KR100820928B1 - 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법 - Google Patents

무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋(Active Set)의 임계값을 조절하여 기지국의 자원을 선 예약한다는 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 파일럿 신호의 세기 및 서비스 품질에 따라 핸드오버 대상 기지국들을 선정하거나 혹은 정정 사용자를 검출하여 자원의 예약과 핸드오버 수행에 대한 다른 정책을 수행하는 종래 방법과는 달리, 액티브 셋 내 기지국들 중 특정 기지국의 자원 사용률을 계산하고, 특정 기지국에 인접된 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 계산하며, 특정 기지국의 자원 사용률과 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 비교하고, 비교 결과에 따라, 액티브 셋의 임계값을 조절하며, 조절된 임계값을 액티브 셋의 셀 내 이동 단말기들로 방송하고, 그 임계값에 따라 액티브 셋 내 기지국들의 자원을 선 예약함으로써, 무선 인터넷 시스템에서 기지국의 사용률을 기반으로 액티브 셋의 임계값을 조절하여 이동 단말기의 선 예약을 효과적으로 수행할 수 있는 것이다.
액티브 셋(Active Set), 사전 핸드오버(Pre-Handover), 액티브 셋의 임계값

Description

무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법{METHOD FOR PRE-SUBSCRIBING RESOURCE OF WIRELESS INTERNET SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따라 액티브 셋에 따라 자원을 선 예약하는데 적합한 무선 인터넷 시스템의 기지국 및 이동 단말기의 관계를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 따라 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋에 따라 자원을 선 예약하는 과정을 도시한 플로우차트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 기지국(BS) 200-214 : 이동 단말기(MS)
300-304 : 임계값에 따른 셀 반경
본 발명은 무선 인터넷 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋을 이용하여 자원을 선 예약하는데 적합한 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 무선 인터넷 시스템은 복수 개의 기지국(BS : Base Station)들이 셀룰러 형태로 서비스를 제공하기 때문에 이동 중 다른 기지국으로 제어를 옮기는 이른바 핸드오버(Handover)를 필요로 한다.
이러한 핸드오버를 효율적으로 수행하기 위해 무선 인터넷 시스템에서는 액티브 셋(Active Set)을 운영하는데, 이는 이동 단말기(MS : Mobile Station)가 이동하면서 현재 서비스 중인 기지국 이외에 자신과 통신이 가능한 다른 기지국들을 후보로 등록하고, 이를 액티브 셋으로 관리하면서 액티브 셋 내의 기지국들은 이동 단말기와 관련된 MAC 컨텍스트(MAC Context)를 공유하고, 단말 관련 자원을 선 예약하는 등 이른바 사전 핸드오버(Pre-Handover) 기능을 수행할 수 있도록 하는 매커니즘이다.
그리고, 사전 핸드오버 기능이 수행되면, 첫째, 액티브 셋 내의 기지국들이 이동 단말기에 대한 정보인 MAC 컨텍스트를 미리 공유하여 새로운 기지국으로의 등록(Registration)에 소요되는 시간을 줄일 수 있고, 둘째, 이동 단말기가 이전되는 기지국에서 필요한 자원을 선 예약하여 자원의 부족으로 인한 서비스 품질 저하 또는 서비스 중단을 방지할 수 있는 장점이 있다.
한편, 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋의 관리는 단말에 들어오는 기지국의 신호(Signal) 세기에 의존하여 대상 기지국을 추가 또는 삭제하는 방법을 사용하고 있는데, 기지국들은 방송 메시지에 H_Add 임계값(Threshold)과 H_Delete 임계값들을 방송(broadcast)하고, 이동 단말기가 운용하고 있는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)의 이동평균값과 비교하여 CINR이 H_Add 임계값보다 크면 해당 기지국을 액티브 셋에 추가하고, CINR이 H_Delete 임계값보다 작으면 해당 기지국을 액티브 셋에서 제외하는 방법을 사용한다.
그리고, 종래에 무선 인터넷 시스템에서 서비스 품질을 향상시키기 위한 핸드오버 방법에 대해 특허출원된 "서비스 품질을 고려한 핸드오버 방법(출원번호 : 10-2004-0010285호)"에서는 이동 단말기는 기지국들로부터 수신되는 파일럿 신호의 세기와 각 기지국들이 제공할 수 있는 서비스 품질을 기반으로 특정 기지국으로 핸드오버를 결정하고, 해당 기지국으로의 핸드오버를 수행하는데, 각각의 기지국의 트래픽 부하를 고려하여 핸드오버 대상 기지국이 결정되어 특정 셀에 트래픽이 집중되는 것을 방지할 수 있어 최상의 서비스 품질을 보장하는 것입니다.
또한, 종래에 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋을 이용하여 자원을 선예약하고, 이중 정적 사용자를 탐지하여 필요없는 자원을 예약하며 정적 사용자들에 대해 자원의 여유가 있는 이웃 기지국에게 핸드오버를 시켜 부하의 균형을 이룰 수 있도록 하는 방법에 대해 특허출원된 "액티브 셋을 이용한 무선 인터넷 시스템에서의 다단계 호 수락 제어 방법(출원번호 : 10-2006-0091986호)"에서는 이동 단말기의 이동성을 기지국들의 도움으로 탐지하여 정적 사용자를 가려낸 후, 이러한 사용자들에게 자원의 예약이나 핸드오버 수행에 대해 다른 정책을 적용함으로써 시스템의 효율을 증대시키는 것입니다.
이러한 종래의 방법들에서는 무선 인터넷 시스템의 핸드 오버 시에 기지국의 부하를 고려한 핸드오버 대상 기지국을 선택하기 위해 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호의 세기와 각 기지국들이 제공할 수 있는 서비스 품질을 기반으로 핸드오버 대상 기지국들을 선정하여 기지국들의 부하를 균등화시키거나 혹은 이동 단말기의 이동성에 따라 정적 사용자를 검출한 후에 자원의 예약이나 핸드오버 수행에 대 해 다른 정책을 적용하는 것인데 반해, 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋은 이동 단말이 현재 지점에서 수신 가능한 기지국들의 집합이므로 기지국들이 방송하는 H_Add 임계값 및 H_Delete 임계값과 깊은 관련성이 있기 때문에, H_Add 임계값 및 H_Delete 임계값을 조절함으로써, 자원 예약 가능 여부에 따라 액티브 셋에 해당 기지국을 추가 또는 삭제하는 방법에 대해서는 제안된 바가 없는 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋의 임계값을 조절하여 기지국을 액티브 셋에 추가 또는 삭제함으로써, 기지국의 현재 상태에 따라 효율적으로 자원을 선 예약할 수 있는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 액티브 셋(Active Set) 내의 기지국들을 관리하여 사전 핸드오버(Pre-Handover) 기능을 수행하는 무선 인터넷 시스템에서 자원을 선 예약하는 방법으로서, 상기 액티브 셋 내 기지국들 중 특정 기지국의 자원 사용률을 계산하는 단계와, 상기 특정 기지국에 인접된 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 계산하는 단계와, 상기 특정 기지국의 자원 사용률과 상기 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 따라, 상기 액티브 셋의 임계값을 조절하는 단계와, 상기 조절된 임계값을 상기 액티브 셋의 셀 내 이동 단말기들로 방송하고, 그 임계값에 따라 상기 액티브 셋 내 기지국들의 자원을 선 예약하는 단계를 포함하는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 핵심 기술요지는, 액티브 셋 내 기지국들 중 특정 기지국의 자원 사용률을 계산하고, 특정 기지국에 인접된 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 계산하며, 특정 기지국의 자원 사용률과 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 비교하고, 비교 결과에 따라, 액티브 셋의 임계값을 조절하며, 조절된 임계값을 액티브 셋의 셀 내 이동 단말기들로 방송하고, 그 임계값에 따라 액티브 셋 내 기지국들의 자원을 선 예약한다는 것으로, 이러한 기술적 수단을 통해 본 발명에서 목적으로 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 액티브 셋에 따라 자원을 선 예약하는데 적합한 무선 인터넷 시스템의 기지국 및 이동 단말기의 관계를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, H_Add(302)는 H_Add 임계값을 적용할 경우의 셀 반경을 의미하며, H_Add-alpha(300)는 H_Add보다 상대적으로 'alpha'만큼 적은 임계값을 적용할 경우의 셀 반경을 의미하고, H_Add+alpha(304)는 H_Add보다 상대적으로 'alpha"만큼 큰 값을 적용할 경우의 셀 반경을 의미한다. 이러한 셀 반경은 기지국(100)의 신호 세기가 이동 단말기(200-214)와의 거리에 비례하여 줄어드는 특성 에 기인하며, 임계값의 정도에 따라 기지국(100)이 액티브 셋에 따라 이동 단말기(200-214)에 미치는 영향의 크기가 달라짐을 알 수 있다.
예를 들면, 임계값을 H_Add+alpha(304)의 셀 반경으로 적용할 경우 이동 단말기 MS-1(200), 이동 단말기 MS-2(202) 및 이동 단말기 MS-3(204)이 기지국 BS(100)를 액티브 셋에 포함시킬 수 있고, 임계값을 H_Add(302)의 셀 반경으로 적용할 경우 이에 추가하여 이동 단말기 MS-4(206), 이동 단말기 MS-5(208) 및 이동 단말기 MS-6(210)이 액티브 셋에 포함될 수 있으며, H_Add-alpha(300)의 셀 반경으로 적용할 경우 이동 단말기 MS-7(212) 및 이동 단말기 MS-8(214)이 기지국 BS(100)를 액티브 셋에 포함시킬 수 있다. 즉, H_Add 임계값에 따라 기지국을 액티브 셋에 포함시킬 수 있는 대상이 되는 이동 단말기의 수가 달라지게 된다.
한편, 기지국 BS(100)가 운영하는 액티브 셋 관련 임계값에는 H_Delete 임계값도 있는데, 이는 이동 단말기가 기지국 BS(100)을 액티브 셋에서 제외(삭제)시키는 기준을 나타내는 임계값으로 바람직하게는 H_Add 임계값보다 상대적으로 소정값만큼 작게 설정한다. 그 이유는 액티브 셋을 설정하는데 있어 진입 시기와 탈퇴 시기를 다르게 설정함으로써, 액티브 셋에 추가 및 제외에 대한 잦은 변화를 방지하기 위해서이다. 또한, 본 발명에서는 H_Delete 임계값은 H_Add 임계값과 연동하여 동일한 규모로 변화된다고 가정하는 것이 바람직하며, H_Delete 임계값과 H_Add 임계값의 크기 차이는 무선 인터넷 시스템의 파라미터로 결정할 수 있고, 이는 본 발명에 따른 자원 선 예약 방법에 영향을 미치지 않음은 물론이다.
다음에, 상술한 바와 같이 기지국 및 이동 단말기를 포함하는 무선 인터넷 시스템에서 기지국의 사용률과 인접 기지국의 사용률 평균에 따라 임계값을 조절하여 자원을 선 예약하는 과정에 대해 설명한다.
도 2는 본 발명에 따라 무선 인터넷 시스템에서 액티브 셋에 따라 자원을 선 예약하는 과정을 도시한 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, 무선 인터넷 시스템의 특정 기지국 BS(100)에서는 자신의 자원 사용률(RU)을 계산한다(단계202). 이러한 자원 사용률(RU)은 아래의 수학식 1에 따라 계산된다.
Figure 112006090877517-pat00001
이러한 자원 사용률은 0에서부터 1까지의 값을 가지며, 그 값이 클수록 자원의 사용률이 높음을 나타낸다. 여기에서, Ctotal은 해당 기지국이 가지고 있는 자원의 총합을 의미하며, Callocated는 현재 할당된 자원의 수를 의미한다.
그리고, 해당 기지국 BS(100)에서는 인접 기지국들의 자원 사용률들을 수신하여 이러한 자원 사용률들의 평균값(RUaverage)을 계산한다(단계204). 여기에서, 인접 기지국들의 자원 사용률들은 기지국들을 유선으로 연결하는 백본망을 통한 신호 절차에 의해 주기적으로 상호 교환된다.
다음에, 해당 기지국 BS(100)에서는 자신의 자원 사용률(RU)과 인접 기지국 들의 자원 사용률들에 대한 평균값(RUaverage)을 비교한 후, 자신의 자원 사용률(RU)이 인접 기지국들의 자원 사용률들에 대한 평균값(RUaverage)보다 상대적으로 큰 값인지를 체크한다(단계206).
상기 단계(206)에서의 체크 결과, 자원 사용률(RU)이 자원 사용률들에 대한 평균값(RUaverage)보다 상대적으로 큰 값인 경우 해당 기지국 BS(100)에서는 자신의 자원 여유가 상대적으로 없음을 의미하므로 자원의 선 예약을 감소시키기 위해 H_Add 임계값을 기 설정된 특정값만큼 크게 조절한다(단계208). 여기에서, 기 설정된 특정값은 임계값을 크게 조절하거나 혹은 작게 조절하는데 단위가 되는 값으로 설정된 시스템 파라미터를 의미한다.
한편, 상기 단계(206)에서의 체크 결과, 자원 사용률(RU)이 자원 사용률들에 대한 평균값(RUaverage)보다 상대적으로 작은 값인 경우 해당 기지국 BS(100)에서는 자신의 자원 여유가 상대적으로 많음을 의미하므로 자원의 선 예약을 늘이기 위해 H_Add 임계값을 기 설정된 특정값만큼 작게 조절한다(단계210). 여기에서, 단계208과 단계210에서의 H_Add 임계값을 조절하는데 있어 최대값(H_Addmax)와 최소값(H_Addmin)의 범위를 벗어나지 않도록 H_Add 임계값이 조절된다.
이어서, 해당 기지국 BS(100)에서는 단계208 또는 단계210에서 조절된 H_Add 임계값을 기지국들 간의 DCD(Downlink Channel Descriptor) 방송 정보에 실어 액티브 셋에 따른 셀 내이 이동 단말기들로 전송(방송)하고, 이러한 H_Add 임계값에 따 라 기지국들을 액티브 셋에 추가 또는 삭제하여 자원의 선 예약을 수행한다(단계212).
따라서, 무선 인터넷 시스템에서 특정 기지국의 자원 사용률과 인접 기지국들의 자원 사용률에 대한 평균값을 비교하여 액티브 셋에 대한 임계값을 선택적으로 조절하여 자원의 선 예약을 수행할 수 있다.
이상의 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 파일럿 신호의 세기 및 서비스 품질에 따라 핸드오버 대상 기지국들을 선정하거나 혹은 정정 사용자를 검출하여 자원의 예약과 핸드오버 수행에 대한 다른 정책을 수행하는 종래 방법과는 달리, 액티브 셋 내 기지국들 중 특정 기지국의 자원 사용률과 인접된 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 비교하고, 이에 따라, 액티브 셋의 임계값을 조절하며, 조절된 임계값을 액티브 셋의 셀 내 이동 단말기들로 방송하고, 그 임계값에 따라 액티브 셋 내 기지국들의 자원을 선 예약함으로써, 무선 인터넷 시스템에서 기지국의 사용률을 기반으로 액티브 셋의 임계값을 조절하여 이동 단말기의 선 예약을 효과적으로 수행할 수 있다.
또한, 무선 인터넷 시스템에서 기지국의 사용률에 따른 액티브 셋의 임계값 조절에 의거하여 선 예약 대상이 되는 이동 단말기의 수를 조절함으로써, 기지국에 대한 과도한 선 예약을 방지할 수 있다.

Claims (5)

  1. 액티브 셋(Active Set) 내의 기지국들을 관리하여 사전 핸드오버(Pre-Handover) 기능을 수행하는 무선 인터넷 시스템에서 자원을 선 예약하는 방법으로서,
    상기 액티브 셋 내 기지국들 중 특정 기지국의 자원 사용률을 계산하는 단계와,
    상기 특정 기지국에 인접된 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 계산하는 단계와,
    상기 특정 기지국의 자원 사용률과 상기 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값을 비교하는 단계와,
    상기 비교 결과에 따라, 상기 액티브 셋의 임계값을 조절하는 단계와,
    상기 조절된 임계값을 상기 액티브 셋의 셀 내 이동 단말기들로 방송하고, 그 임계값에 따라 상기 액티브 셋 내 기지국들의 자원을 선 예약하는 단계
    를 포함하는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 기지국의 자원 사용률을 계산하는 단계는, 아래의 수학식에 의거하여 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법.
    Figure 112008006266608-pat00002
    (상기한 수학식에서, Callocated는 현재 할당된 자원의 수, Ctotal은 상기 특정 기지국이 가지고 있는 자원의 총합을 의미함)
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 특정 기지국의 자원 사용률은, 0에서 1까지의 값을 가지며, 그 값이 클수록 상기 특정 기지국의 자원 사용률이 큼을 나타내는 것을 특징으로 하는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 액티브 셋의 임계값을 조절하는 단계는,
    상기 특정 기지국의 자원 사용률이 상기 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값보다 큰 값인 경우 상기 액티브 셋의 임계값을 특정값만큼 크게 조절하는 단계와,
    상기 특정 기지국의 자원 사용률이 상기 인접 기지국들의 자원 사용률들의 평균값보다 작은 값인 경우 상기 액티브 셋의 임계값을 특정값만큼 작게 조절하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 인터넷 시스템의 자원 선 예약 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 특정값은, 상기 액티브 셋의 임계값을 크게 조절하거나 혹은 작게 조절하는데 단위가 되는 값으로 설정된 시스템 파라미터인 것을 특징으로 하는 무선 인터넷 시스테의 자원 선 예약 방법.
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