KR100250716B1 - 코드분할 다중접속 이동통신시스템 기지국의 호제어방법 - Google Patents

코드분할 다중접속 이동통신시스템 기지국의 호제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신기지국에서 발신 및 착신 호처리시 현재의 섹터에 할당되어 활성화된 통화채널의 전력을 이용하여 섹터 순방향전력 추정을 통해 순방향 섹터 용량이 과부하시에도 항상 일정한 수준으로 유지될 수 있도록 하는 이동통신기지국의 호 처리방법에 관한 것으로, 교환기나 단말기로 부터의 착발신 호시도 요구 상태를 판단하는 과정과, 정상 또는 핸드오프 호시도 제한 임계치와 순방향 섹터 잉여용량치를 각각 비교하여 호 제한상태인 지를 판단하는 과정을 구비하여 정상 또는 핸드오프 호 할당절차를 수행하거나 호 할당요구를 거절하는 것을 특징으로 한다.

Description

코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법
본 발명은 코드분할다중접속방식 이동통시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이동통신기지국에서 발신 및 착신 호처리시 현재의 섹터에 할당되어 활성화된 통화채널의 전력을 이용하여 섹터 순방향전력 추정을 통해 순방향 섹터 용량이 과부하시에도 항상 일정한 수준으로 유지될 수 있도록 하는 이동통신기지국의 호 처리방법에 관한 것이다.
종래의 이동통신기지국은 도 1에 도시된 바와 같이, 음성처리 및 순방향 통화채널 전력을 할당하는 셀렉터/보코더 모듈(SVC ; 101), 할당된 전력을 계산하고 이를 기지국 프로세[서로 보고하는 다수의 통화채널(TCE ; 102), 섹터의 순방향 전력을 계산하고 이에 따라 용량을 제어하는 기지국 프로세서(BPS ; 103) 등으로 구성된다.
최대 순방향 섹터용량은 섹터가 착신 및 발신을 처리할 수 있는 서비스 상태를 유지하면서 서비스 중인 호에 대해 일정한 통화품질을 보장할 수 있는 순방향 에 대한 최대 용량을 말한다. 최대 순방향 섹터 용량 이상의 부하가 섹터에 존재하면 섹터 내의 파일럿 신호가 트래픽 신호에 의해 사라질 수 있으며, 순방향 섹터의 프레임 에러율이 증가하므로 통화품질 및 호 해제현상이 발생할 수 있다. 순방향 섹터 용량에 영향을 미치는 섹터 부하는 할당된 통화의 수, 음성활성도, 순방향 제어 부채널 등에 의해 증감한다. 순방향 섹터 용량제어, 고전력 증폭기(HPA) 과부하 제어 등이 있으나 공지된 기술은 아니다.
호의 수에 의한 순방향 섹터 용량 제어기술은 현재 서비스 중인 섹터의 활성화된 통화의 수를 기준으로 섹터 용량을 제어하는 방법이며, 고전력 증폭기 과부하 제어기술은 기지국의 유효 방사출력을 모니터하여 이를 기준으로 기지국 출력 증폭기인 고전력 증폭기의 과부하에 의한 오동작을 방지하기 위하여 섹터 용량을 제어하는 방법이다.
상기 호의 수에 의한 섹터 용량 제어방법은 섹터 출력, 전파 환경 등을 고려하여 실험에 의해 특정한 서비스 제한 임계치(호의 수)를 도출한다. 서비스 제한 임계치는 호 시도 제한 임계치, 핸드오프 시도 제한 임계치 등으로 세분할 수 있으며, 기지국은 섹터 내의 이동국에서 호 시도 요구를 수신할 때마다 호 시도 제한 임계치와 현재 섹터 내에서 서비스 중인 전체 호 수를 비교하여 전체 호 수가 호 시도 제한 임계치보다 작으면 호를 할당하고, 같거나 크면 호를 할당하지 않는다. 인접 섹터로 부터 섹터로 핸드오프 요구가 수신되면 기지국은 핸드오프 시도 제한 임계치와 현재 섹터 내에서 서비스 중인 전체 호 수를 비교하여 전체 호 수가 핸드오프 시도 제한 임계치보다 작으면 핸드오프 호를 할당하고, 같거나 크면 핸드오프 호를 할당하지 않는다. 이 방법에 의한 호 제한, 핸드오프 시도 제한은 섹터 내에서 호의 정상적인 통화완료에 의해 전체 호 수가 각 임계치보다 작으면 해제되며, 이때 기지국은 섹터의 호 시도 요구 및 핸드오프 시도 요구를 허용한다.
그러나, 상기 호 수에 의한 섹터 용량 제어방법은 섹터마다 전파환경이 각각 다르고 섹터내에서 이동국의 분포와 음성활성도에 따라 섹터가 수용할 수 있는 최대 호 수가 달라지므로, 호 수에 의한 서비스 제한 임계치 설정은 신뢰할 수 없으며, 섹터가 수용할 수 있는 호 수는 섹터마다 절대적인 값이 아니므로 섹터 용량 제어의 판단 근거로 사용하기에는 불충분하다.
또, 상기 고전력 증폭기 과부하 제어방법을 설명하면, 기지국 출력 증폭기인 고전력 증폭기의 최대 출력을 고려하여 최종 출력단에서의 특정 서비스 제한 임계치를 설정한다. 서비스 제한 임계치는 호 시도 제한 임계치, 핸드오프 시도 제한 임계치 등으로 세분할 수 있다. 기지국은 최종 출력단에서 섹터 유효 방사출력을 항상 모니터하여 섹터의 출력과 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치를 비교하며, 이에 따라 호 시도 및 핸드오프 시도를 허용 또는 제한하는 것이다.
그러나, 상기 고전력 증폭기 과부하 제어방법은 고전력 증폭기가 과부하 상태가 되어 비정상 동작할 경우에 섹터의 출력은 급격히 감소하여 섹터 내에서 서비스 중인 호는 해제된다. 또, 상기 고전력 증폭기 과부하 제어기능의 목적은 섹터 용량의 제어보다는 고전력 증폭기의 보호에 있으며, 섹터의 통화품질이나 파일럿 신호의 세기, 섹터 용량 증가에 의한 비정상적인 호 해제 등을 고려하고 있지 않으므로 고전력 증폭기가 과부하 상태가 되기 이전에 이미 섹터의 용량이 포화 상태가 될 수 있다.
이와 같이 가입자의 증가에 의한 섹터용량의 감소는 섹터의 통화품질을 보장할 수 없는 요인이 되며, 최악의 경우에는 섹터의 파일럿 신호가 사라져 섹터가 서비스 불가상태로 남을 수 있다. 이 경우 현재 통화중인 호의 해제가 발생되며 이는 시스템의 신뢰도를 저하시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 이동통신기지국에서 발신 및 착신 호처리시 현재의 섹터에 할당되어 활성화된 통화채널의 전력을 이용하여 섹터 순방향전력 추정을 통해 순방향 섹터 용량이 과부하시에도 항상 일정한 수준으로 유지될 수 있도록 하는 이동통신기지국의 호 처리방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코드분할다중접속방식 이동통신기지국의 호 처리방법은, 교환기나 단말기로 부터의 착발신 호시도 요구 상태를 판단하는 과정과, 정상 또는 핸드오프 호시도 제한 임계치와 순방향 섹터 잉여용량치를 각각 비교하여 호 제한상태인 지를 판단하는 과정을 구비하여 정상 또는 핸드오프 호 할당절차를 수행하거나 호 할당요구를 거절하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 이동통신기지국의 블럭구성도,
도 2는 본 발명에 따른 임계치 설정과정을 순서대로 나타낸 흐름도면,
도 3은 본 발명에 따른 잉여 용량치 산출과정을 순서대로 나타낸 흐름도면,
도 4는 본 발명에 따른 이동통신기지국의 정상 및 핸드오프 호의 처리과정을 순서대로 나타낸 흐름도면이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
101 : 셀렉터/보코더 모듈 102 : 통화채널
103 : 기지국 프로세서
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 임계치 설정과정을 순서대로 나타낸 흐름도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 잉여 용량치 산출과정을 순서대로 나타낸 흐름도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 이동통신기지국의 정상 및 핸드오프 호의 처리과정을 순서대로 나타낸 흐름도면이다.
본 발명은 코드분할다중접속방식의 이동통신기술을사용한 디지탈 셀룰라 시스템 및 개인휴대통신 시스템의 기지국에서 특정 섹터 내의 호에 대해 일정한 통화품질을 유지하고 용량 초과에 의한 서비스 중인 호 해제현상 방지를 위해 고안된 것이며, 사용 중인 통화채널로 부터 할당된 순방향 전력을 수집하여 순방향 섹터 용량을 계산하고, 이를 근거로 하여 호 시도 요구 및 핸드오프 시도 요구 등 특정 서비스를 제한 또는 허용하여 섹터 내의 순방향 부하를 일정한 수준이하로 유지하게 한다.
본 발명에 연동하는 기지국 하드웨어는, 종래와 같이 음성처리 및 순방향 통화채널 전력을 할당하는 셀렉터/보코더 모듈(101), 할당된 전력을 계산하고 이를 기지국 프로세[서로 보고하는 통화채널(102), 섹터의 순방향 전력을 계산하고 이에 따라 용량을 제어하는 기지국 프로세서(103) 등으로 구성되며, 본 기능을 위하여 별도의 하드웨어는 필요하지 않다.
본 발명에 따른 섹터용량 제어방법은 다음과 같은 과정에 따라 처리된다. 즉, 순방향 섹터 잉여 용량을 근거로 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치를 결정하는 과정(도 2 참조)과, 순방향 전력을 추정하고 순방향 섹터 잉여 용량을 산출하는 과정(도 3 참조)과, 섹터 잉여 용량과 상기 각각의 임계치의 비교판단 결과에 따라 정상 호 또는 핸드오프 호를 제한하는 과정(도 4)에 따른다.
상기 순방향 섹터 잉여 용량을 근거로 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치는 도 2에서 보인 바의 실험과정을 통해 결정되며, 이 과정을 보면 도 3에 도시된 바의 방법에 따라 산출된 순방향 섹터 잉여 용량치를 근거로 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치를 결정하는 과정임을 알 수 있다. 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치는 상기 순방향 전력을 추정하고 순방향 섹터 잉여 용량을 산출하는 과정(도 3)에 의해 산출한 순방향 섹터 잉여 용량을 기준으로 실험에 의한 결과에 따라 결정한다. 상기 순방향 섹터 잉여 용량은 파일롯 채널 전력 대 총 순방향 전력의 비로 결정한다. 부하가 없을 경우의 순방향 섹터 잉여용량이 100이라고 하면, 호가 증가함에 따라 순방향 섹터 잉여 용량은 감소한다. 핸드오프를 위해 예약한 예비전력을 고려하여 일정 통화품질을 유지하며 최대한 정상 호를 수용할 수 있는 순방향 섹터 잉여 용량값을 호 시도 제한 임계치로 설정한다. 호 시도 제한 임계치에 의해 섹터 내에서 발생하는 호가 제한될 수 있으나, 인접섹터로 부터의 핸드오프 요구는 순방향 섹터 잉여 용량이 핸드오프 시도 제한 임계치보다 작을 때까지 허용한다. 핸드오프 시도 제한 임계치는 상기 호 시도 제한 임계치보다 작게 설정되며, 순방향 섹터 잉여 용량이 핸드오프 시도 제한 임계치와 같거나 작다는 것은 섹터가 현재 통화중인 호 및 핸드오프에 대한 최대 허용용량이 되었음을 의미한다. 상기 순방향 섹터 잉여 용량을 근거로 결정되는 호 시도 제한 임계치와 핸드오프 시도 제한 임계치는 수회 반복되는 실험을 통해서 보다 정확한 임계치를 설정할 수 있다.
도 3에서는 순방향 전력을 추정하고 순방향 섹터 잉여 용량치를 산출하는 과정을 보이고 있다. 섹터 순방향 전력은 오버헤드 채널(파일럿, 페이징, 동기채널) 전력과 활성화된 통화채널 전력의 합이다. 오버헤드 채널전력은 기지국의 초기화시에 할당된 고정값이며, 통화채널 전력은 전력제어에 의한 이득, 음성활성도, 전력제어 부채널에 의해 프레임마다 증감한다. 통화채널은 20ms 프레임마다 통화채널 전력을 계산하여 일정 시간 간격으로 이를 필터링하여 도 1에 도시한 바의 기지국 프로세서(103)로 보고하며, 이 기지국 프로세서(103)는 해당 주파수, 섹터의 각 통화채널로 부터 통화채널 전력을 받아 이를 합산하고, 통화채널 전력의 합에 오버헤드 채널전력을 합하여 섹터 순방향 전력을 산출한다(132). 상기 순방향 섹터 잉여 용량치는 파일럿 채널전력 대 섹터 순방향 전력의 비로 결정되며 백분률로 나타낸다.
또, 도 4는 상기 도 3및 도 2에서와 같은 방법에 의해 산출 또는 결정되는 섹터 잉여 용량치와 상기 각각의 임계치의 비교판단 결과에 따라 정상 호 또는 핸드오프 호를 제한하는 과정을 나타낸 것이다. 그 과정을 보면, 교환기나 단말기로 부터의 착발신 호시도 요구 상태를 판단하고(141), 정상 또는 핸드오프 호시도 제한 임계치와 순방향 섹터 잉여용량치를 비교하고 호 제한상태인지를 각가 판단하여(142,143) 정상 또는 핸드오프 호 할당절차를 각각 수행하거나(144,146), 호 할당요구를 각각 거절하는 과정(145,147)이다.
기지국은 호 처리시 항상 순방향 섹터 잉여 용량을 참조한다. 순방향 섹터 잉여 용량이 호시도 제한 임계치 이하로 낮아지면, 기지국은 새로운 호 요구를 허용하지 않는다(145). 즉, 호 시도 제한 상태가 되며, 핸드오프 호의 설정요구는 허용한다(146). 핸드오프 호의 증가 또는 전력 할당의 증가에 의해 순방향 잉여 용량이 계속 감소하면 핸드오프 시도 제한 임계치 이하로 순방향 잉여 용량이 낮아지며, 이때 기지국은 핸드오프 시도 제한 상태가 되어 인접 섹터로 부터의 핸드오프 호를 제한한다(147).
또, 핸드오프 및 정상 호의 제한을 해제하는 과정을 보자. 상기와 같이 호 시도 제한상태, 핸드오프 시도 제한상태가 된 섹터는 더 이상 새로 요구하는 호, 핸드오프 호를 할당하지 않는다(147,145). 통화완료에 의한 호 해제 및 순방향 전력 감소 등에 의해 순방향 잉여 용량이 핸드오프 시도 제한 임계치보다 높아지면, 기지국은 핸드오프 호에 대한 할당을 시작한다(146). 이때, 순방향 잉여 용량이 다시 핸드오프 시도 제한 임계치보다 낮아지면 섹터는 핸드오프 시도 제한상태가 되나, 반대로 순방향 잉여 용량이 호 시도 제한 임계치보다 높아지면 기지국은 호시도를 허용한다(144).
상술한 바의 본 발명이 방법에 따르면, 섹터의 잉여 용량을 순방향 전력에 의해 추정하므로 정확한 섹터 부하를 측정할 수 있으므로 섹터 부하를 일정수준으로 유지하여 시스템을 안정적으로 동작시킬 수 있으며, 호 시도 제한 임계치 및 핸드오프 시도 제한 임계치를 통화품질을 기대하는 수준만큼 실험에 의해 높여서 설정하면 서비스할 수 있는 가입자의 수는 줄어들 수 있으나 가입자에 대한 통화품질을 보장할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

  1. 교환기나 단말기로 부터의 착발신 호시도 요구 상태를 판단하는 과정과, 정상 또는 핸드오프 호시도 제한 임계치와 순방향 섹터 잉여용량치를 각각 비교하여 호 제한상태인 지를 판단하는 과정을 구비하여 정상 또는 핸드오프 호 할당절차를 수행하거나 호 할당요구를 거절하는 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법
  2. 제1항에 있어서, 상기 순방향 섹터 잉여용량은 트래픽 채널로 부터 수신된 파일롯 채널전력과 순방향 총전력 비의 백분율인 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 핸드오프 호시도 제한 임계치는 통화품질 상태와 파일럿 신호세기의 상태가 양호할때의 순방향 섹터 잉여용량 값인 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정상 호시도 제한 임계치는 상기 핸드오프 호시도 제한 임계치보다 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 정상 호시도 제한 임계치가 순방향 섹터 잉여용량치보다 크면 정상 호할당 요구를 거절하고 순방향 섹터 잉여용량치보다 작으면 호할당 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국 의 호 처리방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 핸드오프 호시도 제한 임계치가 순방향 섹터 잉여용량치보다 크면 핸드오프 호할당 요구를 거절하고 순방향 섹터 잉여용량치보다 작으면 호할당 절차를 수행하는 것을 특징으로 하는 코드분할다중접속방식 이동통신시스템 기지국의 호 처리방법.
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