KR0162933B1 - 이동통신장치 등록방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 셀룰러 시스템에서 이동국등록을 위한 거리를 기준으로 하는 방법에 관한 것이다. 이동국(10)은 이동국이 이전에 등록했던 이전 셀로부터 어떤 예정된 거리보다 긴 새로운 셀(C2)로 이동국이 이동할 때는 언제나 이를 등록한다. 이동국(10)은 기지국 위치정보를 수신하며, 이동국이 최종 등록했던 셀(C1)에서 이동국이 위치하는 현재 셀(C2)까지의 거리(18)를 계산한다. 계산된 거리가 등록셀과 관련된 거리값보다 클 때 이동국은 등록한다. 이동국(10)에 대한 페이지는 등록셀이 전송한 거리값에 상응하는 등록셀의 거리내의 셀 그룹(16,20)내로 전송된다.
Description
본 발명은 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 셀룰러 통신환경에서 이동통신의 등록방법에 관한 것이다.
셀룰러 통신 시스템에서 등록이란 이동국(mobile station)이 통화중인지 그리고 어떤 셀을 수신중인지를 셀룰러 통신 시스템에 통보하기 위해 이용하는 프로세스이다. 이동국은 일반적으로 차량에 장착된 유니트 또는 휴대용 유니트 형태인 셀룰러 무선전화기 또는 개인 통신장치일 것이다. 이동국쪽으로의 호출에 대하여, 셀룰러 시스템은 이동국을 페이징하여야 하는지, 만약 페이징하여야 한다면, 페이지를 방송하기 위한 셀을 결정하여야 하는지를 결정함으로써 페이징의 양을 감소시키기 위하여 등록정보를 이용한다.
소위 이동착신 호출이라고 하는 이동국쪽으로의 호출에 대하여, 육상 시스템은 이동국이 파워온인지 그리고 이동국이 어느 셀을 수신하고 있는지를 결정하여야 한다. 이동국을 찾아내기 위하여 셀룰러 시스템은 많은 셀에 소위 페이지라고 하는 메세지를 방송한다. 만약 이동국이 응답하면, 셀룰러 시스템은 이동국이 있는 셀에 연결되는 통신으로 호출을 계속 처리한다. 페이징 프로세스는 이동국을 처리할 어떤 다른 트랜잭션에 이동국을 위치시키기 위하여 이용된다.
만약 시스템이 이동국의 위치에 대한 지식을 가지고 있지 않다면, 시스템은 모든 셀의 모든 섹터에 페이지를 방송하여야 한다. 이동착신 트래픽의 양이 증가하면, 시스템을 광범위하고 빠르게 페이징하게 하기 위한 통신자원은 대도시 지역에서 상당히 커지게 된다.
이동국은 이동국이 어디에 위치하고 있는지를 셀룰러 시스템에 알리기 위하여 소위 등록이라는 프로세스를 이용한다. AMPS 및 GSM과 같은 몇몇 시스템은 이동국의 위치를 결정하기 위하여 주기방식(periodic method) 또는 계수방식(counter method)을 이용한다. 계수방식은 여기에서 기술된 타이머 방식과 유사하다. 이들 방식이 이상적이지는 않지만, 그럼에도 불구하고 이들 방식은 요구되는 페이징 양을 감소시킬 수 있다.
타이머 방식의 특징은 평면 균일 육각형 모자이크 또는 균일 원형 셀이 반지름 이 rc라고 가정한다. Na로 주어진 이동국에 대한 동일 예상수는 모든 셀에 존재하는 것으로 가정된다.
타이머 방식을 수행하는 셀룰러 시스템에서, 각각의 이동국은 모든 Tr초를 등록시킨다. 이러한 요구는 이동국이 주기적으로 계수를 증가시키거나 또는 시스템으로부터의 전체명령에 응답하여 계수를 증가시킴으로써 쉽게 수행될 수 있다. 계수의 최대값을 공급하거나 또는 증가율을 가변시킴으로써, 시스템은 Tr을 가변시킬 수 있다. 따라서, 셀당 평균 등록 메세지 비율, λreg은 다음식
로 주어진다.
이동착신호출을 위하여, 시스템은 이동국이 들어와 있는 셀의 세트를 결정할 필요가 있다. 이동국이 어떤 최대속도 Vm으로 이동할 수 있다면 이동국 이동할 수 있는 거리는 Vm(t-tr)이며, 여기서 tr은 이동국이 마지막으로 등록했던 때의 시간이다. 이동국이 등록했을 때 시스템이 셀 내에서 이동국이 어디에 위치하고 있었는지를 모른다면, 시스템은 이동국이 셀 경계에 있다고 가정할 것이다. 시스템이 어떠한 방향정보를 가지지 않는다면, 이동국이 바깥쪽으로 이동했다고 가정할 것이다.
임의로 선택된 이동국에 대하여 페이징되어야 할 셀의 예상수가 쉽게 발견될 수 있다. 등록이후의 경과시간은 [0,Tr] 상에서 균일하게 분산된 랜덤변수이다. 거리에서 불연속인 정확한 결과를 고려하기 보다는 거리의 함수로써 셀의 수에 대한 이차근사식을 고려함으로써 정확성을 얻을 수 있다. 이동국이 페이징되어야 할 셀의 예상수, M는 다음식에 따른다.
크기 rc/vm는 속도 vm으로 이동하는 이동국이 셀의 중심으로부터 경계부분으로 이동하는데 필요한 시간이다. 만약 등록을 인식하기 위하여 전달되는 메세지의 예상수에 확인된 페이지 이외의 페이지의 예상수를 가산한 것을 과도 유출 메세지(excess outbound message)비율이라고 정의한다면, 과도 유출 메세지비율 λex은 다음식에 의해 결정된다.
여기서 MP는 페이지 메세지가 반복된 횟수이며,
PP는 페이지가 특정 페이지 반복성으로 이동국에 의해 확인된 확률이며,
Naλmαt는 셀에서 이동착신 호출에 대한 원래의 비율이다.
등록 사이의 간격 Tr이 감소하면, 페이징되어야 할 셀의 수는 감소하지만, 인식속도는 증가한다. 따라서, Tr의 어떤 값은 λex를 최소화한다.
타이머 방식에 의한 주요문제는 페이징이 최대 차량속도에 알맞은 영역에서 이루어져야 한다는 것이다. 상기 영역에 높은 속도를 가능하게 하는 일부 행로가 있다면, 시스템은 어디에 페이징 되어야 하는지를 결정하기 위하여 최고속도 행로를 이용하여야만 한다. 휴대용 유니트는 일반적으로 빠르게 이동하지는 않지만, 그럼에도 불구하고 빠르게 움직이는 차량내에 있을 수 있어 별도 종류로 취급될 수 없다. 좁은 영역에서 페이징을 시작하여 이동국이 응답하지 않는다면, 페이징영역을 확장하는 기술이 페이징의 양을 감소시키기 위하여 사용될 수 있지만, 이 경우 지연이 발생한다.
또한, 존 방식(zone method)이라고 공지된 다른 등록기술이 셀룰러 시스템에서 페이징의 양을 감소하기 위하여 이용된다. 존 방식은 시스템을 고정된 페이징 존으로 간단하게 분할할 수 있다. 따라서, 셀은 고정된 페이지 존을 형성하기 위하여 그룹화된다. 존에서 등록할 때, 이동국은 존내의 모든 셀에서 페이징된다. 이동국은 전형적으로 최근에 왕래했던 존의 목록을 유지하고있다. 이동국이 목록에 있지 않은 존에 들어가면, 이동국은 이를 등록한다. 따라서 이동국이 시스템을 전체적으로 이동할 때, 새로운 존으로 이동하는 각각의 시간이 등록된다.
기본 존 방식의 개선이 논문디지탈 셀룰러 시스템을 위한 새로운 위치 갱신 방식 , Sadaatsu Okasaka, Seizo Onoe, Syuji Yasude, 및 Akihiro Maebara, 41차 IEEE 차량 셀룰러 기술 회의, St, Louis, Mo, 1991년 5월 19-22일, 페이지 345-350에 기술되어 있다. 이러한 존방식의 개선예에서 , 존의 층은 이동국 일련번호와 같은 파라매터에 의하여 이동국이 등록할 존의 층으로 분할된 이동국의 그룹을 따라 생성된다. 존 방식의 특징 역시 평면 균일 육각형 모자이크 또는 균일 원형 셀이 반지름 rc라고 가정한다. 또한, Na로 주어진 이동국에 대한 동일 예상수는 모든 셀에 존재하는 것으로 가정한다.
상술한 바와 같이 존 방식에서, 시스템내의 모든 셀은 특정 고정 존에 할당된다. 모든 셀은, 모든 셀이 할당된 존을 방송한다. 이동국은 최근에 왕래했던 존의 목록을 유지한다. 이동국이 리스트상에 있지 않은 존에 들어갈 때에는 언제나, 이동국은 목록에 존을 등록하고 가산시킨다.
차량 셀룰러 교통이론은 주변 셀에 대한 예상피크 등록율을 계산하기 위하여 이용될 수 있다. 셀이 하나 또는 두개의 주요 도로에 의해 지배된다면, 등록율은 상대적으로 쉽게 계산할 수 있으나, 그렇지 않으면 계산은 상당히 힘들어질 수 있다. 알려진 결과로는 양호한 도로에서 차선당 최대 용량은 시간당 약 2000차량이며, 이는 약 50km/hour로 차량이 이동할 때의 결과이다. 이는 대략적인 조정으로 다른 도로에 대하여도 이루어진다. 셀룰러 전화가 장착된 차량 중 일부가 알려지면, 예상 피크 등록율이 얻어질 수 있다. 예를들어 8차선 도로 위를 이동하는 차량의 25%에 셀룰러 전화가 장착되어 있다면, 주변 셀에 대한 예상 피크 등록율은 초당 .56 등록일 것이다.
존 방식의 단점 중 하나는 고속도로와 같은 차량 소통이 많은 도로가 존 경계부분을 교차하는 경우에 발생한다. 이러한 순간에 모든 이동 유니트는 고속도로가 통과하는 존 경계부분 위의 셀에 등록한다. 이러한 상태는 셀이 위치한 이들 특정 존 경계의 자원에 가중한 부하를 줄 수가 있다. 이러한 문제점을 해결하는 것은 상술한 바와 같이 엇갈리거나 층으로 된 존 배열을 만드는 것이다. 고정 엇갈린 존 배열에서, 이동국이 등록하는 특정 존이 이동 유니트의 일련번호 또는 식별번호의 함수가 되는 중복층이 만들어진다. 상기와 같은 상태는 복잡성을 가중시키며, 셀 사이에서 등록을 분산시키기에 적합하지 못하다.
셀 페이징 감소에 있어서, 존 방식이 타이머 방식 또는 계수방식 이상의 개선을 제공하지만, 페이징은 더욱더 감소될 필요가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 셀룰러 통신 시스템에서 이동국페이징이 감소될 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 셀룰러통신 시스템에서 셀 사이의 이동국 등록의 분배를 개선하는 이동국 등록기술을 제공하는 것이다.
본 발명은 셀룰러 통신 시스템에서 이동국 등록에 관한 새롭고 개선된 방법이다. 이동국이 이전에 등록했던 셀로부터 어떤 예정된 거리보다 긴 새로운 셀로 이동할 때를 등록하는 거리방식이 이용된다.
셀룰러 통신 시스템에서 이동국은 여러 셀에서 페이징되어 호출 루우팅 목적을 위해 이동국이 위치한 셀을 식별한다. 이동전화 교환국은 각각의 셀 기지국에 의하여 전송을 위해 결정된 페이징 존내의 셀로 페이지를 보낸다. 만약 이동국이 존내에 있거나 페이지를 수신할 수 있는 상태에 있다면, 이동국은 수신된 페이지에 응답할 것이다. 이동국은 셀 기지국으로부터 수신한 응답 메시지를 이동국이 위치한 셀로 전송함으로써 응답한다. 페이지에 대한 응답은 수신셀 기지국에 의하여 이동전화 교환국에 중계된다. 이동전화 교환국은 셀 기지국에 의한 응답중계를 통하여 이동국은 현재 위치한 셀을 식별해낸다. 이동전화 교환국은 이동국에 대한 호출을 이동국이 위치한 셀에 대응하는 기지국으로 전달한다.
이동국이 셀 네트워크를 통하여 이동하기 때문에, 이동국이 가장 확실하게 위치하는 셀로 페이징을 국한시키는 것이 바람직하다. 이동국 등록을 이동국이 가장 확실하게 위치한 셀 그룹이 식별될 수 있도록 할 수 있다. 등록방법을 이용할 때 이동국에 대한 페이징은 셀의 식별그룹에서만 수행될 필요가 있다. 본 발명은 이동국 등록을 위한 거리기준 방법을 제공하며, 이러한 방식은 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시킨다.
시스템에서 각각의 셀에 대한 본 발명의 거리기준 등록방법에 따르면 각각의 셀 기지국은 대응하는 위치정보 및 거리값을 전송한다. 이동국은 이동국이 현재 위치한 셀에 대한 셀 기지국 위치정보 및 거리값을 수신한다. 이동국은 현재 셀 기지국이 전송한 위치정보에 근거한 이동국이 위치한 셀에 대한 셀 기지국과 이전 셀기지국 위치정보에 근거한 이전에 이동국이 등록했던 셀에 대한 셀 기지국 사이의 거리를 계산한다. 따라서 이동국은 이전 셀 기지국의 거리값과 계산된 거리를 비교한다.
이동국은 계산된 거리가 이전셀 기지국 거리값보다 클 때 현재 셀기지국으로 이동국 등록정보를 전송한다. 등록정보는 이동국을 페이징하기 위하여 셀의 존에 대한 결정이 이루어지는 이동전화 교환국에 중계된다. 페이징 존은 현재의 셀을 포함하며, 또한 현재 셀 기지국이 전송한 거리값에 따른 현재 셀의 거리내에 기지국을 가진 셀들을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 특징, 목적 및 장점이 더욱 상세히 설명될 것이다.
제1도는 셀 구조의 예와 초기등록 및 거리이동 기준등록을 위한 이동국 셀 페이징 영역을 표시한 도면이며;
제2도는 셀룰러 시스템용 통신장비를 도시하는 블록도이며;
제3도는 본 발명의 거리방식에서 셀에 대한 과도유출비율 대 등록비율을 나타내는 그래프이며;
제4도는 존 방식에서 존내의 주변셀에 대한 과도 유출비율 대 등록비율을 도시한 그래프이다.
본 발명의 거리방식에서 이동국은 이동국이 마지막으로 등록한 셀로부터 주어진 거리이상 이동할 때를 등록한다. 이러한 방법을 메카니즘화 하기 위한 방법이 몇가지 있지만, 충분한 정확성을 주는 간단한 방법은 모든 셀이 위도(lat), 경도(long) 및 거리(dr)파라매터를 방송하게 하는 것이다. 이동국은
일 때마다 등록하며, 여기서
dr은 이동국이 최종 등록했던 셀에 의해 전송된 거리 파라메터이다. 그리고,
이며,
이며, 여기서
새로운 lat 및 새로운 long은 각각 이동국이 위치한 현재 셀의 위도 및 경도이며,
등록된 lat 및 등록된 long은 각각 이동국이 최종 등록했던 셀의 위도 및 경도이다.
식(6)에서 코사인 팩터는 위도가 증가할 때 경도의 병합라인을 보상한다. 거리에 대한 보다 기본적인 근사식은 식(6)의 코사인 팩터를 제거함으로써 얻어질 수 있다. 그러나 코사인 팩터가 없으면 근사식은 위도가 증가할 때 비정확하게 된다. 거리 파라메터(dr)은 일반적으로 이동국이 최종 등록했던 셀에 의해 제공된다. 그러나, 선택적으로 거리 파라메터는 이동국에 저장된 고정값일 수 있다. 식(4)-(6)은 이동국이 이동하는 동안 등록과 관련되지만, 이동국은 또한 시스템에서 초기 파워상승시 등록한다.
값(새로운 long ) 및 (등록된 long) 의 차 및 값(새로운 lat) 및 (등록된 lat)의 차는 일반적으로 셀룰러 통신 시스템에 대하여 작다. 그 결과, 식(4)-(6)에 의한 근사식은 상당히 정확하다. 에러는 이하에 기술되는 것처럼, 최고 200마일까지의 기지국 간격에 대하여 정확한 방법과 비교하여 1%이하이다.
또한 식(4)에서 삼각함수는 색표(table lookup)함수에 의해 쉽게 근사화될 수 있다. 자승의 합에 대한 제곱근은 공지된 몇몇 근사화방법중 하나에 의해 근사화될 수 있다. 이러한 근사법중 하나는
와
이며, 여기서
이다.
식(7)-(10)의 근사식은 3%이하의 피크에러 및 약 1%의 평균 RMS에러를 제공한다. 근사식은 마이크로 프로세서에서 쉬프트, 가산, 감산 및 비교를 이용함으로써 빠르게 계산될 수 있다. 다른 근사식은 추가(또는 감소) 계산에 의해 높은(또는 낮은) 정확성을 제공할 수 있다.
식(4)에 대한 제곱들의 합에 대한 제곱근에 대하여 식(6)에서의 코사인 함수 및 식(7)-(10)에서의 근사식에 대한 64엔트리 색표는 60도 이하의 기지국 위도에 대하여 6%이하의 에러를 준다.
상술한 바와 같이 식(4)-(10)의 이용은 기지국 사이의 거리를 계산하는 정확한 방법에 근접한다. 원형 대지모델에 대한 거리를 계산하는 정확한 방법이 다음식 (11)-(16)에 의해 정의될 수 있다. 정확한 거리방법은
이면, 이동국이 등락하는 것이며, 여기서
이다.
상기식(4)-(16)에서 파라메터 새로운 long , 새로운 lat, 등록된 long 및 등록된 lat 는 도 단위로 주어진다.
본 발명의 거리방법의 수행으로 돌아가서, 제1도는 셀룰러 통신 시스템 셀 네트워크 또는 구조의 예를 도시한다. 제1도에 도시된 셀 구조의 예에 있어서, 실제 셀룰러 통신환경에 따라 셀은 크기 및 형상이 변경될 수 있다. 셀들을 이상적인 육각형 형상을 구별하는 형상의 셀을 한정하는 셀 경계와 겹치게 할 수 있다. 그리고, 또한 셀들을 이러한 분야에서 공지된 것처럼 세개의 섹터로 분할될 수 있다. 제1도의 셀룰러 시스템은 아날로그 또는 디지탈 통신 시스템일 수 있으며, 코드분할 다중 엑세스(CDMA), 시분할 다중 엑세스(TDMA) 또는 주파수 변조(FM) 과 같은 여러가지 형태의 다중 액세스 변조기술중 하나 또는 그 이상을 이용할 수 있다.
제2도에서, 이동국(10)이 등록할 때 이동국은 일반적으로 예를 들어 이동국 일련번호 및 관련 전화번호 또는 번호들을 포함할 수 있는 식별 파라매터를, 송수신기를 통하여 전송한다. 등록정보는 이동국(10)이 이치한 셀에 대한 셀 사이트 또는 기지국(12)에 위치한 송수신기에 수신된다. 등록정보는 수신기지국(12)에 의하여 이동전화교환국(14, mobile telephone swithching office, MTSO)으로 중계된다.
MTSO(14)의 기능중 하나는 이 분야에서 공지된 것처럼 공중교환 전화 네트워크 및 여러가지 셀 사이에서 통화를 연결시켜 주는 것이다. 일반적으로 MTSO(14)는 셀 구조와 연관된 데이타 베이스를 포함한다. 특정 셀에서 이동국 등록시에, 프로세서 및 셀 구조 데이타 베이스를 이용하는 MTSO(14)는 페이징 영역 또는 존을 형성하기 위하여 등록셀과 연관하여 다른 관련된 셀을 결정한다. 페이징 존내의 셀은 등록셀과 등록셀의 예정된 거리 내의 셀과 일치한다. 이러한 거리는 이하에 상세히 기술될 등록셀에 의해 전송된 거리값에 상응한다. 이동국(10)으로의 호출을 수신할 때, MTSO(14)는 결정된 존내의 이동국(10)에 대하여 페이징을 한다.
선택적으로, MTSO(14)는 단지 이동국(10)이 등록했던 셀을 인식할 수 있다. 이동국(10)이 페이징되어야 하는 시간에 MTSO(14)는 이동국(10)이 등록했던 인식된 셀에 관련된 정보를 검색한다. 따라서 MTSO는, 셀 구조 데이타 베이스 정보 및 등록셀 정보를 이용하여 상대 페이징 존을 형성하는 셀을 결정한다.
상술한 통상적인 고정 존 방법에서, 이동국의 등록은 이동국의 파워상승시 일반적으로 존 경계 셀 또는 존재의 어떤셀에서 발생한다. 본 발명의 거리방법에서, 이동국 등록은 이동국이 등록한 셀에 대하여 자기-중심 부동(floating)존을 만든다.
이동국(10)이 시스템에서 처음에 파워상승할 때, 또는 이미 등록했던 셀로부터 바람직하게 새로운 셀에 이동국(10)을 위치시키기에 충분한 예정된 거리를 이동했을 때, 이동국은 새로운 셀내에서 등록한다. 이동국(10)이 등록하는 새로운 셀은 다시 새로운 존의 중심이 된다.
본 발명에서 존의 크기는 거리값에 의해 결정되며, 일반적으로 이는 셀 정보로써 기지국에 의해 이동국으로 통신된다. 각각의 셀 기지국은 페이징 채널에 셀 정보를 전송한다. 셀 정보는 거리값외에 일반적으로 위도 및 경도와 같은 기지국 위치정보를 포함한다.
이동국(10)으로 전송될 호출이 MTSO(14)에 수신될 때 MTSO(14)는 이동국(10) 페이지를 초기화한다. MTSO(14) 는 이동국(10)이 페이징 메세지를 전송하기 위해 등록존에 대응하는 셀을 지시한다. 페이징 메세지는 호출이 걸린 이동국(10)을 알리기 위해 이용된다. 수신되었다면, 이동국(10)은 이동국이 위치한 셀내의 기지국(12)에 응답메세지를 전송함으로써 페이지 메세지에 응답한다. 응답메세지는 일반적으로 수신기지국(12)에 의하여 MTSO(14)로 전송된다.
이동국(10)이 전송한 응답의 수신시에 기지국(12)은 일반적으로 페이지인식 메세지를 이동국(10)으로 전송한다. 페이징 인식메세지는 MTSO(14) 또는 기지국(12)에서 발생할 수 있다. 이동국(10)에 페이지에 대한 응답이 수신되었는지를 통지하는 것 이외에, 인식 메세지는 다른 정보를 포함할 수 있다.
수신기지국(12)에 의해 전송된 응답 메세지는 이동국(10)이 현재 소재하는 셀을 결정하기 위하여 MTSO(14)에서 이용된다. 수신기지국(12)과 연계된 MTSO(14)는 호출을 이동국(10)에 연결시킨다.
제1도의 예에서, 이동국(10)은 셀(C)에 등록한다. 셀(C)에서의 등록은 이동국(10)이 다른 셀로부터의 거리값을 초과하기 때문에 또는 파워가 없는 상태로부터 이동국이 파워상승하기 때문에 등록된다. 파워상승 상태에서, 이전등록 상태의 셀 정보가 이동국(10)의 메모리에 저장되어 있는지, 그리고 정보가 회복되어야 하는지에 대한 결정이 이루어진다. 저장된 셀 정보가 없다면, 이동국(10)의 초기파워 상승시에, 이동국(10)은 등록한다. 그러나, 이동국(10)이 이전 등록으로부터 저장된 셀 정보를 가지고 있다면, 저장된 셀 정보를 기초로 하여 등록이 필요한지, 그리고 이동국(10)이 위치한 현재 셀의 셀정보를 수신할지가 결정된다.
거리등록 프로세스는 이전등록이 발생된 셀에 대한 저장셀 정보를 이동국 메모리로부터 검색하는 것을 포함한다. 셀 정보는 이동국(10)이 위치한 셀에 대한 기지국으로부터 수신된다. 식(4)-(6)을 참조로 기술된 방법을 이용하는 다음의 단계가 등록이 필요한지를 결정하기 위하여 이동국 프로세서에서 수행된다. 식(5)에 의하여, 현재 셀 위도에서 저장된 위도를 빼서 값 Δ lat를 얻는다. 식(6)에 의하여, 현재 셀경도에서 저장된 경도를 빼고, 여기에 코사인 팩터를 곱하여서 값Δ long 를 얻는다. 식(4)에 의하여 값 Δlat 및 Δlong는 제곱이 되고, 제곱된 값이 가산되고, 가산된 값의 제곱근을 취하여 거리값 dm을 얻는다. 거리값 dm은 저장된 거리 파라메터 dr와 비교된다. 거리값 dm이 저장된 거리 파라메터dr보다 크거나 같으면 이동국(10)은 상술한 바와 같이 등록한다.
이동국이 첫번째 시간동안 그리고 각각의 다음 등록시에 등록할 때(10), 등록이 발생한 셀에 대한 셀 정보가 메모리에 저장된다. 이동국(10)의 파워 하강시에, 이동국(10)이 최종 등록한 셀에 대응하는 셀 정보가 바람직하게 비휘발성 메모리와 같은 메모리내에 저장되어, 이동국 파워상승시 이용되도록 유지된다.
등록함에 있어서, 이동국(10)은 이동국(10)이 위치한 셀에 대응하는 기지국(12)에 등록정보를 전송한다. 기지국(12)은 등록메세지가 수신되었다는 표시로써 등록 인식 메세지를 이동국(10)에 전송함으로써 응답한다. 또한 등록 인식 메세지는 이동국(10)에 의해 시스템의 사용이 허용 또는 거절되었는지를 표시하는 정보를 포함할 수 있다.
제1도를 참조로, 셀(C1A)에서 이동국(10)의 등록시에 셀(C1A)의 예정된 범위 또는 거리dr내의 모든 셀은 원(16)에 의해 표시되는 이동국(10)의 페이징 존을 형성한다. 페이징 존내의 셀에서 모든 기지국(12)은 호출이 이동국으로 연결될 때, MTSO(14)에 의해 이동국(10)을 페이징하기 위하여 지시된다. 이동국(10)이 셀(C)에 등록하는 경우에, 페이지는 셀(C1A)을 중심으로 하는 페이징 존내의 각각의 셀(C1A-C1S)에서 기지국(12)에 의해 전송된다.
셀(C1A)내에서 등록시, 이동국(10)은 셀(C1A)에 대한 거리와 함께 셀 정보, 기지국 위도 및 경도 정보를 저장한다. 이동국(10)이 예를들어 점선(18)로 표시된 경로를 따라 셀룰러 시스템을 이동할 때, 이동국은 이동국이 통과하는 셀에 대한 이동국 페이지 및 셀 정보를 받는다. 이동국(10)이 셀에서 셀로 이동할 때, 이동국은 대응하는 셀 위도 및 경도 정보, 그리고 거리값을 수신한다. 저장된 위도, 경도와 함께 현재의 셀 위도 및 경도값 및 거리값은 이동국(10)에 의해 식(4)-(6)에 이용되어 등록 이후에 이동한 거리가 저장된 거리값 dr를 초과하였는지를 결정한다.
이동국(10)이 이동거리가 저장된 거리값dr를 초과한 것을 결정한다면, 이동국(10)은 다시 등록한다. 제1도에 도시된 것처럼, 이동국(10)이 셀(C2A)의 기지국(12)에 대한 거리dr보다 큰 거리를 가진 기지국(12)에 위치한 셀(C2A)로 들어갈 때, 이동국(10)은 셀(C2A)에 등록한다. 셀(C2A)에 등록할 때 셀(C2A)의 기지국(12)의 예정된 거리 dr내의 모든 셀은 원(20)로 표시되는 새로운 부동존을 형성한다. 새로운 존의 각 셀내의 모든 기지국은 MTSO(14)의 지시를 받아 호출이 이동국(10)에 연결될 때 이동국(10)을 페이징한다. 셀(C1A)내에 이전 등록에서와 같이 페이지를 셀(C2A)을 중심으로 하는 새로운 존내의 각각의 셀(C2A-C2S)내의 기지국에 의해 전송된다.
새로운 셀에서 등록이 필요한지를 결정하기 위한 이동국(10)이 이동한 거리는 이동국(10)이 이동한 실제 거리를 근거로 하지 안는다. 등록을 위한 이동된 거리는 셀 기지국들의 위치 차이를 근거로 한다. 이동국(10)은, 셀내의 어느 곳에 위치하더라도, 등록을 목적으로 이동국이 현재 존재하는 셀의 셀 기지국에 대한 좌표를 가진 것으로 추정된다.
예를 들어, 이동국(10)이 셀(C1A)내에 등록할 때, 이동국은 셀(C1A)내의 기지국 좌표를 나타낸다. 이동국(10)이 셀(C1A)과 같은 다른 셀에 들어갈 때, 이동국은 셀(C1F)의 기지국(12)의 좌표를 나타낸다. 이동국(10)이 셀(C2A)로 들어갈 때 이동국은 셀(C2A)의 기지국(12)의 대응 좌표를 나타낸다. 이동국(10)이 셀(C2A)로 들어갈 때 실제거리 dr를 이동하지 못하였더라도, 셀(C1A) 및 (C2A)의 기지국(12) 사이의 계산거리가 거리값 dr를 초과했다는 단순사실은 이동국이 다시 등록하도록 한다.
따라서 원(16,20)은 단순히 이동국(10)과 관련된 부동 존 경계를 표시한다. 자기-중심 부동존의 경계에 대한 보다 정확한 표시는 각각의 원(16,20)과 연관된다.
상술한 바와 같이 기지국은 등록결정을 위하여 위도 및 경도 정보를 전송한다. 다른 좌표 시스템이 유사한 방법에 이용될 수 있다는 것이 가능하다. 예를 들어 셀룰러 시스템 그리드 패턴 또는 좌표 시스템은 대응 그리드 좌표를 전송하는 기지국으로 구성된다.
거리방법을 설명하기 위하여, 제1도에 도시된 것처럼 셀에 대한 균일 네트워크가 고려된다. 이동국은 파워상승시에 등록되도록 되어 있으며, 또는 필요하다면, 이동국이 이전 등록으로부터 이동한 거리를 기준으로 하는 셀의 특정 링에 들어갈 때에는 언제나 등록되도록 되어있다. 네트워크에서 균일 차량 이동을 가정하면, 세미-마르코브(semi-Markov)기술이 예상 등록율을 결정하기 위하여 이용될 수 있다. 셀로부터 셀로의 이동이 일반적으로 고차 마르코브 연쇄일지라도, 이동국이 1/6 확률을 가지고 주변셀 중 어느 하나로 들어가는 일차 마르코브 연쇄를 가정함으로써 단순모델이 얻어질 수 있다.
제3도는 4개의 다른 tc값에 대한 등록율의 함수인 과도 유출 비율을 그래프 형태로 도시하며, tc값은 이동국이 셀(j)로 들어갈 때 주어지는 이동국이 셀(i)에 도달하는 예상 시간이다. 제3도의 그래프에 나타나는 분석은 셀당 1000이동국을 나타내며, 따라서 직접 측정은 셀당 이동국의 상이한 수에 이용될 수 있다. 제3도에서 표시점은 이동국이 셀의 제1, 제2 또는 제3링에 들어갈 때를 등록하는 것과 일치하며, 직선은 커브의 형상을 강조하기 위하여 표시점 사이에 그어져 있다. 제3도를 이용할 때 값들은 물리적 실제 차량 이동에 대한 상태를 도시하기 위하여 측정되야 한다. 예를 들어 도면에 도시된 것처럼 이동국이 1분내에 셀을 통과하는 것은 거의 불가능하다.
제3도와 비교해서 제4도는 존 방법을 이용한 시스템에서 존내의 주변셀에 대한 과도 유출비율 대 등록율을 나타낸다. 분석하기 위하여, 하나의 존만이 이동국의 존 목록에 허용된다. 제3도를 참조로 기술된 균일 네트워크 및 세미-마르코브 모델이 이용된다.
주어진 과도 유출비율에 대하여, 그리고 세미-마르코브 모델에 의하여, 거리방법에 대한 등록율은 존 방법에서보다 작아진다. 낮은 과도 유출비용이 거리방법에 대하여 실현되는데, 이는 원형영역 또는 부동존이, 이동국이 최종 등록했던 셀 주위에 이루어지기 때문이다.
존 방법에 의하여, 이동국은 주변셀에 등록할 때 새로운 존으로 들어가기 전에 통과하기 위하여 짧은 예상거리를 가진다. 실제로, 존 목록에는 다중존이 있다. 다중존 리스트가 이용되어 이동국이 존 경계의 셀 사이에서 왔다갔다 할때 이동국이 여러번 등록하지 않도록 한다. 따라서, 시스템은 다중존내의 이동국을 페이징하여야 한다. 이것은 차량 셀룰러 교통이 상기 모델에 따를 때 거리방법이 보다 바람직하다는 것을 나타낸다.
존 방법에서 존의 주변셀은 높은 등록율을 가지지만 내부셀은 낮은 등록율을 가진다. 이는 셀용량에서 비균형을 초래한다. 이동국에 대한 다중그룹을 가짐으로써, 그리고 각각의 그룹에 대해 서로 관련된 존을 엇갈리게 함으로써 등록율은 네트워크에서보다 더 균일하게 할 수 있다. 그러나, 이는 제대로 형성된 존 경계를 가지는 바람직한 특성을 어긋하게 한다. 균일 네트워크를 가정하면, 거리방법은 모든 셀에서 동일한 등록율을 가진다. 이것은 대부분 네트워크에서 정확하게 유지되는 것은 아닌데, 이는 이동국이 어떤 존에서 등록을 초기화하려고 하기 때문이다.
앞의 실시예는 당업자가 본 발명을 제작하고 이용할 수 있도록 한다. 이들 실시예에 대한 여러가지 변경은 당업자에 의해 쉽게 이루어질 수 있으며, 여기에서 정의한 원리는 발명적 능력없이도 다른 실시예에 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시예에 국한되는 것이 아니고, 여기에 기술된 원리 및 특징과 일치하는 가장 광범위한 범위에 따른다.
Claims (26)
- 다수의 셀에 의하여 형성된 셀룰러 통신 시스템에서 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법에 있어서, 각각의 셀에서 , 각각의 셀 위치정보 및 각각의 거리값을 전송하는 단계; 상기 이동국이 현재 배치된 현재 셀에 대한 위치정보 및 거리값을 이동국에서 수신하는 단계; 상기 이동국이 등록했던 이전 셀과 현재 셀 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 계산된 거리가 상기 이전 셀에 대한 거리값보다 클 때 상기 현재 셀 등록 정보를 이동국에 전송하는 단계; 상기 현재 셀 거리값에 상응하는 상기 현재 셀의 거리 내에 있는 셀 그룹을 상기 전송된 이동국 등록정보로부터 결정하는 단계; 이전 셀 위치정보 및 상기 거리값을 저장하는 단계; 상기 저장된 이전 셀 위치정보 및 거리값을 검색하는 단계; 및 상기 계산된 거리와 상기 이전 셀 거리값을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 이동국이 상기 이전 셀에서 등록이 없을 때 상기 이동국 등록정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 셀룰러 시스템에서 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀 수를 감소시키기 위한 방법에 있어서, 각각의 셀 기지국으로부터 대응위치정보 및 거리값을 전송하는 단계; 현재 셀에 위치한 상기 이동국에서 현재 셀 기지국 위치정보 및 상기 현재 셀에 대한 거리값을 수신하는 단계; 상기 현재 셀 기지국 위치와 상기 이동국이 이미 등록했던 이전 셀 기지국 위치 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 계산된 거리와 상기 이전 셀 기지국에 상응하는 거리값을 비교하는 단계; 상기 계산된 거리가 상기 이전 셀 기지국 거리값보다 클 때, 이동국 등록정보를 상기 현재 셀기지국에 전송하는 단계; 상기 현재 셀 기지국에서 상기 이동국 등록정보를 수신하는 단계; 상기 현재 셀 거리값에 상응하는 상기 현재 셀의 거리내에 있는 셀의 그룹을 결정하는 단계; 상기 이전 셀 기지국 위치정보 및 거리값을 비휘발성 메모리에 저장하는 단계; 상기 거리를 계산하기 위하여 상기 메모리로부터 저장된 상기 이전 기지국 위치정보를 검색하는 단계; 및 상기 거리값과 비교하기 위하여 상기 메모리로부터 저장된 상기 이전 기지국 거리값을 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 이동국이 어떤 셀에 등록했었는지를 결정하는 단계; 및 상기 이동국이 어떤 셀에도 등록하지 않았던 것이 결정될 때 상기 현재 셀 기지국에 상기 이동국 등록 정보를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 각각의 셀 기지국 위치정보는 상기 각각의 기지국에 대한 위도 및 경도를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 현재 셀 기지국 및 상기 이전 셀 기지국 사이의 상기 거리를 계산하는 단계는: 위도 차이값을 제공하기 위하여 상기 현재 셀 기지국 위도 및 상기 이전 셀 기지국 위도 사이의 차이를 계산하는 단계; 경도 차이값을 제공하기 위하여 상기 현재 셀 기지국 경도 및 상기 이전 셀 기지국 경도 사이의 차이를 계산하는 단계; 각각의 상기 위도 차이값 및 상기 경도 차이값을 제곱하는 단계; 상기 제곱한 경도 차이값과 상기 제곱한 위도 차이값을 가산하여 가산값을 제공하는 단계; 및 상기 현재 셀 기지국 및 상기 이전 셀 기지국 사이의 상기 거리에 상응하는 결과를 얻기 위해 상기 가산값의 제곱근을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 이전셀 기지국 거리값보다 클 때, 상기 현재 기지국 위치정보 및 거리값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제4항에 있어서, 상기 이동국이 어떠한 셀에도 등록하지않은 것이 결정될 때 상기 현재 기지국 위치정보 및 거리값을 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 제3항에 있어서, 상기 셀 그룹내의 각각의 셀로부터 페이징 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로하는 이동국에 대한 페이징이 요구되는 셀의 수를 감소시키기 위한 방법.
- 이동국이 제1셀에서 등록하며 상기 이동국에 상기 제1셀에 위치한 제1기지국의 위치정보가 제공되는 셀룰러 통신시스템에서 등록시키기 위한 방법에 있어서, 제2셀에 위치한 제2기지국에 의하여 상기 제2기지국의 위치정보를 상기 이동국에 통신하는 단계; 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국 사이의 거리를 상기 이동국에서 계산하는 단계; 계산된 거리가 소정 거리값보다 크거나 같을 때 상기 제2셀내의 상기 이동국에 의하여 등록하는 단계; 상기 제1기지국의 상기 위치정보를 상기 이동국내의 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 거리를 계산하기 위하여 상기 메모리로부터 상기 제1기지국 위치정보를 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 소정값보다 클 때 상기 메모리에 상기 제2기지국 위치정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 소정 거리값은 상기 제1기지국의 상기 위치정보에 제공되는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 소정 거리값은 상기 제1기지국의 상기 위치정보에 제공되는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제13항에 있어서, 제2소정 거리값은 상기 제2기지국의 상기 위치정보에 제공되는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 소정 거리값은 상기 이동국에 미리 저장되는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제10항에 있어서, 상기 제1기지국의 상기 위치정보는 제1기지국 경도 및 제1기지국 위도를 포함하며, 상기 제2기지국의 상기 위치정보는 제2기지국에 대한 경도 및 위도를 포함하는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제16항에 있어서, 상기 제1기지국 및 제 2기지국 사이의 거리를 계산하는 상기 단계는: 위도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2기지국 위도 및 상기 제1셀 기지국 위도 사이의 차이를 계산하는 단계; 경도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2기지국 경도 및 상기 제1기지국 경도 사이의 차이를 계산하는 단계; 각각의 상기 위도 차이값 및 상기 경도 차이값을 제곱하는 단계; 상기 제곱한 경도 차이값과 상기 제곱한 위도 차이값을 가산하여 가산값을 제공하는 단계; 및 상기 제2기지국 및 상기 제1기지국 사이의 상기 거리에 상응하는 결과를 얻기 위해 상기 가산값의 제곱근을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 등록시키기 위한 방법.
- 제1셀에서 이동국에 의하여 등록하는 단계; 상기 제1셀에 위치할 때 상기 제1셀에 위치한 제1기지국에 의하여 제1기지국 위치정보를 상기 이동국에 전송하는 단계; 제2셀에 위치할 때 상기 제2셀에 위치한 제2기지국에 의하여 제2셀 위치정보를 상기 이동국에 전송하는 단계; 상기 제1기지국 및 상기 제2기지국 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 계산된 거리값이 소정 거리보다 크거나 같을 때 상기 제2셀내의 상기 이동국에 의하여 등록하는 단계; 상기 제1기지국 위치정보 및 거리값을 상기 이동국의 메모리에 저장하는 단계; 및 상기 거리를 계산하기 위하여 상기 메모리로부터 상기 제1기지국 위치정보 및 상기 거리값을 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서 이동국을 등록하는 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 소정 거리값보다 크거나 같을 때 상기 메모리에 상기 제2기지국 위치정보를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서 이동국을 등록하는 방법.
- 제18항에 있어서, 상기 제 1기지국의 상기 위치정보는 제1기지국에 대한 경도 및 위도를 포함하며, 상기 제2기지국의 상기 위치정보는 제2기지국에 대한 경도 및 위도를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서 이동국을 등록하는 방법.
- 제20항에 있어서, 상기 제1셀 기지국 밈 제2셀 기지국 사이의 거리를 계산하는 상기 단계는: 위도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2기지국 위도 및 상기 제1기지국 위도 사이의 차이를 계산하는 단계; 경도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2기지국 경도 및 상기 제1기지국 경도 사이의 차이를 계산하는 단계; 각각의 상기 위도 차이값 및 상기 경도 차이값을 제곱하는 단계; 상기 제곱한 경도 차이값과 상기 제곱한 위도 차이값을 가산하여 가산값을 제공하는 단계; 및 상기 제2셀 기지국 및 상기 제1셀 기지국 사이의 상기 거리에 상응하는 결과를 얻기 위해 상기 가산값의 제곱근을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템에서 이동국을 등록하는 방법.
- 다수의 셀을 형성하는 셀룰러통신시스템에서 상기 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법에 있어서, 상기 셀 중에 소정의 하나에서 각각의 셀 위치정보를 전송하는 단계; 현재 셀에 배치되었을 때 현재 셀 전송 위치정보를 이동국에서 수신하는 단계; 상기 이동국이 이미 등록했던 상기 셀 중의 이전 셀과 현재 셀 사이의 거리를 계산하는 단계; 상기 계산된 거리가 상기 이전 셀에 대한 거리값보다 크거나 같을 때 상기 현재 셀 등록정보를 이동국에 전송하는 단계; 상기 현재 셀 거리값에 상응하는 상기 현재 셀의 거리내에 있는 셀 그룹을 상기 전송된 이동국 등록정보로부터 결정하는 단계; 상기 셀 중 이전 셀 및 상기 거리값에 대한 위치정보를 비휘발성 메모리에 저장하는 단계; 상기 거리를 계산하기 위하여 상기메모리로부터 상기 셀 중 이전 셀에 대한 상기 위치정보를 검색하는 단계; 및 상기 계산된 거리값을 비교하기 위하여 상기 메모리로부터 상기 소정 거리값을 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 계산된 거리가 상기 소정 거리값보다 크거나 같을 때 상기 메모리에 상기 현재 셀 위치정보값을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 제22항에 있어서, 상기 셀 중 상기 이전 셀의 상기 위치정보는 상기 셀중 상기 이전 셀에 대한 경도 및 위도를 포함하며, 상기 현재 셀의 상기 위치정보는 상기 현재 셀에 대한 경도 및 위도를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 제24항에 있어서, 상기 제1셀, 제2셀 사이의 거리를 계산하는 상기 단계는: 위도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2셀 위도 및 상기 제1셀 위도 사이의 차이를 계산하는 단계; 경도 차이값을 제공하기 위하여 상기 제2셀 경도 및 상기 제1셀 경도 사이의 차이를 계산하는 단계; 각각의 상기 위도 차이값 및 상기 경도 차이값을 제곱하는 단계; 상기 제곱한 경도 차이값과 상기 제곱한 위도 차이값을 가산하여 가산값을 제공하는 단계; 및 상기 제2셀 기지국 및 상기 제1셀 기지국 사이의 상기 거리에 상응하는 결과를 얻기 위해 상기 가산값의 제곱근을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
- 제22항에 있어서, 소정 셀의 그룹내에 있는 각각의 셀로부터 페이징 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 셀에 이동국 페이징 존을 형성하기 위한 방법.
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