 및 제4 셀 중에서 셀 부하량이 가장 작은 셀이 제1 셀에 해당한다면, 제1 접속 제어부(1020)는 제1 셀에 연결된 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
네번째 방식으로, 제1 접속 제어부(1020)는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 상기 SCell 연결 상태를 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 단말들을 순차적으로 검출한다. 도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8 중에서 SCell 연결에 따른 제i 셀과 단말 간의 데이터 교환 등의 서비스를 이용하지 않은 시간이 가장 긴 단말들을 순차적으로 검출한다. 제1 접속 제어부(1020)는 연결 상태를 사용하지 않았던 시간에 대한 정보에 대해 스케줄러(미도시)를 통해 제공받는다. 예를 들어, 연결 상태를 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 단말들이 단말 1, 단말 2 등의 순서라면, 제1 접속 제어부(1020)는 이러한 순서에 따라, 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
다섯번째 방식으로, 제1 접속 제어부(1020)는 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 채널 품질 지표(CQI)가 가장 낮은 단말들을 순차적으로 검출한다. 채널 품질 지표는 단말에 대한 무선 채널 품질을 의미하는 것으로, 단말에서 측정하여 기지국으로 전송되는 지표이다. 도 8을 참조하여 설명하면, 제i 셀에 대해 SCell 연결을 유지하고 있는 단말 1 내지 8 중에서 채널 품질 지표(CQI)가 가장 낮은 단말들을 순차적으로 검출한다. 채널 품질 지표(CQI)는 각 단말들 1 내지 8 각각으로부터 제공된다. 예를 들어, 채널 품질 지표가 가장 낮은 단말들이 단말 1, 단말 2 등의 순서라면, 제1 접속 제어부(1020)는 이러한 순서에 따라, 단말 1 및 단말 2에 대해 상기 제i 셀에 대한 SCell 연결의 해제를 위한 단말들로서 검출한다.
그 후, 제1 접속 제어부(1020)는 5가지 방식 중 어느 하나의 방식으로 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다. 자원 부하량의 상대비율 r은 PCell에 접속했을 때 단말 하나가 차지하는 부하량 대비 SCell로 사용될 때의 부하량의 상대 비율이다. 제1 접속 제어부(1020)는 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 Ceil(1/r) 개를 결정한다. 즉, 제1 접속 제어부(1020)는 부하량의 상대비율에 해당하는 r의 역수에 해당하는 값을 소수점 자리에 대해 올림처리한 값을 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정한다.
그 후, 제1 접속 제어부(1020)는 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제시킨다. 제1 접속 제어부(1020)는 해제가 결정된 단말들에 대해 제i 셀에 대한 SCell 연결 상태에 대해 해제 실행한다.
그 후, 제1 접속 제어부(1020)는 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제한다(S110). 제i 셀의 경우에 더 이상 SCell 연결을 허용할 만한 자원을 갖고 있지 않다는 점에서, 이후 추가적인 SCell 연결의 요청이 발생하는 것을 차단하기 위해, 제1 접속 제어부(1020)는 단말로부터 전력을 측정하여 보고하도록 하도록 하는 설정을 해제시킨다.
한편, 제1 접속 제어부(1020)는 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용되지 않는다면, 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결 요청을 거절 결정한다. 제i 셀을 PCell로 사용하는 단말의 수 Pi에서 지금 접속을 시도하는 단말이 하나 더 추가된 값 즉, Pi + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과한다면, 제i 셀에서는 더이상 PCell 연결을 할 자원이 존재하지 않는 것이므로, 제1 접속 제어부(1020)는 단말의 제i 셀에 대한 PCell 연결 요청에 대해 거절 결정을 한다.
도 16은 본 발명에 따른 기지국에서 효율적 자원 활용을 위한 단말 접속 제어장치(1100)를 설명하기 위한 또 다른 실시예의 블록도로서, 제2 이벤트 감지부(1110), 제2 접속 제어부(1120), 제2 자원 부하량 산출부(1130)를 포함한다.
제2 이벤트 감지부(1110)는 이벤트 발생을 감지한다. 제2 이벤트 감지부(1110)는 상기 이벤트로서 단말의 제i 셀에 대한 접속 시도 또는 핸드오버 시도가 있었거나, 단말로부터 제i 셀에 대한 전력정보를 수신한 경우이거나, 기지국 스스로 일정 기준 이상의 트래픽의 과잉이라고 판단되는 경우에 이벤트가 발생하였다고 판단한다.
이벤트가 발생하였다면, 제2 이벤트 감지부(1110)는 기지국에 존재하는 제i 셀의 MAC/PHY 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 SCell 연결 요청이 있는가를 감지하고, 감지한 신호를 제2 접속 제어부(1120)로 전달한다.
제2 접속 제어부(1120)는 SCell 연결 요청에 따라, 제2 자원 부하량 산출부(1130)의 자원 부하량 산출을 지시한다.
제2 자원 부하량 산출부(1130)는 제2 접속 제어부(1120)의 제어에 따라, 상기 제i 셀의 성분 주파수에 할당된 제i 자원 부하량을 산출하고, 산출한 신호를 제2 접속 제어부(1120)로 전달한다. 제2 자원 부하량 산출부(1130)는 전술한 수학식 1을 이용하여 제i 자원 부하량을 산출한다. 여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀의 RRC(Radio Resource Control) 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 PCell(Primary Cell) 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
Figure PCTKR2014012576-appb-I000005
이고, Si,j는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
제2 접속 제어부(1120)는 제2 자원 부하량 산출부(1130)에서 산출된 상기 제i 자원 부하량에 따라, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 설정 허용 여부를 결정한다.
제2 접속 제어부(1120)는 산출된 제i 자원 부하량이 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 초과하는가를 판단한다. 제2 접속 제어부(1120)는 이전의 자원 부하량 Ni 에 PCell 연결에 따라 숫자 1이 증가한 값 즉, Ni + 1로서, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하는가 여부를 판단한다.
만일, 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 제2 접속 제어부(1120)는 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 설정 요청을 거절 결정한다. 즉, Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과한다는 것은 제i 셀의 자원량이 여유가 없다는 것을 의미한다. 따라서, 제i 셀의 자원량이 추가적으로 SCell 연결을 허용할 수 없는 상태에 해당함을 의미하는 것이므로, 제2 접속 제어부(1120)는 SCell 연결의 설정 요청을 거절 결정한다.
그 후에, 제2 접속 제어부(1120)는 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제시킨다. 제i 셀의 경우에 더 이상 SCell 연결을 허용할 만한 자원을 갖고 있지 않다는 점에서, 이후 추가적인 SCell 연결의 요청이 발생하는 것을 차단하기 위해, 제2 접속 제어부(1120)는 단말로부터 전력을 측정하여 보고하도록 하도록 하는 설정을 해제시킨다.
한편, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하지 않는다면, 제2 접속 제어부(1120)는 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 설정 요청을 수락 결정한다. Ni + 1이 임계 부하량(Nmax)을 초과하지 않는다면, 제i 셀의 자원량이 여유가 있다는 것을 의미하므로, 제2 접속 제어부(1120)는 제i 셀에 대한 SCell 연결의 설정 요청을 수락 결정한다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. 소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금, 본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 전자 장치에 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 전자 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 휴대용 전자 장치에 접속할 수도 있다.

Claims (15)

  1. 이동통신 시스템의 기지국에서 단말 접속 제어방법에 있어서,
    상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정;
    상기 단말로부터 상기 PCell(Primary Cell) 연결 요청이 있다면, 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 기준으로 하여 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정; 및
    상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용된다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량을 상기 임계 부하량과 비교하여 상기 제i 셀에 SCell(Secondary Cell) 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결의 해제 여부를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PCell 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정은, 이벤트 발생에 따라 수행되고,
    상기 이벤트는 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 접속 시도 및 핸드오버 시도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 접속 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 임계 부하량은
    MAC/PHY 계층에 대한 처리 자원을 기준으로 하여 각 셀에서 최대로 수용가능한 단말의 최대 개수를 의미하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 상기 SCell 연결의 해제 여부를 결정하는 과정은
    상기 제i 자원 부하량을 산출하는 과정;
    상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재하는가를 판단하는 과정;
    상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수가 적어도 하나 이상 존재한다면, 상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하는가를 판단하는 과정; 및
    상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 연결을 해제하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제i 자원 부하량을 산출하는 과정은
    다음의 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
    Ni = Pi + Si + Ci
    여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
    Figure PCTKR2014012576-appb-I000006
    이고, Si,j는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 적어도 하나 이상의 단말들에 대한 연결을 해제하는 과정은
    특정 단말들을 검출하는 과정;
    상기 검출된 단말들 중 상기 PCell 연결 및 상기 SCell 연결에 따른 자원 부하량의 상대비율의 역수에 대응하는 수만큼을 상기 SCell 연결의 해제를 위한 단말로서 결정하는 과정; 및
    상기 결정된 단말에 대해 상기 제i 셀에서의 상기 SCell 연결을 해제하는 과정을 포함하고,
    상기 특정 단말들을 검출하는 과정은:
    상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 PCell 연결의 개수가 가장 적은 셀의 단말들을 검출하는 과정;
    상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 비율이 가장 적은 셀의 단말들을 검출하는 과정;
    상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들이 다른 셀들과 각각 상기 PCell 연결을 유지하고 있을 때, 상기 다른 셀들 중에서 셀 부하량이 가장 적은 셀의 단말들을 검출하는 과정;
    상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 상기 SCell 연결 상태를 사용하지 않았던 시간이 가장 긴 단말들을 순차적으로 검출하는 과정; 및
    상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결이 유지되고 있던 단말들 중 채널 품질 지표(CQI)가 가장 낮은 단말들을 순차적으로 검출하는 과정 중의 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 셀 부하량은
    연결 단말의 개수, 라디오 자원 사용률, 중앙 처리 장치의 부하량, 메모리 사용량 중 어느 하나 이상의 값에 해당하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 SCell 연결을 해제한 후에, 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제하는 과정; 및
    상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결이 허용되지 않는다면, 상기 단말의 상기 제i 셀에 대한 상기 PCell 연결 요청을 거절 결정하는 과정 중의 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  9. 이동통신 시스템의 기지국에서 단말 접속 제어방법에 있어서,
    상기 기지국에 존재하는 k(여기서, k는 0보다 큰 양의 정수)개의 셀들 중 하나에 해당하는 제i(여기서, i는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 단말로부터 SCell(Secondary Cell) 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정; 및
    상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결 요청이 있다면, 상기 제i 셀에 할당된 제i 자원 부하량과 각 셀에 할당되는 자원의 최대 한계값에 해당하는 임계 부하량을 비교하여 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 허용 여부를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 SCell 연결 요청이 있는가를 판단하는 과정은, 이벤트 발생에 따라 수행되고,상기 이벤트는 단말로부터 상기 제i 셀에 대한 접속 시도, 상기 단말로부터 상기 제i 셀에 대한 핸드오버 시도, 상기 단말로부터 상기 제i 셀에 대한 전력정보의 수신 및 상기 기지국의 과잉 트래픽 발생의 검출 중 어느 하나 해당하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 허용여부를 결정하는 과정은
    상기 제i 자원 부하량을 산출하는 과정;
    상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하는가를 판단하는 과정; 및
    상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과한다면, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 요청을 거절 결정하는 과정;
    상기 산출된 제i 자원 부하량이 상기 임계 부하량을 초과하지 않는다면, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 요청을 수락 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제i 자원 부하량을 산출하는 과정은
    다음의 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
    Ni = Pi + Si + Ci
    여기서, Ni는 상기 제i 자원 부하량을 의미하고, Pi는 상기 제i 셀의 RRC(Radio Resource Control) 계층에 대한 자원 사용을 의미하는 PCell(Primary Cell) 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Si는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, Ci는 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 시도하는 단말을 제한하기 위해 설정할 수 있는 자원 부하량의 여유분을 의미한다. 이때,
    Figure PCTKR2014012576-appb-I000007
    이고, Si,j 는 제j(여기서, j는 0보다 크고 k보다 같거나 작은 양의 정수) 셀에 대해 상기 PCell 연결을 유지하고 있는 상태에서 상기 제i 셀에 대해 상기 SCell 연결을 유지하고 있는 단말들의 개수를 의미하고, r은 상기 PCell 연결일 때의 단말 하나가 차지하는 자원 부하량 대비 상기 SCell 연결일 때의 자원 부하량의 상대비율을 의미한다.
  13. 제11항에 있어서, 상기 제i 셀에 대한 상기 SCell 연결의 요청을 거절 결정한 후에, 상기 SCell 연결을 위한 전력 측정에 관한 설정을 해제하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 접속 제어방법.
  14. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 기재된 방법을 수행하도록 구현된 단말 접속 제어장치.
  15. 제9항 내지 제13항 중의 어느 하나에 기재된 방법을 수행하도록 구현된 단말 접속 제어장치.
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