KR100308661B1 - 이동통신시스템의핸드오프장치및방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치가, 소정 탐색창의 범위내에서 측정된 일정 레벨 이상의 인접 기지국 수신신호 세기들 중 최초 도달한 신호세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정한후 상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치정보와 이동단말의 방향정보를 생성하여 구성한 핸드오프 요구 메시지를 제공하는 이동국과, 상기 핸드오프 요구 메시지를 제공받아 위치정보와 방향정보를 분석하고, 상기 분석된 위지정보와 방향정보에 의해 핸드오프를 수행하는 기지국으로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템의 핸드오프 장치 및 방법{HAND-OFF APPARATUS AND METHOD OF MOBILE COMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 핸드오프 수행장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 이동통신시스템은 주파수 자원을 효율적으로 관리하기 위하여 무선망을 셀이라는 작은 지역으로 구분하고, 이동국은 자신이 속한 셀의 기지국으로부터 서비스를 제공받게 된다. 한편, 이동국이 서비스를 제공하고 있는 셀에서 다른 셀로 이동하게되면 상기 이동국에 대해 핸드오프(hand off)를 수행하여 지속적인 서비스가 이루어지도록 한다.
상기 이동통신시스템에서 수행되는 핸드오프는 앞에서도 언급한 바와 같이 이동국이 셀간을 이동하는 경우 통신을 유지시키기 위해 이루어지며, 그 형태로는 두 가지 방안이 제안되고 있다. 그 첫 번째 방안이 소프트 핸드오프(soft hand off)이며, 그 두 번째 방안이 하드 핸드오프(hard hand off)이다. 상기 소프트 핸드오프는 핸드오프 대상 인접 기지국으로부터 할당받은 채널과 서비스 기지국에 의해 할당된 채널을 통해 서비스를 수행하고, 상기 서비스 기지국의 채널 품질이 소정 기준치 이하로 떨어지면 상기 서비스 기지국의 채널을 끊는 과정으로 수행된다.이에 반하여, 상기 하드 핸드오프는 통신 중에 서비스 기지국과의 채널 품질이 소정 기준치 이하로 떨어지면 상기 서비스 기지국과의 채널을 끊은 후 인접 기지국으로부터 채널을 할당받는 과정으로 수행된다.
도 1은 이동통신시스템의 전체적인 시스템 구성을 보여주는 도면이다. 상기 도 1을 참조하여 이동통신시스템의 일반적인 동작을 살펴보면, 한 셀내에 속한 이동단말기(MS; Mobile Station)들(111-11n)은 해당 기지국(BS; Base Station)과 통신을 한다. 이때, 소정 개수의 기지국들(121-12n)은 하나의 제어국(BSC; Base Station Controller)131에 의해 제어를 받게되며, 상기 제어국들(131-13n)은 하나의 이동교환기(MSC)141에 의해 제어를 받게된다. 만일 이동단말기111이 무선망이 아닌 공중망(PSTN)151에 있는 유선가입자161과 통신을 시도하게 되면 상기 이동교환기141은 상기 이동단말기111을 공중망(PSTN)을 통해 유선가입자와 연결하여 통화채널을 설정한다.
도 2는 이동단말기가 서비스 기지국 BS1의 서비스영역 CELL1과 인접 기지국 BS2의 서비스영역 CELL2가 겹쳐지는 오버랜드(OL; OverLand) 영역 내의 'a' 지점에서 'b' 지점으로 이동함에 있어 상기 BS1과 BS2로부터 수신되는 신호 세기의 변화를 개념적으로 도시한 도면이다.
이하 종래의 소프트 핸드오프 처리 동작을 도 2를 참조하여 설명하며, 이때, 서비스 기지국(Base Station) BS1을 통해 서비스를 받던 단말기(Mobile Station)가 인접 기지국 BS2의 셀 영역 CELL2로 이동한다고 가정한다.
상기 소프트 핸드오프는 이동단말기가 BS1의 서비스영역 CELL1과 BS2의 서비스영역(CELL2)이 겹쳐지는 오버랜드(OL; OverLand) 영역에 위치하는 경우에 제어국(BSC; 도시하지 않음)의 제어 하에 일어나게 된다. 즉, BS1로부터 서비스를 받던 이동단말기는 상기 BS2로의 이동 중에 핸드오프 요구를 위해 미리 설정된 값(T_add)에 대응하는 수신세기를 상기 BS2로부터 감지하게 되며, 이를 제어국(BSC)에 통보한다. 상기 제어국(BSC)은 이에 응답하여 BS2가 사용 가능한 상태인지 확인하고, 사용 가능한 상태라고 판단될 시 BS2와 이동단말기간의 채널을 할당한다. 상기 BS2의 채널 할당이 이루어지면 BS1과 BS2는 각각 할당된 채널들을 통해 이동단말기에 서비스를 제공한다. 한편, 이동단말기는 BS2쪽으로 계속 이동함에 따라 BS1로부터 수신되는 신호 세기가 핸드오프를 위해 미리 설정된 값(T_drop) 이하로 떨어짐을 감지한다. 이 경우 상기 이동단말기는 현재 서비스를 제공받고 있는 BS1을 드롭(drop)시키고, BS2로부터만 서비스를 제공받게 된다. 이때, BS1로부터 수신되는 신호 세기가 상기 T_drop 이하로 떨어지자마자 상기 BS1을 드롭 시키는 것이 아니라 일정 시간의 가드타임(T_Tdrop)을 가진다. 즉, 신호 세기가 상기 T_drop 이하로 떨어진 상태가 상기 가드타임 동안 유지되는 경우에만 BS1을 드롭 시킴으로서 순간적으로 신호 세기가 떨어진 경우에 대해 핸드오프가 발생하는 것을 방지한다.
하지만, 상술한 바와 같이 핸드오프를 수행할 경우에는 이동단말기가 핸드오프할 대상 기지국으로 인접한 기지국이 아닌 멀리 있는 기지국을 순간적으로 선택하는 상황이 야기되기도 한다.
상기와 같은 상황이 발생하는 예를 도 3을 참조하여 설명하면, 이동단말기MS5가 기지국 BS1에서 기지국 BS2로 이동할 때 상기 MS5는 파일롯 세기에 의존해서 핸드오프할 기지국을 결정한다. 이때, 바람직하기로는 상기 MS5가 핸드오프 지역에 있어 핸드오프를 수행하게 될 때 대상 기지국으로 가장 가까운 기지국인 BS2로 결정하여야 할 것이다. 그런데 주변 환경으로 인해 BS2로부터 수신되는 신호세기가 건물 등의 장애로 인해 작아지고, 상기 BS2에 비해 더 멀리 위치한 BS3의 신호가 가장 크게 잡히는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우, MS5는 실질적으로 가까이 위치한 BS2가 아니라 BS3으로의 핸드오프를 수행하게 된다. 즉, 멀리 위치한 BS3의 신호세기가 주변 환경에 의해 어느 순간 T_add 보다 커지게 되면 MS5는 BS3을 활성화 집합에 수용하게 되고, 핸드오프 추가(add) 절차를 수행하게 된다. 하지만. 오래지 않아 BS3의 신호세기는 BS2의 신호세기보다 작아져 핸드오프 절차를 재 수행하게 될 뿐만 아니라 신호세기가 갑자기 떨어지는 경우에는 호가 끊어지는 상황도 발생하게 된다.
상술한 바와 같이 수행되는 종래 핸드오프는 하기와 같은 문제점을 가지게 된다.
첫 번째로, 불필요한 핸드오프 절차의 수행으로 인해 이동통신시스템의 부하는 증가하게 될 것이며, 두 번째로, 활성화 집합에 들어간 BS3은 MS5로의 통화채널을 할당해야 하기 때문에 자원을 낭비하는 문제도 발생하게 된다. 세 번째로, 앞에서도 개시한 바와 같이 현재의 핸드오프 방식은 기지국들의 파일롯 신호 세기만을 기준으로 하여 핸드오프 수행 여부를 판단함으로 인하여 지형지물로 인한 오 동작을 가져올 수 있다. 네 번째로, 핸드오프시 이동단말기의 진행방향을 전혀 고려하지 않았기 때문에 이동국이 인접 기지국으로 진행할 지라도 인접 기지국의 신호가 세지 않으면 현재 서비스 기지국과의 트래픽 채널을 계속 유지하게 되어 인접 기지국의 트래픽 채널을 할당받지 못해 호 단절을 초래할 수도 있다.
따라서 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 이동통신시스템에서 이동국의 진행방향을 고려한 핸드오프 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동국이 현재 위치와 이동방향을 핸드오프 요구시 기지국으로 제공하는 핸드오프 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동국으로부터 핸드오프 요구시 제공되는 위치와 이동방향 정보에 의해 핸드오프를 수행하는 핸드오프 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동국의 핸드오프 취소 요구에 따른 핸드오프 취소를 제한적으로 수행하는 핸드오프 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치가, 소정 탐색창의 범위내에서 측정된 일정 레벨 이상의 인접 기지국 수신신호 세기들 중 최초 도달한 신호세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정한후 상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치정보와 이동단말의 방향정보를 생성하여 구성한 핸드오프 요구 메시지를 제공하는 이동국과, 상기 핸드오프 요구 메시지를 제공받아 위치정보와 방향정보를 분석하고, 상기 분석된 위지정보와 방향정보에 의해 핸드오프를 수행하는 기지국으로 구성됨을 특징으로 한다.
도 1은 이동통신시스템의 전체적인 시스템 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 이동통신시스템에서 핸드오프 처리 동작을 설명하는 도면.
도 3은 종래 기술에 따라 핸드오프를 수행할 경우 단말기가 파일롯 수신세기만을 측정함에 따라 잘못된 기지국을 선택하게 되는 상황을 설명하는 도면.
도 4는 이동국의 기준시간을 중심으로 인접 기지국의 탐색구간을 정하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 이동국 탐색장치를 도시한 도면.
도 6은 탐색하고자 하는 PN 위상을 포함하는 탐색창을 중심을 기준으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명에 따른 이동국이 위치플래그 및 방향플래그 세팅에 관한 제어 절차를 도시한 도면.
도 8은 본 발명에 따라 서비스 기지국이 이동국으로부터 핸드오프 요구를 수신할 시 이를 처리하는 제어 절차를 도시한 도면.
도 9는 본 발명에 따라 서비스 기지국이 이동국으로부터 핸드오프 취소 메시지 수신시 이를 처리하는 제어 절차를 도시한 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.
우선 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일 부호를 가지도록 하였다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
한편, 이하 본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어들을 정의하면 다음과 같다.
위치 플래그(flag)라 함은 이동국과 인접 기지국과의 거리가 서비스 기지국에 대한 거리보다 상대적으로 멀거나 가까운 지를 나타내는 플래그로, 이하 실시 예에서는 서비스 기지국보다 가까울 경우 0으로, 멀 경우 1로 세팅한다. 또한 방향 플래그라 함은 진행에 따른 이동국이 어느 기지국으로 향하고 있는지를 나타내는 플래그로, 이하 실시 예에서는 인접 기지국쪽으로 향할 경우 1로, 서비스 기지국쪽으로 향할 경우 0으로 세팅한다. 마지막으로, 이동 변화율이라 함은 이동국의 이동율을 계산한 값으로, 이전 검출 인덱스에서 현재의 검출 인덱스를 감산한 값이다.여기서 검출 인덱스라 함은 탐색창의 모든 PN 위상을 탐색한 후 검출된 신호 중 에너지가 가장 큰 신호에 해당하는 탐색창 인덱스를 말한다.
본 발명은 이동국이 파일롯 세기 보고와 함께 보내준 상기한 정보들(위치 플래그, 방향 플래그, 이동 변화율)을 핸드오프시 이용한다. 이는 핸드오프시 현재 파일롯 세기만을 기준으로 제어하는 것이 아니라 이동국의 위치와 진행방향을 고려해서 제어하는 방안이다. 그 이유는 제한된 트래픽 자원을 효율적으로 할당하고, 지형 지물에 의한 오 동작을 방지하기 위함이다.
통상적으로 이동국에 있어서 기지국과의 동기를 획득하고, 인접 기지국의 파일롯 신호 세기를 측정하는 역할은 탐색기(searcher)에서 수행한다. 본 발명에서는 상기 탐색기를 이용하여 이동국의 위치와 진행방향을 추정하고자 한다. 상기 진행방향의 추정은 상기 탐색기의 의해 검출된 서비스 기지국과 특정 인접 기지국과의 거리 증감을 통해서 수행된다. 이동국에 의해서 검출된 진행방향에 대한 정보는 파일롯 세기 정보와 함께 서비스 기지국으로 보고된다. 상기 기지국은 이를 근거로 핸드오프 제어를 진행한다.
이동통신시스템에서 탐색기의 주요 역할은 이동국이 위치한 셀 내의 기지국으로부터 발생하는 PN 코드 획득과 핸드오프를 위해 인접 기지국에서 발생하는 PN 코드의 탐색이다. 본 발명에서 이동국의 위치와 진행방향을 추정하는 것은 탐색기의 인접 기지국에 대한 탐색을 통해서이다.
도 4는 PN 발생기의 PN 주기동안의 위상을 나타낸 것이다. 탐색기는 PN 코드 획득을 통해 서비스 기지국과의 동기를 맞춘 후 그 기지국으로부터 수신되는 싱크채널 메시지를 통해 시스템 시간 정보를 획득한다. 그리고 이동국은 상기 시스템 시간 정보를 통해 페이징과 트래픽 채널 메시지가 시작되는 80ms 동기신호(SYNC Signal)에 이동국 시간을 맞춘다. 이렇게 맞추게 된 동기는 이동국의 기준 시간(reference time)이 된다. 이를 기준으로 이동국은 서비스 기지국 및 인접 기지국에 대한 탐색시 각 기지국에 할당된 파일롯 오프셋 만큼의 마스크를 PN 발생기에 씌어줌으로써 원하는 기지국의 파일롯 신호를 탐색할 수 있다.
본 발명에서는 현재 서비스 기지국을 통해 얻은 이동국 시간 기준을 중심으로 인접 기지국을 탐색할 때 설정한 탐색창에서 보여지는 인접 기지국의 수신 파일롯 신호의 도달 형태를 보고, 현재의 서비스 기지국과 이동국의 거리를 알 수 있다. 이때의 거리는 서비스 기지국에 비해 상대적으로 떨어진 인접 기지국과 이동국의 거리를 말한다. 만약 인접 기지국과 이동국의 거리가 현재 서비스 기지국과의 거리와 거의 같아지면 이동국이 인접 기지국을 탐색하기 위해 열어 놓은 탐색창의 중심에 인접 기지국의 최초 패스가 획득될 것이다. 상기 최초 패스는 가장 빨리 획득된 패스를 의미한다. 하지만, 상기 최초 패스가 기준이 되는 탐색창의 중심을 경과하여 획득되면 인접 기지국의 거리가 서비스 기지국에 비해 상대적으로 먼 것이며, 상기 최초 패스가 탐색창 중심을 경과하기 전에 획득되면 인접 기지국의 거리가 서비스 기지국에 비해 상대적으로 더 가깝다는 것이다.
이하 이동국 탐색기에서 이루어지는 탐색과정을 도 5를 참조하여 설명한다.
이동국의 안테나로 수신되는 신호는 RF/IF 단을 거쳐 기저대역신호를 변환되어 A/D 변환기(511)로 입력된다. PN코드 발생기(512)는 탐색기(514)의 제어에 의해특정 PN 위상을 가지는 해당 PN 코드를 발생하여 곱셈기(513)로 제공한다. 디지털로 변환된 신호는 상기 곱셈기(513)에서 상기 PN 코드와 곱해져 역확산(despreading)된 후 상기 탐색기(514)로 입력된다. 상기 탐색기(514)에서는 입력 신호를 일정한 시간동안 누적하여 상기 누적된 값을 에너지 값으로 변환시켜 최대 에너지 검출기(515)로 보낸다. 이러한 방법으로 탐색기(514)는 탐색창 구간내의 모든 PN 위상 각각에 대응하여 에너지 값을 구한 뒤 구하여진 에너지 값들을 최대 에너지 검출기(515)로 보고하게 된다. 이때, 상기 탐색기(514)가 탐색하는 PN 위상 구간은 서비스 기지국과 동기된 기준시간에 특정 인접 기지국의 PN 위상 오프셋(offset)만큼의 마스크를 씌어서 이를 중심(window center)으로 정의된 탐색창의 크기를 의미한다. 이때, 상기 탐색창 중심(window center)은 이동국이 서비스 기지국과 동기를 이룬 기준시간을 통해 인접 기지국의 최초 빠른 패스가 획득될 것으로 예측한 탐색창 인덱스라 할 수 있다. 또한 상기 탐색기(514)는 특정 PN 위상에 대해 에너지 값을 구한 뒤 PN코드 발생기(512)를 제어함으로써 상기 PN코드 발생기(512)가 다음 PN 위상에 대응하는 PN 시퀀스를 발생하도록 한다. 도 5에서는 상기 PN코드 발생기(512)를 제어하는 신호로서 PN위상 제어신호(121)를 개시하고 있다. 상기 최대 에너지 검출기(515)는 제공되는 에너지 값들을 소정 임계치와 비교하여 상기 소정 임계치를 넘는 에너지 값들 중 가장 먼저 도달한 에너지 값을 결정한다. 또한, 상기 결정된 에너지 값을 측정함에 있어 사용한 PN 위상의 탐색창 인덱스(srch_index[i])를 제어부(516)로 제공한다. 이때, 상기 소정 임계치는 미리 정의된 값이며, 상기 탐색창 인덱스(srch_index[i])는 탐색창 구간내에 존재하는PN위상들 각각을 지정하는 인덱스라 할 수 있다. 상기 제어부(516)로 제공되는 탐색창 인덱스(srch_index[i])는 앞에서 정의한 검출 인덱스가 된다. 상기 제어부(516)는 제공받은 검출 인덱스와 해당 인접 기지국의 이전 검출 인덱스를 비교함으로써 인덱스의 증감에 따른 변화율을 산출한다. 또한 상기 검출 인덱스가 탐색창의 중심에 대응하는 탐색창 인덱스(srch_index[i])의 좌측과 우측 중 어느 쪽에 있는가를 판단한다. 상기 탐색창의 중심은 앞에서도 정의한 바와 같이 이동국의 기준 시간에 인접 기지국의 PN 위상 오프셋만큼 마스크를 씌운 PN 위상에 대응하는 탐색창 인덱스(srch_index[i])이다. 상기 제어부(516)는 상기 두 정보(변화율, 탐색창 중심에 따른 판단 결과)에 의해 이동국을 기준으로 기지국간의 위치와 이동국의 진행방향을 산출한다. 상기 산출된 결과는 기지국으로 보고함으로써 기지국이 핸드오프를 수행함에 있어 상기 보고 받은 정보를 이용하도록 한다. 상기 이동국이 기지국에 보고하는 정보는 이동국을 기준으로 인접 기지국과의 거리가 서비스 기지국과의 거리보다 상대적으로 멀거나 가까운 것임을 나타내는 위치 플래그(flag)와, 이동국의 진행에 따른 기지국과의 거리의 증감을 나타내는 방향 플래그 및 이동 변화율 등으로 구성된다.
도 6은 탐색하고자 하는 PN 위상을 포함하는 탐색창의 구조를 보여주고 있다. 상기 도 6의 구조에서도 보여지는 바와 같이 탐색창 구간 내의 각 PN위상에 대응하여 고유한 탐색창 인덱스(srch_index[i])가 부여되고, 상기 탐색창의 중심(window center)은 인접 기지국의 PN 위상 오프셋을 내포한 탐색창 인덱스(srch_index[Center])가 부여된다. 상기한 탐색창에 있어서 본 발명의 실시에 따른 플래그 부여 방법은 다음과 같다. 먼저, 위치 플래그는 인접 기지국의 탐색에 따른 가장 빠른 패스가 상기 탐색창의 중심(srch_index[Center])을 기준으로 좌측에 도달하는 경우 0으로 세팅되며, 우측으로 도달하였을 경우에는 1로 세팅된다. 여기서의 패스는 소정 PN위상에 대응하는 탐색창 인덱스(srch_index[i])로 볼 수 있을 것이다. 한편, 방향 플래그는 이전 탐색시 찾은 가장 빠른 패스(srch_index[i-1])와 이번 탐색시에 찾은 가장 빠른 패스(srch_index[i])와의 차이를 부호로 매칭해서 세팅하는 것이다. 한편, 상기 방향 플래그를 세팅하기 위해서는 약간의 오차 값을 가지는데, 상기 오차 값이 앞에서 정의한 이동마진이다. 즉, 상기 이동마진은 탐색 한 주기동안 이동국이 이동한 거리가 일정한 거리이상인 경우에만 방향 플래그 세팅에 반영하기 위해 설정한 여유 값이다. 단, 상기 이동마진은 이동국이 서비스 기지국에서 인접 기지국으로 이동한 거리에 대해서만 제한하는 의미를 가진다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 절차를 개시하고 있는 도면으로, 상기 절차는 결정된 플래그 및 이동 변화율을 파일롯 세기와 함께 보고하는 과정으로 이루어진다. 이때, 상기 도 7에서 개시하고 있는 절차는 이동국이 서비스 기지국과의 동기를 통해 기준시간의 획득이 이미 이루어졌다는 가정 하에 수행되는 절차이다.
상기 도 7을 참조하면, 먼저, 이동국은 711단계에서 인접 기지국의 PN위상을 중심으로 하는 탐색창을 통해 수신신호를 검출한다. 여기서, 검출되는 대상은 탐색기(514)에 제어에 의해 PN코드 발생기(512)로부터 생성되는 PN 위상에 대응하는 수신신호가 될 것이다. 그리고 상기 이동국은 713단계에서 검출된 수신신호에 대하여 에너지 값을 계산한 후 715단계로 진행하여 탐색창을 구성하는 모든 PN 위상에 대해 탐색이 이루어졌는지를 검사한다. 즉, 탐색창의 마지막 PN 위상에 대한 신호 검출이 완료되었는지를 검사한다. 이때 모든 PN 위상에 대한 탐색이 이루어졌을 시 상기 이동국은 717단계로 진행한다. 그렇지 않고, 탐색할 PN 위상이 남아 있을 시 상기 이동국은 다음 PN 위상에 대한 제어를 하기 위해 상기 711단계로 되돌아간다. 상기 717단계로 진행한 상기 이동국은 계산된 모든 에너지 값들 중 설정레벨 이상인 에너지 값들을 선별한 후 상기 선별된 에너지 값들 중 가장 먼저 도달한 패스에 대응한 에너지 값을 선택한다. 즉, 설정레벨 이상이면서 상기 탐색창의 가장 왼쪽에 도달한 신호를 검출한다. 상기 가장 먼저 도달한 패스의 검출이 이루어지면 상기 이동국은 719단계에서 상기 패스에 대응하는 탐색창 인덱스(검출 인덱스)가 하기 <수학식 1>의 조건을 만족하는지를 검사한다.
srch_index[i] - srch_index[center] > 0
여기서 srch_index[i]는 검출 인덱스이고, 상기 srch_index[center]는 탐색창 중심에 해당하는 인덱스이다. 즉, 상기 <수학식 1>에서는 검출 인덱스가 탐색창 중심의 인덱스(이하 중심 인덱스라 칭함)보다 큰지를 검사한다. 상기 검출 인덱스가 상기 중심 인덱스보다 작으면 상기 이동국은 721단계로 진행하여 위치 플래그를 세팅한 후 723단계로 진행한다. 여기서 상기 위치 플래그를 세팅하였다는 것은 이동국이 인접 기지국보다 서비스 기지국에 더 가까이 위치하고 있음을 나타내는 것이다. 이때 상기 검출 인덱스가 상기 중심 인덱스보다 크면 723단계로 진행한다.
상기 이동국은 상기 723단계로 진행하면 하기 <수학식 2>의 조건을 만족하는 지를 검사한다. 즉, 이동국의 진행방향이 어느 기지국으로 향하고 있는지를 검사한다.
srch_index[i-1] - srch_index[i] > 이동마진
여기서 srch_index[i-1]은 이전 PN 위상 탐색에서 선택된 검출 인덱스이다.
이때 상기 <수학식 2>를 만족하지 않으면 상기 이동국은 본 발명에 따른 절차를 종료한다. 상기 <수학식 2>를 만족하면 상기 이동국은 방향 플래그를 세팅하고 본 발명에 따른 절차를 종료한다. 여기서 상기 방향 플래그는 이전 탐색창을 탐색할 시 선택된 검출 인덱스와 이번 탐색시의 선택된 검출 인덱스와의 차이를 부호로 매칭하여 세팅한다. 상기 이동마진은 이동국의 일정한 거리 변화율 이상만을 반영하기 위해 설정한 여유 값을 나타낸다.
예를 들어, 상기 이동마진을 2라고 설정하고, 상기 검출 인덱스(srch_index[i])가 5, 상기 이전 탐색시의 검출 인덱스(srch_index[i-1])가 6, 탐색창의 중심 인덱스((srch_index[center])가 8이라고 가정하면 위치 플래그와 방향 플래그는 다음과 같이 설정될 것이다. 일차적으로 <수학식 1>에 의해 상기 검출 인덱스(srch_index[i])가 탐색창 중심(srch_index[center])의 왼쪽에 있음을 감지함에 따라 위치 플래그는 "0"으로 세팅된다. 상기 위치 플래그가 "0"으로 세팅된다는 것은 이동국이 인접 기지국쪽에 가깝게 위치하고 있음을 나타낸다. 이차적으로 진행방향에 있어서는 <수학식 2>에 의해 srch_index[i-1]과 srch_index[i]의 차가 양(+)의 값을 가짐에 따라 이동국이 인접 기지국쪽으로 진행하고 있음을 인정한다. 하지만, 이동 변화율이 +1로 상기 이동마진 +2를 넘지 않았기 때문에 방향 플래그를 세팅하지 않는다. 즉, 상기 도 7는 이동국이 인접 기지국 PN 시퀀스를 중심으로 한 탐색창의 각 PN 위상에 대해 신호를 검출하고, 상기 검출된 신호를 근거로 이동국의 위치 및 방향을 추정하는 과정들을 설명한다. 한편, 상기한 과정에 의해 세팅되는 위치 플래그 및 방향 플래그의 세팅 방법은 운용상의 문제이다.
상기 위치 플래그 및 방향 플래그 세팅 방법의 일 예는 하기 <표 1>과 같이 나타낼 수 있다.
위치플래그 방향플래그
0 0(-) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 가까우며서비스 기지국쪽으로 향하고 있음
1(+) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 가까우며인접 기지국쪽으로 향하고 있음
1 0(-) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 멀며서비스 기지국쪽으로 향하고 있음
1(+) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 멀며인접 기지국쪽으로 향하고 있음
상기 <표 1>에서는 위치 플래그 및 방향 플래그의 세팅을 "1"로서 설정하고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 세팅된 정보들은 이동국이 인접 기지국의 파일롯 신호를 서비스 기지국으로 보고할 때 함께 제공된다. 통상적으로, 이동국은 계속해서 인접 기지국의 파일롯 신호 세기를 측정하며, 상기 측정값이 설정레벨 이상일 경우, 서비스 기지국으로 핸드오프를 요구한다. 이때, 종래에는 단지 인접 기지국의 파일롯 세기만을 보고하였다. 이에 반하여, 본 발명은 상기 파일롯 신호 세기 및 상기 도 7의 과정에 의해 세팅된 정보들(위치플래그, 방향 플래그, 이동변화율)을 함께 보고함으로서 이동국의 진행방향을 고려한 핸드오프를 수행하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따라 서비스 기지국이 이동국으로부터 핸드오프 요구를 수신할 시 이를 처리하는 제어절차를 도시한 도면이다.
상기 도 8을 참조하면, 상기 서비스 기지국은 811단계에서 이동국으로부터 핸드오프 요구 메시지가 수신되는지를 검사한다. 이때 상기 핸드오프 요구 메시지 수신시 상기 서비스 기지국은 813단계로 진행한다. 상기 핸드오프 요구 메시지 수신이 없으면 상기 서비스 기지국은 831단계로 진행하여 해당기능을 수행한다. 여기서 상기 핸드오프 요구는 이동국으로 수신되는 인접 기지국의 파일롯 신호세기가 핸드오프 임계치(T_ADD)보다 클 경우 상기 이동국에 의해 발생된다. 상기 핸드오프 요구 메시지를 수신한 상기 서비스 기지국은 813단계에서 상기 핸드오프 메시지를 조사한다. 여기서 상기 핸드오프 요구 메시지는 인접 기지국의 파일롯 신호세기, 방향 플래그, 위치 플래그, 이동 변화율 등을 포함하고 있다.
따라서, 상기 서비스 기지국은 815단계에서 상기한 정보들 중 인접 기지국의 파일롯 신호세기 및 위치 플래그를 통해 핸드오프 처리가 요구되는지를 검사한다. 이때 상기 핸드오프 처리 요구시 상기 서비스 기지국은 817단계로 진행한다. 상기 핸드오프 처리가 요구되지 않으면 상기 서비스 기지국은 827단계로 진행하여 핸드오프 처리를 취소하고 종료한다.
상기 핸드오프 처리 요구를 감지하고 상기 817단계로 진행한 상기 서비스 기지국은 제어국(BSC)을 통해 상기 인접 기지국의 트래픽 자원을 조사하고 여유 채널이 충분한지를 검사한다. 상기 여유 채널이 충분하다고 판단할 시 상기 서비스 기지국은 829단계로 진행하여 핸드오프 처리를 수행한다. 상기 여유 채널이 충분하지 않다고 판단시 상기 서비스 기지국은 상기 819단계로 진행한다.
상기 819단계에서 상기 서비스 기지국은 이동국에 의해 보고된 방향 플래그를 조사한다. 그리고 상기 서비스 기지국은 821단계에서 상기 방향 플래그를 검사한 결과 이동국이 인접 기지국으로 향하고 있는지를 검사한다. 상기 방향 플래그를 체크한 결과 이동국이 인접 기지국으로 향하고 있는 경우 상기 서비스 기지국은 823단계로 진행한다. 상기 인접 기지국으로 향하고 있지 않다고 판단한 경우 상기 서비스 기지국은 상기 827단계로 진행하여 핸드오프 처리를 취소하고 종료한다. 상기 823단계로 진행한 상기 서비스 기지국은 이동국에 대한 새로운 채널의 할당이 시급하다고 판단하고 다시 제어국(BSC)을 통해 인접 기지국에 사용 가능한 채널이 있는지를 조사한다. 이때 상기 사용 가능 채널 존재시 상기 서비스 기지국은 829단계로 진행하여 핸드오프 처리를 수행한다. 상기 사용 가능 채널이 존재하지 않을 시 상기 서비스 기지국은 825단계로 진행하여 상기 위치 플래그와 방향 플래그에 따라 우선순위를 부여하여 핸드오프 처리 대기 큐에 핸드오프 요구를 대기시킨다. 또한, 상기 핸드오프 처리 대기 큐에 대기하고 있는 핸드오프 요구를 제어국(BSC)으로 통보하고 본 발명에 따른 과정을 종료한다. 상기 제어국(BSC) 또한 상기 핸드오프 요구를 핸드오프 대기 큐에 대기시키고, 인접 기지국에 여유 채널 발생시 상기 서비스 기지국에 통보하여 핸드오프 호 처리를 수행토록 제어한다.
상기 이동국으로부터 상기 서비스 기지국에 보고된 정보들에 의해 우선순위가 부여된 일 예는 하기에서 개시하고 있는 <표 2>와 같이 나타낼 수 있다.
위치플래그 방향플래그 우선순위
0 0(-) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 가까우며서비스 기지국쪽으로 향하고 있음 X
1(+) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 가까우며인접 기지국쪽으로 향하고 있음 1
1 0(-) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 멀며서비스 기지국쪽으로 향하고 있음 X
1(+) 인접 기지국이 서비스 기지국보다 멀며인접 기지국쪽으로 향하고 있음 2
상기 <표 2>에서 보면, 이동국이 인접 기지국에 가깝고, 인접 기지국쪽으로 향하고 있을 경우 가장 높은 우선순위를 부여하며, 이동국이 서비스 기지국에 가깝고, 인접 기지국쪽으로 향하고 있을 경우 다음 우선순위를 부여한다.
본 발명으로 인한 또 하나의 장점은 이동국이 인접 기지국 탐색시 파일롯 신호의 약화에 따라 핸드오프 호 삭제를 요청할 때도 위치 및 방향 플래그를 살펴봄으로서 지형 지물에 의한 오 동작을 방지할 수 있다는 것이다. 이러한 오 동작은 이동국이 인접 기지국으로 향하는 중에 핸드오프를 요청한 상태에서 인접 기지국 방향에 지형지물이 놓여 신호세기가 점점 약화될 경우 이동국이 서비스 기지국으로 핸드오프 취소를 요청하는 경우이다. 만약, 이동국이 핸드오프 호 삭제를 요청하였을 지라도 현재의 위치와 이동국 방향이 인접 기지국쪽으로 향할 경우는 호의 삭제를 보류한다. 이러한 핸드오프 호 삭제 처리 과정은 도 9에 도시되어 있다.
상기 도 9를 참조하면, 먼저, 서비스 기지국은 911단계에서 이동국으로부터 핸드오프 취소 메시지가 수신되는지를 검사한다. 여기서 상기 핸드오프 취소 메시지 또한 인접 기지국의 파일롯 수신세기, 이동국의 방향 플래그, 위치 플래그, 이동변화율 등을 포함하고 있다. 이때 상기 핸드오프 취소 메시지 수신이 없을 시 상기 서비스 기지국은 925단계로 진행하여 해당기능을 수행한다. 상기 핸드오프 취소 메시지 수신시 상기 서비스 기지국은 913단계로 진행한다. 상기 913단계로 진행한 상기 서비스 기지국은 상기 핸드오프 취소 메시지의 정보를 분석한다. 그리고 상기 서비스 기지국은 915단계에서 상기 정보 중 인접 기지국의 파일롯 수신세기를 통해 핸드오프 취소가 요구되는지를 검사한다. 이때 상기 핸드오프 취소가 요구되지 않을 시 상기 서비스 기지국은 상기 921단계로 진행하여 핸드오프 취소를 보류한다. 상기 핸드오프 취소 요구시 상기 서비스 기지국은 917단계로 진행한다. 상기 서비스 기지국은 상기 917단계에서 상기 정보 중 방향 플래그를 조사하고, 919단계에서 이동국이 인접 기지국으로 향하는지를 판단한다. 즉, 방향 플래그가 1로 세팅되어 있는지를 검사한다. 이때 상기 방향 플래그가 0으로 세팅되어 있을 시 상기 서비스 기지국은 923단계로 진행하여 핸드오프를 취소하고 종료한다. 상기 방향 플래그가 1로 세팅되어 있을 시 상기 서비스 기지국은 921단계로 진행한다. 한편, 상기 921단계로 진행한 상기 서비스 기지국은 핸드오프 취소를 보류하고 종료한다.
상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신시스템에서 핸드오프 수행시 파일롯 수신세기 및 이동국의 진행방향을 고려한 핸드오프를 수행하여 보다 정확한 핸드오프를 수행할 수 있다는 이점이 있다. 즉, 서비스 기지국 또는 인접 기지국 방향으로지형지물이 있어 파일롯 수신세기가 일시적으로 감소하더라도 바로 핸드오프를 수행하지 않고, 다시 한번 이동국의 진행방향을 고려하여 핸드오프 여부를 결정하는 재검토 과정을 가짐으로서 빈번한 핸드오프에 따른 시스템 부하를 줄일 수 있고 그에 따른 자원 낭비를 방지할 수 있다.

Claims (27)

  1. 소정 탐색창의 범위 내의 모든 PN 위상들 각각에 대응한 인접 기지국 수신신호 세기들을 측정하는 탐색기와,
    상기 측정된 수신신호 세기들 중 소정 임계치보다 큰 수신신호 세기들을 검출하고, 상기 검출된 수신신호 세기들 중 최초 도달한 수신신호 세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정하는 최대 에너지 검출기와,
    상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치 정보와 방향 정보를 생성하고, 상기 생성된 위치 정보와 방향 정보를 포함하도록 핸드오프 요구 메시지를 구성하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정 탐색창은,
    서비스 기지국과 동기된 기준 시간에 인접 기지국의 PN 위상 오프셋만큼의 마스크를 씌운 탐색창 인덱스를 중심 인덱스로 하여 형성된 탐색창임을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 위치 정보는,
    상기 탐색창의 중심에 해당하는 중심 인덱스를 기준으로 하여 상기 결정된탐색창 인덱스의 위치에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방향 정보는,
    이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성하며, 상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 인접 기지국에 비해 서비스 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차가 소정 이동마진보다 큰 경우에 상기 이동단말이 서비스 기지국으로부터 인접 기지국으로 이동중임을 알리는 방향 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  7. 소정 탐색창의 범위 내에서 측정된 일정 레벨 이상의 인접 기지국 수신신호 세기들 중 최초 도달한 신호세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정한 후 상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치 정보와 이동단말의 방향 정보를 생성하여 구성한 핸드오프 요구 메시지를 제공하는 기지국과,
    상기 핸드오프 요구 메시지를 제공받아 위치 정보와 방향 정보를 분석하고, 상기 분석된 위치 정보와 방향 정보에 의해 핸드오프를 수행하는 기지국으로 구성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 핸드오프를 수행하는 기지국은,
    상기 분석된 위치 정보에 의해 핸드오프를 요구한 이동단말의 위치와 이동 방향을 판단하고, 상기 판단한 이동단말의 위치와 이동 방향에 의해 우선 순위를 부여하여 핸드오프를 수행함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 핸드오프를 수행하는 기지국은,
    상기 판단에 의해 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하여 상기 서비스 기지국에서 상기 인접 기지국으로 이동하고 있다고 판단되면 가장 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치.
  10. 소정 탐색창의 범위 내에서 측정된 일정 레벨 이상의 인접 기지국 수신신호 세기들 중 최초 도달한 신호세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정하는 과정과,
    상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치 정보를 생성하는 과정과,
    상기 결정된 탐색창 인덱스와 이전에 결정된 탐색창 인덱스에 의해 상기 이동단말의 방향 정보를 생성하는 과정과,
    상기 위치 정보와 방향 정보를 포함하도록 핸드오프 요구 메시지를 구성하여 기지국으로 제공하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 소정 탐색창은,
    서비스 기지국과 동기된 기준 시간에 인접 기지국의 PN 위상 오프셋만큼의마스크를 씌운 탐색창 인덱스를 중심 인덱스로 하여 형성된 탐색창임을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 위치 정보는,
    상기 탐색창의 중심에 해당하는 중심 인덱스를 기준으로 하여 상기 결정된 탐색창 인덱스의 위치에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 방향 정보는,
    상기 이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성하며, 상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 인접 기지국에 비해 서비스 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차가 소정 이동마진보다 큰 경우에 상기 이동단말이 서비스 기지국으로부터 인접 기지국으로 이동중임을 알리는 방향 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  16. 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지를 제공받아 인접 기지국의 여유 채널을 검사하는 과정과,
    상기 인접 기지국의 여유 채널이 부족하면 상기 핸드오프 요구 메시지에 포함된 방향정보를 분석하는 과정과,
    상기 분석된 방향 정보에 의해 핸드오프를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 통신 시스템의 핸드오프 수행방법.
  17. 제2항에 있어서, 상기 핸드오프를 수행하는 과정은,
    상기 분석된 방향 정보에 의해 상기 핸드오프를 요구한 이동단말이 이동하고있는 방향을 판단하는 과정과,
    상기 판단한 이동단말의 이동 방향에 의해 우선 순위를 부여하여 핸드오프를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 판단에 의해 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하여 상기 서비스 기지국에서 상기 인접 기지국으로 이동하고 있다고 판단되면 가장 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  19. 소정 탐색창의 범위 내에서 측정된 일정 레벨 이상의 인접 기지국 수신신호 세기들 중 최초 도달한 신호세기에 대응한 탐색창 인덱스를 결정한 후 상기 결정된 탐색창 인덱스에 의해 이동단말의 위치 정보와 이동단말의 방향 정보를 생성하여 구성한 핸드오프 요구 메시지를 제공하는 과정과,
    상기 핸드오프 요구 메시지를 제공받아 위치 정보와 방향 정보를 분석하고, 상기 분석된 위치 정보와 방향 정보에 의해 핸드오프를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  20. 제19항에 있어서,
    핸드오프 취소 메시지를 제공받아 위치 정보와 방향 정보를 분석하고, 상기 분석된 위치 정보와 방향 정보에 의해 핸드오프 취소를 결정하는 과정을 더 구비함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 소정 탐색창은,
    서비스 기지국과 동기된 기준 시간에 인접 기지국의 PN 위상 오프셋만큼의 마스크를 씌운 탐색창 인덱스를 중심 인덱스로 하여 형성된 탐색창임을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 위치 정보는,
    상기 중심 인덱스를 기준으로 하여 상기 결정된 탐색창 인덱스의 위치에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  23. 제21항에 있어서, 상기 방향 정보는,
    상기 이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차에 의해 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성하며, 상기 결정된 탐색창 인덱스가 상기 중심 인덱스에 앞서면 상기 이동단말이 인접 기지국에 비해 서비스 기지국에 가깝게 위치하고 있음 알리는 위치 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 이전에 결정된 탐색창 인덱스와 상기 결정된 탐색창 인덱스의 차가 소정 이동마진보다 큰 경우에 상기 이동단말이 서비스 기지국으로부터 인접 기지국으로 이동중임을 알리는 방향 정보를 생성함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  26. 제19항에 있어서, 상기 핸드오프를 수행하는 과정은,
    상기 분석된 위치 정보에 의해 핸드오프를 요구한 이동단말의 위치를 판단하는 과정과,
    상기 분석된 방향 정보에 의해 상기 핸드오프를 요구한 이동단말이 이동하고 있는 방향을 판단하는 과정과,
    상기 판단한 이동단말의 위치와 이동 방향에 의해 우선 순위를 부여하여 핸드오프를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 판단에 의해 이동단말이 서비스 기지국에 비해 인접 기지국에 가깝게 위치하여 상기 서비스 기지국에서 상기 인접 기지국으로 이동하고 있다고 판단되면 가장 높은 우선순위를 부여함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 핸드오프 수행방법.
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