KR0129142B1 - 다중계층의셀구조를갖는cdma셀룰러시스템에서서로다른셀계층간의핸드오프제어방법 - Google Patents

다중계층의셀구조를갖는cdma셀룰러시스템에서서로다른셀계층간의핸드오프제어방법

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KR0129142B1 KR1019940035483A KR19940035483A KR0129142B1 KR 0129142 B1 KR0129142 B1 KR 0129142B1 KR 1019940035483 A KR1019940035483 A KR 1019940035483A KR 19940035483 A KR19940035483 A KR 19940035483A KR 0129142 B1 KR0129142 B1 KR 0129142B1
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Abstract

본 발명은 다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 디지틀 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 주파수로 동작하는 셀계층간의 핸드 오프를 제어하는 방법에 관한 것으로 특히, 이동국은 서빙셀의 기지국과 통신중에 프레임 오류율이 특정 임계치 이상으로 커질 경우 혹은 주기적으로 변화하는 경우 이동국 자신이 측정한 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 서빙셀로 보고하는 제1과정과, 상기 서빙셀을 통하여 상기 이동국의 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 수신하는 교환국은 다중 기준치에 의한 의사결정방식을 이용하여 핸드오프 실행여부 및 핸드오프 유형을 택일하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 핸드오프 유형이 상이 계층간 핸드오프인 경우 상기 교환국은 자신이 보유한 망형상정보로부터 타켓셀을 결정하고 해당 타켓셀 기지국으로 핸드오프 채널을 요구하고 그 응답으로 채널을 할당하는 제3과정과, 상기 교환국은 할당된 채널에 대하여 링크의 시간동기를 조정한 후 이동국으로 핸드오프를 지시하여 타켓셀의 우선주파수로 절체할 것을 명령하는 제4과정과, 상기 제4과정에서 할당된 채널에 대한 기지국은 상기 교환국으로 해당 이동국과 동기 획득이 이루어졌음을 통보하는 제5과정 및 상기 교환국은 통신중이던 서빙셀의 기지국과 채널 접속자원을 복구하도록 요구하고 이로부터 응답을 받는 경우 설계층간 핸드오프 절차가 완료된 것으로 판단하는 제6과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중계층의 셀구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 제어방법을 제공하면, 종래의 직교 주파수 분배방식이 핸드오프 수행여부를 임의의 기준 속도에 의해 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 수행여부를 판단함에 따라 대도시와 같은 지역에서 특히, 교통 혼잡지역에서는 이동체의 속도가 매우 불규칙하기 때문에 실제적으로 불합리하다는 문제점을 해소하는 효과가 있다.

Description

다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀 계층간의 핸드오프 제어방법
제1도는 다중 셀계층으로 구성되는 오버레이셀 구조의 일반모형을 설명하기 위한 예시도.
제2도는 제1도의 일례로서 3중 셀계층이 중첩되는 셀구조의 형상을 설명하기 위한 예시도.
제3도는 다중계층의 셀구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀의 구성도.
제4도는 서로 다른 셀계층에 각각 존재하는 기지국 장치간의 통신 접속 루팅계위도.
제5도는 통신중에 있는 이동국이 현 서빙셀에서 자신을 둘러싸고 있는 외곽셀로 빠져 나가는 경우의 예시도.
제6도는 호시도시 기지국을 결정하는 절차도.
제7도는 이동국의 핸드오프 탐지동작 절차도.
제8도는 교환국장치에서 셀계층간 핸드오프 가부를 판단하는 알고리즘.
제9도는 현재 통신하고 있는 서빙셀의 기지국에 대한 망형상정보를 설명하기 위한 예시도.
제10도는 교환국에서 핸드오프 유형을 식별하는 절차도.
제11도는 이동국과 교환국에서 망형상구조를 이용한 타겟셀의 결정 및 타셀과의 신규접속 절차도.
제12도는 다중계층셀로 구성되는 CDMA 셀룰러 시스팀 구조에서 서로 다른 셀계층간에 발생한 핸드오프를 제어하는 절차도.
본 발명은 다중계층의 셀구조를 갖는 CDMA 디지틀 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 주파수로 동작하는 셀계층간의 핸드오프를 제어하는 방법에 관한 발명이다. 일반적으로, 단일 마크로셀 구조는 이동가입자 분포의 지형적 특성과 밀집도 및 이동속도 또는 전파환경 그리고 서비스 속성 등을 종합적으로 감안하여 서비스 용량을 증대시키고자 하는 경우 가장 효율적인 방식이 다중계층의 셀구조 (Multi-layered Hierarchical Cellular Structure)를 갖도록 하는 것이다. 상기 다중계층 셀구조의 종류로는 위성시스팀을 이용한 슈퍼 마크로셀 (Global Sattelite Beam), 셀반경이 크고 음성위주의 서비스를 제공하는 저밀도 트래픽의 고속이동국을 위한 마크로셀 (셀반경 8킬로미터 이내), 셀반경이 크지 않은 지역에 저속 이동가입자가 밀집되어 있는 마이크로셀(셀반경 200∼300미터 이내로 기지국 안테나가 신호등, 가로등 및 빌딩벽에 부착), 무선 PBX/센트랙스를 사용하는 빌딩 중심의 피코셀(셀반경 10미터 이내) 그리고 다세대 가옥 (Home Based Cell) 등을 들 수 있다. 상기와 같은 종류의 다중게층의 셀구조의 일반적인 장점은, CDMA 방식의 대표적인 장점인 주파수 재사용을 도입하므로써, 사용자 용량의 증가뿐 아니라 이동단말의 휴대화에도 유리한 면이 나타난다. 또한, 현재는 이동통신시설이 단일계층의 마크로셀 위주로 되어 있어 업무장소나 회의장 부근 혹은 밀집지역에서도 고출력 셀룰러폰을 사용하여 통신을 하므로써 전력 소비가 컸으나, 마이크로셀 혹은 피코셀등에서 통신 서비스를 받을 경우, 전력소비는 상대적으로 적으므로 이동국의 사용시간 및 가격 등에서 유리하다. 상기와 같은 다중계층 셀구조의 일반 모형을 첨부한 제1도와 제2도를 참조하여 살펴보면, 상위계층 셀(11)은 셀반경이 크고 음성위주의 서비스를 제공하는 저밀도 트래픽의 고속이동국을 위한 마크로셀(셀반경 8킬로미터 이내)에 비유되며, 중위계층셀(12)은 셀반경이 그리 크지 않은 지역에 저속 이동가입자가 밀집되어 있는 마이크로셀(셀반경 200∼300미터 이내로 기지국 안테나가 신호등, 가로등 및 빌딩벽에 부착) 에 해당될 수 있다. 또한, 하위계층 셀(13)은 무선 PBX/센트렉스를 사용하는 빌딩 중심의 피코(13)(셀반경 10미터 이내)에 비유된다. 상기와 같은 다중계층셀 구조에서 각 셀계층은 그 적용지역에 따라 육각형, 직사각형 및 타원형 등 여러 형태의 셀모양으로 나타날 수 있다. 하지만, 다중계층셀의 도입개념은 기본적으로 고밀도 트래픽지역에서의 서비스 용량을 증대시키기 위한 것이므로, 셀패턴에 큰 의미 부여를 하지 않는다. 상기와 같은 다중계층 셀룰러 구조하에서 각 셀계층에는 전력제어, 주파수 간섭 및 핸드 오프 발생율 등을 감안하여, 셀계층간의 동일 주파수 간섭을 배제할 수 있어 기지국 배치가 용이하고 일련의 마이크로셀 열을 고속의 이동체가 관통할 때 겪는 빈번한 핸드 오프를 방지할 수 있다는 장점 때문에 일반적으로 서로 다른 주파수를 할당하는 직교 주파수 분배 (Orthogonal Frequency Sharing)방식을 사용한다. 그러나, 상기 직교 주파수 분배방식에서 핸드오프 수행여부를 임의의 기준속도에 의해 서로 다른 셀계층간의 핸드 오프 수행여부를 판단하는데, 이는 대도시와 같은 지역에서의 교통 혼잡지역에서는 이동체의 속도가 매우 불규칙하기 때문에 실제적으로 불합리하다는 문제점을 내재하고 있다. 또한, 현재 미국의 TIA/EIA에서 제안한 TIA/EIA Interim Standard, IS-95, CDMA Mobile Staton-Base Station Comjpatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread spectum Cellular System July 1993에서는 섹터간 핸드오프, 셀간 소프트 핸드오프에 관해서는 구체적인 핸드오프 제어방법이 제시되고 있으나, 상이 주파수간 핸드오프/CDMA 시스팀과 아날로그시스팀(AMPS)간의 핸드오프 절차는 타켓셀이 결정된 이후의 이동국 동작에 대해서만 부문적으로 제안되고 있으며, 더욱이 다주어계층의 셀구조를 갖는 CDMA 디지틀 셀룰러시스팀에서 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 제어 방버버에 관해서는 국내외적으로 아무런 구체적인 제어방법이 규명되지 못하고 있다. 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 가입자 밀도가 매우 높은 서비스지역에서 다중 주파수 자원을 사용하는 다중계층의 CDMA 셀룰러시스팀의 경우, 서로 다른 주파수로 동작하는 셀계층간의 핸드오프를 CDMA 시스팀의 어떤 장치적인 변경없이 인접셀 계층에 대한 망형상 정보 (Network Configuration Informations)만을 이용하여 쉽게 제어할 수 있도록 하기 위한 다중 계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀 계층간의 핸드오프 제어 방법을 제공하는데 있다. 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 셀계층간의 핸드오프 제어방법에 있어서, 이동국은 서빙셀의 기지국과 통신중에 프레임 오류율이 특정 임계치 이상으로 커질 경우 혹은 주기적으로 변화하는 경우 이동국 자신이 측정한 트래픽 프래임의 오류율 및 평균전력치를 서빙셀로 보고하는 제1과정과, 상기 서빙셀을 통하여 상기 이동국의 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 수신하는 교환국은 다중 기준치에 의한 의사결정방식을 이용하여 핸드오프 실행여부 및 핸드오프 유형을 택일하는 제2과정과, 상기 제2과정에서 핸드오프 유형이 상이 계층간 핸드오프인 경우 상기 교환국은 자신이 보유한 망 형상정보로부터 타켓셋을 결정하고 해당 타켓셀 기지국으로 핸드오프 채널을 요구하고 그 응답으로 채널을 할당하는 제3과정과, 상기 교환국은 할당된 채널에 대하여 링크의 시간 동기를 조정한 후 이동국으로 핸드오프를 지시하여 타겟셀의 우선주파수로 절체할 것을 명령하는 제4과정과, 상기 제4과정에서 할당된 채널에 대한 기지국은 상기 교환국으로 해당 이동국과 동기획득이 이루어졌음을 통보하는 제5과정 및 상기 교환국은 통신중이던 서빙셀의 기지국과 채널 접속자원을 복구하도록 요구하고 이로부터 응답을 받는 경우 셀계층간 핸드오프 절차가 완료된 것으로 판단하는 제6과정을 포함하는데 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 다른 바람직한 일실시예를 설명한다. 우선, 셀패턴에 큰 의미가 부여되는 것은 아니나 상기 제1도와 제2 도를 참조하여 본 발명에서 사용되는 셀계층의 패턴을 설명하면, 본 발명에서는 각 셀계층의 패턴을 모두 타원형으로 단일화한 모델을 사용한다. 셀계층간의 중첩비율은 가입자 밀도, 서비스지역의 범위 등에 따라, 상위계층셀 하나에 N개의 하위 계층셀이 중첩될 수 있으며, N개의 셀의 위치는 연속적 혹은 이산적으로 배치될 수 있다. 특정한 한 개 셀의 관점에서는 인접셀의 개수는 셀 배치구조상 현재 마크로셀의 인접셀 패턴과 같이 최대 6개로 충분히 모형화한다. 제3도는 다중계층의 셀구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀의 구성도로서, 하위계층셀의 기지국 장치(33)는 중위계층셀의 기지국 장치(32)와 상위계층셀의 기지국 장치(31)를 거쳐 교환국장치(34)와 접속된다. 상기 중위계층셀의 기지국 장치(32)는 상위계층셀의 기지국장치(31)를 거쳐 교환국장치(34)와 접속된다. 상기 상위계층셀의 기지국 장치(31)는 교환국 장치(34)와 직접 접속된다. 또한, 상기 교환국장치(34)는 기지국 장치(31,32,33) 사이에서 일어나는 모든 핸드오프를 제어하며, 이를 위해 인접셀계층에 대한 망형상정보를 갖는다. 또한 상기 교환국 장치(34)는 이동국의 위치추적을 위한 홈위치등록센터(35)와 고정통신망(35)과 접속되어 이동통신호를 처리한다. 제4도는 서로 다른 셀계층에 각각 존재하는 기지국장치간의 통신접속 루팅계위도를 보인 것으로, 모든 기지국 장치(41,42,43)는 교환국 장치(44)와 접속되어 핸드오프 제어를 받는다. 제5도는 통신중에 있는 이동국이 현 서빙셀에서 자신을 둘러싸고 있는 외곽셀로 빠져 나가는 경우의 예를 나타낸다. 상기 제5도에서 경우1(51)은 하위계층셀에서 증위계층셀로 진입하는 경우이며, 경우 2(52)는 하위계층셀에서 상위계층셀로 직접 진입하는 경우이고, 경우 3(53)은 중위계층셀에서 상위계층셀로 집입하는 경우이다. 제6도는 호시도시 기지국을 결정하는 절차도로서, 발착신호 및 위치등록호 시도시에 이동국은 그 속도와 무관하게 자신이 현재 속한 셀(셀계층)로 접속되는 절차를 밟는다. 스텝 S61에서 이동국이 전원인가(Power-on) 혹은 휴지(Idle)상태에서 호(발신호, 페이징호, 위치등록호)를 시도하거나 페이징을 받을 경우, 기지국 결정은 셀계층별로 정의된 우선 CDMA 주파수의 집합 (A Set Of Preffered Frequency Assignments)을 대상으로 초기동기획득 절차를 수행한다. 이후, 스텝 S62에서 이동국은 기존 CDMA 방식의 초기동기 획득 과정과 같이 1,2차 CDMA 주파수 (Primary, Secondary CDMA Channel) 대신에 상기 스텝 S61에서 정의된 CDMA 우선주파군 (Perferred Frequency List)을 대상으로 초기동기 탐색과정을 반복 수행한다. 상기 스텝 S62에서 초기동기 탐색과정이 수행되어 지면, 스텝 S63에서 각 셀 계층은 디폴트로 한 개의 우선 CDMA 주파수를 획득하며, 이동국은 각 셀계층의 우선 CDMA 주파수를 순차적으로 탐색하여 전력세기를 측정 비교한 후, 가장 강한 세기의 주파수를 택일한다. 이때, 최근 사용한 우선 주파수는 우선 CDMA 주파수군 목록의 최상위에 둠으로써 동기획득과정을 신속하게 할 가능성을 높인다. 이동국은 선정된 우선 주파수의 PN 오프셀으로부터 자신과 통신할 기지국(셀유형)을 결정한다.(S65) 상기와 같은 과정은 다중계층 수만큼 반복 수행한다(S64).
즉, 3중 계층으로 구성되는 셀룰러시스팀의 경우, 이동국은 3회의 초기동기 탐색과정을 반복수행한다. 따라서, 기존의 단일 마크로셀로 구성되는 경우에 비하여 2회의 주파수 획득과정이 추가 요구된다. 초기동기회득 구간이 마이크로셀 혹은 피코셀과 같이 매우 짧은 경우는 초기동기획득시간이 수십 밀리초 이하이므로 2개의 우선 CDMA 주파수에 대해서는 최대 수백 밀리초 이하가 되어, 초기셀 결정에 소요되는 시간은 크게 증가하지 않는다. 제7도는 이동국의 핸드오프 탐지동작 절차도이다. 이동국에서는 스텝 S71에서 전력세기 및 오류프레임의 수를 측정하여 교환국에 보고한다. 상기 스텝 S71에서 측정되어진 측정치는 스텝 S72에서 일정 임계치를 초과하는가를 판단하여 즉, 핸드오프 보고모드가 임계치 보고모드인가를 판단하여 임계치 보고모드가 아니라고 판단되면 스템S73으로 진행한다. 상기 스텝 S73에서는 주기적 보고모드인가를 판단하여 주기적 보고모드인 경우는 스텝 S74 로 진행하고 아닌 경우는 상기 스텝 S71로 진행한다. 또한, 상기 스텝 S72에서 임계치 보고모드로 판단되는 경우에도 상기 스텝 S74로 진행하는데, 스텝 S74에서는 전력측정보고메시지(PMRA)를 이용하여 교환국에 보고한다. 즉, 이동국은 정상적인 통화중에는 1.25ms 단위로 전력제어를 수행하므로 전력세기측정메시지(PSMM)가 송출되지 않고, 파일롯의 전력세기 (Ec/Io)가 일정 임계치를 벗어날 경우에만 발생되므로, 이 메시지를 핸드오프 동작의 구동을 위하여 전력측정 보고 메시지와 함께 사용한다. 제8도는 교환국자어치에서 설계층간 핸드오프 가부를 판단하는 알고리즘이다. 이 알고리즘은 기존의 디지틀 이동통신시스팀과는 달리 핸드오프 판단을 전력세기만에 의하지 않고 관련 파라미터를 종합하여 판단하는 다중 기준치에 의한 의사결정방식을 따른다. 핸드오프 판단에 사용되는 입력 파라미터(81)로는 전력세기, 이동국과 기지국간의 왕복거리(RTD) 및 프레임 오류율 및 순방향전력이득 등을 고려하여 종합판정할(84) 수 있도록 가중치 개념(82)과 파라미터 값의 정규화변환개념(83)을 채택하였다.
또한, 이들 파라미터 중 한 개라도 임계치를 초과하면(85) 핸드오프 상황으로 판단하며, 그림 8의 파라미터는 핸드오프 수행 가부(87)를 나타낸다. 즉, 전력제어가 동작됨에도 불구하고 전력의 측정치가 최소 임계치에 비달하거나 혹은 이동국과 기지국간의 거리가 서빙셀의 최대반경을 초과하는 경우, 이동국이 타셀로 이동되었다고 판정하여 나머지 파라미터값에 관계없이 핸드오프르 수행하도록 판정한다. 그리고 모든 파라미터가 임계치를 초과하지는 않으나 다음식의 결과치가 종합 임계치(85,T)보다 클 경우 핸드오프 클 경우 핸드오프 동작을 구동하는 것으로 판정한다.
Sigma(Wi x Ni x Di) 〈 T
여기서, Wi는 핸드오프 파라미터의 측정치(Mi)에 대한 가중치(Weight)이고, Ni는 파라미터 Pi에 대한 정규화 요소(Normalized Factor)이며, Di는 핸드오프 파라미터의 기준값과 그 측정치 Mi와의 차이값이다. 위식에서 특정 파라미터만을 고려할 경우, 나머지 파라미터의 가중치는 '0'으로 주어진다. 제9도는 현재 통신하고 있는 서빙셀의 기지국(90)에 대한 망형상정보(Network Configuration Informations)를 보인 것이며, 교환국에서 이 정보를 저장 관리한다. 서빙셀을 둘러 싸고 있는 인접 외곽셀은 둘러 싸고 있는 인접 외곽셀은 상기 제8도에 도시되어 있는 바와 같은 알고리즘을 사용하면 간단히 알 수 있다(95). 망형상정보는 시스팀 초기 구동시에 OM 센터로 모든 교환국으로 다운로딩 된다. 이같은 다운로딩은 실제로 기존의 모든 이동통신시스팀에서 널리 수행하는 과정이다. 상기 제9도의 일례(96)로서, 기지국 BS 3-002(90)는 다중계층셀 계위에서 계층 '3'(91)에 해당되고, 이 기지국이 소속된 셀계층의 우선 CDMA 주파수는 Fp3(92)이다. 이 기지국의 식별코드인 PN-offset(93) 002 이며, 인접하는 외곽셀의 기지국은 BS 2-210(95)가 되고, 인접 외곽셀 기지국 위치와의 거리(94,D)는 150m이다. 이동국이 하위계층셀에서 상위계층셀로 진입하는 경우, 외곽셀의 기지국 코드(BS 2-010(95)) 는 타겟셀의 기지국 코드가 된다. 제10 도는 교환국에서 핸드오프 유형을 식별하는 절차도이다. 교환국은 핸드오프 보구메시지 (PMRM/PSMM)를 수신하여 (S101) 핸드오프 상황으로 판단한 이후, 핸드오프 유형이 셀계층간에 발생한 것인지의 여부를 판별한다. 교환국은 핸드오프 보고메시지의 파라미터 값과 OM 센터로부터 다운로딩된 망형상정보(그림 9)에 따라 핸드오프 유형을 결정한다. 현 서비셀 계층이 최상위 셀계층이면, 핸드오프는 일어나지 않는다(S107) 서빙셀계층이 최하위 셀계층과 최상위 셀계층 사이(S103)이면, 교환국은 수신한 핸드오프 보고 메시지의 핸드오프 파라미터 측정치 (FERm/PSm)를 핸드오프 임계치(T-FER/T-ADD)와 비교한다. 프레임 오류율의 측정값(FERm)이 최소한의 통신품질 유지에 필요한 임계치(T-FER)를 초과하거나 전력세기 측정값 (PSm, PWR-STRm)이 해당 임계치(T-DROP)에 미달하면(S105), 셀계층간 핸드오프로 판단(S108)한다. 전력세기 측정값(PSm)이 해당 임계치(T-ADD)를 초과(S106)하면, 동일셀계층내의 핸드오프로 판단(S108a)한다. 동일 셀계층 내의 핸드오프는 이동국이 진입한 핸드오프 영역의 깊이에 따라 소프터, 소프트 및 하드 핸드오프로 재분류되나, 이들은 기존의 핸드오프 방식과 동일하므로 별도 언급하지 않는다. 핸드오프 유형이 결정되면, 핸드오프 지시메시지를 생성하여 이동국으로 전송한다(S109a).
핸드오프 지시메시지는 망형상정보를 이용하여 생성한다. 핸드오프 지시메시지는 외곽셀계층의 우선 CDMA 주파수, PN 오프셋(기지국 식별코드), 외곽셀과의 거리(D) 등을 포함한다. 제11 도는 이동국과 교환국에서 망형상구조를 이용한 타겟의 결정 및 타셀과의 신규접속 절차도이다. 셀계층간의 핸드오프는 하위계층셀에서 상위계층셀로 핸드오프하는 경우 (Overlay-up Handoff)와 그 역과정(Overlay-down Handoff)으로 크게 나눌 수 있다. 전자의 경우, 서빙셀은 인접셀에 대한 망형상정보(첨부한 제9도 참조) 로부터 타겟셀을 찾아낼 수 있다. 타겟셀이 결정되면, 이동국은 타겟셀의 우선 CDMA 주파수를 사용하여 두 셀계층간의 주파수간 하드 핸드오프를 수행한다. 예로, 마이크로셀에서 마크로셀로 핸드오프시 마이크로셀 기지국은 망형상 정보로부터 자신을 둘러 싼 외곽셀인 마크로셀의 기지국을 유일하게 식별해 낼 수 있으며, 이 기지국에 할당된 우선 CDMA 주파수도 알아낼 수 있다. 상위계층셀에서 하위계층셀로 핸드오프하는 후자의 경우는, 상이 주파수간 하드 핸드오프를 실행할 필요는 없다. 일례로, 마크로셀과 마이크로셀을 전파환경이 노출된 공공지역상에 오버레이시킬 경우, 마크로셀에서 마이크로셀로 진입시 통신품질은 열화되지 않는다. 셀계층간에는 상이한 CDMA 주파수를 사용하기 때문이며, 이 상황에서는 핸드오프 요구를 개시하는 전력 측정메시지(PMRM)가 마크로셀에서 발생되지도 않는다. 따라서, 셀계층간의 핸드오프 빈도수는 그만큼 감소하게 된다. 하지만, 이동단말이 전파환경이 갑작스럽게 바뀌는 음영지역, 지하주차장 및 지하전철역 등의 전파 차폐지역으로 진입하는 경우는, 일정 시간 이후 현 액티브 셀의 전력세기보다 일정 마진 이상의 전력세기(T-COMP)가 수신되므로, 소프트 핸드오프 유형으로 처리된다. 즉, 전파환경이 외부와 차단되어 아일런드 형태의 셀을 이루는 경우, 이를 둘러싸고 있는 인접 셀과 동일 주파수를 재사용하므로써 소프트 형태의 자연스런 핸드오프(Seamless Handoff)가 수행될 수 있다. 이같은 사항은 셀배치 및 주파수 할당계획에서 사전에 조정된다. 제12도는 다중계층셀로 구성되는 CDMA 셀룰러 시스팀 구조에서 서로 다른 셀계층간에 발생한 핸드오프를 제어하는 절차도로서, 주위계층에 속해 있는 서빙셀에서 상위계층으로 진입하는 경우를 나타낸다. (첨부한 제5도에서 경우 3에 해당됨)
서로 다른 셀게층간 핸드오프 제어절차는 다음과 같이 5단계를 거쳐 수행된다.
Step 1: 핸드오프 탐지 보고 (이동국 주관)
Step 2: 핸드오프 가부 판단 (네트웍(WX) 주관)
Step 3: 핸드오프 유형 결정 (네트웍(WX) 주관)
Step 4: 타겟셀 결정 및 타겟 셀과의 신규접속절차 (이동국, 네트웍(WX))
Step 5: 서빙 셀과의 접속해제절차(네트웍(WX) 주관)
상기와 같은 절차를 수행하는 제12도의 내용은 첨부한 제7∼9도에서 언급한 단계 (Step 1∼ Step 3)를 모두 이용한 셀계층간의 핸드오프 제어절차를 나타낸다.
셀계층간 핸드오프는 이동국의 핸드오프 탐지와 교환국의 핸드오프 처리로 수행되는 MAHO (Mobile Assisted Handoff)방식에 기준한다. 이동국(141)은 서빙셀의 기지국(142)과 통신중에 있다. 통신중에 프레임 오류율이 특정 임계치 이상으로 커질 경우(혹은 주기적으로), 이동국은 자신이 측정한 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 서빙셀로 보고(130)하며, 서빙셀(142)은 교환국(144)로 이를 중계한다. 교환국은 첨부한 제8도의 다중 기준치에 의한 의사결정방식을 이용하여 핸드오프 실행여부를 판정한다(121) 핸드오프가 필요할 경우, 상기 첨부한 제10도의 방법으로 핸드오프 유형을 택일한다. 핸드오프유형이 상이 계층간 핸드오프인 경우, 교환국(144)은 자신이 보유한 망형상정보로부터 타겟셀을 결정하고(123), 타겟셀 기지국(143)으로 핸드오프 채널을 요구하고 그 응답으로 채널을 할당받는다(124, 124a). 교환국(144)은 할당된 채널에 대하여 링크의 시간 동기를 조정한다(125, 125a). 시간동기가 끝나면 교환국(144)은 이동국(141)으로 핸드오프를 지시하여 타켓셀의 우선주파수로 절체할 것을 명령한다(126).
타겟채널기지국(143)은 교환국(144)으로 이동국과 동기획득이 이루어졌음을 127, 127a를 통해 상호 교환한다. 이후, 교환국(144)은 통신중이던 서빙셀의 기지국(142)과 채널 접속자원을 복구하도록 요구하고 이로부터 응답을 받는다(129, 129a). 이로써 셀계층간 핸드오프 절차가 완료된다.
교환국(144)은 해드오프로 인해 이동국의 위치영역이 변경될 경우, 위치등록센터(VLR/HLR)로 핸드오프 수행이 완료되었음을 알려 이동국의 위치영역을 변경시키도록 한다. 상기와 같이 동작하는 본 발명에 따른 다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 설계층간의 핸드오프 제어 방법을 제공하면, 종래의 직교 주파수 분배방식이 핸드오프 수행여부를 임의의 기준 속도에 의해 서로 다른 설계층간의 핸드오프 수행여부를 판단함에 따라 대도시와 같은 지역에서 특히, 교통 혼잡지역에서는 이동체의 속도가 매우 불규칙하기 때문에 실제적으로 불합리하다는 문제점을 해소하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 설계층간의 핸드오프 제어방법에 있어서, 이동국은 서빙셀의 기지국과 통신중에 프레임 오류율이 특정임계치 이상으로 커질 경우 혹은 주기적으로 변화하는 경우 이동국 자신이 측정한 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 서빙셀로 보고하는 제1과정과: 상기 서빙셀을 통하여 상기 이동국의 트래픽 프레임의 오류율 및 평균전력치를 수신하는 교환국은 다중 기준치에 의한 의사결정방식을 이용하여 핸드오프 실행여부 및 핸드오프 유형을 택일하는 제2과정과: 상기 제2과정에서 핸드오프 유형이 사이 계층간 핸드오프인 경우 상기 교환국은 자신이 보유한 망형상정보로부터 타겟셑을 결정하고 해당 타켓셀 기지국으로 핸드오프 채널을 요구하고 그 응답으로 채널을 할당 하는 제3과정과: 상기 교환국은 할당된 채널에 대하여 랭크의 시간동기를 조정한 후 이동국으로 핸드오프를 지시하여 타겟셀의 우선주파수로 절체할 것을 명령하는 제4과정과: 상기 제4과정에서 할당된 채널에 대한 기지국은 상기 교환국으로 해당 이동국과 동기획득이 이루어졌음을 통보하는 제5과정과: 및 상기 교환국은 통신중이던 서빙셀의 기지국과 채널 접속자원을 복구하도록 요구하고 이로부터 응답을 받는 경우 셀계층간 핸드 오프 절차가 완료된 것으로 판단하는 제6 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 제어 방법
  2. 제1항에 있어서 상기 교환국은 핸드오프로 인해 이동국의 위치영역이 변경될 경우 위치등록센터로 핸드오프 수행이 완료되었음을 알려 이동국의 위치영역을 변경시키도록 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 제어방법.
    제1항에 있어서 상기 교환국은 핸드오프로 인해 이동국의 위치영역이 변경될 경우 위치등록센터로 핸드오프 수행이 완료되었음을 알려 이동국의 위치영역을 변경시키도록 하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중계층의 셀 구조를 갖는 CDMA 셀룰러 시스팀에서 서로 다른 셀계층간의 핸드오프 제어방법.
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