KR100212451B1 - 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기존의 수평적 셀 배치에 의한 수평적 핸드 오프를 수용하면서 보다 큰 서비스 영역을 갖는 큰 셀을 작은 셀들과 중첩시켜 수직적 핸드 오프를 수행하는 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법에 관한 것이다.

Description

이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법

본 발명은 서비스 영역이 작은 셀을 큰 셀을 같는 서비스 영역 내에 중첩 시켜 기지국에서 이동 단말의 이동 속도를 연속적으로 추적하여 이동 속도가 빠른 이동 단말을 찾아 내는 방법과 빠른 이동성을 갖는 이동 단말을 작은 셀 영역에서 큰 셀 영역으로 핸드 오프 시킴으로써 작은 셀 영역에서의 잦은 핸드 오프를 방지하는 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 이동 통신 시스템을 이용하여 이동 가입자를 서비스 하기 위해 구성한 셀 영역에서 이동 단말이 셀들의 경계 지역을 가로 질러 이동할 때, 진행 중인 호의 중단 없이 서비스 셀을 변경하는 절차인 핸드 오프 제어에 관한 것이다.

대도시 인구 밀집 지역에서의 CDMA 이동 통신 시스템 서비스는 증가하는 가입자 수용을 위해 시스템 용량 증대가 불가피 하고, 이는 곧, 셀 크기의 감소를 유도하게 된다. 셀 크기의 감소는 단위 시간당 셀을 가로 지르는 이동 가입자 수가 증가되어, 셀간 통화 중단 없이 무선 자원을 할당하는 핸드 오프 횟수를 증가시키게 된다. 소프트 핸드 오프의 경우, 핸드 오프 경로를 따라 이를 수행하는 셀들의 한정된 무선 채널을 핸드 오프 수행중 일정 시간 동안 동시에 2 채널을 점유하게 되어, 잦은 소프트 핸드 오프 발생은 시스템 용량 및 서비스 품질에 많은 영향을 미칠 수 있다.

종래의 핸드 오프 방식은 수평적으로 셀을 배치하고, 이동 단말의 속도에 상관없이 셀간의 수평적 핸드 오프를 수행하는 방법을 사용하고 있다. 이러한 핸드 오프 방식에서 이동성이 높은 단말들은 작은 셀 영역에서 많은 핸드 오프를 발생시키고, 핸드 오프로 인한 불필요한 무선 자원 점유 및 서비스 품질 저하의 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 많은 가입자를 수용하기 위한 수평적 작은 셀 크기를 갖는 기존의 이동통신 시스템에서, 빠른 이동 단말이 발생시키는 잦은 핸드 오프를 서비스 영역이 넓은 큰 셀과 중첩시켜, 이동 속도가 빠른 단말을 찾아내어 큰 셀로 수직적 핸드 오프를 함으로써 잦은 핸드 오프를 방지하여 시스템 자원 이용 효율 및 서비스 품질을 높일 수 있는 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동 단말의 호가 지속되는 동안 기지국에서 이동 단말의 원근 속도를 연속적으로 산출함과 동시에 이동 단말이 접면에 수평 방향으로 진행할 때 이동 단말의 실제 이동 속도에 상관 없이 기지국에서 산출한 이동 단말의 상대 원근 속도를 이용하여 수직 핸드 오프 판단 요소로 사용하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 작은 셀과 큰 셀이 중첩된 구조를 갖는 구성도.

제2(a)도는 기지국과 이동 단말간의 관계를 나타낸 구성도.

제2(b)도는 기지국과 이동 단말간의 전파특성을 이용해 이동 단말의 속도를 실시간 적으로 계산하기 위해 도시한 특성도.

제3도는 이동 단말의 핸드 오프 요구시 핸드 오프를 수행하는 흐름도.

제4도는 이동 단말의 이동 경로에 따라 기지국에서 인지하는 속도와 이동 단말의 실제적인 이동 속도와의 관계를 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11,12 : 큰 셀 13 : 작은 셀

14,18 : 기지국 15,49 : 이동 단말

본 발명은 기존의 수평 핸드 오프 방식에서 이용된 이동 단말의 이동 속도를 계산하는 방식과는 다른 방법을 도입하여 수직 핸드 오프에 적용하고자 한다. 수직적 핸드 오프의 가장 중요한 변수는 이동 단말의 이동 속도로서, 이동 속도는 기지국에서 1/8 의사잡은코드(PN) 칩 주기로 실시간 적으로 추적되어, 이동 단말이 핸드 오프 영역에 진입했을 때, 이동 속도에 따른 핸드 오프를 수행 함으로서, 작은 셀 영역에서의 빠른 이동 단말에 의한 불필요한 핸드 오프를 방지하는 것이다. 그러나, 기지국에서는 이동 단말의 이동 방향에 따라서 정확한 이동 단말의 이동 속도를 계산하기란 매우 어렵다. 따라서, 본 발명은 이동 단말의 속도를 기지국에서 산출하게 되는 이동 단말의 상대적 원근 속도로서 근사화 하는 방법을 채택 하였다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

제1도는 작은 셀과 큰 셀이 중첩된 구조를 갖는 구성도이다.

큰 셀(11, 12)의 서비스 영역은 가입자 증가에 따른 시스템 용량 증대를 위해 셀 영역을 가능한 한 작게 구성한 작은 셀(13)들로 구현될 수 있다. 작은 셀(13)의 구성은 많은 가입자를 수용할 수 있는 반면, 이동 가입자의 이동 속도가 빨라지게 되면, 호 지속 시간 동안 통과하는 셀의 수가 증가하게 되어 핸드 오프 발생 횟수를 증가 시킨다. 핸드 오프에 관련된 작은 셀들은 핸드 오프 수행 시간 동안 각각의 무선 자원을 할당 해야 함으로 이 시간에 새로 들어오는 신규 호를 서비스하지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 또한, 핸드 오프 처리를 위해 기존 호의 전력을 약화시켜 서비스 품질의 악화를 초래할 수도 있다. 따라서, 작은 셀(13) 영역에서의 잦은 핸드 오프를 방지하기 위해 보다 서비스 영역이 큰 셀(11, 12)과 작은 셀(13)을 중첩시켜 구성하여, 이동 속도가 빠른 이동 단말을 큰 셀(11, 12)로 핸드 오프 시켜 핸드 오프 수를 줄이게 된다. 작은 셀(13)에서 큰 셀(11)로 핸드 오프 된 이동 단말은 속도가 감소한다 해도 역으로 핸드 오프 되는 경우는 없으며, 각 호에 대한 이동 단말의 이동 속도는 1/8 칩 주기로 실시간 처리되어, 핸드 오프 요구 시 수평, 수직 핸드 오프 판단의 주 요소로 이용된다.

제2(a)도는 기지국과 이동 단말간의 관계를 나타낸 구성도이다. 기지국(14)과 이동 단말(15)이 신규 호를 발생하여, 호가 지속되는 동안, 한 순간에 특정 지점에서 통화를 시작하여 일정 시간 후 호가 완료되는 지점까지 이동 단말(15)이 이동하거나 이동하지 않던 간에 이동 단말(15)의 위치 변화를 실시간 적 주기로, 계속해서 이동 속도를 추적한다.

제2(b)도는 기지국과 이동 단말의 전파 특성을 이용해 이동 단말의 속도를 실시간 적으로 계산하기 위해 도시한 특성도이다. 코드분할다중접속(CDMA) 이동 통신 시스템의 기지국과 이동 단말이 사용하는 각각의 코드 채널은 월쉬(Walsh) 함수에 의해 직교 확산되며, 1.2288 Mcps의 고정 칩 속도를 가진 의사잡음(PN) 계열의 직교 쌍에 의해 확산되므로, 전파 송신 동기(21)는 정확하게 유지되지만, 기지국과 이동 단말 간의 거리로 인해 전파 지연이 발생하게 된다. 도면부호(22)는 이동 단말에서 송신하는 의사잡음코드(PN CODE) 이며, 이 의사잡음코드가 기지국으로 올 때까지 발생하는 지연이 이동 단말의 위치 이동을 계산하는 파라미터가 된다. 도면부호(23)은 기지국에서 본 이동 단말의 의사잡음코드의 지연된 칩을 나타내며, 기지국이 지연된 이동 단말 의사잡음코드에 기지국 동기를 맞추고, 기준 동기 시간부터의 차이를 계산하는 것을 보여준다.

코드분할다중접속(CDMA) 이동 통신 시스템에서는 동기 추적 장치에 의해 1/8 의사 잡음(PN) 칩 단위로 동기가 유지되므로, 이주기를 이용하여 기지국은 칩 지연을 연속적으로 추적한다. 따라서, 전파가 1/8 칩 동안 이동한 거리는 약 30m에 해당되고, 1/8 칩 지연 발생까지의 시간 변화율에 따라 기지국에서는 이동 단말의 상대적인 원근 속도를 계산할 수 있다. 여기서, 1/8 칩 지연까지의 시간 변화율은 특정한 값으로 정해지는 것이 아니라, 실제 이동 단말이 호를 지속하는 시간 동안 이동하게 되는 즉, 기지국에서 근접했다 멀어지는 속도에 의존하는 변수가 되며, 이동 단말의 속도가 빠르면 시간 변화율 값이 작아지고, 느리면 시간 변화율 값이 커지게 된다.

제3도는 이동 단말의 핸드 오프 요구 시 핸드 오프를 수행하는 흐름도 이다. 이동 단말에 의한 호가 발생되면, 기지국은 이동 단말에 대한 이동 정보를 실시간 적으로 처리하여, 이 정보를 저장하며, 이러한 과정은 호가 지속되는 동안 반복해서 수행되지만(31), 호가 완료되면 이 과정은 중지된다(33). 이동 단말이 핸드 오프 영역에 진입하게 되면, 핸드 오프를 수행하는 기지국에서는 현재의 핸드 오프 형태를 결정하기 위해 저장된 이동 단말 이동 속도를 참고로 하여 , 핸드 오프를 요구한 이동 단말이 수평 핸드 오프 또는 수직 핸드 오프를 수행해야 할지를 판단하게 된다(32). 수직 핸드 오프는 평균 호 지속 시간과 함께, 이동 단말의 이동 속도가 현재 서비스 되고 있는 기지국의 셀 영역 크기에서 얼마나 빠른 시간 안에 셀 영역을 벗어나게 되는가가 기준이 되기 때문에 시스템 환경에 따라 적절한 판단 기준을 산출해야 한다.

수평 핸드 오프의 경우, 진행 중인 호는 새로운 셀로 성공적인 핸드 오프를 수행한 후, 새로운 셀 내에서 호를 완료 할 수도 있고, 또 다른 셀로의 핸드 오프를 요구할 수도 있다. 반면, 수직 핸드 오프의 경우는 큰 셀로의 핸드 오프가 성공적으로 수행된 후, 이동 단말의 이동 속도가 감소 한다해도 작은 셀로의 핸드 오프는 발생하지 않으며, 큰 셀간의 핸드 오프 만이 발생한다.

제4도는 이동 단말의 이동 경로에 따라 기지국에서 인지하는 속도와 이동 단말의 실제적인 이동 속도와의 관계를 보여준다. 도면부호 (41)은 서비스 셀을 나타내며, (42)는 이동 단말의 상대 속도와 실제 속도를 나타내는 기준선이 된다.

즉, 이동 단말(49)이 기준선(42)을 따라 이동한다면, 기지국(43)에서는 이동 단말(49)의 이동이 중지된 것으로 인지한다. 이동 단말(49)이 접면에 수직 방향(43)으로 진행하는 경우는 (45)와 같은 이동 속도 계산이 가능하지만, 이동 단말(49)이 접면에 수평 방향(44)으로 치우쳐 감에 따라 이동 단말의 실제 이동 속도와 기지국에서 인지하는 상대 속도는 오차가 커지게 된다. 수평 방향(44)은 최악의 경우로서, 이동 단말의 실제 이동 속도는 (47)이지만 기지국(48)에서 인지하는 상대 속도는 (46)이 된다. 따라서, 이동 단말(49)의 핸드 오프 방식 결정은 시스템 환경에 따라 이동 단말(49)이 수직 방향(43)의 방향성을 갖고 이동하게 되는 바둑판식 배열을 갖는 현대 도시 지역에서는 활용성이 특히 강하고, 수직 및 수평 방향(43 및 44)의 방향성을 모두 갖는 지형 조건에서는 수직 방향(43)과 같은 최상의 조건과 수평 방향(44)과 같은 최악의 조건을 절충하여 근사 된 수직 핸드 오프 속도 기준을 설정하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 작은 셀 영역에서 빠른 이동 속도를 갖는 이동 단말들을 구분하여 셀간의 수평적 핸드 오프가 아닌 수직 핸드 오프를 수행 함으로써, 셀간의 수평적 핸드 오프 횟수가 현저히 줄고, 핸드 오프로 인한 불 필요한 무선 자원 점유 및 서비스 품질 저하를 방지하는데 탁월한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 이동 단말의 호가 지속되는 동안 기지국에서 이동 단말의 원근 속도를 연속적으로 산출함과 동시에 이동 단말이 접면에 수평 방향으로 진행할 때 이동 단말의 실제 이동 속도에 상관 없이 기지국에서 산출한 이동 단말의 상대 원근 속도를 이용하여 수직 핸드 오프 판단 요소로 사용하는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 이동 단말의 원근 속도는 기지국과 이동 단말간의 거리 차이에 의해 발생되는 전파 지연 시간에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 이동 단말의 상대적 원근 속도를 이용한 핸드 오프 감소 방법.