KR100370911B1

KR100370911B1 - 핸드오프를위한목적셀의아이덴티티확인방법및시스템

Info

Publication number: KR100370911B1
Application number: KR1019960706462A
Authority: KR
Inventors: 이이즈까 노리오; 토브외른 워드
Original assignee: 텔레폰아크티에볼라게트 엘엠 에릭슨
Priority date: 1994-05-16
Filing date: 1995-05-05
Publication date: 2003-04-10
Also published as: MX9605453A; AU688910B2; WO1995031880A1; JPH10500266A; EP0760194A1; CA2188755A1; CN1148457A; KR970703687A; BR9507655A; SE9401713D0; CN1070682C; FI964581A; US5542097A; FI964581A0; AU2581595A

Abstract

디지털 트래픽 채널의 핸드오프를 위해 후보 셀의 아이덴티티를 확인하는 일관성 검사를 제공하기 위한 디지털 무선 통신 시스템 및 방법에 대해서 기술되어 있다. 상대적인 경로 손실 비교를 이용하게 되면 여러 가지 이유로 해서 부적절한 핸드오프로 유도될 수 있는 절대 측정에 대한 의존성을 줄일 수가 있다. 또한 에러를 더욱 줄이는데는 통계적 측정이 이용될 수 있다.

Description

핸드오프를 위한 목적 셀의 아이덴티티 확인 방법 및 시스템

종래 시스템에 관련된 상기 및 기타 다른 결점과 문제들은, 일관성 검사(consistency check)를 시행하여 어떤 후보 셀이 최적 후보로 잘못 지정된 시기를 검출하고, 이 검출시에는 핸드오프가 방지될 수 있는 본 발명에 따라서 해소된다. 이 일관성 검사는 MSC(mobile services switchiilg centre)에서 위치 탐색 중에 수집된 서비스 셀 내의 이동국과 기지국에서 측정된 신호 강도와 목적 셀에서 검증 중에 측정된 신호 강도를 비교하여 시행될 수 있다.

예시적인 실시예들에 따라서, 이 일관성 검사는 절대 신호 강도 임계치가 아닌 상대적 측정에 토대를 둘 수 있으므로 일관성 검사 기준은 모든 셀 관계에서 여러 가지 상황을 수용하는데 보다 큰 융통성을 제공하게 된다. 이러한 기법의 장점은 절대 임계치와의 비교가 없다는 것이다. 즉, 일관성은, 현재 무선 환경 특성을 고려하여, 변화하는 상황에 대해서 체크된다.

더욱이, 이동국과 서비스 기지국간의 업링크(uplink)와 다운링크(downlink)상에서 다중 측정하여 관심 있는 이동국에 대해서 바이어스 에러를 평가할 수가 있다. 이러한 평가는 해당하는 정정(correction)을 적용함으로써 일관성 검사의 정확성을 개선시키는데 이용될 수 있다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 특히 이동국에 의한 핸드오프(mobile-assisted handoff; MAHO)를 이용하여 디지털 트래픽 채널로부터 핸드오프를 구현하는 무선 통신 방법 및 시스템에 관한 것이다.

음성 채널 상에서 기지국들에 접속된 이동국들은 가끔 부적당한 셀에 핸드오프되는데, 이 때문에 음성 품질이 나빠지거나 심지어 호 절단(dropped call)이 생길 수가 있다. MAHO 처리 과정 중에 측정되는 신호 강도를 인접한 셀과 동일시하는 방식으로 인해 부적절한 핸드오프가 자주 발생된다는 것을 알았다. 예컨대, 이동국이 MAHO 중에 신호 강도를 정확히 측정할 수 있을 지라도, 그 측정된 신호는 측정하고자 했던 인접 셀이 아닌 다른 셀로부터 발생된 것일 수 있다. 즉, 그 측정된 신호가 인접 셀의 동일 채널(co-channel)로부터 발생된 것일 수 있다.

이것은 인접 셀이 현재 제공하는 실제 커버리지(coverage)와 실제로 상이한 신호 커버리지를 나타내는 측정 채널 주파수에서 신호 강도가 측정된다는 의미에서 이동국의 MAHO 측정이 부정확하다는 것을 의미한다. 이러한 부정확한 값은 기지국에 보고되어 인접 셀 내의 측정 채널상의 신호 강도인 것으로 잘못 해석되어진다.

기지국의 위치 탐색 기능부는 인접 셀이 현재 접속보다 더 양호한 신호 강도를 이동국에 공급할 것이라고 믿고, 만일 이동국 존재 확인(Mobile StationPresense Verification)으로 알려진 후속 검사(subsequent check)가 성공되면 후보 셀로의 핸드오프가 시도될 것이다. 이러한 기능부가 작동하게 되면, 후보 기지국, 즉 호(call)가 핸드오프될 인접 셀의 기지국은 현행 채널에 동조하여, 올바른 타임 슬롯에 동기화하여, 진행 중인 호의 모든 버스트(burst)에서 이동국에서 전송된 디지털 검증 컬러 코드(DVCC)를 디코딩하도록 요구된다. DVCC는 셀 그룹들 중에서 어떤 그룹이 특정 전송과 관련 있는지 나타냄으로써 핸드오프될 이동국을 식별해내는 수신기에서는 공지된 분야이다.

이 기능부는 5개까지의 버스트에 대해서 DVCC 디코딩을 시도한다. 5개 중에서 정확하게 디코딩된 DVCC 버스트가 3개 검출되었다면, 검증 작업은 중단되고 검증 결과가 성공에 대한 정보와 검증 과정 중의 평균 신호 강도와 함께 이동국 제어기(MSC)로 되돌아온다. 3개 또는 그 이상의 부정확하게 디코딩된 DVCC가 수신되면, 검증 작업은 중단되고 고장 표시가 되돌아온다. 부정확한 DVCC 디코딩의 이유는 예컨대 이동국이 소스로부터 너무 멀리 떨어져 있어 신호 강도가 너무 작거나, 채널 상의 동일 채널 간섭이 너무 심해서 DVCC가 성공적으로 디코딩될 수 없는데 있을 수 있다. 후보 셀로부터 검증 결과를 수신하면, 신호 강도가 평가된다. 만일 검증 작업 중의 신호 강도가 셀 내로의 핸드오프를 위한 최소 신호 강도보다 더 크면(또는 같으면) 이 검증은 성공한 것으로 간주된다.

그러나, 이러한 평가는 시스템 운용자가 신호가 강도 임계치(threshold)를 최저 수용 가능치로 수동적으로 조율해야 하는 결점을 갖고 있다. 왜냐하면 다른 모든 셀들로부터 특정 셀로의 핸드오프를 위한 그러한 임계치는 단지 하나만 있기때문이다. 즉, 핸드오프 상황 각각에 대한 고유의 임계치는 없기 때문이다. 이러한 종래 기술은 상이한 셀로부터의 핸드오프를 위해 상이하게 임계치를 설정하는 것이 바람직할 수도 있는 상황이 있기 때문에 비교적 융통성이 떨어진다. 예컨대, 인접 셀들의 셀 크기가 다른 경우에는 이러한 융통성이 요구된다.

종래 시스템들에는 다른 문제들도 있다. 이동 터미널 공급자들이 서로 달라서 측정 에러와 계통 기기(바이어스) 에러들이 검증에 크게 영향을 미쳐 많은 핸드오프 판단 오류를 범하게 된다. 예컨대, 이동국과 다소 덜 하지만 기지국에서도 전력 설정 기기와 신호 강도 측정 기기에서 바이어스 에러가 나타낸다. 종래 시스템들이 갖는 또 다른 문제는 이 시스템들은 측정 시점에 앞서는 기간에서의 신호강도 측정 변화를 감안할 수가 없다는 것이다.

본 발명의 상술한 그리고 기타 다른 목적, 특징, 및 잇점들은 첨부 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 더욱 쉽게 이해될 것이다. 도면에서,

도 1은 역 신호 강도의 벡터 표현으로 가상 셀 설계를 나타낸 도면.

도 2는 가변거리 X에서 서비스 및 목적 기지국과 이동국에 있어서 업링크와 다운링크 상에서의 경로 손실과 송신 및 수신 신호 강도 레벨을 나타낸 도면.

도 3은 기지국과 이동국의 송신 신호 강도 레벨들간의 차와 그 기지국과 이동국에서의 수신 신호 강도 레벨들간의 차가 이론적으로 동일하다는 것을 나타낸 도면.

도 4는 임의점 X에서 예시적인 전체 바이어스 에러가 측정된 차 Delta(p)-Delta(ss)와 동일하다는 것을 나타낸 도면.

도 5는 예시적인 전체 바이어스 에러 값을 m, 필터링된 전체 바이어스 에러값들 E(m), 및 시간 함수인 표준 편차를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 예시적인 일관성 검사를 설명하는데 이용된 서비스 및 목적 기지국에 대한 전력 고찰을 나타낸 도면.

본 발명에 따른 일관성 검사를 설명하기 전에 본 명세서에서 "디지털 위치탐색(digital locating)"이라고 이름이 붙여진 본 발명의 전제 개념들 중의 하나에 대해서 본 발명에 의해 해소되는 문제들에 대한 완벽한 이해를 위해서 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 디지털 위치 탐색이라 하는 것은 이동국으로부터 MAHO 측정신호를 수신하고, 이 수신된 신호 강도값을 평균해서 수신 신호 강도 순으로, 예컨대 l초에 한번씩 인접 셀들을 주기적으로 랭크(rank)하는 서비스 기지국에서 실행되는 과정을 말한다. 하나 또는 몇 개의 인접 셀이 현재 이동국에 서비스를 제공하는 셀보다 더 높게 랭크되자마자 더 양호한 서버(server)로 믿어지는 목적 셀의 랭크된 후보 리스트가 핸드오프 요구와 함께 MSC에 제공된다. 기지국에서 디지털 위치 탐색을 조정하기 위한 예시적인 셀 변수들은 다음의 것들을 포함한다.

신호 강도 히스테리시스. 히스테리시스는 페널티(penalty)로서, 핸드오프가 시도되기 전에 인접 셀에서의 신호 강도가 서비스 셀의 신호 강도보다 더 양호하게 될 양(예컨대, dB로)을 반영한다. 이 변수는 핸드오프 발진(oscillating handoff)을 방지하는데 사용되며 또한 동일 신호 강도 지점으로부터 셀 경계를 이동시키는데 사용될 수도 있다.

인접 셀. 예컨대 12개 셀까지 디지털 셀의 인접 셀로서 정의될 수 있다. 중첩 셀이 제공되는 계층적 셀 구조에서는, 인접 셀들은 매크로 셀, 마이크로 셀, 피코 셀 등을 포함할 수 있다. 인접 셀들은 이동국을 그 셀로 핸드오프시킬 수 있는 셀들이다.

전력 설정-음성 채널 기지국(PSVB). 이 변수는 기지국 내의 음성 채널들(트래픽 채널들)의 출력 전력을 반영한다.

전력 설정-측정 채널 기지국(PSMB). 이 변수는 측정 채널 상의 출력 전력을 반영한다. 음성 채널들과 측정 채널들(제어 채널들)의 출력 전력 간에 차이가 있다면, 이것은 PSVB와 PSMB간의 차이에 반영된다.

반응 시간. 인접 셀이 핸드오프 요구를 MSC에 보내기 전에 서비스 셀(히스테리시스 포함)보다 더 양호하게 되는 초의 수를 제어한다.

신호 강도 최소(SSMIN). 랭크될 자격을 받기 위하여 요구되는 인접 셀의 최소 신호 강도(MAHO 중에 이동국에서 측정된 다운링크 신호 강도)를 정의한다.

측정 채널 번호(MCHNR). 이 변수는 셀의 측정 채널(제어 채널)의 채널 수를 반영한다. 인접 셀들의 MCHNR들은 디지털 음성 채널 상에서 설정된 호의 초기 위상으로 이동국으로 전송된다.

예상 다운링크 수신 신호 강도는 이동국이 핸드오프 후에 수신할 것으로 예상되는 신호 강도이다. 간단히 말하자면, 이것은 이동국이 MAHO 과정 중에 인접 측정 채널 상에서 측정하여 인접 셀 내의 측정 채널과 음성 채널 전력 설정들간의 차이를 설명하도록 조정된 신호 강도이다. 핸드오프 후의 예상 수신 신호 강도가 핸드오프를 위해 미리 설정된 최소 신호 강도보다 더 크다는 조건을 만족하는 인접 셀들은 랭크될 자격이 있다. 인접 셀들의 랭크는 예상 수신 신호 강도에 토대를 두고 있으며, 페널티는 히스테리시스와 동일하다. 인접 셀들(하나 또는 몇 개)은 소정 기간 이상 동안, 예컨대 1초와 31초 사이에서 현재 셀보다 더 높게 랭크되었다면 핸드오프 후보로 간주된다. 핸드오프 요구는 MSC로 보내지며, 이러한 기준을 만족하는 인접 셀들을 포함한다.

전술한 바와 같이, 부정확한 MAHO 측정에 의해 종종 부적절한 핸드오프가 유발된다. 부정확한 MAHO 측정은 일반적으로 이동국이 MAHO 측정 과정에서 목적하는 인접 셀로부터의 제어 채널과 동일한 채널 상에서 더 큰 신호 강도로 전송되고 있는 시스템 내의 또 다른 제어 채널을 수신하는 경우에 생긴다. 의도하는 인접 셀로부터의 제어 채널보다 더 강한 다른 제어 채널을 수신하는 이유는 여러 가지이다. 예컨대, 이것은 조밀한(지형적으로) 주파수 재사용 계획의 결과이거나 또는 다른 인접 셀들의 정체현상(congestion)때문에 핸드오프되지 않고 이동국이 서비스 셀을 떠나 버린 결과일 수 있다. 이러한 현상은 호 설정을 위한 셀에서 정체현상이 있을 때에 지시된 재시도에 의해 생길 수 있으며, 여기서 정의에 의해 이동국은 최적 서버가 아닌 셀에 접속될 것이며, 이에 따라서 이동국이 인접 셀들의 동일 채널 제어 채널들에 더 가깝게 된다. 부정확한 MAHO 측정이 갖는 문제들은 주파수의 더욱 조밀한 재사용, (구릉 지대에서처럼) 예상하지 못한 무선 전파, 낮은 안테나 위치(확산된 무선 커버리지를 주게 됨) 등에 따라서 더 커질 것이다. 더욱이, 측정되는 주파수 내에 에너지를 갖는 인접 채널 간섭, 무선 잡음, 상호 변조 기생 신호(interpolation products)와 같은 기타 다른 무선 현상도 동일 채널 간섭과 동일하게 MAHO 측정에 악영향을 미칠 것이다.

현재로서는, 부적절한 핸드오프를 피할 수 있는 것으로 알려진 유일한 메커니즘은 전술한 MS 존재 확인 기법이다. 예전에는 목적 셀이 올바른 셀일 경우에만 이러한 검증이 성공할 것이라고 생각하였지만, 실제로는 이러한 검증도 믿을 수가 없다는 것이 밝혀졌다. MS 존재 확인을 신뢰할 수 없다는 것을 밝혀 준 예시적 애플리케이션은 대도시 지역(이 중에서 많은 지역이 대개 1마일 또는 그 이하 정도로 셀 사이트들간의 거리가 작은 셀 지형을 갖고 있음)에서의 무선 통신이다. 이와같은 셀 지형에서는 임의의 인접 셀로부터, 심지어는 동일 채널들로부터도 측정하고자 하는 인접 셀보다 이동국으로부터 거리가 더 먼데도 DVCC를 정상적이고 성공적으로 검출 및 해독할 수 있기 때문에 잘못된 단정적인 검증을 행하게 된다.

종래 시스템으로 설명할 수 없는 또 다른 점은 통계적으로 보아 측정 채널들 상의 반송파 대 간섭(C/I)비가 음성 채널 상에서 보다 작다는 것이다, 이 점에 대해서는 도 1을 이용하여 그림으로 설명할 것이다. 이 도면에서는 통상적인 7/21 셀 계획에 있어서 음성 채널 상의 C/I와 측정 채널 상의 C/I간의 예시적인 차이가 도시되어 있다.

이동국은 셀(A3)에 접속되어 셀(G20)의 서쪽 경계로 이동하고 있다. 셀(F17)은 셀(A3)의 인접 셀들 중의 하나이다. 도 1에서 벡터들은 예시적인 반송파와 간섭의 크기들(벡터가 짧을수록 거리는 작고 따라서 크기는 더 커짐)과 방향들을 나타낸다. 이 벡터들에 대해서는 이하에 설명한다.

Cs는 서비스 셀(A3)에서의 반송파 레벨을 나타내는 벡터이고, Is는 동일 채널 셀(A3')로부터의 간섭 레벨을 나타내는 벡터이다. Cn은 인접 셀(F17)로부터의 반송파 레벨을 나타내는 벡터이다. In은 동일 패널 셀로부터 인접 셀(Fl7')로의 간섭 레벨을 나타내는 벡터이다.

Cs/Is는 음성 채널 상의 C/I이고, Cn/In은 측정 채널 상의 C/I이다. 도 1에서 벡터 길이들을 비교해 봄으로써 이론적으로는 규칙적인 7/12 셀 계획에서조차도 측정 채널 상의 C/I는 음성 채널 상에서 분명히 더 작음을, 즉 Cs>Cn이고, In>Is이므로 Cs/Is>Cn/Is임을 알 수 있다.

따라서, 셀 크기, 무선 전파 차이, 지형 및 빌딩 의존성 등이 서로 다른 실제 상황에서는 측정 채널 상의 C/I가 너무 빈약하여 MAHO 측정이 나빠지게 된다. 또한 주의할 것은 만일 이동국이 핸드오프를 끌고(drag) 있다면, 즉 이동국이 어떤 서버에 관련된 셀을 떠난 후에도 여전히 그 서버에 접속되어 있다면, 측정 채널 상의 C/I가 낮아질 위험성이 증가한다는 점이다. 핸드오프를 끄는 이유에는 예컨대 정체현상, 작은 커버리지, 큰 히스테리시티 값 등이 포함된다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따라서, 일관성 검사는 어떤 임계치를 가진 목적 기지국 내에서 이루어진 한번의 절대 측정의 비교 대신에 상대적 측정, 예컨대 경로 손실 측정들에 토대를 두고 있다. 물론, 상대 측정을 행할 때에도 신호 강도와 전력 레벨의 절대 측정은 상대 결과에 영향을 주기 때문에 가능한 정확해야 한다. 그러나, 주로 서비스 기지국과 목적 기지국에서 발생된 더 정확한 신호 강도에 의존함으로써 핸드오프가 능률적이 되는데, 이는 핸드오프될 것으로 생각되는 이동국에서 발생된 비교적 덜 정확한 신호 강도는 경로 손실 계산 모두(이동국에서 서비스 기지국으로 그리고 이동국에서 목적 기지국으로)에서 사용되기 때문이다. 본 발명의 일관성 검사는 또한 이동국의 전력 측정 장비에 내재된 여러 가지 바이어스 에러들에 대해서도 보호한다. 이것은 이러한 바이어스들이 서로 상쇄되기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따른 일관성 검사는 잠재적 측정 부정확성을 고려한 소정의 마진 내에서, 서비스 셀 및 목적 또는 후보 셀간의 다운링크 경로 손실 차와 서비스 셀과 후보 셀간의 업링크 경로 손실 차를 비교함으로써 수행된다. 시스템이 인접 셀이 이동국에 대한 더욱 양호한 서버라고 믿기 전에 시스템은 예컨대, 종래의 검증을 시행한 후에 본 발명에 따른 일관성 검사를 수행한다. 즉, 측정된 신호강도는 MSC에 보고되고, MSC는 본 발명에 따른 일관성 검사를 수행한다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 일관성 검사를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 방법들을 설명하기 전에, 본 발명의 완전한 이해를 위해서 도 2 내지 5를 참조하여 여러 가지 업링크 및 다운링크 신호 관계에 대해서 설명한다.

도 2는 가변거리 X에서 기지국과 이동국에 대한 송신 및 수신 신호 강도 레벨(업링크 및 다운링크)를 도시한 것이다. 기지국이 전송하는 전력 레벨(Pbs)은 일반적으로 일정하다. 본 발명을 교과서적으로 설명하기 위하며, 도 2에서는 이동국이 기지국으로부터 거리에 상관없는 일정 레벨(Pms)로 송신한다고 가정하였다. 그러나, 본 기술 분야의 통상의 전문가들은 이동국이 송신하는 전력 레벨(Pms)이 보통은 기지국으로부터 전력 조정 지시에 따라서 기지국으로부터의 거리에 따라서 변한다는 것을 잘 알 것이다. 도 2는 본 출원인들이 인식한 흥미로운 개념, 즉 송신 레벨 에러나 측정 에러가 없다면, 송신 전력 레벨들에서의 차(Delta(p))는 수신전력 레벨들에서의 차(Delta(ss))와 동일하다는 것을 도시하고 있다.

도 3은 동일한 개념을 다른 방법으로, 즉 일측에서의 송신 신호 강도 레벨과 타측에서의 수신 신호 강도 레벨간의 차가 이론적으로는 같고, 그들의 차 Delata(p) - Delata(ss) = 0임을 보여주고 있다. 변수 "m"은 여기서 이러한 차를 표시하는데 사용된다.

한편, 도 4는 이론치 0으로부터의 편차(예컨대, 총 바이어스 에러)는 장비에 의한 송신, 레벨 부정확성과 측정 에러에 기인한 것임을 보여주고 있다. 기지국들에서는 전력 설정 및 측정 장비의 정확성이 일반적으로 이동국들에서의 동일한 장비의 정확성보다 더 뛰어나다. 이동국들에 의해서만 에러가 유발된다고 가정하면, 도 4에 도시된 총 바이어스 에러는 서비스 기지국 그 자체와 이동국에서의 측정 및 송신 레벨로부터 계산될 수 있다. 이렇게 계산된 총 바이어스 에러는 후술될 바와 같이 일관성 검사시 정정 작업에 이용될 수 있다.

도 5는 총 바이어스 에러값 m(20)과 필터링된 총 바이어스 에러값 E(m)(15)를 시간 함수로 나타낸 것이다. 또한, 표준 편차, 즉 sigma(m)(30, 40)도 시간 함수로 나타나 있다. 에러 m=Delta(p)-Delta(ss)는 시간에 따라 변하며, 예컨대 잘 알려져 있는 칼맨 필터링법(Kalman filtering method)을 이용하여 시간에 따라 필터링된다. 그러면 총 바이어스 에러 평가에 대해 시간 함수인 부드러운 곡선이 구해진다. 이 필터링된 값은 평균이 구해지는 시간이 짧아서 보다 부정확한 했던 종래의 MS 존재 확인 중에 목적 기지국에서 행해진 업링크 측정과 비교해서 더욱 신뢰성이 있는 에러 측정을 제공한다.

본 발명에 따른 일관성 검사를 실행하기 위한 예시적인 방법이 도 6으로부터 도출된다. 도 6에서, 기지국(1)은 서비스 셀, 즉 현재 셀이고, 기지국(2)은 디지털 위치 탐색 기능에 의해서 이동국(3)의 핸드오프를 위한 최적 후보로 인식된 목적 셀이다. 도 6에 표시된 라벨들은 다음의 변수들을 나타낸다.

MC : 멀티커플러(안테나로부터 몇 개의 수신기로의 입력)

COMB : 결합기(몇 개의 송신기로부터 안테나로의 출력)

DTRM : 디지털 송수신기 모듈(송신 및 수신)

CC : 제어 채널

LVM : 위치 및 검증 모듈(이동국들로부터 보내진 신호를 측정하는 것)

Pms : 이동국으로부터 송신될 전력

SSmsl : (현재(서비스) 음성 채널 상에서) 이동국에 의해 측정된 기지국 1로 부터의 신호 강도

SSms2 : (측정 채널 상에서) 이동국에 의해 측정된 기지국 2로부터의 신호강도

SSbsl : 기지국 1에 의해 측정된 이동국으로부터의 신호 강도

SSbs2 : 기지국 2에 의해 측정된 이동국으로부터의 신호 강도

Pbs1 : 기지국 1에 의해 송신된 전력

Pbs2 : 기지국 2에 의해 송신된 전력

Gtx1/2 : 각각 기지국 1과 2에서의 송신 안테나 이득

Grx1/2 : 각각 기지국 1과 2에서의 수신 안테나 이득

Ftx1/2 : 각각 기지국 1과 2에서의 송신 급전선 손실

Ftr1/2 : 각각 기지국 1과 2에서의 수신 급전선 손실

Gmc1/2 : 각각 기지국 1과 2에서의 멀티커플러 이득

Ld1 : 서비스 셀에서의 다운링크 경로 손실

Ld2 : 목적 셀에서의 다운링크 경로 손실

Lu1 : 서비스 셀에서의 업링크 경로 손실

Lu2 : 목적 셀에서의 업링크 경로 손실

물론, 본 기슬 분야의 통상의 전문가라면 기지국(1, 2)이 도면의 복잡함을 줄이려고 도 6에서는 도시되지 않은 다른 구성들을 포함한다는 것을 잘 알 것이다. 이러한 변수들을 이용하는 경로 손실 비교를 위한 예시적인 공식은 다음과 같다.

- 서비스 셀에서의 다운링크 경로 손실:

- 목적 셀에서의 다운링크 경로 손실:

- 서비스 셀에서의 업링크 경로 손실:

- 목적 셀에서의 업링크 경로 손실:

따라서, 서비스 셀과 목적 셀간의 다운링크 경로 손실 차는

서비스 셀과 목적 셀간의 업링크 경로 손실 차는

다운링크 경로 손실 차가 업링크 경로 손실 차와 같다고 가정하면,

멀티커플러의 이득이 양 셀에서 같고, 급전기 손실과 안테나 이득이 업링크 및 다운링크 경로에서 같다고 가정하면, 일관성 검사의 기준은 다음과 같이 공식화될 수 있다.

아래의 리스트는 이들 측정값들이 본 시스템에서 구해져서 본 발명에 따른 일관성 검사를 구현할 수 있는 예시적인 방법들을 나타낸다.

Pbs1/Pbs2 예컨대, 디지털 위치 탐색 중에 결정된 셀 변수 PSVB와 PSMB가 COMB 출력단에서의 출력 전력으로 정의된다면, 이 셀 변수들로부터 기지국 출력전력에 대한 정보를 얻을 수가 있다.

SSms1/SSms2 이동국에서 측정되고 또 이 이동국으로부터 보고된 신호 강도는 기지국에서 알게 되고 이들 값들은 BS로부터 MSC로의 핸드오프 요구 신호 내에 삽입될 수 있다.

SSbs1 서비스 기지국에서 수신 및 측정된 신호 강도

SSbs2 목적 기지국에서 수신 및 측정된 신호 강도

이렇게 하여 일관성 검사를 구현하는 경우, MSC가 목적 기지국에서 측정된 업링크 신호 강도가 방정식 (3)의 우변 마이너스 안전 마진(이것은 측정 에러 등을 보상하기 위한 것임) 보다 크거나 같은지를 검사한다. 즉, MSC는 다음 식을 검사한다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라서, 방정식 (4)는 예컨대 도 5에서 설명된 바이어스 에러에서의 통계적 분산을 고려하는데 적합할 수 있다. 반면에, 앞서 설명된 실시예에서는 방정식 (4)의 SSmargin 값은 상수이지만, 본 실시예에서는 이 SSmargin은 시간 함수인 에러 m의 안정성 함수이다. m값이 두드러지게 변하면, 핸드오프 승인에 대해 허용된 마진은 m값이 미미하게 변하는 경우보다 더 크다. 따라서, 서비스 셀로의 업링크 및 다운링크 경로 손실 차 m은 다음과 같이 측정될 수 있다.

m은 이론적으로는 측정 에러가 없으면 제로이기 때문에 어떠한 비제로도 에러값이 된다. 총 에러 m은 다음과 같은 에러 평가 E(m)을 반복적으로 결정하기 위해서 많은 샘플에 대해서 측정 및 저장된다.

여기서, n = 샘플수

E(m)의 분산은 다음과 같이 평가된다.

그러면, 표준 편차는

공식 (4)에서는, 본 실시예에 따라서, SSmargin이 예컨대 다음과 같이 어떤 함수로 대치될 것이다.

이 특정 예에 있어서, 마진은 바이어스 에러의 95%(2.3σ)를 피하도록 설정된다. 그러지 않으면, 결과가 왜곡될 수가 있다. 물론 본 기술 분야의 통상의 전문가라면 시그마에 대한 다른 피승수(multiplicand)들이 원하는 만큼 확률을 더 올리거나 낮추는데 사용될 수 있음을 잘 알 것이다.

본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 경로 손실 비교를 위한 대안적인 예시적인 공식은 다음과 같다.

이 식은 기지국에 에러가 없다고 가정하면 다운링크와 업링크간의 경로 손실 차가 일측에서의 이동국 및 서비스 기지국과 타측에서의 이동국 및 목적 기지국간의 경로 손실 차와 같아야 함을 의미한다. 이것은 측정 장비와 전송 레벨 모두에 관련한 이동국에서의 부정확성이 방정식의 양측에서 동일하기 때문이다.

방정식(9)이 만족되지 않는다면, 그 이유는 고려된 신호들이 동일 채널 무선 에너지 또는 기타 다른 방해를 내포하고 있고 계획된 핸드오프가 허용되지 않는데 있다. 서비스 기지국과 목적 기지국에 의해서 생긴 에러에 대해서는 방정식 (9)에서 특정의 부등식이 허용되어야 하나 이 부등식은 비교적 작은 예컨대 2 dB 정도가 될 수 있고 미리 정의된 임계치로 작용한다. 이 임계치는 고려 대상이 되는 목적 셀 또는 특정 목적 셀 및 서비스 셀에 따라서 다를 수가 있다. 임계치는 또한 관련 신호의 분산에 따라서 시간적으로 변할 수 있다. 임계치는 일관성 검사시에 이미 알려져 있다는 의미에서 여전히 미리 정의되어 있다.

상술한 예시적 실시예들은 본 발명의 모든 면에서 제한적인 것이 아니라 예시적인 목적으로 기술된 것이다. 예컨대, 본 예시적인 실시예들은 이동국에 관해서 설명하였지만, 어떠한 형태의 무선 통신 시스템(예컨대, PCS, 무선 모뎀, 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistants; PDA) 등)에서 어떠한 형태의 원격국도 본 발명으로부터 이익을 받을 것이다. 따라서, 본 기술 분야의 통상의 전문가는본 발명의 상세한 설명으로부터 본 발명을 여러 가지로 변형 및 수정하여 상세히 실시할 수 있을 것이다. 이러한 변형 및 수정 모두는 첨부된 특허 청구의 범위에서 정해진 대로 본 발명의 범위와 본질 내에 있음을 알아야 한다.

Claims

제1 전력 레벨로 전송하는 서비스 기지국(serving base station), 제2 전력레벨로 전송하는 목적 기지국(target base station), 및 제3 전력 레벨로 전송하며 무선 접속을 통해 상기 서비스 기지국과 통신하는 이동국을 포함하는 디지털 셀룰러 이동 전화 시스템에서 디지털 트래픽 채널로부터 핸드오프를 위해 목적 셀의 아이덴티티(identity)를 확인하기 위한 방법에 있어서,

상기 서비스 기지국과 상기 이동국간의 상기 무선 접속의 업링크(uplink) 방향에서의 제1 경로 손실과 다운링크(downlink) 방향에서의 제1 경로 손실을 측정하는 단계;

상기 서비스 기지국과 상기 이동국간의 상기 무선 접속의 상기 업링크 방향과 상기 다운링크 방향에서의 상기 제1 경로 손실들간의 차를 형성하여 제1 총 에러를 구하는 단계,

상기 목적 기지국과 상기 이동국간의 무선 경로의 업링크 방향에서의 제2 경로 손실과 다운링크 방향에서의 제2 경로 손실을 측정하는 단계;

상기 목적 기지국과 상기 이동국간의 상기 무선 경로의 상기 업링크 및 상기 다운링크 방향에서의 상기 제2 경로 손실들간의 차를 형성하여 제2 총 에러를 구하는 단계;

상기 제1 총 에러와 상기 제2 총 에러간의 차를 계산하는 단계;

상기 제1 총 에러와 상기 제2 총 에러간의 상기 차를 소정의 임계치와 비교하는 단계, 및

상기 차가 상기 임계치를 초과하지 않는 경우에 상기 목적 셀의 아이덴티티를 확인하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프를 위한 목적 셀의 아이덴티티 확인 방법.
제1 전력 레벨로 전송하는 서비스 기지국, 제2 전력 레벨로 전송하는 목적 기지국, 및 제3 전력 레벨로 전송하며 무선 접속을 통해 상기 서비스 기지국과 통신하는 이동국을 포함하는 디지털 셀룰러 이동 전화 시스템에서 디지털 트래픽 채널로부터 핸드오프를 위해 목적 셀의 아이덴티티를 확인하기 위한 방법에 있어서,

상기 서비스 기지국과 상기 이동국간의 상기 무선 접속의 업링크 방향 및 다운링크 방향에서 제1 및 제2 경로 손실을 측정하는 단계;

상기 서비스 기지국과 상기 이동국간의 상기 무선 접속의 상기 업링크 방향과 상기 다운링크 방향에서의 상기 제1 경로 손실과 상기 제2 경로 손실간의 차를 형성하여 상기 이동국에 관련된 총 에러값을 구하는 단계;

상기 목적 기지국과 상기 이동국간의 무선 경로의 다운링크 방향에서 제3 경로 손실을 측정하는 단계;

상기 측정된 제3 경로 손실 및 상기 총 에러로부터, 상기 목적 기지국과 상기 이동국간의 무선 경로의 업링크 방향에서 예상 제4 경로 손실을 계산하는 단계;

상기 예상 제4 경로 손실과 상기 제3 전력 레벨로부터, 상기 이동국으로부터전송되어 상기 목적 기지국에서 수신된 신호의 예상 수신 신호 강도를 결정하는 단계;

상기 이동국으로부터 전송되어 상기 목적 기지국에서 수신된 신호의 수신 신호 강도를 측정하는 단계;

상기 예상 수신 신호 강도 및 상기 측정 수신 신호 강도의 값을 비교하는 단계; 및

상기 측정 수신 신호 강도가 상기 예상 수신 신호 강도 마이너스 안전 마진(safety margin)보다 더 클 경우에 목적 셀의 아이덴티티를 확인하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프를 위한 목적 셀의 아이덴티티 확인 방법.
제2항에 있어서,

상기 안전 마진이 상수인 것을 특징으로 하는 핸드오프를 위한 목적 셀의 아이덴티티 확인 방법.
제2항에 있어서,

상기 안전 마진이 상기 측정 단계들 중 적어도 한 단계 이상에 관련된 통계적 분산 함수(function of a statistical variance)인 것을 특징으로 하는 핸드오프를 위한 목적 셀의 아이덴티티 확인 방법.
원격국(remote station)과의 통신을 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로 이양(hand over)하기 위한 방법에 있어서,

알려진 전송 신호 강도들과 수신 신호 강도들로부터, 상기 원격국에 관련된 상기 제1 및 제2 기지국 각각에 대해서 업링크 및 다운링크 경로 손실을 결정하는 단계;

상기 신호 강도들과 상기 결정 단계로부터의 경로 손실들에 기초하여 상기 원격국에서 발생된 신호들의 예상 수신 신호 강도를 상기 제2 기지국에서 계산하는 단계;

상기 제2 기지국을, 상기 예상되는 신호 강도와 상기 원격국에서 발생하여 상기 제2 기지국에서 수신된 신호들에 관련된 측정 신호 강도간의 비교에 기초하여 적절한 핸드오프 후보로서 확인하는 단계; 및

상기 확인 단계의 결과에 기초하여 상기 통신을 이양하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 이양 방법
제5항에 있어서,

상기 확인 단계가 상기 비교에서 안전 마진을 포함하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 이양 방법.
제6항에 있어서 ,

상기 안전 마진이 바이어스 에러(bias error)들의 표준 편차에 기초를 두는것을 특징으로 하는 통신 이양 방법.
원격국과의 통신을 제1 기지국으로부터 제2 기지국으로 이양하기 위한 방법에 있어서,

부등식 SSbs2 ≥ SSbsl + SSms2 - SSms1 + Pbs1 - Pbs2 - SSmargin이 성립하는지 여부를 결정하는 단계, 여기서

SSbs1은 제1 기지국에 의해 측정된 이동국으로부터의 신호강도,

SSbs2는 제2 기지국에 의해 측정된 이동국으로부터의 신호강도,

SSms1은 이동국에 의해 측정된 제1 기지국으로부터의 신호강도,

SSms2는 이동국에 의해 측정된 제2 기지국으로부터의 신호강도,

Pbs1은 제1 기지국에 의해 전송되는 전력,

Pbs2는 제2 기지국에 의해 전송되는 전력,

SSmargin은 측정에러를 보상하기 위해 적용되는 안전 마진임; 및

상기 결정 단계의 결과에 기초하여 상기 제2 기지국으로 통신을 이양하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 이양 방법.