KR100366527B1 - 통신 시스템에서의 핸드오프를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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에릭 알. 쇼오만
마이클 디. 코친
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모토로라 인코포레이티드
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Abstract

원격 장치(remote unit)가 베이스 스테이션(102; base station)에 대해 타임 오프셋이 주어져 있고 만일 원격 장치(113)가 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우(time window)내에 베이스 스테이션(102)을 획득할 수 있다면 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 통신 시스템(100)에서, 원격 장치(113)는 각 베이스 스테이션(다운링크 통신 신호(116)를 통해 서빙 베이스 스테이션(101; serving base station)에 의해 제공되는)의 타임 오프셋을 이용하여 자체 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에서 이웃하는 베이스 스테이션을 탐색한다. 개별적인 베이스 스테이션의 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우는 통신 시스템(100)이 시간 동기화되었는지(time synchronized) 여부에 따라 변하게 된다. 특히, 베이스 스테이션(101)은 원격 장치(113)에 통신 시스템(100)이 동기화 혹은 비동기화 모드로 동작한다는 표시를 제공하며, 원격 장치(113)는 이에 따라 타임 윈도우(탐색 윈도우(search window))를 변화시킨다.

Description

통신 시스템에서의 핸드오프를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HANDOFF WITHIN A COMMUNICATION SYSTEM}
현존하는 다이렉트 시퀀스 스프레드 스펙트럼 셀룰러 통신 시스템 프로토콜(direct sequence spectrum cellular communication system protocols)은 통신 시스템 내에 있는 베이스 시스템들(base systems)이 시간 동기화(time synchronized)될 것을 요구한다. 예를 들어, 코드 분할 다중 액세스(CDMA; Code Division Multiple Access) 시스템 프로토콜을 사용하는 무선 통신 시스템(wireless communication system)내에서는 통신 시스템 내에 있는 모든 베이스 스테이션으로 하여금 +/- 3 마이크로세컨드(㎲)로 동기화 되도록 하는 것이 바람직하며, 통신 시스템 내의 모든 베이스 스테이션들이 적어도 +/- 10 ㎲로 동기화 되도록 하는 것이 필수적이다. 동기화는 CDMA 시스템 내에서 "1.8에서 2.0 GHz 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 퍼스널 통신 시스템에 대한 퍼스널 스테이션-베이스 스테이션 호환 요건(Personal Station-Base Station Compatibility Requirements for 1.8 to 2.0 GHz Code Division Multiple Access Personal Communication Systems,ANSI J-STD-008)" 에 설명되어 있는 바와 같이 발생한다. 구체적으로, 모든 베이스 스테이션은 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS; Global Positioning System) 타임인 공통 CDMA 시스템 전체에 걸친(system-wide) 시간 스케일(scale)을 참조한다. 모든 베이스 스테이션들은 동일하지만, 상이한 타임 오프셋을 가지는 의사 잡음(PN; pseudo-noise) 확산 코드를 사용한다. 원격 장치는 PN 코드의 존재를 검출하기 위해 상관기(correlator)를 사용하며, 만일 단일 PN의 전체 길이를 탐색하면 지리적인 지역에 있는 모든 베이스 스테이션들을 검출할 것이다. 상기 시스템에서, 베이스 스테이션들은 서로 64 PN 칩(chip)의 정수 배수만큼 오프셋되며, 그러므로 길이 215, 즉 32,764 칩을 가진 512 개의 고유한 오프셋을 허용한다. 원격 장치와 통신 중인 베이스 스테이션은 원격 장치가 탐색해야 하는 각 이웃하는 베이스 스테이션에 대해 PN (타임) 오프셋을 통신한다. 통신 시스템 내에 있는 모든 베이스 스테이션으로 하여금 공통 시스템 타임을 사용하도록 하는 것의 주요 이점은, 새로운 베이스 스테이션을 얻기 위하여, 베이스 스테이션들 간의 핸드오프 동안에 원격 장치는 단지 공칭(nominal) PN 오프셋 주변의 아주 작은 타임 윈도우 내에서 찾기만 하면 된다는 점이다.
시스템 비용을 감소시키기 위해서, 소정의 CDMA 개발자들은 차세대 CDMA 시스템들 내의 베이스 시스템들이 비동기화되도록 제안을 한다. 비동기 차세대 CDMA 시스템의 한 예로는 "Coherent DS-CDMA: Promising Multiple Access For Wireless Multimedia Mobile Communications[F. Adachi, M. Sawahashi, T.Dohi, K. Ohno 저술, ISSSTA 1996, Mainz, Germany]" 에서 제안한 것이 있다. 이 제안에서는, 각 베이스 스테이션은 고유한 긴 코드와 공통의 짧은 코드를 가진다. 베이스는 우선 두 코드의 곱을 전송하는데, 정해진 시간에 긴 코드를 마스크하여 단지 짧은 코드만이 전송된다. 그러므로 원격 장치는 공통의 짧은 코드에 대해서 탐색을 하고 강한 베이스 스테이션으로부터 주기적인 강한 일치(strong match)를 얻고, 약한 베이스 스테이션으로부터는 주기적인 약한 일치(weaker match)를 얻는다. 제안에서는, 이동국이 우선 짧은 코드를 검출한 후 그 다음으로 긴 코드 타이밍, 긴 코드 그룹 식별(long code group identification), 및 이에 따른 긴 코드 식별을 판별하는 처리를 기술한다. 어느 한 베이스 스테이션과 통신하고 있는 이동국은, 베이스 스테이션들이 동기화되지 않았고 또한 그들의 탐색량을 감소시키기 위해서 원격 장치들에게 타이밍 정보를 주고받는 것을 하지 못하기 때문에, 상기와 동일한 처리를 사용하여 근처의 베이스 스테이션에 대한 존재에 대해 계속적으로 탐색하여야 한다. 이것 때문에, 비동기 시스템 내에서 핸드 오프(handing off)하는 원격 장치는 새로운 베이스 스테이션을 얻기 위해서 보다 큰 타임 윈도우 내에서 탐색해야 할 것이다. 통신 시스템이 동기화되었는지 그렇지 않은지를 판별할 아무런 방법이 현재 존재하지 않기 때문에, 차세대 CDMA 시스템 내에서 핸드 오프하는 원격 장치는 비록 만일 베이스 스테이션들이 타임 동기화 되었더라도 핸드오프시에 더 큰 타임 윈도우를 탐색하도록 요구될 것이며, 불필요하게 긴 핸드오프 타임이라는 결과를 낳을 것이다.
신속한 핸드오프를 위하여 베이스 스테이션들을 동기화시키면서도, 시스템이 정확한 시간 동기화가 불가능한 지리적인 영역에서 동작하거나, 혹은 시간 동기화가 실패를 했을 때에도 계속하여 동작하도록 하는 것이 바람직하다. 그러므로, 통신 시스템이 동기화 되었는지를 판별하는 것과 핸드오프 중에 그에 따라 탐색 윈도우를 조정하는 것에 대한 방법 및 장치에 대한 필요가 존재한다.
본 발명은 일반적으로 셀룰러 통신 시스템에 관한 것인데, 구체적으로는, 셀룰러 통신 시스템에서의 핸드오프에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 대한 양호한 실시예를 따르는 도 1의 통신 시스템에 대한 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 대한 대체 실시예를 따르는 도 1의 통신 시스템에 대한 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 대체 실시예를 따르는 무선 통신 시스템을 나타낸다.
도 5는 본 발명에 대한 대체 실시예를 따르는 도 4의 통신 시스템에 대한 동작을 나타내는 흐름도이다.
일반적으로 말하면, 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 타임 오프셋이 주어져 있고 만일 원격 장치가 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 베이스 스테이션을 획득할 수 있다면 원격 장치는 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 통신 시스템에서, 원격 장치는 각각의 베이스 스테이션(다운링크 통신 신호를 통해 서비스용 베이스 스테이션에 의해 제공되는)의 타임 오프셋을 이용하여 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에서 이웃하는 베이스 스테이션을 탐색한다. 개별적인 베이스 스테이션의 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우는 통신 시스템이 시간 동기화(time synchronized)되었는 지의 여부에 따라 변하는 것이 허용된다. 특히, 베이스 스테이션은 원격 장치에 통신 시스템이 동기화 혹은 비동기화 모드로 동작한다는 표시를 제공하며, 원격 장치는 이에 따라 타임 윈도우(탐색 윈도우(search window))를 변화시킨다. 베이스 스테이션을 획득하는 원격 장치가 통신 시스템의 동기화 상태에 기초하여 그들의 탐색 윈도우를 변화시키기 때문에, 원격 장치는 핸드오프 시에 보다 작은 타임 윈도우 내에서 탐색할 것이며, 보다 빠른 획득 시간과 결과적으로 보다 빠른 핸드오프에 대한 결과를 낳을 것이다.
본 발명은 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 수단을 포함하는데, 여기서 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 타임 오프셋이 주어져 있고, 만일 원격 장치가 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 베이스 스테이션을 획득할 수 있다면 원격 장치는 베이스 스테이션으로 핸드오프한다. 상기 수단은 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 아니면 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 것 및 판별에 기초하여 타임 윈도우의 크기를 조정하는 것에 대한 단계들을 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에서 원격 장치는 타임 오프셋을 둘러싸는 시간의 주기 내에서 베이스 스테이션을 탐색함으로써 베이스 스테이션에 핸드 오프를 하며, 여기서 시간의 주기는 조정된 시간 윈도우와 동일하다.
본 발명은 추가적으로 코드 분할, 다중 액세스 통신 시스템에서 핸드오프를 유용하게 하는 수단을 포함하는데, 여기서 베이스 스테이션은 의사잡음(PN)의 배수만큼 서로 간에 타임 오프셋이 되며, 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 PN 오프셋이 주어져 있고 만일 원격 장치가 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 베이스 스테이션의 전송을 얻을 수 있다면 원격 장치는 베이스 스테이션으로 핸드오프한다.
상기 수단은 CDMA 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 아니면 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 것 및 판별에 기초하여 타임 윈도우의 크기를 조정하는 것 및 타임 오프셋을 둘러싸는, 시간 주기가 조정된 시간 윈도우와 동일한 그런 시간의 주기 내에서 베이스 스테이션을 탐색함으로써 베이스 스테이션에 핸드오프하는 것에 대한 단계들을 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에서 통신 시스템이 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 것에 대한 단계는 통신 시스템이 시간 비동기화 모드에서 동작하고 있다는 것을 나타내는 메시지를 수신하는 것 및 수신된 메시지에 기초하여, 통신 시스템이 시간 비동기화 모드에서 동작하고 있는지를 판별하는 단계들로 구성된다.
본 발명의 또 하나의 실시예는 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 장치를 포함하는데, 여기서 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 타임 오프셋이 주어져 있고, 만일 원격 장치가 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 베이스 스테이션을 획득할 수 있다면 원격 장치는 그 베이스 스테이션으로 핸드오프하며, 상기 장치는 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하고 상기 판별에 기초하여 타임 윈도우의 크기를 조정하는 논리회로 장치로 구성된다.
도 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따르는 무선 통신 시스템을 나타낸다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 통신 시스템(100)은 코드 분할 다중 액세스(CDMA)시스템 프로토콜을 사용하지만 대체 실시예에서는 다이렉트 시퀀스 스프레드 스펙트럼(direct sequence spread spectrum)이나 느린 주파수 호핑 스프레드 스펙트럼(slow frequency hopping spread spectrum) 시스템을 포함하는 통신 시스템(100)은 차세대 CDMA 프로토콜과 같은, 하지만 여기에 국한되지 않는, 다른 디지털 셀룰러 통신 시스템 프로토콜을 사용할 수도 있다. 통신 시스템(100)은 베이스 스테이션(101), 베이스 스테이션(102), 원격 장치(113), 중앙 베이스 스테이션 제어장치(103; Centralized Base Station Controller)(CBSC), 및 이동국 스위칭 센터(104; Mobile Switching Center)(MSC)를 포함한다. 본 발명의 양호한 실시예에서 베이스 스테이션(101, 102)은 바람직하게는 Motorola SC9600이며, MSC(104)는 바람직하게는 Motorola EMX2500 MCS이고, CBSC(103)는 바람직하게는 Motorola SG1128BF CBSC 요소로 구성된다. 도시한 바와 같이, 원격 장치(113)는 업링크 통신 신호(119)를 통해 베이스 스테이션(101, 102)과 통신을 하며 베이스 스테이션(101, 102)은 다운 링크 통신 신호(116)를 통해 원격 장치(113)와 통신을 한다. 본 발명의 양호한 실시예에서는, 베이스 스테이션(101, 102)은 CBCS(103)와 적절하게 결합되어 있으며, CBSC(103)은 MSC(104)와 적절하게 결합되어 있다.
통신 시스템(100)의 동작은 다음과 같다. 일단 원격 장치(113)가 파워 온 되면, 원격 장치(113)는 가장 강한 파일럿 채널(pilot channel)을 가진 베이스 스테이션을 판별하기 위해 가능한 파일럿 채널을 액세스한다. J-STD-008 섹션 3에 설명되어 있는 바와 같이, 다중 채널들은 64개의 상이한 월시 코드를 사용하는 동일한 PN 확산 코드에 코드-분할 멀티플렉스 되어 있다. 파일럿 채널은 월시 코드를 사용하는데, 이것은 모두 0의 코드이며, 단지 PN 확산 코드만을 남긴다. 동기 채널(sync channel)은 월시 채널을 사용하며, 페이징 채널(paging channel)은 월시 코드 107을 사용하고, 64 월시 코드 세트의 나머지 코드들은 포워드 트래픽 채널들에 사용되어질 수 있다. 통신 시스템(100)내에 있는 베이스 스테이션들은 통신 시스템(100)을 액세스하는데 있어서 원격 장치(113)에 의해 사용되어지는 파일럿 채널(다운링크 통신 신호(116)를 통하여)을 계속적으로 브로드캐스트(broadcast) 한다. 일단 원격 장치(113)가 가장 강한 파일럿 채널(이 경우에는, 베이스 스테이션(101))을 갖는 베이스 스테이션을 판별하게 되면, 원격 장치는 베이스 스테이션(101)에 시간 정렬(time align)을 위하여 동기 채널(sync channel)에 액세스하기 위해 파일럿 채널의 타이밍을 사용한다. 구체적으로는, J-STD-008 섹션 3.7에 설명되어 있는 바처럼, 베이스 스테이션(101)은 원격 장치(113)에 시간과 프레임 동기화 데이터를 제공하기 위해 사용되는 동기 채널(다운링크 통신 신호(116)를 통하여)을 계속적으로 브로드캐스트한다. 일단 원격 장치(113)가 동기 채널에 있는 정보들을 디코드하게 되면, J-STD-008 섹션 2.6.1.3에 따르면, 그것은 원격 장치 시스템 타이밍을 베이스 스테이션(101)의 타이밍으로 동기화시키게 된다. 본 발명의 양호한 실시예에서는(CDMA 시스템 프로토콜을 사용하는), 원격 장치에 대한 핸드오프의 2가지 종류가 있다. 트래픽 채널에서 대화(conversational)에 관련되어 있지 않은 원격 장치는 J-STD-008, 섹션 2.6.2.1.4에서 설명되어 있는 바와 같이, 이웃하는 베이스 스테이션 파일럿을 모니터링하고 새로운 베이스 스테이션 파일럿 채널을 재선택하며, 동기 채널을 디코딩한 후, 채널을 페이징함으로써 아이들핸드오프 과정(Idle Handoff procedures)을 수행한다. 아이들 핸드오프(Idle Handoff)에 있어서, 베이스 스테이션(101)은 원격 장치(113)에게 페이징 채널에서 확장된 이웃 리스트 메시지(2.6.2.2.7; Extended Neighbor List Message)를 사용하는 그들의 타임 오프셋(PN 오프셋)과 함께 이웃하는 베이스 스테이션들의 리스트를 제공하게 된다. 원격 장치(113)는 이 정보를 사용하여 서빙 베이스 스테이션(101; serving base station)과 동시에 통신할 수 있도록 추가적인 베이스 스테이션을 획득하며 얻어진 모든 베이스 스테이션들을 모니터한다.
핸드오프의 제 2 종류는 만일 이동국이 시작을 개시하거나 콜을 수신하게 되어 트래픽 채널(Traffic Channel)에 지정되면 사용되는데, 그 후에 그것은 J-STD-008 섹션 2.6.6의 핸드오프 과정을 수행하기 시작한다. 원격 장치는 그들의 파일럿 강도를 측정하여 핸드오프 결정을 위한 서빙 베이스 스테이션에 그것들을 보고함으로써 다른 베이스 스테이션들을 모니터한다. J-STD-008에 설명되어 있는 바와 같이, 원격 장치(113)는 하나 이상의 베이스 스테이션과 동시에 통신하게 되는 경우에 놓이게 될 수도 있는데, 베이스 스테이션이 같이 배치되거나 그렇지 않은 경우를 각각 "소프터 핸드오프(softer handoff)" 혹은 "소프트 핸드오프(soft handoff)"라고 부른다. 원격 장치가 트래픽 채널에 있을 동안에 발생하는 핸드오프에 대해서는, 베이스 스테이션(101)이 그들의 타임 오프셋(PN 오프셋)과 함께 이웃하는 베이스 스테이션들의 리스트를 제공하게 된다. 원격 장치(113)는 이 정보를 사용하여 서빙 베이스 스테이션(101)과 동시에 통신하는 추가적인 베이스 스테이션들을 획득하며 모든 얻어진 베이스 스테이션들을 모니터한다.
베이스 스테이션들은 다음에 정의된 바와 같이 여러 개의 카테고리(혹은 세트)내에 해당된다.
액티브 세트 베이스 스테이션: 액티브 세트(Active Set)내에 있는 베이스 스테이션들은 특정 원격 장치에 지정된 포워드 트래픽 채널을 포함하는 그런 베이스 스테이션들이다.
이웃 세트 베이스 스테이션: 이웃 세트 내에 있는 베이스 스테이션들은 특정 원격 장치를 위한 핸드오프에 대한 가능한 후보들인 그런 베이스 스테이션들이다.
후보 세트 베이스 스테이션: 후보 세트 내에 있는 베이스 스테이션들은 잘 디모듈레이트(demodulate) 되도록 원격 장치에 의해 충분한 신호 강도를 수신 받았지만, 베이스 스테이션에 의해 액티브 세트로 놓여지지 않은 그런 베이스 스테이션들이다.
나머지 세트 베이스 스테이션: 나머지 세트 내에 있는 베이스 스테이션들은 허용 가능한 파일럿 오프셋을 가지지만, 액티브 세트, 이웃 세트, 혹은 후보 세트에도 들지 않은 그런 베이스 스테이션들이다.
위에서 논의된 바와 같이, 원격 장치(113)는 각 베이스 스테이션(다운링크 통신 신호(116)를 통해 서빙 베이스 스테이션의 타임 오프셋(101)에 의해 제공되는)을 사용하여 자체 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에서 이웃하는 베이스 스테이션들을 탐색한다. 개별 베이스 스테이션은 단지 파일럿이 자체 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 검출되기만 한다면 얻어질 수 있다. PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우가 변화하는 선행 기술의 방법과는 달리, 본 발명의 양호한 실시예에서는, 개별 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우는 통신 시스템(100)이 타임 동기화 되었는지에 따라서 변화하는 것이 허용된다. 구체적으로, 베이스 스테이션(101)은 통신 시스템(100)이 동기화 혹은 비동기화 모드에서 동작하고 있다는 표시를 원격 장치(113)에 제공하며, 원격 장치(113)는 이에 따라 타임 윈도우(탐색 윈도우)를 변화시킨다. 베이스 스테이션을 획득하는 원격 장치가 통신 시스템 동기화 상태에 기초하여 그들의 탐색 윈도우를 변화하기 때문에, 원격 장치는 핸드오프를 할 때에 더 작은 타임 윈도우를 탐색하게 되며, 그 결과로 더 빠른 획득 시간과 결과적으로 더 빠른 핸드오프를 얻게 된다.
도 2는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 도 1의 통신 시스템(100)에 동작을 나타내는 흐름도이다. 논리 흐름은 단계(201)에서 시작되며, 여기서 원격 장치(113)는 통신 시스템(100)을 액세스하게 된다. 구체적으로는, J-STD-008 섹션 2.6.6.2.2에서 설명된 바와 같이, 원격 장치(113)는 칩당 수신된 파일럿 에너지의 비율을 최대 k 사용 가능한 다중경로 요소(여기서 k는 원격 장치(113)에 의해 지원되는 디모듈레이팅 요소의 수)인 총 수신된 스펙트럼의 밀도(spectral density)(잡음 및 신호), Io에 추가함으로써 개별 파일럿 채널들의 강도를 계산하기 위한 탐색기 요소(searcher element)(탐색기(131) 및 논리회로 장치(133))를 사용한다. 다음으로, 단계(203)에서는, 원격 장치(113)는 가장 강한 파일럿 채널(예를 들어, 베이스 스테이션(101))을 갖는 베이스 스테이션과 시간 정렬(time align)을 하기 위하여 가장 강한 베이스 스테이션에 의해 전송된 동기 채널을 액세스한다. 구체적으로는, 원격 장치(113)는 코딩과 구조가 J-STD-008 섹션 3.1.3.3에 설명되어 있는동기 채널에 있는 1200 bps 데이터를 디모듈레이트, 디-인터리브, 그리고 디코드를 한다.
논리 흐름에서의 이 시점에서, 원격 장치(113)는 가장 강한 수신된 파일럿 채널을 갖는 베이스 스테이션(101)에 시간 정렬되며, 베이스 스테이션(101)에 의해서 원격 장치(113)로 보내진 정보를 디코드할 준비가 되어 있다. 단계(205)에서 원격 장치는 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하기 위해 페이징 채널에 액세스를 한다. 구체적으로, 본 발명의 양호한 실시예에서는 베이스 스테이션(101)은 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 나타내는 페이징 시스템으로 수정된 시스템 파라미터 메시지(Modified System Parameters Message)를 J-STD-008 섹션 3.7.2.3.2.1에 설명되어 있는 바와 같이, 계속적으로 브로드캐스트를 한다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 수정된 시스템 파라미터 메시지에서의 예약된 비트 필드(Reserved bit field)는 시스템이 동기화 되었는지 비동기화 되었는지를 나타내기 위해 SYNC_STAT로 재정의된다. 단계(207)에서는 논리회로 장치(133)는 수정된 시스템 파라미터 메시지를 분석하여 통신 시스템(100)이 동기화 모드에서 동작하고 있는지를 판별한다. 만일 단계(207)에서, 논리회로 장치(133)가 통신 시스템(100)이 동기화 모드에서 동작하고 있지 않다고 판별한다면, 논리 흐름은 단계(209)로 계속 진행하는데, 여기서 탐색 윈도우 크기를 첫 번째 값(예를 들어, 32,768 PN 칩)으로 설정하고, 논리 흐름은 단계(213)로 계속 진행을 한다. 만일 단계 (207)에서, 논리회로 장치(133)가 통신 시스템(100)이 동기화 모드에서 동작하고 있다고 판별하면, 논리 흐름은 단계(211)로 계속 진행을 하는데, 여기서 논리 장치(133)는 탐색 윈도우 크기를 두 번째 값(J-STD-008 섹션 2.6.6.2.1에 정의된 바와 같이)으로 설정되고, 논리 흐름은 단계(213)로 계속 진행을 한다. 구체적으로, 만일 통신 시스템(100)이 동기화 모드에서 동작하고 있다면, 탐색 윈도우는 J-STD-008의 섹션 2.6.6.2.1에서 설명된 것처럼 시스템 파라미터 메시지에서 제공되는 값과 동일하게 설정된다. 단계(213)에서 논리회로 장치(133)는 그들의 PN 오프셋과 함께 이웃하는 베이스 스테이션들의 리스트가 제공된다. 다음으로는, 단계(215)에서 탐색기(131)는 탐색 윈도우에 걸쳐서 PN 오프셋을 전진시키거나 지체시킴으로써 특정 이웃 베이스 스테이션이 얻어지는지를 판별함으로써 이웃하는 베이스 스테이션들을 액세스하기를 시도한다. 구체적으로, J-STD-008 섹션 2.6.6.2.1에 설명된 바와 같이, 탐색기(131)는 특정 베이스 스테이션에 대한 각 파일럿(파일럿 채널 상에 브로드캐스트하는)을 위한 탐색 윈도우를 파일럿의 가장 빨리 도착하는 사용 가능한 다중경로 요소에 집중시키며, PN-오프셋(베이스 스테이션(101)에 의해 제공되는) 상에 집중되는 명시된 탐색 윈도우 전반에 걸친 타임 오프셋에 PN 코드를 서로 관련시킴으로써 파일럿을 얻으려고 시도한다.
표 1은 본 발명의 양호한 실시예에 따른 수정된 시스템 파라미터 메시지를 나타낸다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 수정된 시스템 파라미터 메시지는 표준 페이징 채널상으로 원격 장치(113)를 브로드캐스트하는 가변 비트 메시지이며, 다음의 필드 변화를 제외하고는 J-STD-008 섹션 3.7.2.3.2.1에 설명된 시스템 파라미터 메시지와 유사하다.
SRCH_WIN_A: 액티브 세트와 후보 세트에 대한 탐색 윈도우 크기
베이스 스테이션은 이 필드를 단지 SYNC_STAT가 "1"로 설정되어 있을 경우에만 탐색 윈도우 크기를 액티브 세트로 대응하도록 J-STD-008의 표 2.6.6.2.1-1에 나타난 값으로 설정된다.
SRCH_WIN_N: 이웃 세트에 대한 탐색 윈도우 크기
베이스 스테이션은 이 필드를 단지 SYNC_STAT가 "1"로 설정되어 있을 경우에만 탐색 윈도우 크기를 이웃 세트로 대응하도록 J-STD-008의 표 2.6.6.2.1-1에 나타난 값으로 설정된다.
SRCH_WIN_R: 나머지 세트에 대한 탐색 윈도우 크기
베이스 스테이션은 이 필드를 단지 SYNC_STAT가 "1"로 설정되어 있을 경우에만 탐색 윈도우 크기를 나머지 세트로 대응하도록 J-STD-008의 표 2.6.6.2.1-1에 나타난 값으로 설정된다.
SYNC_STAT: 통신 시스템 동기화 상태
베이스 스테이션은 만일 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하고 있을 경우에 이 필드를 "1"로 설정하고 그렇지 않다면 베이스 스테이션은 이 필드를 "0"으로 설정한다.
도 3은 본 발명의 대체 실시예에 따른 도 1의 통신 시스템(100)의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다. 본 발명의 대체 실시예에서 수정된 시스템 파라미터 메시지는 SYNC_STAT 비트를 포함하지 않는다. 본 발명의 대체 실시예에 따른 탐색 윈도우의 조정은 베이스 스테이션(101)이 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지에 기초하여 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, SRCH_WIN_R 필드를 조정함으로써 발생한다. 논리 흐름은 단계(301)에서 시작하는데, 여기서 원격 장치(113)는 통신 시스템(100)을 액세스한다. 도 2의 언급과 함께 위에서 논의된 바처럼, 원격 장치(113)는 칩당 수신된 파일럿 에너지의 비율을 최대 k 사용 가능한 다중경로 요소(여기서 k는 원격 장치(113)에 의해 지원되는 디모듈레이팅 요소의 수)인 총 수신된 스펙트럼의 밀도(spectral density)(잡음 및 신호), Io에추가함으로써 개별 파일럿 채널들의 강도를 계산하기 위한 탐색기 요소(searcher element)를 사용한다. 다음으로, 단계(303)에서는, 원격 장치(113)는 가장 강한 파일럿 채널(예를 들어, 베이스 스테이션(101))을 갖는 베이스 스테이션과 시간 정렬(time align)을 하기 위하여 가장 강한 베이스 스테이션에 의해 전송된 동기 채널을 액세스한다.
논리 흐름에서의 이 시점에서, 원격 장치(113)는 가장 강한 수신된 파일럿 채널을 갖는 베이스 스테이션(101)에 시간 정렬되며, 베이스 스테이션(101)에 의해서 원격 장치(113)로 보내진 정보를 디코드할 준비가 되어 있다. 단계(305)에서 베이스 스테이션(101)은 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별한다. 만일 단계(305)에서, 베이스 스테이션(101)이 통신 시스템(100)이 동기화 모드에서 동작하고 있다고 판별하면, 논리 흐름은 단계(307)로 계속 진행하는데, 여기서 베이스 스테이션(101)은 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 첫 번째 값을 판별한다. 구체적으로, 단계(307)에서 베이스 스테이션(101)은 J-STD-008에 설명된 것처럼 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 첫 번째 값을 판별한다. 만일 단계(305)에서 베이스 스테이션(101)이 통신 시스템(100)이 비동기화 모드에서 동작하고 있다고 판별한다면, 논리 흐름은 단계(309)로 계속 진행을 하며, 여기서 베이스 스테이션(101)은 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 두 번째 값을 판별한다. 구체적으로, 단계(309)에서 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R은 아주 큰 탐색 윈도우 크기, 예를 들어, 32,768로 설정되며, 논리 흐름은 단계(311)로 계속 진행한다.
단계(311)에서 원격 장치(113)는 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 값을 결정하기 위해 페이징 채널을 액세스한다. 구체적으로, 베이스 스테이션(101)은 원격 장치(113)가 이웃 베이스 스테이션들을 액세스할 대 사용하는 탐색 윈도우(SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R)의 크기를 나타내는 페이징 채널에 대해 수정된 시스템 파라미터 메시지를 계속적으로 브로드캐스트하며 원격 장치(113)는 탐색 윈도우 크기에 대한 값을 얻기 위해 수정된 시스템 파라미터 메시지를 액세스한다. 단계(313)에서는 원격 장치(113)는 그들의 PN 오프셋과 함께 이웃하는 베이스 스테이션들의 리스트를 제공받는다. 다음에, 단계(315)에서 원격 장치(113)는 탐색 윈도우에 걸쳐서 PN 오프셋을 전진시키거나 지체시킴으로써 특정 이웃 베이스 스테이션이 얻어지는지를 판별함으로써 이웃하는 베이스 스테이션들을 액세스하기를 시도한다. 구체적으로, J-STD-008 섹션 2.6.6.2.1에 설명된 바와 같이, 원격 장치(113)는 특정 베이스 스테이션에 대한 각 파일럿(파일럿 채널 상에 브로드캐스트하는)을 위한 탐색 윈도우를 파일럿의 가장 빨리 도착하는 사용 가능한 다중경로 요소에 집중시킨다.
도 4는 본 발명의 대체 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 보인다. 본 발명의 대체 실시예에서, 통신 시스템(400)은 비동기화된 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템 프로토콜을 사용한다. 통신 시스템(400)은 베이스 스테이션(401), 베이스 스테이션(402), 원격 장치(421, 423), 중앙 베이스 스테이션 제어기(CBSC)(402; Centralized Base Station Controller), 및 이동국 스위칭 센터(404; MSC)를 포함한다.
도 5는 본 발명의 또 하나의 대체 실시예에 따른 도 4의 통신 시스템에 대한 동작을 나타내는 흐름도이다. 본 발명의 본 실시예에서 탐색 윈도우는 J-STD-008에 설명된 바처럼 판별되며 MSC 404내에 위치한 중앙 프로세서는 시스템(400)내에 개별 베이스 스테이션에 대한 PN 오프셋을 추적하여 원격 장치(421, 423)에게 실제의 PN 오프셋을 보고한다. 추가적으로, 통신 시스템(400)내의 각 베이스 스테이션에 대해서 PN 오프셋을 올바르게 추적하기 위해서는, 원격 장치(421, 423)는 특정 베이스 스테이션에 대한 실제 PN 오프셋을 계속적으로 업데이트하는 중앙 프로세서(425)에게 실제의 PN 오프셋을 다시 보고한다.
논리 흐름은 단계(501)에서 시작하는데, 여기서 원격 장치(423)는 비동기 통신 시스템(400)을 액세스한다. 도 2의 언급과 함께 위에서 논의된 바처럼, 원격 장치(423)는 칩당 수신된 파일럿 에너지의 비율을 최대 k 사용 가능한 다중경로 요소(여기서 k는 원격 장치(113)에 의해 지원되는 디모듈레이팅 요소의 수)인 총 수신된 스펙트럼의 밀도(spectral density)(잡음 및 신호), Io에 추가함으로써 개별 파일럿 채널들의 강도를 계산하기 위한 탐색기 요소(searcher element)를 사용한다. 다음으로, 단계(503)에서는, 원격 장치(423)는 가장 강한 파일럿 채널(예를 들어, 베이스 스테이션(401))을 갖는 베이스 스테이션과 시간 정렬(time align)을 하기 위하여 가장 강한 베이스 스테이션에 의해 전송된 동기 채널을 액세스한다. 논리 흐름에서의 이 시점에서, 원격 장치(423)는 가장 강한 수신된 파일럿 채널을 갖는 베이스 스테이션(401)에 시간 정렬되며, 베이스 스테이션(401)에 의해서 원격 장치(423)로 보내진 정보를 디코드할 준비가 되어 있다. 단계(505)에서 베이스 스테이션(401)은 원격 장치(423)에게 PN 오프셋(MSC 404)에 의해 제공되는)과 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 값과 함께 이웃 베이스 스테이션의 리스트를 보낸다. 도 4에 대한 언급과 함께, 베이스 스테이션(401)은 원격 장치(423)에게 베이스 스테이션(402)에 대한 식별 정보(identification information) 및 베이스 스테이션(402)에 대한 첫 번째 타임 오프셋(PN 오프셋)을 보낸다.
계속해서, 단계(507)에서는, 원격 장치(423)는 탐색 윈도우에 걸쳐서 PN 오프셋을 전진시키거나 지체시킴으로써 특정 이웃 베이스 스테이션이 얻어지는지를 판별함으로써 이웃하는 베이스 스테이션들을 액세스하기를 시도한다. 구체적으로, J-STD-008 섹션 2.6.6.2.1에 설명된 바와 같이, 탐색기는 특정 베이스 스테이션에 대한 각 파일럿(파일럿 채널 상에 브로드캐스트하는)을 위한 탐색 윈도우를 파일럿의 가장 빨리 도착하는 사용 가능한 다중경로 요소에 집중시키며, PN-오프셋(베이스 스테이션(101)에 의해 제공되는) 상에 집중되는 명시된 탐색 윈도우 전반에 걸친 타임 오프셋에 PN 코드를 서로 관련시킴으로써 파일럿을 얻으려고 시도한다. 일단 베이스 스테이션(402)이 얻어지면, 원격 장치(423)는 베이스 스테이션(402)(단계 509)에 대한 두 번째 오프셋(실제 PN 오프셋)을 판별하여 이 정보를 베이스 스테이션(401)에 보고하는데, 이것은 정보를 CBSC 403에서부터 MSC 404에 걸쳐 차례로 라우트(route)한다.
단계(511)에서는 제 2 원격 장치(원격 장치(421))는 개별 파일럿의 강도를 계산하기 위한 탐색기 요소를 사용하는 통신 시스템(400)을 액세스한다. 다음, 단계(513)에서, 원격 장치(421)는 가장 강한 파일럿 채널을 갖는 베이스 스테이션(401)에 대해 시간 정렬을 하기 위해 가장 강하게 수신된 베이스 스테이션에 의해 전송된 동기 채널을 액세스한다. 논리 흐름에서의 이 시점에서, 원격 장치(421)는 가장 강한 수신된 파일럿 채널을 갖는 베이스 스테이션(401)에 시간 정렬되며, 베이스 스테이션(401)에 의해서 원격 장치(421)로 보내진 정보를 디코드할 준비가 되어 있다. 단계(515)에서 베이스 스테이션(401)은 원격 장치(421)에게 PN 오프셋(MSC 404)에 의해 제공되는)과 SRCH_WIN_A, SRCH_WIN_N, 및 SRCH_WIN_R에 대한 값과 함께 이웃 베이스 스테이션의 리스트를 보낸다. 도 4에 대한 언급과 함께, 베이스 스테이션(401)은 원격 장치(421)에게 베이스 스테이션(402)에 대한 식별 정보(identification information) 및 베이스 스테이션(402)에 대한 첫 번째 타임 오프셋(PN 오프셋)을 보낸다. 다시 말해, 원격 장치(421)는 원격 장치(423)에 의해 판별되었던 베이스 스테이션(402)에 대한 실제 PN 오프셋이 제공된다.
계속해서, 단계(517)에서는, 원격 장치(421)는 탐색 윈도우에 걸쳐서 두 번째 타임 오프셋(제 2 타임 오프셋)을 전진시키거나 지체시킴으로써 J-STD-008에 설명된 바처럼, 베이스 스테이션(402)을 액세스한다. 일단 베이스 스테이션(402)이 얻어지면, 원격 장치(421)는 베이스 스테이션(402)(단계 509)에 대한 세 번째 오프셋(실제 PN 오프셋)을 판별하여 이 정보를 베이스 스테이션(401)에 보고하는데, 이것은 정보를 CBSC 403에서부터 MSC 404에 걸쳐 차례로 라우트(route)한다.
도 4 및 도 5에 대한 언급과 함께 설명된 대체 실시예에서, 베이스 스테이션 PN 오프셋들은 통신 시스템(400)이 비동기화 되었다는 사실에 기인하여 시간에 따라 이동하는 것이 허용된다. 계속해서 PN 오프셋 정보를 업데이트 시킴으로써, 원격 장치는 핸드 오프할 때에 더 작은 타임 윈도우를 탐색하게 되며, 결과로 더 빠른 획득 시간과 결과적으로 더 빠른 핸드오프를 얻게 된다.
위에서 언급한 본 발명의 설명, 구체적인 사항, 및 도면들은 본 발명의 범위를 제한하기 위한 의도가 아니다. 예를 들어, 양호한 실시예의 위에서의 설명은 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 나타내기 위한 수단과 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지에 기초하여 탐색 윈도우를 조정하기 위한 수단을 제공한다. 비록 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 표시하는 수단이 수정된 시스템 파라미터 메시지 내에 놓여져 있지만, 상기 표시 수단은 본 발명의 범위를 변화시킴 없이 베이스 스테이션으로부터 전송된 어떤 종류의 메시지에도 놓여질 수 있다. 본 발명의 진정한 의미와 범위에서 벗어나지 않고서, 본 발명에 대해 다양한 수정이 행해질 수 있다는 것이 발명자들의 의도이며, 그런 모든 변화는 다음에 나오는 청구항의 범위 내에 속한다는 것을 의도하는 바이다.

Claims (10)

  1. 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 타임 오프셋이 주어져 있고, 만일 상기 원격 장치가 상기 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 상기 베이스 스테이션을 획득할 수 있다면 상기 원격 장치는 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 방법에 있어서,
    상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 아니면 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 단계; 및
    상기 판별에 기초하여 상기 타임 윈도우의 크기를 조정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 타임 오프셋을 둘러싸는 시간의 주기 내에서 상기 베이스 스테이션을 탐색함으로써 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 단계를 더 포함하며, 상기 시간의 주기는 상기 조정된 타임 윈도우와 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 단계는,
    상기 통신 시스템이 동기화 혹은 비동기화 모드에서 동작하고 있다는 것을 나타내는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 메시지에 기초하여, 상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 혹은 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 베이스 스테이션들이 의사잡음(PN; Pseudo Noise) 칩의 배수만큼 서로 간에 타임 오프셋이 되고, 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 PN 오프셋이 주어져 있고 만일 상기 원격 장치가 상기 PN 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 상기 베이스 스테이션의 전송을 얻을 수 있다면 상기 원격 장치는 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 코드 분할 다중 액세스(CDMA; Code Division Multiple Access) 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 방법에 있어서,
    상기 CDMA 통신 시스템이 시간 동기화 모드에서 동작하는지 시간 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 단계;
    상기 판별에 기초하여 상기 타임 윈도우의 크기를 조정하는 단계; 및
    상기 PN 오프셋을 둘러싸는 시간의 주기 내에서 상기 베이스 스테이션을 탐색함으로써 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 단계를 포함하며, 상기 시간의 주기는 상기 조정된 타임 윈도우와 동일한
    것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 단계는,
    상기 통신 시스템이 시간 비동기화 모드에서 동작하고 있다는 것을 나타내는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 메시지에 기초하여, 상기 통신 시스템이 시간 비동기화 모드에서 동작하고 있는지 여부를 판별하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 및 제 2 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 제 1 및 제 2 타임 오프셋이 주어지며 만일 상기 원격 장치들이 상기 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 상기 베이스 스테이션을 얻을 수 있다면 상기 원격 장치들은 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 방법에 있어서,
    상기 베이스 스테이션에 대한 제 1 타임 오프셋 정보를 상기 제1 원격 장치에 보내는 단계;
    상기 제 1 원격 장치로부터, 상기 베이스 스테이션에 대한 제 2 타임 오프셋을 수신 받는 단계 -상기 베이스 스테이션에 대한 제 2 타임 오프셋은 상기 베이스 스테이션의 타임 오프셋이 상기 제 1 타임 오프셋에서부터 이동(drift)된 타임과 실질적으로 동일함- ; 및
    상기 베이스 스테이션에 대한 제 2 타임 오프셋 정보를 상기 제 2 원격 장치에게 보내는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 원격 장치에 베이스 스테이션에 대한 타임 오프셋이 주어져 있고, 만일 상기 원격 장치가 상기 타임 오프셋을 둘러싸는 타임 윈도우 내에 상기 베이스 스테이션을 획득할 수 있다면 상기 원격 장치는 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하는 통신 시스템에서 핸드오프를 용이하게 하는 장치에 있어서,
    상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하게 되어 있는 논리회로 장치를 포함하며, 상기 논리회로 장치는 상기 판별에 기초하여 상기 타임 윈도우의 크기를 조정하게 되어 있는 것을 특징으로 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 타임 오프셋을 둘러싸는 시간의 주기 내에서 상기 베이스 스테이션을 탐색함으로써 상기 베이스 스테이션으로 핸드오프하며, 상기 시간의 주기는 상기 조정된 타임 윈도우와 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 통신 시스템은 코드 분할, 다중 액세스(CDMA) 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 논리회로 장치는 상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 비동기화 모드에서 동작하는지를 나타내는 메시지를 수신하고, 상기 수신된 메시지를 기초하여, 상기 통신 시스템이 동기화 모드 또는 비동기화 모드에서 동작하고 있는지를 판별함으로써 상기 통신 시스템이 동기화 모드에서 동작하는지 아니면 비동기화 모드에서 동작하는지를 판별하는 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020007004709A 1997-10-31 1998-10-27 통신 시스템에서의 핸드오프를 위한 방법 및 장치 KR100366527B1 (ko)

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