KR100388480B1 - 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가변적인 임계치(Threshold)를 요청되는 횟수에 따라 사용하고, 새로 핸드오프를 수행하려는 셀보다 이전 셀에 대해 우선 순위를 적용하여 핸드오프를 수행토록 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 고정된 하나의 임계치에 의해 아이들 핸드오프를 제한하지 않고, 아이들 핸드오프시 가변적인 임계치와 영역(zone) 및 교환국(MSC)에 대한 히스토리(history)를 이용함으로써, CDMA 단말기에서 영역이나 교환국 경계에서 등록을 필요로 하는 아이들 핸드오프를 제한하여 불필요한 핸드오프의 발생 빈도를 줄이고, 이로 인해 배터리 사용 시간의 증가와 채널 사용량 감소 및 수신률 향상을 도모토록 한 것이다.

Description

이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법{Method for idle handoff in mobile communication terminal}

본 발명은 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법에 관한 것으로, 특히 가변적인 임계치(Threshold)를 요청되는 횟수에 따라 사용하고, 새로 핸드오프를 수행하려는 셀보다 이전 셀에 대해 우선 순위를 적용하여 핸드오프를 수행토록 한 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 단말기는 자체의 특성상 잦은 아이들 핸드오프를 수행하게 되는데, 특히 다른 영역이나 다른 MSC(Mobile Switching Center, 교환국)에 속해있는 두 셀(Cell) 경계에서는 아이들 핸드오프 후에 기본 영역(zone-based) 등록이나 기본 피라미터(parameter-based) 등록을 수행하게 된다.

여기서, CDMA 단말기에서 아이들 핸드오프는 단말기가 갖는 하나의 특징으로 보다 강한 셀을 추적(tracking)하여 올바른 호출 정보를 받기 위한 것이다.그러나, 이러한 등록 과정들은 단말기로 하여금 계속적으로 웨이크 업(wake-up, "빠른 RAHO" 또는 "빠른 재획득 핸드오프") 상태로 머무르게 하며(단말기는 슬립(sleep)과 웨이크 업(wake-up) 과정을 통해 배터리 사용 시간을 연장하며 wake-up 상태가 길수록 배터리 사용 시간은 단축됨), 등록을 위해 추가적으로 액세스 및 호출 채널을 사용하므로 이에 대한 낭비와 잦은 등록 과정으로 인해 호출 실패의 원인이 된다.

한편, 단말기에서 아이들 핸드오프는 기지국의 셀(Cell) 분포와 밀접한 연관을 가지고 있는데 같은 영역(zone)에 속해있는 셀간 아이들 핸드오프는 등록을 수반하지 않기 때문에 단순히 배터리 사용 시간, 정확하게는 단말기가 깨어있는 시간에만 영향을 끼친다.

그러나 앞에서 언급한 바와 같이 영역 경계나 교환국(MSC) 경계에서는 등록을 필요로 하기 때문에 깨어 있는 시간뿐만 아니라 액세스(access) 채널 및 호출 채널이 사용되며, 이러한 채널의 사용은 많은 전류를 소모하게 되므로 결과적으로는 배터리 사용 시간에 더 큰 영향을 주게 된다.

이에 대한 기술적인 보완으로서 퀄컴(Qualcomm)에서는 위와 같이 등록이 필요한 아이들 핸드오프에 대해서는 핸드오프에 의해 옮겨 가고자 하는 셀의 수신세기가 현재 서비스 받고 있는 셀의 수신세기보다 3dB(고정값) 이상 큰 경우에만 아이들 핸드오프를 허용하는 방식을 사용하고 있다(CL93-V0029-1 X2 : Biasing Idle Handoff Thresholds to Reduce Zone-based and Parameter-based Registration 참조).

이를 통해 등록이 필요한 아이들 핸드오프의 발생 빈도를 줄일 수 있으나 하나의 고정된 값만을 사용하기 때문에 실제 환경에서는 잦은 아이들 핸드오프가 발생할 수 있으며, 이때, 아이들 핸드오프의 발생을 줄이기 위해 임계치를 높게(>3dB) 설정할 수도 있으나, 높은 임계치를 사용하게 되면 핸드오프가 필요할 때 이를 수행하지 못하게 되어 수신률 저하라는 결과를 가져올 수 있다.

따라서, 종래 기술의 문제는 고정된 하나의 임계치를 사용하고 주변 셀간의 관계를 고려하지 않기 때문에, 영역이나 교환국 경계에서 두 셀간 잦은 핸드오프의 교차(ping-pong 현상)에 따른 과도한 등록을 수행하고 결과적으로 배터리 사용시간의 단축, 수신률 저하라는 문제를 갖게된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은 가변적인 임계치(Threshold)를 요청되는 횟수에 따라 사용하고, 새로 핸드오프를 수행하려는 셀보다 이전 셀에 대해 우선 순위를 적용하여 핸드오프를 수행토록 하고, 아이들 핸드오프시 가변적인 임계치와 영역(zone) 및 교환국(MSC)에 대한 히스토리(history)를 이용함으로써, CDMA 단말기에서 영역이나 교환국 경계에서 등록을 필요로 하는 아이들 핸드오프를 제한하여 불필요한 핸드오프의 발생 빈도를 줄이고, 이로 인해 배터리 사용 시간의 증가와 채널 사용량 감소 및 수신률 향상을 도모할 수 있도록 한 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

아이들 핸드오프 수행을 위한 초기 임계치 3dB를 설정한 상태에서, 단말기의 위치가 셀(영역이나 교환기) 경계에 근접했는지 체크하고, 셀 경계에 접근하면, 아이들 핸드오프 요구 여부를 체크하는 제1 과정과;

상기 체크 결과 핸드오프 요구가 발생하면, 현재 서비스 받고 있는 셀에서 다른 셀로의 핸드오프 요구인지 체크하는 제2 과정과;

상기 체크 결과 다른 셀로의 핸드오프 요구이면, 상기 초기 임계치에 따라 핸드오프의 여부를 결정하고, 핸드오프가 이루어진 경우에는 대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수(count)를 "1" 증가시킨 후, 상기 핸드오프의 임계치를 재설정(가변 임계치1)하는 제3 과정과;

상기 체크 결과 다른 셀로의 핸드오프 요구가 아니면, 단말기가 이전 셀로의 복귀인지를 판별하고, 상기 이전 셀로 복귀할 경우 상기 가변 임계치1에 따라 핸드오프 여부를 결정하고, 복귀 완료 여부를 체크하는 제3 과정과;

상기 복귀가 완료되면 대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수를 그대로 유지하고, 상기 핸드오프의 임계치를 재설정(가변 임계치2)하는 제4 과정과;

상기 체크 결과 이전 셀로의 복귀가 아닌 경우, 두 셀간 교차(Ping-Pong 현상)가 일어났는지 체크하고, 상기 체크 결과 교차 현상일 경우에는 아이들 핸드오프를 무시하고, 상기 셀이 다음 셀로의 이동 여부를 체크하는 제5 과정과;

상기 셀이 다음 셀로 이동되면, 초기 임계치에 따라 아이들 핸드오프를 수행하는 단계로 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 아이들 핸드오프 과정을 보이기 위한 일실시 예를 나타낸 도면으로서,

도 1a는 단말기가 제1 셀을 추적중 제2 셀로 아이들 핸드오프를 하기 원하는 경우의 일실시 예를 나타낸 도면이며,

도 1b는 두 셀간 수신세기가 비슷할 경우 다시 이전 셀로 복귀할 경우의 일실시 예를 나타낸 도면이고,

도 1c는 두 셀간 핑퐁(ping-pong) 현상 도중 완전히 다음 셀로 이동한 경우의 일실시 예를 나타낸 도면이며,

도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 ..... 제1 셀

200 ..... 제2 셀

300 ..... 중첩 영역

이하, 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 「이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법」의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 영역(zone)이나 교환국(MSC) 경계에서 아이들 핸드오프(idle handoff)시 현재 서비스를 받고 있는 셀에서 다른 셀로 핸드오프를 하고자 할 경우나 혹은 그 반대의 경우에 대해서 횟수에 따라 임계치 값을 증가시킨다. 간단히 도식적으로 나타낸면 아래와 같다.

핸드오프 임계치 = 고정값 + 증가분 * 횟수

상기와 같은 핸드오프 임계치는 횟수에 따라 증가하기 때문에 수신세기가 비슷한 두 셀간의 불필요한 핸드오프의 발생을 제한할 수 있게된다.

도 1은 본 발명에 의한 아이들 핸드오프 과정을 보이기 위한 일실시 예를 나타낸 도면으로서, 도 1a는 단말기가 제1 셀을 추적중 제2 셀로 아이들 핸드오프를 하기 원하는 경우의 일실시 예를 나타낸 도면이며, 도 1b는 두 셀간 수신세기가 비슷할 경우에 다시 이전 셀로 복귀할 경우의 일실시 예를 나타낸 도면이고, 도 1c는 두 셀간 핑퐁(ping-pong) 현상 도중 완전히 다음 셀로 이동한 경우의 일 실시 예를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이, 영역이나 교환국 경계에서 아이들 핸드오프에 대한 카운트(count)를 사용하여 현재 서비스를 받고 있는 셀(제1 셀)(100)에서 다른 셀(제2 셀)(200)로 핸드오프를 하고자 할 경우에는 다음의 <수학식 1>과 같은 임계치를 사용한다.

Change_Threshold = 3 + 0.5 * count [dB]

여기서, count는 대기(idle) 상태에서 핸드오프 실행 횟수를 의미한다.

첨부한 도면 도 1a은 단말기가 제1 셀(100)을 추적하다가 제2 셀(200)로 아이들 핸드오프를 하기 원하는 경우의 예로서, 이때 핸드오프가 이루어지게 되면 카운트 값을 증가시킨다.

반면에 이전 셀로 복귀할 경우에는 <수학식 2>와 같은 임계치를 사용한다.

Return_Threshold = 2.5 + 0.5 * count [dB]

첨부한 도면 도 1b는 두 셀(100)(200)간에 수신세기가 비슷하기 때문에 다시 이전 셀(100)로 복귀할 경우의 예로서, 단말기가 제1 셀(100)에서 제2 셀(200)로의 이동중 핸드오프 수행시, 상기 두 셀(100)(200)로부터 수신되는 세기가 비슷할 경우 다시 이전 제1 셀(100)로 복귀하는 방법으로, 이때의 카운트 값은 증가시키지 않는다.

첨부한 도면 도 1c는 단말기가 두 셀(100)(200)간 교차(ping-pong 현상) 과정을 일으키다가 완전히 다음 셀(200)로 넘어간 경우로, 이런 현상들은 주로 차량으로 이동 중 중첩지역(300)에 머무르게 되거나 이러한 지역에 거주하는 경우에 자주 발생하게 된다.

이때, 상기의 예에서 점선으로 표시되는 핸드오프들은 제한될 수 있으며, 다음 셀(200)로 넘어가는 경우, 즉 핸드오프하고자 하는 셀(200)의 수신세기가 충분히 큰 경우에는 핸드오프가 이루어지도록 한다. 단 상기와 같은 경계에 머무르게 되는 경우에는 사용하는 두 개의 임계치 중 이전으로 복귀하는 핸드오프에 대한 임계치가 더 작기 때문에 이전 셀(100)을 선호하는 효과가 발생한다.

여기서, 예를 들어 몇번의 핸드오프 교차로 임계치가 증가된 상태에서 제1 셀(100)에서 호를 수행하고 있는 도중 제2 셀(200)로 이동하면서 호출을 받게 되면, 응답 과정은 제1 셀(100)에 대해 행해지며 이에 대한 답변도 제1 셀(100)로 받아야 하며, 이로 인해 이 경우 제1 셀(100)에 대한 수신세기가 약해져서 추적에 실패할 수 있는 문제가 있다.

그러나 이러한 문제점은 기존의 방법에서도 동일하게 발생할 수 있는 문제로서, 다만 본 발명에서 제안하는 방법은 잦은 핸드오프를 제한하기 때문에 기존의 방법이 제2 셀(200)로 서비스를 받고 있어 호출을 자체로 받지 못할 경우에도, 제1 셀(100)을 우선 추적하고, 그에 상응하여 응답이 이루어지면, 트래픽(traffic) 상태로 진입될 경우 제2 셀(200)로의 이동은 중첩지역(300)에 있는 파일럿 비콘(beacon, 토큰 링상에 중대한 장해가 발생했을 때, 그 장해를 검지한 국(station)에서 송출되는 프레임) 등에 의해 쉽게 이루어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법을 나타낸 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 단계 ST11에서 아이들 핸드오프 수행을 위한 초기 임계치 3dB를 설정하고, 단계 ST12에서는 단말기의 위치가 셀(영역이나 교환기) 경계에 근접했는지 체크하여, 그 결과 셀 경계에 접근하면, 단계 ST13에서 아이들 핸드오프 요구 여부를 체크한다.

상기 체크 결과 핸드오프 요구가 발생하면, 단계 ST14에서는 현재 서비스 받고 있는 셀에서 다른 셀로의 핸드오프 요구인지 체크하고, 그 결과 다른 셀로의 핸드오프 요구가 아니면 단계 ST18로 진행하고, 상기 체크 결과 다른 셀로의 핸드오프 요구이면, 단계 ST15에서 상기 초기 임계치에 따라 핸드오프의 여부를 결정하고, 핸드오프가 이루어진 경우에는 단계 ST16에서는 대기 상태(idle state)에서 핸드오프 실행 횟수(count)를 "1" 증가시키고{Change_Threshold=3+(0.5*count)[dB]}, 단계 ST17에서 상기 핸드오프의 임계치를 재설정(가변 임계치1)한다.

다음으로, 단계 ST14에서 단계 ST18로 진행되면, 단말기가 이전 셀로의 복귀인지를 판별하고, 상기 판별 결과 이전 셀로의 복귀가 아니면 단계 ST22로 진행하고, 상기 판별 결과 이전 셀로의 복귀이면, 단계 ST19에서 상기 가변 임계치1에 따라 핸드오프 여부를 결정하고, 복귀 완료 여부를 체크한다.

상기 복귀가 완료되면 단계 ST20에서는 대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수는 그대로 유지하고{Return_Threshold=2.5+(0.5*count)[dB]}, 단계 ST21에서 상기 핸드오프의 임계치를 재설정)가변 임계치2)한다.

다음으로, 단계 ST18에서 단계 ST22로 진행되면, 두 셀(현재의 셀과 이동할 다음 셀)간 교차(Ping-Pong 현상)가 일어났는지 체크하고, 상기 체크 결과 교차 현상일 경우에는 단계 ST23에서 아이들 핸드오프를 무시하고, 단계 ST24에서 상기 셀이 다음 셀로의 이동 여부를 체크하고, 그 결과 다음 셀로 이동되면, 단계 ST25에서 초기 임계치에 따라 아이들 핸드오프를 수행한다.

이상에서 상술한 본 발명 "이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법"에 따르면, 고정된 하나의 임계치에 의해 아이들 핸드오프를 제한하는 것이 아니라 요청되는 횟수에 따라 가변적인 임계치를 사용하고, 새로 핸드오프를 하려는 셀보다 이전 셀에 대한 우선 순위를 둠으로써, 부가적으로 배터리 사용 시간을 연장할 수 있으며, 기지국 입장에서는 채널 사용 감소 효과 및 수신율 증가 효과를 기대할 수 있다.

또한, 등록을 필요로 하는 아이들 핸드오프시 가변적인 임계치와 영역과 교환국(MSC)에 대한 히스토리(history)를 이용하여 불필요한 핸드오프의 발생 빈도를 줄일 수 있으며, CDMA 단말기에서 영역이나 교환국 경계에서 등록을 필요로 하는 아이들 핸드오프를 제한하므로써, 액세스(access) 및 호출(paging) 채널의 낭비를 줄일 수 있는 이점을 가진다.

Claims (5)

1. 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법에 있어서,

   (a) 아이들 핸드오프 수행을 위한 초기 임계치 3dB를 설정한 상태에서, 단말기의 위치가 셀(영역이나 교환기) 경계에 근접했는지 체크하고, 셀 경계에 접근하면, 아이들 핸드오프 요구 여부를 체크하는 단계;

   (b) 상기 체크 결과 핸드오프 요구가 발생하면, 현재 서비스 받고 있는 제 1 셀로부터 인접한 다른 제 2 셀로의 핸드오프 요구인지 체크하는 단계;

   (c) 상기 체크 결과 상기 제 2 셀로의 핸드오프 요구이면, 상기 초기 임계치에 따라 핸드오프의 여부를 결정하고, 핸드오프가 이루어진 경우에는 대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수(카운트)를 "1" 증가시킨 후, 상기 핸드오프의 임계치를 재설정(가변 임계치1)하는 단계;

   (d) 상기 제 1 셀과 제 2 셀의 수신세기가 비슷하여 다시 이전 제 1 셀로 복귀할 경우 상기 가변 임계치1에 따라 핸드오프 여부를 결정하고, 복귀 완료 여부를 체크하는 단계;

   (e) 상기 복귀가 완료되면 대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수(카운트)를 그대로 유지하고, 상기 핸드오프의 임계치를 재설정(가변 임계치2)하는 단계;

   (f) 상기 제 1 셀과 제 2 셀간 교차 현상(Ping-Pong 현상)이 일어났는지 체크하고, 상기 체크 결과 교차 현상일 경우에는 아이들 핸드오프를 무시하고, 상기 단말기가 제 1 셀에서 제 2 셀로 완전히 이동했는지 여부를 체크하는 단계;

   (g) 상기 단말기가 제 1 셀에서 제 2 셀로 완전히 이동하면, 초기 임계치에 따라 아이들 핸드오프를 수행하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 아이들 핸드오프 임계치 재설정은,

   대기 상태에서 핸드오프 실행 횟수에 따라 가변적인 임계치를 사용하며, 새로운 핸드오프를 수행하려는 셀(Cell)보다 이전 셀에 대해 우선 순위를 부여하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 임계치1은,

   아래의 <수학식 1>과 같이 카운트 값을 고려하여 산출 및 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법.

   <수학식 1>

   Change_Threshold = 3 + 0.5 * count [dB]
4. 제 1 항에 있어서, 상기 가변 임계치2는,

   아래의 <수학식 2>와 같이 카운트 값을 고려하여 산출 및 설정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법.

   <수학식 2>

   Return_Threshold = 2.5 + 0.5 * count [dB]
5. 제 1 항에 있어서, 상기 (f) 단계의 단말기가 제 1 셀로부터 제 2 셀로 완전히 이동했는지 체크하는 것은 제 2 셀의 수신세기가 제 1 셀의 수신세기보다 충분히 큰 경우인 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 아이들 핸드오프 수행 방법.