KR100299280B1

KR100299280B1 - Cdma셀룰러시스템에서의핸드-오프방법및장치

Info

Publication number: KR100299280B1
Application number: KR1019970049021A
Authority: KR
Inventors: 시즈꼬 가바사와
Original assignee: 가네꼬 히사시; 닛본 덴기 가부시끼가이샤
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2001-09-03
Also published as: KR19980025018A; CN1085480C; CN1182340A; ID19388A; US6111864A; BR9702925B1; BR9702925A; MY117945A

Abstract

CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드 오프(hand-off)방법에서는, 이동기로부터의 사용중인 주파수의 열화를 나타내는 통지에 응답하여, 사용중인 주파수가 주파수 계층 경계(frequency layer boundary)인지의 여부가 판정된다. 사용주인 주파수가 주파수 계층 경계인 경우, 통신중인 셀과 인접셀 양자에 준비되어 있는 주파수가 선택된다. 주파수간 핸드 오프(Inter-frequency hand-off)는 선택된 주파수를 사용하여 통신셀에서 실행된다. 셀간 핸드-오프(Inter-cell hand-off)는, 인접셀로부터의 파일럿 신호 강도 측정 결과에 기초하여 이동기로부터의 목적지 셀을 나타내는 통지에 응답하여 실행된다.

Description

ＣＤＭＡ 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법 및 장치{HAND-OFF METHOD AND APPARATUS IN CDMA CELLULAR SYSTEM}

본 발명은 CDMA (코드 분할 다원 접속) 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 복수의 주파수 계층을 갖고 있는 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템에서의 주파수 계층간의 경계에서 사용되는 핸드-오프 방법 및 장치에 관한 것이다.

TIA(미국 전기 통신 공업회)가 규정한 IS-95통신 수단에 근거한 CDMA 방식의 디지탈 셀룰러 시스템에서는, 통신량에 따라 복수의 주파수 계층을 준비한다. 예를 들면, 도시 지역과 같은 통신량이 많은 지역에는 다수의 주파수 계층이 준비되는 반면에 중소 도시와 같은 비교적 통신량이 적은 지역에는 소수의 주파수 계층이 준비된다.

복수의 주파수 계층을 갖는 종래의 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템에서 사용되는 핸드-오프 방식에 따르면, 주파수간 경계를 나타내는 각 주파수 계층 경계에서는 자체-셀(self-cell)의 주파수 계층과 동일한 주파수를 갖는 파일럿 신호만을 송신하는 장치를 인접셀에 설치함으로써 이동기가 목적지 셀(destination cell)을 나타내는 통지를 전송함으로써 인접셀에 준비된 주파수로 스위칭(핸드-오프)을 행한다. 또한, 인접셀은 자신에게 할당되어 있지 않은 주파수를 사용하는 이동기로부터의 전계의 강도를 측정할 수 있는 장치를 갖고 있다. 이러한 구성을 통해서, 상기 시스템은 그 측정 결과로부터 목적지 셀을 인식하고, 인접셀에 준비된 주파수로핸드-오프를 행한다.

그러나, 상술한 종래의 방식에서는 다음과 같은 문제가 제기된다.

첫째로, 소정의 셀에서 사용되는 소정의 주파수가 인접셀내에 준비되어 있지 않은 경우에, 소정의 주파수를 갖는 파일럿 신호만을 송신하는 장치를 설치해야한다. 또한, 자체 셀에 준비되어 있지 않은 주파수를 사용하는 이동기로부터의 전계 강도를 측정하기 위한 장치가 마련되어야 한다. 어떻듯 간에 장치의 설비 투자 비용이 증가된다.

둘째로, 핸드-오프를 행하는 시간이 상당히 오래 걸리게 되어 음성품질이 나쁜 기간이 상당히 지속된다. 이것은 기지국이 이동기로부터 음성 열화의 통지를 받은후에 이동기로부터의 전계 강도를 측정하기 때문이다. 게다가, 핸드-오프가 실행되기도 전에 이동기가 서비스 영역밖으로 이동해 버릴 가능성도 증가하게 된다.

셋째로, 모든 인접셀로부터의 전계 강도가 측정된 후에 목적지 셀이 판정되므로 이동기가 기지국에 음성 열화를 통지한 순간과, 핸드-오프가 실행되는 순간간의 시간 간격이 다른 방식에 비해 길어진다. 이러한 이유로 인하여 상술한 두번째 문제가 더욱 심각하게 된다.

본 발명의 목적은 주파수 계층 경계에서 어떠한 부가 장치도 사용하지 않으면서, 접속되어 있는 셀과 목적지 셀 양자에 준비된 주파수 계층으로 주파수간 핸드오프를 행할 수 있는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따르면, CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법에 있어서, 이동기로부터의 사용중인 주파수의 열화에 대한 통지에 응답하여, 사용중인 주파수가 주파수 계층 경계인지를 판정하는 단계, 사용중인 주파수가 주파수 계층 경계인 경우에는 통신중인 셀과 인접셀 양자에 준비된 주파수를 선택하는 단계, 선택된 주파수를 사용하여 통신중인 셀내에서 주파수간 핸드-오프를 실행하는 단계, 및 인접셀로부터의 파일럿 신호 강도 측정 결과에 기초하여 이동기로부터의 목적지 셀을 나타내는 통지에 응답하여 셀간 핸드-오프를 실행하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 주파수 계층 경계에서의 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템의 개략적인 구성을 보여주는 블럭도.

도 2는 도 1의 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템에서의 주파수간 핸드-오프후의 접속 상태를 보여주는 블럭도.

도 3은 도 1의 기지국 제어 장치의 메모리에 기억되어 있는 주파수 구성 정보의 일예를 나타내는 도면.

도 4는 도 1의 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 동작을 설명하기 위한 플로우 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 2 : 기지국

3 : 기지국 제어 장치

4 : 이동기

31 : 메모리

32 : 검색부

33 : 판정부

34 : 핸드-오프 제어부

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 주파수 계층 경계에서의 CDMA 디지탈 셀룰러 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 이동기(4)는 주파수 A로 통신하면서 기지국(1)로부터 기지국(2)으로 이동중에 있다. 기지국(1)에는 필요한 통신량이 많으므로, 2개의 주파수 계층, 즉, 주파수 A 및 주파수 B가 준비되어 있다. 제2 기지국(2)에는 필요한 통신량이 작으므로 주파수 B만이 준비되어 있다. 기지국(1,2)은 기지국 제어 장치(3)에 접속되어 있다. 기지국 제어 장치(3)는 기지국(1,2)의 통신 동작을 제어한다.

기지국 제어 장치(3)는 후술되는 데이타 구조를 갖는 주파수 구성 정보를 각기지국마다 기억하는 메모리(31), 이동기(4)로부터의 통지에 응답하여 메모리(31)에 기억되어 있는 주파수 구성 정보를 검색 및 탐색하는 검색부(32), 상기 검색부(32)에 의해서 얻어진 검색 결과에 기초하여 주파수 계층 경계를 판정하는 판정부(33), 및 상기 판정부(33)로부터의 판정 결과와 이동기(4)로부터의 통지에 응답하여 핸드-오프 제어를 행하는 핸드-오프 제어부(34)를 구비한다. 여기서, 주파수 계층 경계란, 현재 통신중인 셀(통신셀)에서 사용되는 주파수와 동일한 주파수를 어떤 인접셀도 갖고 있지 않고, 통신중인 셀이 사용중인 주파수의 경계임을 의미함을 주목해야 한다.

도 2는 기지국(1)의 셀내에서 주파수간 핸드-오프가 행해진 후의 이동기(4)와 기지국(1,2)간의 접속 상태를 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 이동기(4)는 주파수 B로 기지국(1)과 통신함과 동시에, 기지국(1)의 셀내에서 기지국(2)로부터의 주파수 B의 파일럿 신호를 측정하고 있다.

도 3은 도 1의 기지국 제어 장치(3)의 메모리(31)에 기억되어 있는 데이타의 구조의 한 예를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로는, 옴니-셀(Omni-cell)을 형성하는 기지국(1)에서의 주파수 구성 정보(30)를 나타낸 것이다. 예를 들면, 이러한 주파수 구성 정보(30)가 주파수 A로 검색되면, 기지국(1)의 셀에서 사용중인 주파수가 "주파수 계층 경계"인 것을 알 수 있다. 주파수 구성 정보(30)를 탐색하는 경우에 주파수 B에 대하여 "인접셀이 존재함(adjacent cell exists)"이라는 정보가 판독된다. 따라서, 동일한 셀에 준비된 다른 주파수 B가 인접셀에서도 사용되는 것을 알 수 있다.

이하, 상술한 구성을 갖는 시스템의 동작에 대하여 도 4를 참조하여 설명한다. 기지국(1)은 주파수 A에 대한 인접셀 정보로서 기지국(2)이 인접셀임을 나타내는 정보를 이동기(4)에게 통지할 수 없다. 이러한 이유 때문에 이동기(4)가 주파수 A로 통신하면서 기지국(1)과 기지국(2) 사이의 경계지점으로 이동하는 경우에, 이동기(4)는 기지국(1)내의 주파수 A가 규정값을 초과하여 열화되어 있고 주파수 A를 가진 인접셀이 없다는 것을 나타내는 파일럿 강도 측정 메시지를 기지국(1)을 통해서 기지국 제어 장치(3)에게 통지한다(단계 S11).

이동기(4)로부터의 통지에 응답하여, 기지국 제어 장치(3)의 검색부(32)는 도 3에 도시된 데이타 구조를 가진 주파수 구성 정보(30)를 검색한다(단계 S12). 판정부(33)는 이러한 검색 결과에 기초하여, 사용중인 주파수 A가 주파수 계층 경계인지를 판정한다(단계 S13). 판정 결과, 주파수 계층 경계이면, 기지국 제어 장치(3)는 이동기(4)가 도 3의 주파수 구성 정보(30)의 "인접셀이 존재함"이라고 나타낸 주파수로 핸드-오프되어야 하는지를 판정한다.

검색부(32)가 도 3의 주파수 구성 정보(30)를 탐색하여 주파수 B를 "인접셀이 존재함"이라는 정보에 대응하는 주파수의 후보로서 식별하면, 핸드-오프 제어부(34)는 기지국(1)의 셀내의 주파수 B로 핸드-오프를 실행한다(단계 S14). 도 2에 도시한 바와 같이, 주파수 B로의 핸드-오프에 의해서 이동기(4)는 주파수 B로 기지국(1)과 계속적으로 통신을 함과 동시에, 기지국(2)으로부터 주파수 B를 가진 파일럿 신호를 측정할 수 있다. 이동기(4)는 규정치를 만족시키는 기지국(2)으로부터 전송된 주파수 B를 가진 파일럿 신호를 측정함으로써, 기지국(2)의 셀을 목적지 셀로서 판정한다. 이 경우에 이동기(4)가 주파수 B가 준비된 복수의 인접셀로부터 주파수 B를 가진 복수의 파일럿 신호를 측정한 경우에는, 신호 강도가 가장 큰 신호를 전송한 인접셀을 목적지 셀로서 판정한다.

이어서, 이동기(4)는 기지국(1)로부터의 주파수 B가 규정치를 초과하여 열화되어 있으며, 기지국(2)로부터의 주파수 B를 가진 파일럿 신호가 후보자, 즉, 기지국(2)의 셀이 목적지 셀로 되었다는 것을 나타내는 파일럿 신호 강도 측정 메시지를 기지국(1)을 통해서 기지국 제어 장치(3)로 통지한다(단계 S15). 이러한 통지에 응답하여, 기지국 제어 장치(3)의 핸드-오프 제어부(34)가, 기지국(1)로부터 기지국(2)으로 이동기(4)의 핸드-오프를 실행한다(단계 S16). 이러한 동작에 의해서 이동기(4)의 음성 통신 상태가 유지된다.

단계 S13에서, 기지국(1)의 셀이 주파수 A의 계층 경계가 아닌 것으로 판정된 경우에는, 이동국(4)의 목적지 셀로의 핸드-오프는 주파수 A를 스위칭하지 않고 행해진다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과가 얻어진다.

본 발명의 제1 효과는 시스템 구축을 위한 장비 설비 투자 비용이 억제될 수 있다. 그 이유는, 인접셀에 준비되어 있는 주파수가 자체 셀에 준비되어 있지 않은 경우, 주파수 계층 경계에서의 모든 셀에 인접셀에 준비되어 있는 주파수와 동일한 주파수를 가진 파일럿 신호만을 송신할 수 있는 장치, 또는 이동기의 전계 강도를 측정하는 장치를 설치할 필요가 없기 때문이다.

본 발명의 제2 효과는 핸드-오프의 실행에 필요한 시간이 단축되어 음성 통신을 유지하는데 있어서의 성공 확률이 증가된다는 점이다. 게다가, 다수의 이동기로부터의 핸드-오프 요구가 처리될 수 있다. 그 이유는, 이동기의 전계 강도를 측정할 수 있는 장치를 구비한 시스템에 있어서, 종래 기술에 있어서 기지국 제어 장치등에 의해서 행해지는 각 이동기마다의 인접셀로의 전계 강도 측정 요구를 보낼 필요가 없기 때문이다.

Claims

CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법에 있어서,

이동기(4)로부터의 사용중인 주파수의 열화를 나타내는 통지에 응답하여, 상기 사용중인 주파수가 주파수 계층 경계(frequency layer boundary)인지 여부를 판정하는 단계,

상기 사용중인 주파수가 상기 주파수 계층 경계인 경우, 통신셀과 인접셀 양자에 준비되어 있는 주파수를 선택하는 단계,

상기 선택된 주파수를 사용하여 상기 통신셀에서 주파수간 핸드-오프를 실행하는 단계,

상기 인접셀로부터의 파일럿 신호 강도 측정 결과에 기초하는, 상기 이동기로부터의 목적지 셀(destination cell)을 나타내는 통지에 응답하여 셀간 핸드-오프를 실행하는 단계

를 포함하며, 상기 사용중인 주파수가 상기 주파수 계층 경계인지 여부를 판정하는 단계는, 미리 메모리에 기억되어 있는 주파수 구성 정보를 참조하여, 상기 사용중인 주파수에 대응하는 주파수 계층 경계 정보를 검색하는 단계를 포함하는 는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법.
제1항에 있어서, 상기 주파수를 선택하는 단계는, 미리 메모리에 기억되어 있는 주파수 구성 정보를 참조하여, 상기 통신셀과 상기 인접셀 양자에 준비되어있는 주파수를 검색하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법.
제2항에 있어서, 상기 주파수 구성 정보는 각 셀에 준비되어 있는 주파수가 주파수 계층 경계인지의 여부를 나타내는 정보와, 상기 각 셀에 준비되어 있는 주파수가 인접셀에도 준비되어 있는지 여부를 나타내는 정보로 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 방법.
CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 장치에 있어서,

이동기(4),

주파수 계층들이 각각 준비되어 있는 셀들과 상기 셀내에서 상기 이동기와 무선 통신을 행하도록 되어 있는 복수의 기지국(1,2), 및

상기 기지국들이 접속되어 있고, 상기 이동기의 주파수간 핸드-오프 및 셀간 핸드-오프를 제어하는 제어 장치(3)

를 구비하며,

상기 제어 장치는,

각 셀마다 각 주파수 계층의 주파수 구성 정보(30)를 기억하는 메모리(31),

상기 이동기로부터의 사용중인 주파수의 열화를 나타내는 통지에 응답하여, 상기 사용중인 주파수가 주파수 계층 경계인지 여부를 상기 메모리에 기억되어 있는 상기 주파수 구성 정보를 기초로 하여 판정하는 판정 수단(33),

상기 판정 결과가 상기 사용중인 주파수가 상기 주파수 계층 경계임을 나타내는 경우, 상기 메모리에 기억되어 있는 상기 주파수 구성 정보에 기초하여 통신셀에 준비되어 있는 주파수들중 인접셀에도 준비되어 있는 주파수를 선택하는 주파수 선택 수단(32), 및

상기 선택된 주파수를 사용하여 상기 통신셀에서 상기 이동기의 주파수간 핸드-오프를 실행하고, 상기 인접셀로부터의 파일럿 신호 강도 측정 결과에 기초하여 상기 이동기로부터의 목적지 셀을 나타내는 통지에 응답하여 상기 이동기의 셀간 핸드-오프를 실행하는 핸드-오프 제어 수단(34)

을 구비하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 장치.
제4항에 있어서, 상기 주파수 구성 정보는 각 셀에 준비되어 있는 주파수가 주파수 계층 경계인지의 여부를 나타내는 제1 정보와, 상기 각 셀에 준비되어 있는 주파수가 인접셀에도 준비되어 있는지의 여부를 나타내는 제2 정보로 구성되는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 장치.
제5항에 있어서, 상기 이동기로부터의 상기 사용중인 주파수의 열화를 나타내는 통지에 응답하여, 상기 메모리에 기억되어 있는 상기 주파수 구성 정보로부터 상기 사용중인 주파수에 대응하는 상기 제1 정보를 검색하여, 이 정보를 상기 판정 수단으로 출력하는 검색 수단(32)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 장치.
제5항에 있어서, 상기 판정 결과가 상기 사용중인 주파수가 상기 주파수 계층 경계임을 나타내는 경우, 상기 메모리에 기억되어 있는 상기 주파수 구성 정보의 상기 제2 정보로부터 통신셀 및 인접셀 양자에 준비되어 있는 주파수를 검색하여, 상기 검색된 정보를 상기 주파수 선택 수단으로 출력하는 검색 수단(32)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 핸드-오프 장치.