KR19990047320A

KR19990047320A - Handover Channel Allocation Method using Priority Queue in Code Division Multiple Access Cellular System

Info

Publication number: KR19990047320A
Application number: KR1019970065677A
Authority: KR
Inventors: 이동명; 이재건
Original assignee: 정선종; 한국전자통신연구원
Priority date: 1997-12-03
Filing date: 1997-12-03
Publication date: 1999-07-05
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: KR100250471B1

Abstract

코드분할 다중접속 셀룰러 시스템(CDMA Cellular System)에서 핸드오버의 요구가 발생할 경우, 이에 대한 트래픽 채널을 할당해야 하는데 만일 가용한 채널이 없다면 핸드오버의 요구는 강제로 해제될 수밖에 없고 따라서 진행중인 호는 도중에 절단되어 가입자의 불만을 초래한다.When a handover request occurs in a code division multiple access cellular system (CDMA Cellular System), a traffic channel must be allocated to it. If there is no available channel, the handover request is forced to be released. It is cut and causes the subscriber's complaint.

본 발명은 이와 같은 단점을 해결하기 위해 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서 핸드오버를 처리할 때 기지국의 가용채널이 부족 할 경우, 우선순위 큐(Prioritized Queue)에 핸드오버 요구를 일정시간 만큼 대기하게 하고, 가용 채널이 생길 때 큐에 대기된 핸드오버 요구 중 가장 시급한 핸드오버 요구의 순서대로 채널을 할당해주는 방법이다.In order to solve the above disadvantages, the present invention, when processing the handover in the code division multiple access cellular system, when the available channel of the base station is insufficient, the handover request waits for a predetermined time in the priority queue (Prioritized Queue) In this case, when an available channel is created, the channels are allocated in the order of the most urgent handover requests among queued handover requests.

코드분할 다중접속 셀룰러 시스템의 핸드오버의 처리과정에서 현재 사용중인 파일럿에 대한 전력이 사용 가능기준보다 열악해 지면 이동국이 핸드오버 요구신호를 기지국에게 보내는데, 이때 기지국은 이 파일럿에 대한 전력이 통화를 계속적으로 유지할 수 있을 수 있는 시간동안 이동국으로부터의 핸드오버 요구를 큐에 대기시키고, 동적으로 우선순위를 결정하여 이들 순서대로 채널을 할당함으로써 진행중인 호에 대한 핸드오버의 강제 종료비율을 감소시켜 궁극적으로 통화품질을 높일 수 있게된다.If the power of the pilot currently in use becomes poorer than the available criteria in the process of handover of the code division multiple access cellular system, the mobile station sends a handover request signal to the base station. By queuing handover requests from mobile stations for a period of time that can be sustained continuously, dynamically prioritizing and allocating channels in this order, ultimately reducing the forced termination rate of handovers for ongoing calls. The call quality can be improved.

Description

Handover Channel Allocation Method using Priority Queue in Code Division Multiple Access Cellular System

본 발명은 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서의 핸드오버 처리 성능 개선을 위한 채널 할당 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel allocation method for improving handover processing performance in a code division multiple access cellular system.

일반적으로 지금까지의 이동통신 시스템에서는 호가 진행중 일 때 핸드오버가 발생할 경우, 가용 통화 채널이 있으면 그 호에 이를 할당해 줄 수 있지만 만약 가용 통화 채널이 없을 경우는 그 호는 강제 종료된다. 그러나 본 발명에서는 통화 채널을 할당 할 시점에 가용 채널이 없을 경우, 우선순위 큐를 사용하여 강제 종료 비율을 개선함으로써 성능 향상을 기한다. 이동통신 가입자의 서비스 사용자 관점에서 통신품질 측면에서 볼 때 통화 중인 호의 계속적인 접속은 새로운 호의 접속보다 더 중요하다.In general, in a mobile communication system up to now, if a handover occurs while a call is in progress, an available call channel can be allocated to the call, but if there is no available call channel, the call is forcibly terminated. However, in the present invention, when there is no available channel at the time of allocating a call channel, performance is improved by improving the forced termination rate by using a priority queue. From the point of view of communication quality, from the service user's point of view of the mobile subscriber, the continuous connection of the call is more important than the connection of the new call.

본 발명이 속한 기슬분야는 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서 핸드오버 채널 할당 분야이다. 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서의 핸드오버처리 속성을 고려하여 이를 전력세기 감쇠에 따른 우선순위에 의해 큐에서 대기하고 있는 핸드오버 요구에게 가용채널을 할당한다.The field of the present invention belongs to the field of handover channel allocation in a code division multiple access cellular system. The available channel is allocated to the handover request waiting in the queue according to the priority according to the power strength attenuation in consideration of the handover processing property in the code division multiple access cellular system.

종래의 기술로는 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템의 핸드오버처리 특성을 고려한 방법이 아닌 일반적인 이동통신시스템에서의 핸드오버 처리성능을 개선하기 위한 방법들이 있는데, 중요 기술로는 다수의 호 수락 제어를 이용한 핸드오버 우선순위방법, 핸드오버용의 채널을 미리 설정하는 가드 채널 할당 방법, 그리고 선입선출(FIFO) 큐를 이용한 핸드오버 채널 할당 방법 등이 있다.Conventional techniques include methods for improving handover processing performance in a general mobile communication system, rather than considering handover processing characteristics of a code division multiple access cellular system. There is a handover priority method, a guard channel allocation method for presetting a channel for handover, and a handover channel allocation method using a first-in first-out (FIFO) queue.

종래의 핸드오버는 일반적인 이동통신시스템에서 핸드오버의 성능을 향상시키기 위해 우선순위 또는 선입선출 큐를 이용한 방법이 제시되었다. 그러나 본 발명은 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서 사용 파일럿에 대한 전력세기의 우선순위를 이용한 핸드오버 처리 방법이다. 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템의 핸드오버의 처리 과정에서 현재 사용중인 파일럿에 대한 전력이 사용 가능 기준보다 열악해지면 이동국이 핸드오버 요구신호를 기지국에게 보내는데, 이때 기지국은 이 파일럿에 대한 전력세기가 통화를 계속적으로 유지할 수 있을 수 있는 시간동안 이동국으로 부터 핸드오버 요구를 우선순위 큐에 대기시키고, 동적으로 우선순위를 결정하여 이들 순서대로 채널을 할당함으로써, 진행중인 호에 대한 핸드오버의 강제 종료비율을 감소시켜 궁극적으로 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서 고도의 통화 품질을 제공하는 데 그 목적이 있다.In the conventional handover, a method using a priority or first-in, first-out queue has been proposed to improve the performance of handover in a general mobile communication system. However, the present invention is a handover processing method using priority of power strength for use pilot in a code division multiple access cellular system. In the process of handover of a code division multiple access cellular system, if the power of the pilot currently being used becomes worse than the available standard, the mobile station sends a handover request signal to the base station, where the power strength of the pilot is determined to By reducing the handover request from the mobile station to the priority queue for a period of time that can be maintained continuously, dynamically prioritizing and assigning channels in this order, reducing the forced termination rate of handover for ongoing calls. The ultimate goal is to provide high call quality in code division multiple access cellular systems.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템에서 우선순위 큐를 이용한 핸드오버 채널 할당을 수행 할 경우, 발신 호, 착신호, 핸드오버 요구(T_ADD, T_DROP)를 처리함에 있어서, 상기 발신 호, 착신호의 경우, 채널이 가용하지 않거나 우선순위 큐에 핸드오버 요구가 남아있을 때는 폐기하고, 그렇지 않으면 호 설정을 수행하고, 채널을 할당한 후 일정 통화시간이 끝나면 채널을 반납하고 호를 해제하는 단계와, 현재 사용중인 파일럿의 전력 값이 T_ADD 이하로 낮아져 이동국에 의해 핸드오버의 요구가 기지국에 들어왔을 경우, 가용 채널이 있으면 채널을 할당 해 주고, 없으면 우선순위 큐에 보관한 후, 현재 사용하고 있는 파일럿의 전력감쇠를 정규분포에 의거 계속적으로 검사하여 이에 대한 우선순위를 계산하며, 크기 순서대로 우선순위 큐에 대기하고 있는 핸드오버의 요구들을 정렬하고, 최대 우선순위 큐 대기 가능 시간 내에 가용 채널이 생기면 핸드오버 처리절차를 수행한 후 채널을 할당하는 단계와, 이미 새로운 파일럿이 새로운 셀에서 할당되어 기존에 사용하는 파일럿의 사용을 해제하는 요구(T_DROP)를 이동국이 기지국에 송신했을 때 채널을 반납 처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, when performing a handover channel allocation using a priority queue in a code division multiple access cellular system, in processing outgoing calls, incoming calls, handover requests (T_ADD, T_DROP), In the case of the outgoing call or incoming call, if the channel is not available or a handover request remains in the priority queue, the call is discarded. Otherwise, call setup is performed. When the power value of the pilot currently in use is lowered to T_ADD or less and a handover request is input to the base station by the mobile station, the channel is allocated if there is an available channel, and if not, it is stored in a priority queue. In this case, the power attenuation of the pilot in use is continuously checked based on the normal distribution, and the priority is calculated. Arrange the requests of handovers queued to the priority queue, and if there is an available channel within the maximum priority queue wait time, perform a handover procedure and allocate a channel, and a new pilot already exists in the new cell. And returning the channel when the mobile station transmits a request (T_DROP) to release the use of the allocated pilot.

우선순위 결정 방법은 각 핸드오버 요구에 대한 최대 큐 대기 가능 시간을 정규분포로 얻은 후, 현재 큐에서의 대기시간의 비율을 전력세기의 비율로 결정한다. 큐에 있는 각 핸드오버 요구에 대한 전력세기는 큐에 있는 현재의 타이머 값을 해당 이동국에 대한 감쇠구간의 최대 큐 대기 가능 시간으로 나누어 계산한다. 즉, 이 전력세기의 크기는 우선순위 큐 내에 있는 각 핸드오버 요구의 처리순서를 조정하기 위한 우선순위로 사용한다.The prioritization method obtains the maximum queue wait time for each handover request in a normal distribution, and then determines the ratio of the wait time in the current queue as the power strength ratio. The power strength for each handover request in the queue is calculated by dividing the current timer value in the queue by the maximum queue wait time for the attenuation interval for that mobile station. That is, the magnitude of this power strength is used as a priority for adjusting the processing order of each handover request in the priority queue.

도 1은 우선순위 큐를 이용한 핸드오버 채널 할당 방법을 설명하기 위해 도시한 개념도.1 is a conceptual diagram illustrating a handover channel allocation method using a priority queue.

도 2는 우선순위에 따른 핸드오버 요구의 채널 할당 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating a channel allocation method of a handover request according to priority.

도 3은 핸드오버의 우선순위 결정 방법을 설명하기 위해 도시한 도면.3 is a diagram illustrating a method of determining handover priority.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1은 코드분할 다중접속 셀룰러 시스템의 핸드오버 절차에서 우선순위 큐를 이용한 채널 할당 방법을 설명하기 위해 도시한 개념도를 나타낸다.1 is a conceptual diagram illustrating a channel allocation method using a priority queue in a handover procedure of a code division multiple access cellular system.

발착신 호(11)는 가입자가 다이얼링을 했을 때 시스템에 들어오는 트래픽을 말하며 λ₁으로 표시되어 있다. 입력된 발착신 호(11)는 기지국과 이동국 사이의 호 설정(14)을 위한 프로토콜을 수행하고 난 후, 채널이 할당(18)된다. 할당된 채널(18)은 일정한 통화 시간(19)을 보낸 후 채널 반납(20) 및 호 해제 과정(21)의 프로토콜을 수행한다. 핸드오버 호(12)인 λ₂는 인접 셀에서의 파일럿 세기가 T_ADD 이상일 때 발생되며, 이동국의 핸드오버 요구 메시지인 파일럿 세기 측정 메시지를 기지국이 받으면 우선순위 큐(15)에 들어간다. 우선순위 큐(15)에서의 최대 큐 대기 가능 시간은 [t0, t1]사이가 된다. 만일 [t0, t1]사이에 가용 채널이 생기면 T_ADD의 핸드오버 설정(16)을 거친 후 바로 이동국에게 새로운 채널이 할당(18)된다. 핸드오버 호(13)인 λ₃은 할당된 채널의 파일럿의 세기가 핸드오버 설정(T_DROP)(17) 이하가 된 후, T_TDROP 타이머의 시간이 초과되면 현재 사용하고 있는 채널을 회수하기 위하여 단말기가 요구하기 위한 파일럿 세기 측정 메시지의 도착을 의미한다. 이 경우는 채널 자원을 반납(20)하는 것이기 때문에 어떤 조치가 필요 없으며 T_DROP 핸드오버 절차인 핸드오버 설정 및 채널 반납 과정(20)을 수행하고 끝난다.The incoming and outgoing call 11 refers to the traffic entering the system when the subscriber dials and is indicated by λ ₁ . The incoming and outgoing call 11 performs a protocol for call establishment 14 between the base station and the mobile station, and then a channel is assigned 18. The allocated channel 18 performs a protocol of channel return 20 and call release process 21 after a constant talk time 19. [Lambda] _{2, which} is a handover call 12, is generated when the pilot strength in the neighbor cell is greater than or equal to T_ADD, and enters the priority queue 15 when the base station receives the pilot strength measurement message, which is a handover request message of the mobile station. The maximum queue wait time in the priority queue 15 is between [t0, t1]. If an available channel occurs between [t0, t1], a new channel is allocated 18 to the mobile station immediately after the handover setting 16 of T_ADD. Λ ₃ of the handover call 13 indicates that the terminal may recover the currently used channel when the T_TDROP timer times out after the strength of the pilot of the allocated channel becomes less than or equal to the handover setting (T_DROP) 17. The arrival of a pilot strength measurement message to request. In this case, since the channel resource is returned 20, no action is required, and the T_DROP handover procedure, the handover setup and channel return process 20, is completed.

도 2는 우선순위에 따른 핸드오버 요구의 채널 할당 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도로서, 발착신 호(21), T_ADD 핸드오버 요구 호(22) 및 T_DROP 핸드오버 요구 호(23)의 흐름을 나타낸다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a channel allocation method of a handover request according to priority, and illustrates a flow of an origination call 21, a T_ADD handover request call 22, and a T_DROP handover request call 23. Indicates.

발착신 호(21)의 경우는 발착신 호(101)에 따라 채널이 가용(102) 할 경우라도 큐에 핸드오버 요구가 있을 경우는 채널을 할당받지 못하고 폐기(103) 된다. 핸드오버 요구가 채널을 할당받기 위해 우선순위 큐에 대기 중에 가용 채널이 있을 수 있는 경우는 진행중인 호가 해제될 때에 발생한다. 즉, 가용 채널이 있는 경우 우선순위 큐에 핸드오버 요구 존재를 확인(104)하여 존재하지 않으면 폐기(105)되고, 존재하면 호 설정(106), 채널 할당(107) 및 통화(108)한 후, 호 또는 핸드오버 종료 여부를 확인(109)한다. 상기 확인 결과에 따라, 종료가 아닐 경우에는 통화(108)를 계속하고, 종료일 경우는 채널을 반납(110)하며, 호 종료(111)일 경우에만 호를 해제(112)하게 된다.In the case of the incoming / outgoing call 21, even if the channel is available 102 according to the incoming / outgoing call 101, if there is a handover request in the queue, the channel is not allocated and is discarded (103). The case where a handover request may have an available channel waiting in the priority queue to be allocated a channel occurs when an ongoing call is released. That is, if there is an available channel, the presence of the handover request in the priority queue is checked (104), if it is not present, discarded (105), and if it exists, after call setup (106), channel assignment (107), and call (108) In step 109, it is determined whether the call or the handover is terminated. According to the result of the check, if the call is not terminated, the call 108 is continued, if the call is terminated, the channel is returned 110, and the call is released 112 only when the call is terminated 111.

T_ADD의 핸드오버 처리의 경우(22)에는 T_ADD의 핸드오버 처리 요구(201)에 따라 이동국이 인접 셀의 활성 파일럿을 감지하였을 때 파일럿 세기 측정 메시지를 기지국에 전송함으로서 시작된다. 이때 가용 채널(202)이 없을 경우는 우선순위 큐에 들어간 후, 채널을 할당받을 때까지 대기(203)한다. 우선순위 큐에 대기하고 있을 동안은 계속적으로 감쇠구간에서의 시간 간격에 대한 대기시간을 측정하여 이를 우선순위로 해서 계속적으로 각 핸드오버 요구를 정렬(204)한다. 만일 감쇠구간의 시간 간격 내에 채널을 할당받지 못하면 이 핸드오버 호는 강제 종료(208)가 된다. 즉, 최대 우선순위 큐 대기시간을 초과하면(205) 강제 종료(208)하고, 초과하지 않으면 가용 채널 존재를 확인(206)한다. 상기 확인 결과, 가용채널이 존재하지 않으면 상기 정렬(204)과정을 반복 수행하고, 존재하면 T_ADD 의 핸드오버를 설정(207)한 후 상기 발착신 호(21)의 채널 할당(107)과정을 반복 수행한다.In the case of handover processing of T_ADD (22), when the mobile station detects an active pilot of an adjacent cell according to the handover processing request 201 of T_ADD, it starts by sending a pilot strength measurement message to the base station. In this case, if there is no available channel 202, it enters the priority queue and waits for the channel to be allocated (203). While waiting in the priority queue, the wait time for the time interval in the decay section is continuously measured and prioritized for each handover request (204). If a channel is not allocated within the time interval of the attenuation period, this handover call is a forced termination (208). That is, if the maximum priority queue waiting time is exceeded (205), it is forced to terminate (208), and if not exceeded, the available channel existence is confirmed (206). As a result of the check, if the available channel does not exist, the process of repeating the alignment 204 is repeated. If the channel exists, the handover of T_ADD is set (207), and then the channel allocation 107 of the originating call 21 is repeated. Perform.

T_DROP의 경우 핸드오버 처리(23)의 경우에는 T_DROP의 핸드오버 처리 요구(301)에 따라 T_DROP의 핸드오버 설정을 수행(302)한 후 채널을 반납(303)하는 과정을 수행하게 된다. T_DROP 경우는 Memoryless Property 성질을 적용한다.In the case of the T_DROP, in the case of the handover process 23, the handover process of the T_DROP is performed according to the handover process request 301 of the T_DROP (302), and then the process of returning the channel (303) is performed. In the case of T_DROP, the Memoryless Property property is applied.

도 3은 핸드오버 우선순위의 결정 방법을 나타낸다. 여기에서 가로축은 경과 시간을 나타내고 세로축은 경과시간에서의 전력의 세기 감쇠를 나타낸다. 시간 [t0, t1]은 각 핸드오버 호의 수신 전력세기의 감쇠가 발생하는 최대 시간간격을 의미하고, 시간 [t0, t2]는 수신 전력세기의 감쇠가 발생하는 동안 핸드오버 요구가 우선순위 큐에 들어와서 대기한 시간을 의미한다. 시간 t0 때의 전력세기는 PS₀이고, 시간 t1 일 때의 전력세기는 PS₁이다. 그래서 감쇠구간의 시간간격 즉, 최대 우선순위 큐 대기 가능 시간에 대한 현재 우선순위 큐에서의 대기시간의 비율인 t[t0, t2]/t[t0, t1]이 전력세기의 비율 P[PS_0,PS₂]/P[PS_0,PS₁]과 비례한다고 보고 이 전력세기의 비율을 이용하여 우선순위를 결정한다. 즉, P[PS_0,PS₂]/P[PS_0,PS₁] = t[t0, t2]/t[t0, t1]로 하여 우선순위를 결정한다.3 shows a method of determining handover priority. Here, the horizontal axis represents elapsed time and the vertical axis represents intensity decay of power in the elapsed time. The time [t0, t1] means the maximum time interval at which the attenuation of the received power strength of each handover call occurs, and the time [t0, t2] means that the handover request is placed in the priority queue during the attenuation of the received power strength. It means time to come in and wait. The power strength at time t0 is PS _0, and the power strength at time t1 is PS ₁ . Thus, the time interval between the attenuation intervals, i.e., t [t0, t2] / t [t0, t1], the ratio of the waiting time in the current priority queue to the maximum priority queue waiting time, is the ratio P [PS ₀ of the power strength. _{In other} words, it is considered to be proportional to PS ₂ ] / P [PS _0, PS ₁ ], and the priority is determined using this ratio of power strength. That is, priority is determined by setting P [PS _0, PS ₂ ] / P [PS _0, PS ₁ ] = t [t0, t2] / t [t0, t1].

본 발명은 이동국이 현재 위치한 셀에서의 수신전력 감쇠 정도에 따라 우선순위의 순서를 결정함으로써, 이동국의 핸드오버 처리에 걸리는 시간을 더욱 단축하여 결국은 강제 종료 비율을 낮출 수 있다. 또한, 제공트래픽이 증가함에 따라 비 우선순위 방법 및 선입선출(FIFO) 우선순위 큐 방법에 비해 강제 종료 비율이 감소된다. 또한, 발착신 호의 폐기은 증가하나 기지국의 전체 통화량은 개선된다.According to the present invention, by determining the order of priority according to the received power attenuation degree in the cell in which the mobile station is currently located, it is possible to further shorten the time required for handover processing of the mobile station and eventually lower the forced termination rate. In addition, as the provided traffic increases, the forced termination rate decreases as compared to the non-priority method and first-in first-out (FIFO) priority queue method. In addition, the discard of the incoming and outgoing calls is increased, but the overall call volume of the base station is improved.

Claims

In case of performing handover channel allocation using priority queue in code division multiple access cellular system, in processing outgoing call, incoming call, handover request (T_ADD, T_DROP),

In case of the outgoing call or incoming call, if the channel is not available or a handover request remains in the priority queue, the call is discarded. Otherwise, call setup is performed. Releasing the call,

When the power value of the pilot currently in use is lower than T_ADD and a handover request is received by the mobile station, the channel is allocated if there is an available channel, and if not, the channel is allocated to the priority queue and the pilot is currently used. Continually checks for power decay based on the normal distribution, calculates priorities, sorts the handover requests waiting in the priority queue in order of magnitude, and makes available channels within the maximum priority queue wait time. Assigning a channel after performing a handover procedure;

Code-division multiple access cellular, comprising the step of returning a channel when a mobile station transmits a request (T_DROP) to a base station to release a request (T_DROP) that is already assigned to a new cell in a new cell Handover channel allocation method using priority queue in system.