KR100422236B1 - 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법에 관한 것으로, 기준 파일롯의 기지국에서 자신의 기지국과 가까운 순서대로 이웃 기지국의 파일롯에 대해 탐색 우선 등급을 부여하여 이웃 기지국 리스트 메시지에 하나의 필드로서 추가하는 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와, 상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계에서 부여된 탐색 우선 등급에 따라 각 파일롯 집합별로 탐색창의 크기를 설정하여 시스템 파라미터 메시지에 추가하는 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계와, 상기 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계 수행 후, 상기 기준 파일롯의 기지국이 상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계에서 각각 추가된 이웃 기지국 리스트 메시지와 시스템 파라미터 메시지를 이동국으로 전송하여 이동국이 이를 수신하는 메시지 전송 및 수신 단계와, 상기 이동국이 상기 메시지 전송 및 수신 단계에서 수신된 이웃 기지국 리스트 메시지의 필드로 추가된 이웃 기지국에 대한 탐색 우선 등급과 시스템 파라미터 메시지에 추가된 탐색창의 크기에 따라 이웃 기지국의 파일롯을 탐색하는 기지국의 파일롯 탐색 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법 {PILOT SEARCH METHOD OF MOBILE STATION IN THE MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯(Pilot) 탐색방법에 관한 것으로, 특히 기준 파일롯의 기지국과의 거리에 따라 이웃 기지국 리스트(Neighbor List)에 포함된 이웃 기지국에게 탐색 우선 등급을 부여하고, 이동국에서 상기 탐색 우선 등급에 비례하여 탐색창의 크기를 설정한 후 기지국의 파일롯을 탐색함으로써 탐색기의 탐색 시간을 효율적으로 이용하고 기지국의 획득율을 높여 핸드오프 성공율을 높일 수 있도록 한 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 적용한 이동통신 시스템내 이동국은 기지국의 파일롯을 그 세기에 따라 활성집합(Active Set), 후보집합(Candidate Set), 이웃집합(Neighbor Set), 잔여집합(Remaining Set)으로 나누어서 관리하고 있다.

상기 활성집합은 파일롯의 세기가 T_ADD 이상이며 현재 이동국이 통화채널을 할당받아 복조하고 있는 파일롯 집합이고, 상기 후보집합은 파일롯의 세기가 T_ADD 이상이지만 현재 이동국이 통화채널을 할당받지 못하여 복조하고 있지 않는 파일롯집합이다.

그리고, 상기 이웃집합은 현재 활성집합이나 후보집합에 포함되어 있지 않지만 후보집합이 될 가능성이 있는 파일롯 집합이고, 상기 잔여집합은 파일롯 인크리먼트(Increment)값의 정수 배에 해당하는 파일롯 PN 옵셋 값을 가지는 파일롯 집합이다.

종래의 이동국은 각 집합에 포함된 파일롯을 탐색하기 위해 일정 크기의 탐색창(Search Window)을 설정한다.

즉, 활성집합의 기준 파일롯의 다중 경로 성분(Multipath Component)중 가장 먼저 도착한 성분의 도착 시간을 기준 시간으로 설정하고, 이 설정된 기준 시간에 대한 PN 옵셋 값을 중심으로 탐색창을 설정한다.

상기 활성집합의 경우 기준 파일롯에 대한 탐색창은 도 1에 도시된 바와 같이 기준 파일롯의 파일롯 PN 옵셋 값을 중심으로 설정하고, 그 이외의 파일롯에 대한 탐색창은 도 2에 도시된 바와 같이 파일롯 PN 옵셋 값에 기준 파일롯과 각 파일롯의 도착 시간 차이를 더한 값으로 설정한다.

나머지 후보집합, 이웃집합, 잔여집합의 경우에도 기준 파일롯을 제외한 활성집합의 파일롯 탐색과 같은 방식으로 탐색창 및 탐색창의 중심을 설정한다.

이때, 이동국의 탐색기는 복조하기에 충분한 세기를 갖고 있는 파일롯 집합인 활성집합 및 후보집합 이외에도 이웃집합과 잔여집합에 대해 파일롯을 탐색하여 그 세기가 T_ADD 이상이면 활성집합 또는 후보집합으로 이동시키게 된다.

즉, 상기 탐색기가 T_ADD 이상의 Ec/Io값을 갖는 파일롯을 활성집합 또는 후보집합으로 이동시키기 위해 파일롯을 탐색하여 Ec/Io값을 측정한다.

종래 이동국의 파일롯 탐색방법을 보다 상세히 설명하면, 이동국은 모든 파일롯을 탐색하여 파일롯 세기를 측정하게 되는데, 즉 이웃 기지국 리스트에 포함된 최소 20개의 파일롯을 먼저 탐색한 뒤 그 이외의 파일롯을 탐색한다.

이때, 이웃 기지국 리스트에 포함된 파일롯에 대한 우선 순위가 없기 때문에 이웃 기지국 리스트에 포함된 순서대로 파일롯을 탐색한 뒤 나머지 파일롯을 탐색하게 된다.

여기서, 도 3에 도시된 바와 같이 기준 파일롯의 기지국(R)을 둘러싸고 있는 이웃 기지국은 3섹터 기지국을 기준으로 할 때 10개의 기지국을 넘지 않으므로 최소 20개의 파일롯중 활성집합이나 후보집합이 될 가능성이 있는 기지국의 파일롯은 10개 이하가 된다.

그러나, 상기와 같은 종래 이동국의 파일롯 탐색방법은 이웃 기지국 리스트에 포함된 최소 20개의 파일롯에 대한 우선 순위가 없이 파일롯 탐색이 이루어짐에 따라 짧은 순간에 핸드오프가 필요한 교차로나 건물의 코너부분에서 해당 파일롯 탐색에 실패하여 호가 절단되는 경우가 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 탐색창의 크기에 있어서, 종래에는 각 파일롯 집합별로 일정 크기의 탐색창을 설정하게 되는데, 이때 실제 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국이 최소 20개 이상으로 기지국별로 상당한 거리 차이가 있다.

따라서, 기지국과 이동국 사이의 거리에 비례하여 다중 경로 성분의 분포가 기지국별로 달라지게 된다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 이동국(1)과 기지국(2)의 거리가 먼 경우 다중 경로 성분의 시간 차이(T1-T2)는 거리가 가까운 경우의 다중 경로 성분의 시간 차이(T3-T4)보다 크므로 다중 경로 성분이 넓게 분포하게 되고, 이에 따라 이동국(1)과 기지국(2)과의 거리가 먼 경우에는 넓게 분포되는 다중 경로 성분을 검출하기 위해서 탐색창의 크기를 크게 하고, 거리가 가까운 경우에는 좁게 분포되는 다중 경로 성분을 검출하기 위해서 탐색창의 크기를 작게 해야 한다.

그러나, 종래 이동국의 파일롯 탐색방법은 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국뿐만 아니라 잔여집합의 기지국에 대해서도 일정한 크기의 고정된 탐색창을 설정하여 파일롯을 탐색하기 때문에 탐색창이 특정 기지국에 대해서 불필요하게 크거나 또는 작은 경우가 발생하게 되고, 이에 따라 핸드오프를 위한 파일롯 탐색 시간을 효율적으로 이용하지 못하여 핸드오프가 실패하게 되는 등의 문제점이 있었다.

즉, 탐색창의 크기를 각 파일롯 집합에 대해 모든 다중 경로 성분을 검출할 수 있도록 충분히 큰 고정된 값으로 설정함에 따라 탐색창이 너무 큰 경우에는 탐색 시간이 불필요하게 길어져서 핸드오프시 시스템의 성능을 저하시키게 되고, 반대로 탐색창이 작은 경우에는 핸드오프를 위해 극히 짧은 시간이 허용되는 교차로나 건물의 코너부분에서 파일롯의 탐색 확률이 낮아지게 되는 등, 전체적으로 탐색기의 탐색 시간을 효율적으로 이용하지 못하고 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 기지국에서 기준 파일롯의 기지국과의 거리에 따라 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국파일롯에 탐색 우선 등급을 부여하고, 이동국의 탐색기가 상기 탐색 우선 등급에 따라 핸드오프가 발생할 확률이 높은 기지국의 파일롯부터 탐색하는 동시에 탐색창의 크기를 상기 탐색 우선 등급에 비례하도록 설정하여 기지국의 파일롯을 탐색함으로써 탐색기의 탐색 시간을 효율적으로 이용하고 기지국의 획득율을 높여 핸드오프 성공율을 높일 수 있도록 한 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기준 파일롯의 탐색창 설정시 해당 탐색창의 중심 및 크기를 보여주는 도면,

도 2는 종래 기준 파일롯을 제외한 파일롯의 탐색창 설정시 해당 탐색창의 중심 및 크기를 보여주는 도면,

도 3은 종래 기준 파일롯의 기지국에 인접한 이웃 기지국의 분포를 보여주는 도면,

도 4는 종래 이동국과 기지국간의 거리에 따른 다중 경로 성분의 분포를 보여주는 도면,

도 5는 본 발명에 의한 기준 파일롯의 기지국에 인접한 이웃 기지국에게 탐색 우선 등급을 부여한 상태를 보여주는 도면,

도 6은 본 발명에 의한 이동국의 파일롯 탐색방법을 수행하기 위한 이동통신 시스템의 블록 구성도,

도 7은 본 발명에 의한 이동국의 파일롯 탐색방법을 보인 동작 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 이동국 20 : 서빙 기지국

30 : 제어국 40 : 타겟 기지국

21,41 : 채널카드 22,42 : BCP

31 : CCP

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법은, 기준 파일롯의 기지국에서 자신의 기지국과 가까운 순서대로 이웃 기지국의 파일롯에 대해 탐색 우선 등급을 부여하여 이웃 기지국 리스트 메시지에 하나의 필드로서 추가하는 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와, 상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계에서 부여된 탐색 우선 등급에 따라 탐색창의 크기를 설정하여 시스템 파라미터 메시지에 추가하는 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계와, 상기 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계 수행 후, 상기 기준 파일롯의 기지국이 상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계에서 각각 추가된 이웃 기지국 리스트 메시지와 시스템 파라미터 메시지를 이동국으로 전송하여 이동국이 이를 수신하는 메시지 전송 및 수신 단계와, 상기 이동국이 상기 메시지 전송 및 수신 단계에서 수신된 이웃 기지국 리스트 메시지의 필드로 추가된 이웃 기지국에 대한 탐색 우선 등급과 시스템 파라미터 메시지에 추가된 탐색창의 크기에 따라 이웃 기지국의 파일롯을 탐색하는 기지국의 파일롯 탐색 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법을 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 기준 파일롯의 기지국에 인접한 이웃 기지국에게 탐색 우선 등급을 부여한 상태를 보여주는 도면으로서, 현재 이동국을 서비스하고 있는 기지국에서 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국 및 잔여집합의 파일롯에 대해 기준 파일롯의 기지국과의 거리에 따라 탐색 우선 등급을 부여한 후 이동국으로 전달함에 따라 이동국내 탐색기가 핸드오프가 발생할 확률이 높은 기지국의 파일롯부터 탐색할 수 있도록 한다.

즉, 기준 파일롯의 기지국(R)을 둘러싸고 있는 이웃 기지국이 10개를 넘지 않으므로 이 10개의 기지국의 파일롯에 대해 우선적으로 탐색하고, 이때 이 10개의 기지국에 기준 파일롯의 기지국(R)과 거리가 가장 가까운 순서대로 도 5에 도시된 바와 같이 우선 탐색 등급을 부여하게 되므로, 이 부여된 탐색 우선 등급에 따라 해당 기지국의 파일롯을 탐색하도록 한다.

상기와 같이 본 발명은 이동국이 탐색 우선 등급에 따라 기지국의 파일롯을 탐색함으로써 교차로나 건물 코너부분과 같이 핸드오프에 할당되는 시간이 짧은 지역에서도 순차적으로 파일롯을 탐색하여 핸드오프의 실패율을 줄일 수 있다.

한편, AMPS와 같은 아날로그 시스템에서는 이동국과 기지국 사이에서전파(Wave)가 전파(Propagation)하면서 여러 경로를 거치게 되어 발생하는 다중 경로 성분이 반위상으로 합쳐질 경우 세기가 급격히 약해져 통신을 할 수 없는 경우가 발생한다.

이에 반해, CDMA와 같은 디지털 시스템에서는 상기 다중 경로 성분을 독립적으로 검출하여 비교함으로써 오류를 복구하게 되는데, 이러한 다중 경로 성분을 검출하기 위해 적절한 탐색창을 설정하여 기지국의 파일롯을 검출한다.

본 발명에서는 이동국으로부터 거리가 멀리 떨어져 있는 기지국일수록 도착 시간 간격의 차이가 큰 다중 경로 성분이 발생하고 이동국에 도착하는 시간 또한 많은 차이를 갖게 됨에 따라 멀리 떨어져 있는 기지국의 파일롯에 대한 탐색창은 가까이 있는 기지국의 탐색창에 비해 크게 설정하도록 한다.

즉, 탐색창의 크기를 전파환경에 맞게 파일롯 집합별로 설정하여 기지국과 이동국간의 거리에 따라 탐색창의 크기를 조절하도록 한다.

여기서, 상기 탐색창 설정시 상기 탐색 우선 등급을 이용하게 되는데, 이는 상기 탐색 우선 등급이 현재 이동국이 통화채널을 할당받아 복조하고 있는 기지국에서 각 이웃 기지국까지의 거리에 따라 부여하였기 때문에 탐색창 역시 상기 탐색 우선 등급에 비례하여 크기를 설정하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 상기 탐색 우선 등급에 비례하여 탐색창을 설정한 후 기지국의 파일롯을 탐색함에 따라 가장 먼 거리에 있는 기지국 기준으로 되어 있는 탐색창의 크기가 줄어들게 되어 탐색기의 탐색 효율이 높아져 핸드오프 성공률을 높일 수 있다.

도 6은 본 발명에 의한 이동국의 파일롯 탐색방법을 수행하기 위한 이동통신 시스템의 블록 구성도로서, 이동국(10)과, 상기 이동국(10)이 현재 통화채널을 할당받아 동작하도록 서비스하는 서빙(Serving) 기지국(20)과, 상기 이동국(20)이 상기 서빙 기지국(20)의 관할에서 벗어나 이동하고자 하는 타겟(Target) 기지국(30)과, 상기 이동국(20)의 서빙 기지국(20)에서 타겟 기지국(30)으로의 핸드오프를 제어하는 제어국(30)으로 구성된다.

이때, 상기 서빙 기지국(20)과 타겟 기지국(30) 각각은 통화채널 할당을 수행하는 채널요소를 포함하는 채널카드(21)(41)와 핸드오프를 제어하는 BCP(BTS Control Processor)(22)(42)를 구비하고, 상기 제어국(30)은 핸드오프 여부를 판단하여 핸드오프를 지시하는 CCP(Call Control Processor)(31)를 구비한다.

상기 이동국(10)이 호를 처음 시작하면 서빙 기지국(20)으로부터 통화채널을 할당받고 이웃 기지국 리스트 메시지를 통해 이웃 기지국 리스트를 수신한다.

이때, 상기 이웃 기지국 리스트 메시지는 최소 20개의 기지국을 포함하고 있으며, 각 기지국의 주파수와 호출채널 정보 및 PN 옵셋 값을 포함하고 있다.

이어, 상기 이동국(10)이 타겟 기지국(40)의 파일롯을 검출하여 T_ADD 이상일 경우라면 제어국(30)으로 이를 보고하고, 이어 제어국(30)이 핸드오프 여부를 판단하여 서빙 기지국(20)내 BCP(22)로 핸드오프 지시를 통보한다.

상기 핸드오프 지시에 따라 이동국(10)이 핸드오프를 수행한 뒤 제어국(30)으로부터 전송되는 이웃 기지국 리스트 갱신 메시지와 시스템 파라미터 메시지를 타겟 기지국(40)내 채널카드(41) 및 BCP(42)를 통해 수신한다.

즉, 상기와 같이 이동국(10)은 상기 이웃 기지국 리스트 메시지와 핸드오프 수행 후 수신하는 이웃 기지국 리스트 갱신 메시지를 통해 이웃 기지국 리스트를 수신하고, 시스템 파라미터 메시지를 통해 각 파일롯 집합에 대한 탐색창의 크기를 수신한다.

이때, 본 발명에서는 서빙 기지국(20)과 타겟 기지국(40)에서는 상기 이웃 기지국 리스트 메시지와 이웃 기지국 리스트 갱신 메시지에 탐색 우선 등급을 표시하는 필드를 추가하여 이동국(10)으로 전송하고, 이와 동시에 상기 탐색 우선 등급에 따라 정의한 탐색창의 크기를 추가한 시스템 파라미터 메시지를 이동국(10)으로 전송함으로써 이동국(10)내 탐색기가 상기 필드에 표시된 탐색 우선 등급과 탐색창의 크기에 따라 기지국의 파일롯을 보다 효율적으로 탐색할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 탐색 우선 등급은 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국 및 잔여집합의 파일롯에 대해 기준 파일롯의 기지국과의 거리가 가까운 순서대로 부여되는데, 즉 이동국(10)의 탐색기가 핸드오프가 발생할 확률이 높은 기지국의 파일롯부터 탐색할 수 있도록 한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 이동국의 파일롯 탐색방법을 도 7의 동작 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

탐색 우선 등급 부여 단계(S1)에서는 현재 이동국이 통화채널을 할당받아 동작하도록 서비스하고 있는 기지국에서 자신의 기지국과 가까운 순서대로 이웃 기지국의 파일롯에 대해 탐색 우선 등급을 부여한다.

상기 탐색 우선 등급 부여 단계(S1) 후에 이웃 기지국 리스트 메시지 추가단계(S2)로 진행하여 상기 단계(S1)에서 부여된 탐색 우선 등급을 하나의 필드로서 이웃 기지국 리스트 메시지에 추가한다.

상기 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계(S2) 후에 탐색창 크기 설정 단계(S3)로 진행하여 상기 단계(S1)에서 부여된 탐색 우선 등급에 따라 각 파일롯별로 탐색창의 크기를 설정한다.

상기 탐색창 크기 설정 단계(S3) 후에 시스템 파라미터 메시지 추가 단계(S4)로 진행하여 상기 단계(S3)에서 설정된 각 집합별 탐색창의 크기를 시스템 파라미터 메시지에 추가한다.

상기 시스템 파라미터 메시지 추가 단계(S4) 후에 메시지 전송 및 수신 단계(S5)로 진행하여 기지국이 상기 단계(S2)(S4)에서 추가된 이웃 기지국 리스트 메시지와 시스템 파라미터 메시지를 전송하여 이동국이 이를 수신하도록 한다.

상기 메시지 전송 및 수신 단계(S5) 후에 기지국의 파일롯 탐색 단계(S6)로 진행하여 이동국은 상기 단계(S5)에서 수신된 이웃 기지국 리스트 메시지의 필드로 추가된 이웃 기지국에 대한 탐색 우선 등급과 시스템 파라미터 메시지에 추가된 탐색창의 크기에 따라 이웃 기지국의 파일롯을 탐색한다.

상기와 같이 본 발명은 CDMA 방식을 이용한 DCS(Digital Cellular System), PCS(Personal Communication Service), 위성 통신 등의 이동통신 시스템에서 자원의 효율적인 이용과 핸드오프시 시스템의 성능을 향상시키기 위해 사용할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 기준 파일롯의 기지국과의 거리에 따라 이웃 기지국 리스트에 포함된 기지국 및 잔여집합의 파일롯에 탐색 우선 등급을 부여하고, 이동국의 탐색기가 상기 탐색 우선 등급에 따라 핸드오프가 발생할 확률이 높은 기지국의 파일롯부터 탐색하는 동시에 탐색창의 크기를 상기 탐색 우선 등급에 비례하도록 설정하여 기지국의 파일롯을 탐색함으로써 탐색기의 탐색 시간을 효율적으로 이용하고 기지국의 획득율을 높여 핸드오프 성공율을 높일 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기준 파일롯의 기지국에서 자신의 기지국과 가까운 순서대로 이웃 기지국의 파일롯에 대해 탐색 우선 등급을 부여하여 이웃 기지국 리스트 메시지에 하나의 필드로서 추가하는 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와,

   상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계에서 부여된 탐색 우선 등급에 따라 각 파일롯별로 탐색창의 크기를 설정하여 시스템 파라미터 메시지에 추가하는 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계와,

   상기 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계 수행 후, 상기 기준 파일롯의 기지국이 상기 탐색 우선 등급 부여 및 이웃 기지국 리스트 메시지 추가 단계와 탐색창 크기 설정 및 시스템 파라미터 메시지 추가 단계에서 각각 추가된 이웃 기지국 리스트 메시지와 시스템 파라미터 메시지를 이동국으로 전송하여 이동국이 이를 수신하는 메시지 전송 및 수신 단계와,

   상기 이동국이 상기 메시지 전송 및 수신 단계에서 수신된 이웃 기지국 리스트 메시지의 필드로 추가된 이웃 기지국에 대한 탐색 우선 등급과 시스템 파라미터 메시지에 추가된 탐색창의 크기에 따라 이웃 기지국의 파일롯을 탐색하는 기지국의 파일롯 탐색 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템내 이동국의 파일롯 탐색방법.