KR100418873B1 - 이동통신시스템에서의트래픽부하제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 트래픽 부하 제어 방법에 관한 것으로, 특히 CDMA 방식을 적용한 차세대 이동통신 시스템에서 트래픽 부하를 분산시켜 요구한 서비스의 품질을 보장하는 트래픽 부하 제어 방법에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 시스템이 P_DPROTG 를 이동국으로 전송하는 단계와, 상기 P_DPROTG 를 상기 이동국이 확인하는 단계와, 상기 이동국이 P_DPROTG 와 다이내믹 우선순위를 비교하는 단계와, 상기 비교한 결과에 따라 이동국이 채널을 운용하는 단계와, 상기 채널 운용 이후에 버스트 전송 여부를 판단하여 버스트 전송을 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 시스템에서의 트래픽 부하 제어 방법{Method of Traffic Load Control in the Mobile Communication System}

본 발명은 이동통신 시스템에서의 트래픽 부하 제어 방법에 관한 것으로, 특히 CDMA 방식을 적용한 차세대 이동통신 시스템에서 트래픽 부하를 분산시켜 요구한 서비스의 품질을 보장하는 트래픽 부하 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 기지국의 셀(Cell)내의 패킷 데이터 서비스가 가능한 단말이 다수 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 다수의 단말들이 동시에 패킷 데이터 서비스를 요구한다면 셀에서 서비스 가능한 용량 이상의 요구는 무시된다.

이러한 경우에 특정한 단말은 항시 좋은 품질의 서비스를 받을 수도 있고 또 다른 특정한 단말은 계속해서 서비스를 받지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 트래픽 충돌 상황이라도 현재 서비스 받고 있는 단말에 비해 미리 정하여진(predefined) 서비스 등급이 높은 단말인 경우에는 서비스를 지원해 주는 것이 바람직하다.

따라서, 시스템에서는 트래픽 부하를 분산시켜 셀 내에 모든 단말로부터 요구되는 서비스 품질을 보장 해주는 작업이 필요하다.

더욱이 핸드오프(handoff)에 의해 미리 정하여진 우선순위가 높은 단말이 트래픽 부하가 심한 셀에서 서비스를 받아야 하는 경우도 발생한다. 즉, 해당 셀에 트래픽 과부하 충돌이 발생할 수 있다.

실제로 차세대 시스템에서는 트래픽 충돌 발생할 것을 대비하여 또는 그러한 상황에서 단말의 SCRM(Supplemental Channel Request Message ; 추가 채널 요구 메세지)에서 요구하는 대역폭과 기한(duration)을 보장해주는 것이 어려운 상황이 발생할 수 있고 따라서 시스템에서는 용량을 고려한 SCAM(Supplemental Channel Assignment Message ; 추가 채널 할당 메시지)에 의해 대역폭과 기한이 적게 된다.

하지만, 기존의 SCAM을 가지고는 미리 정하여진 우선순위에 따른 서비스의 품질을 고려하는 것이 규정되어 있지 않다.

따라서, 기존의 방법을 이용하면 트래픽 부하 충돌 상황에서 요구되는 모든 서비스는 거절되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 차세대 이동통신 시스템에서 다이내믹 우선순위를 이용하여 트래픽 부하를 분산시켜 단말이 요구한 서비스의 품질을 보장하기 위한 트래픽 부하 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 시스템이 P_DPROTG 를 이동국으로 전송하는 단계와, 상기 P_DPROTG 를 상기 이동국이 확인하는 단계와, 상기 이동국이 P_DPROTG 와 다이내믹 우선순위를 비교하는 단계와, 상기 비교한 결과에 따라 이동국이 채널을 운용하는 단계와, 상기 채널 운용 이후에 버스트 전송 여부를 판단하여 버스트 전송을 하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 P_DPROTG 를 상기 이동국이 확인하는 단계는 시스템으로부터 전송받은 P_DPROTG 가 '0 ' 이 아닌 경우에는 현재의 다이내믹 우선순위를 계산하여 자신이 속한 그룹을 판단하고, 상기 이동국이 P_DPROTG 와 다이내믹 우선순위를 비교하는 단계는 다이내믹 우선순위가 P_DPROTG 보다 낮은 경우에는 버스트 전송을 중지하고 기본 채널 또는 전용 제어 채널만 운용하는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국과 기지국 간의 신호 전달 과정을 나타낸 도면.

도 2 는 본 발명에 따른 기지국에서의 P_DPROTG 를 위한 먹스(MUX)와 큐오에스(QoS) 부계층에 대한 스태이트 다이어그램을 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동국과 기지국간의 신호 전달 과정을 나타낸 도면이다.

도 2 는 본 발명에 따른 기지국에서의 P_DPROTG 를 위한 먹스(MUX)와 큐오에스(QoS) 부계층에 대한 스태이트 다이어그램을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2 를 참조하여 설명하면, 먼저, 다이내믹 우선순위(다이내믹 우선순위)는 다음과 같이 산출한다.

DPROT = K (WQ + SQ) / SQ

여기에서, DPROT 는 다이내믹 우선순위이고, WQ는 지연된 양(Waited Quantity)이며, SQ는 서비스된 양(Serviced Quantity)이고, WQ + SQ 는 SCRM을 통해 요구한 데이터 양이며, K 는 미리 정하여진 우선순위(미리 정하여진 우선순위)에 근거한 비례상수이다. 이때, K의 값은 서비스 고유의 우선순위에 따라 결정되어지며 요소(factor)는 중계 지연(transit delay)과 허락 피크율(permitted peak rate) K = f(TD, PR) 이다.

해당 셀에서 서비스 가능한 트래픽 용량은 대역폭, 데이터 율(Data Rate), Eb/No등에 의해서 결정되어질 수 있는데 이는 시스템 운용자에 따라 다르게 결정되어질 수 있다. 그러므로 해당 셀의 트래픽 과부하(overload)상황에 대한 판단은 구현에 달려있다.

다이내믹 우선순위는 각각의 단말에 대해 일반적으로 고유의 값을 가지게 된다.

이에따라, 시스템이나 단말에서 운용하는 것이 복잡해지므로 이를 몇 개의 그룹으로 관리한다. 이하, 설명을 명확하게 하기 위해서 다이내믹 우선순위 그룹을 4개로 나누어 생각한다.

우선순위는 그룹1, 그룹2, 그룹3, 그룹4로 구분되어진다. 그러나 실제 시스템에서는 그룹의 수는 셀의 크기 및 환경에 따라 달리 설정할 수 있다.

트래픽 부하는 순방향측면과 역방향 측면으로 나누어 생각할 수 있다.

본 발명에 따른 일 실시예는 역방향 즉, 단말측에서 버스트(burst)한 데이터를 보냄으로써 발생하는 트래픽 부하에 대한 것이다.

오버헤드 메세지(Overhead message)로 페이징 채널(paging channel) 또는 공통 채널(common channel)을 통해 현재 기지국에 설정되어 있는 그룹 수와 해당 그룹의 다이내믹 우선순위 경계(boundary)를 셀내의 모든 단말에게 알려준다. 그룹 경계(group boundary)는 최대값을 전달해준다.

결국, 그룹의 다이내믹 우선순위 경계는 한단계 낮은 그룹의 최대값 + 1부터 해당 그룹의 최대값까지가 된다.

그리고, 시스템에서 트래픽 부하 충돌 상황을 감지한다.

이어, 패킷 데이터 서비스 상태(state)가 액티브 상태(Active state)인 모든 단말에게 서비스 가능한 그룹 번호 인 P_DPROTG 를 전달한다.

상기 P_DPROTG는 먹스(Mux)와 큐오에스(QoS) 부계층(Sublayer)이 서비스 제공자(service provider)이고 먹스(Mux)와 큐오에스(QoS)에서 제어(Control)가 서비스 이용자(service user)가 된다.

시그널링 제어(Signaling Control)로부터 P_DPROTG를 받은 자원 제어(Resource Control)은 지시 프리미티브(indication primitive)를 이용하여 먹스와 큐오에스 제어(Mux and QoS control)에 전달한다.

즉, 해당 필드(field) 인 P_DPROTG는 먹스와 큐오에스 제어(Mux and QoS Control)에 의해 지시된 물리 채널(physical channel)에 추가되어 전달되어 진다.

P_DPROTG 필드(field)는 기본 채널(Fundamental channel) 또는 전용 제어 채널(dedicated control channel)을 통해 단말로 전달된다. 즉, 추가 채널(Supplemental channel)을 통해서는 전달되지 않는다.

또한, 상기 필드(field) 인 P_DPROTG 는 허용되는 다이내믹 우선순위 그룹을 단말로 알려주기 때문에 시스템에서는 트래픽 부하에 따라 허용해주어야 할 다이내믹 우선순위 그룹 테이블(Table)을 가지고 있다.

트래픽 부하에 따라 단말로 전달하는 P_DPROTG는 20ms 단위로 전달된다.

따라서 시스템에서는 충돌상황에서 P_DPROTG를 변경해가면서 서비스 이용자(user)가 요구한 품질에 가장 적합하도록 해주는 작업을 수행한다.

그리고, 다이내믹 우선순위 그룹(DPROTG)이 '0'으로 설정되어있으면 패킷 데이터 서비스 단말은 정상적으로 이용자 데이터 프레임(User Data Frame)을 시스템으로 전달한다.

DPROTG가 '0'이 아닌 값으로 셋(set)되어 있으면 액티브(Active)인 각 패킷 데이터 서비스 단말은 다이내믹 우선순위를 계산하여 자신이 어떤 그룹에 속하는지를 판단한다.

예를 들어, 시스템에서 허용하는 DPROT 그룹이 2인 경우, 자신이 속한 그룹이 G1, G2이면 계속해서 종전과 같은 대역폭를 가지고 서비스를 받을 수 있다. 그러나 자신이 속한 그룹이 G3, G4인 경우에는 데이터 전송을 대기(wait)해야 한다.

실제로 대기(wait)해야 하는 시간은 짧은 시간이므로 물리 코드(physical code) 채널(여기서는 R-SCH)을 회수하는 것이 아니고 어느 정도의 시간동안 전송(transmission)을 블록(block)시키는 과정이며 R-SCH 또는 R-DCCH를 통해 역방향 전송은 계속 이루어진다.

또한 실시간으로 이루어지는 과정이므로 P_DPROTG 필드(field)를 메시지(message)를 통해서 전달하기보다는 트래픽 채널 프레임 경계(frame boundary)에 맞추어 멀티플렉스 부계층(multiplex sublayer)에서 추가해주는 것이 바람직하다.

자신이 속한 그룹을 계산한 후 전송을 대기(wait)해야 하는 단말은 역방향 채널(R-FCH or R-DCCH)을 통해 NOK 또는 OK를 시스템으로 알려줄 수도 있다.

이를 위해 최소한 1비트(bit)의 필드(field)가 존재한다.

이후에 셀(Cell)의 트래픽 부하(Overload)가 감소하게 되면 대기(wait)된 단말이 다시 버스트(burst) 전송을 할 수 있게 된다.

버스트(burst) 전송 suspension 이후에 resumption 하는 경우에는 SCAM에 명시되어 있는 RESUME_PREAMBLE에 따라 해당하는 number of preamble을 전송해야 한다.

물론 G1또는 G2단말의 경우에도 스스로 레이트(rate : 대역폭)를 줄여서 지속적으로 적은 대역폭로 전송을 할 수도 있고(즉 다수개의 보조(Supplemental) 채널을 가지고 있는 경우 보조(supplemental) 채널을 줄임으로써 레이트 적응(rate adaptation)을 수행할 수 있다.) 그렇지 않은 경우에는 종전의 넓은 대역폭로 계속 전달하고 이후 그룹 레벨(Level)이 내려감으로써 기본(fundamental) 채널로만 전송을 할 수도 있다.

다이내믹 우선순위 그룹이 시스템에서 허용하는 P_DPROTG보다 높은 경우에상기 2가지의 동작(operation)이 존재할 수 있는데 이는 단말의 Implementation 사항이다.

자신이 보내야 할 사용자 데이터 프레임(User Data frame)을 모두 전송하고 활성 상태(Active state)를 벗어나 있다가 다시 액티브 상태(Active state)로 천이하여 보조(supplemental) 채널을 요구하는 단말이나 호를 시도하여 액티브 상태(Active state)에서 버스트(burst) 전송을 하려는 단말은 시스템으로부터 기본(fundamental) 채널을 통해 전달받는 Permitted 다이내믹 우선순위 그룹(P_DPROTG) 필드(field)의 값이 '0'으로 설정(setting) 되어 있는 경우에만 SCRM을 시스템으로 보낼 수 있다.

디폴트(default)로 미리 정하여진 우선순위보다 높은 우선순위를 가진 단말은 SCRM을 요구할 수 있다.

미리 정하여진 우선순위 즉, 호를 시도할 때 이미 결정되어 있는 우선순위가 높은 호에 대해서는 미리 정하여진 낮은 우선순위를 가진 호(call)보다 양질의 QoS(FER, delay, throughput)를 보장해주어야 하므로 각 등급별 서비스에 상기 제안한 방법에서처럼 상수 K의 값이 곱해진다.

이와 같은 본 발명은 미리 정하여진 우선순위가 높은 단말에 대해 그에 상응하는 서비스를 해 줄 수 있고, 동등한 레벨간에 서비스 품질을 보장할 수 있으며, 다이내믹 우선순위를 그룹으로 나누어 관리함으로써 시스템이 단말에 대해 적정한 rate adaptation을 flexible하게 적용할 수 있어 가장 적정한 부하에 가장 적정한서비스 품질을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 역방향 트래픽 충돌에 의한 다이내믹 우선순위는 단말에서, 순방향 트래픽 충돌은 시스템에서 관리를 함으로써 오버헤드를 분산시켜주는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 시스템이 셀내의 모든 단말에게 서비스 가능한 그룹 번호(P_DPROTG)를 전송하는 단계와;

   상기 서비스 가능한 그룹 번호(P_DPROTG)를 상기 단말이 확인하는 단계와;

   상기 단말이 상기 확인한 서비스 가능한 그룹 번호(P_DPROTG)와 자신의 다이내믹 우선순위를 비교하는 단계와;

   상기 비교한 결과에 따라 상기 단말이 상기 다이내믹 우선순위가 상기 확인한 서비스 가능한 그룹 번호(P_DPROTG) 보다 높은 경우에는 버스트 전송을 하고, 상기 다이내믹 우선순위가 상기 서비스 가능한 그룹 번호(P_DPROTG) 보다 낮은 경우에는 상기 버스트 전송을 중지하고 기본 채널 또는 전용 제어 채널을 운용하여 전송하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 트래픽 부하 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 P_DPROTG 를 상기 단말이 확인하는 단계는 시스템으로부터 전송받은 P_DPROTG 가 '0 ' 이 아닌 경우에는 현재의 다이내믹 우선순위를 계산하여 자신이 속한 그룹을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 트래픽 부하 제어 방법.