KR100478911B1 - 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 관한 것으로, 이동국에서 애드되어 있는 기지국/섹터의 신호 세기를 측정하면서 측정된 신호 세기와 운용자에 의하여 지정된 파라미터 값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 핸드 오프 조건에 만족하는 해당 기지국에 대하여 드롭을 요청하는 메시지를 기지국을 통해 트래픽 송수신부로 전송하는 단계와, 트래픽 송수신부에서 현재 역방향 데이터를 선택하여 드롭 요청 메시지와 함께 역방향 전력 제어의 기준이 되는 기지국 리스트를 핸드 오프 제어부로 전송하는 단계와, 핸드 오프 제어부에서 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 드롭 요청된 해당 기지국을 비교하여 그 비교 결과에 따라 선택 기지국과 해당 기지국이 동일하지 않으면 해당 기지국을 드롭하도록 정보를 트래픽 송수신부로 통해 이동국으로 전송하는 단계와, 핸드 오프 제어부에서 비교 결과에 따라 선택 기지국과 해당 기지국이 동일하면 이동국이 일정 시간 후 제 1 단계를 재수행하도록 메시지를 전송하는 제 4 단계를 포함하며, 순방향 링크와 역방향 링크의 커버리지 차이가 심한 환경에서 소프트 핸드 오프 수행시 콜 드롭이나 음질 불량 및 데이터 처리량의 저하를 방지하는 이점이 있다.

Description

셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법{SOFT HAND-OFF METHOD FOR CELLULAR SYSTEM}
본 발명은 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 이동국에서 순방향 링크의 전파 세기를 측정하여 특정 기지국/섹터의 드롭(Drop)을 요청할 때에 이동 교환국이 역방향 링크를 고려하여 해당 기지국의 드롭 여부를 결정하도록 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 셀룰러 시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 이동국(Mobile Station)(10)에게 이동 통신 서비스를 제공하는 기지국(Base Station)(11)(12)(13)과, 다수 기지국의 이동 교환 업무를 관장하는 이동 교환국(Mobile Switching Center)(14)과, 다수 이동 교환국을 연결하는 일반 공중 교환 전화 네트워크(Pubic Switched Telephone Network)(15)로 구성된다.
핸드 오프는 이동국(10)이 하나의 통신 가능 구역(Coverage Area)에서 다른 통신 가능 구역으로 이동할 때 기지국들과 이동국이 네트워크 통신을 유지하는 과정이다. 각 통신 가능 구역은 일반적으로 기지국에 의해 서비스되는 셀(cell)로 정의된다. 또한 각 셀은 개별적인 셀이 통신 가능 구역에서 무선 통신을 제공하는 수 개의 섹터(Sector)들로 나누어지며, 핸드 오프는 동일한 셀의 2개 섹터사이에서 매우 자주 발생한다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서의 핸드 오프는 2가지 타입, 즉 하드 핸드 오프(Hard Hand-off)와 소프트 핸드 오프(Soft Hand-off) 처리가 지원되는데, 동일한 셀의 2개 섹터사이의 핸드 오프는 소프트 핸드 오프 루틴에 의해 실행된다. 소프트 핸드 오프동안에 통신 링크는 현재 진행중인 캐리어(Carrier) 주파수와 동일한 주파수를 갖는 캐리어로 전송된다. 결과적으로 소프트 핸드 오프를 시작한 이동국은 핸드 오프 과정동안에 현재 통신 링크를 단절시키지 않는다. 하드 핸드 오프에서는 현재 진행중인 통신 링크가 핸드 오프동안에 다른 캐리어 주파수로 단절된다.
이동국은 접속의 양방향으로 정보를 교환할 수 있도록 하는 듀플렉싱(이중화) 방식을 이용하여 기지국과 통신한다. 기지국으로부터 이동국으로의 송신은 통상적으로 "다운링크" 송신으로 지칭되며, 이동국으로부터 기지국으로의 송신은 통상적으로 "업링크" 송신으로 지칭된다. CDMA 및 FDMA 통신 시스템의 경우 다운링크는 통상적으로 "순방향" 링크로 지칭되며, 업링크는 통상적으로 "역방향" 링크로 지칭된다.
한편, 종래 기술에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 의하면, 이동국은 순방향 링크의 전파 세기를 측정한 후에 운용자가 효율적 자원 관리 및 핸드 오프의 원활한 수행을 위하여 지정한 파라미터(예: T_ADD, T_DROP, T_COMP)값을 고려하여 특정 기지국/섹터의 드롭을 요청하며, 이동 교환국은 이러한 이동국의 핸드 오프 요청, 즉 해당 기지국의 드롭 요청에 따라 해당 기지국/섹터를 드롭하여 소프트 핸드 오프를 수행한다. 다시 말해서 순방향 링크 상태만이 고려되어 소프트 핸드 오프 여부가 결정된다.
그런데, 셀룰러 통신 시스템에서 널리 공지된 문제점으로는 순방향 및 역방향 링크에서 신호 강도 불균형으로 인한 시스템 성능 저하가 있다. 이를 해결하기 위하여 시스템 설계자는 역방향 링크에 의해 허용되는 신호 경로 손상이 순방향 링크에 의해 허용되는 손상과 같거나 또는 거의 같아지도록 한다. 즉 순방향과 역방향 링크의 균형을 잡는 것이다. 그러나 시스템 로딩 등의 동적으로 변화하는 네트워크 조건, 안테나 패턴 부정합, 안테나 게인에서의 차이, 다른 채널 변이로 인해 신호 강도 불균형이 여전히 발생하게 된다.
이와 같이, 순방향 링크와 역방향 링크의 커버리지 차이가 심한 환경에서는 종래 기술에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 의하면 소프트 핸드 오프 수행시, 즉 해당 기지국을 드롭 시킬 때에 역방향 전력 제어(Reverse Power Control)의 불안정으로 인하여 콜 드롭(Call Drop)이나 음질 불량 및 데이터 처리량(Data Throughput)의 저하가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로, 이동국에서 순방향 링크의 전파 세기를 측정하여 특정 기지국/섹터의 드롭을 요청할 때에 이동 교환국이 역방향 링크를 고려하여 해당 기지국의 드롭 여부를 결정하도록 함으로써, 순방향 링크와 역방향 링크의 커버리지 차이가 심한 환경에서 소프트 핸드 오프 수행시 콜 드롭이나 음질 불량 및 데이터 처리량의 저하를 방지하는 데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 트래픽의 송신 및 수신을 주관하는 트래픽 송수신부와 핸드 오프를 제어하는 핸드 오프 제어부에 통해 다수의 이동국 및 기지국 간의 이동 교환 업무를 관장하는 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 있어서, 상기 이동국에서 애드(Add)되어 있는 기지국/섹터의 신호 세기를 측정하면서 측정된 신호 세기와 운용자에 의하여 지정된 파라미터 값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 핸드 오프 조건에 만족하는 해당 기지국에 대하여 드롭(Drop)을 요청하는 메시지를 상기 기지국을 통해 상기 트래픽 송수신부로 전송하는 제 1 단계와, 상기 트래픽 송수신부에서 현재 역방향 데이터를 선택하여 상기 드롭 요청 메시지와 함께 역방향 전력 제어의 기준이 되는 기지국 리스트를 상기 핸드 오프 제어부로 전송하는 제 2 단계와, 상기 핸드 오프 제어부에서 상기 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 상기 드롭 요청된 해당 기지국을 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 선택 기지국과 상기 해당 기지국이 동일하지 않으면 상기 해당 기지국을 드롭하도록 정보를 상기 트래픽 송수신부로 통해 상기 이동국으로 전송하는 제 3 단계와, 상기 핸드 오프 제어부에서 상기 비교 결과에 따라 상기 선택 기지국과 상기 해당 기지국이 동일하면 상기 이동국이 일정 시간 후 상기 제 1 단계를 재수행하도록 메시지를 전송하는 제 4 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예로는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 실시예를 통해 본 발명의 목적, 특징 및 이점들을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 소프트 핸드 오프 처리 방법은 도 1에 도시된 일반적인 셀룰러 시스템에 적용되는데, 이하의 설명에서는 이동 교환국의 여러 구성 요소 중에서 트래픽(Traffic)의 송신 및 수신을 주관하는 트래픽 송수신부(예: Vocoder)와 핸드 오프를 제어하는 핸드 오프 제어부(예 : CCP; Call Control Processor)의 신호 처리를 개별적으로 설명하기로 한다.
<제 1 실시예>
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
기지국＃1과 기지국＃2의 소프트 핸드 오프 진행시, 이동국과 트래픽 송수신부 및 핸드 오프 제어부는 기지국＃1과 기지국＃2를 액티브(Active) 기지국으로 인식하며, 트래픽 송수신부는 기지국＃1과 기지국＃2에서 수신되는 데이터 중 양호한 데이터를 선택하여 처리하며, 기지국＃1과 기지국＃2는 이동국이 빠른 역방향 전력 제어(Fast Reverse Power Control)를 수행할 수 있도록 기준값을 제시하고, 이동국에서는 기지국＃1과 기지국＃2에서 전송된 전력 제어 비트(Power Control Bit)에 따라 빠른 역방향 전력 제어를 수행한다(S201).
이동국은 애드(Add)되어 있는 기지국/섹터의 신호 세기, 즉 전파 세기(Ec/Io)를 측정하면서 측정된 신호 세기와 운용자에 의하여 지정된 파라미터(예: T_DROP, T_TDROP) 값을 비교한다(S202∼S203).
여기서, 이동국은 소프트 핸드 오프 조건에 만족하는 해당 기지국이 존재하면, 즉 특정 기지국의 순방향 링크 전파 세기가 파라미터 값 이하인 것으로 판단되면 해당 기지국에 대하여 드롭을 요청하는 메시지를 기지국(채널 카드)으로 전송한다(S204).
그러면, 기지국은 이동국으로부터 전송된 드롭 요청 메시지를 트래픽 송수신부로 전송하며, 트래픽 송수신부는 드롭 요청에 대한 응답으로 요청 응답 메시지(Layer 2 Ack)를 이동국으로 전송한다(S205∼S206).
트래픽 송수신부는 전송 받은 해당 기지국 드롭 요청 메시지를 핸드 오프 제어부로 전송하는데, 이때 현재 역방향 데이터를 선택, 즉 기지국＃1과 기지국＃2에서 수신되는 데이터 중 수신 양호한 특정 기지국의 데이터를 선택하여 드롭 요청 메시지와 함께 역방향 전력 제어의 기준이 되는 기지국 리스트를 핸드 오프 제어부로 전송한다(S207∼S208).
소프트 핸드 오프를 위한 해당 기지국의 드롭을 결정하는 핸드 오프 제어부는 트래픽 송수신부로부터 전송 받은 드롭 요청 메시지에 의거하여 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 이동국에 의하여 드롭 요청된 해당 기지국을 비교한다(S209).
선택된 기지국과 드롭 요청된 기지국이 동일하지 않으면 핸드 오프 제어부는 바로 해당 기지국의 드롭을 결정하며, 해당 기지국을 드롭하도록 정보를 트래픽 송수신부로 전송함으로써 해당 기지국 드롭 메시지가 이동국으로 전송된다(S210∼S211).
선택된 기지국과 드롭 요청된 기지국이 동일하면 핸드 오프 제어부는 해당 기지국의 드롭을 바로 결정하지 않고 이동국이 순방향 전파 환경 및 파라미터를 비교하여 핸드 오프 메시지를 재요청할 때에 다시 순방향/역방향 링크를 고려하여 드롭 여부를 결정하게 된다. 이를 위해 핸드 오프 제어부는 트래픽 송수신부를 통해 이동국으로 리세트 리포트, 즉 내부 타이머 구동 메시지를 전송한다(S212).
이후, 이동국은 핸드 오프 제어부로부터의 리세트 리포트에 따라 내부 타이머(예: T_TDROP 타이머)를 구동시켜 타이머 구동이 완료되면 단계 S202 내지 S205를 재수행하며, 이에 따라 단계 S206 내지 S210이 반복된다. 즉 이동국에 의하여 특정 기지국의 드롭이 요청되더라도 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 드롭 요청된 특정 기지국이 동일하지 않을 경우에만 드롭, 즉 핸드 오프되는 것이다.
<제 2 실시예>
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이에 나타낸 제 2 실시예에 따른 소프트 핸드 오프 처리 방법에서 단계 S301 내지 S311은 도 2에 도시된 제 1 실시예에 따른 소프트 핸드 오프 처리 방법의 단계 S201 내지 S211과 동일한 신호 처리 흐름이나 설명의 이해를 돕기 위하여 다시 설명하고자 한다.
기지국＃1과 기지국＃2의 소프트 핸드 오프 진행시, 이동국과 트래픽 송수신부 및 핸드 오프 제어부는 기지국＃1과 기지국＃2를 액티브(Active) 기지국으로 인식하며, 트래픽 송수신부는 기지국＃1과 기지국＃2에서 수신되는 데이터 중 양호한 데이터를 선택하여 처리하며, 기지국＃1과 기지국＃2는 이동국이 빠른 역방향 전력 제어(Fast Reverse Power Control)를 수행할 수 있도록 기준값을 제시하고, 이동국에서는 기지국＃1과 기지국＃2에서 전송된 전력 제어 비트(Power Control Bit)에 따라 빠른 역방향 전력 제어를 수행한다(S301).
이동국은 애드(Add)되어 있는 기지국/섹터의 신호 세기, 즉 전파 세기(Ec/Io)를 측정하면서 측정된 신호 세기와 운용자에 의하여 지정된 파라미터(예: T_DROP, T_TDROP) 값을 비교한다(S302∼S303).
여기서, 이동국은 소프트 핸드 오프 조건에 만족하는 해당 기지국이 존재하면, 즉 특정 기지국의 순방향 링크 전파 세기가 파라미터 값 이하인 것으로 판단되면 해당 기지국에 대하여 드롭을 요청하는 메시지를 기지국(채널 카드)으로 전송한다(S304).
그러면, 기지국은 이동국으로부터 전송된 드롭 요청 메시지를 트래픽 송수신부로 전송하며, 트래픽 송수신부는 드롭 요청에 대한 응답으로 요청 응답 메시지(Layer 2 Ack)를 이동국으로 전송한다(S305∼S306).
트래픽 송수신부는 전송 받은 해당 기지국 드롭 요청 메시지를 핸드 오프 제어부로 전송하는데, 이때 현재 역방향 데이터를 선택, 즉 기지국＃1과 기지국＃2에서 수신되는 데이터 중 수신 양호한 특정 기지국의 데이터를 선택하여 드롭 요청 메시지와 함께 역방향 전력 제어의 기준이 되는 기지국 리스트를 핸드 오프 제어부로 전송한다(S307∼S308).
소프트 핸드 오프를 위한 해당 기지국의 드롭을 결정하는 핸드 오프 제어부는 트래픽 송수신부로부터 전송 받은 드롭 요청 메시지에 의거하여 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 이동국에 의하여 드롭 요청된 해당 기지국을 비교한다(S309).
선택된 기지국과 드롭 요청된 기지국이 동일하지 않으면 핸드 오프 제어부는 바로 해당 기지국의 드롭을 결정하며, 해당 기지국을 드롭하도록 정보를 트래픽 송수신부로 전송함으로써 해당 기지국 드롭 메시지가 이동국으로 전송된다(S310∼S311).
선택된 기지국과 드롭 요청된 기지국이 동일하면 핸드 오프 제어부는 해당 기지국의 드롭을 바로 결정하지 않고 이동국이 순방향 전파 환경 및 파라미터를 비교하여 핸드 오프 메시지를 재요청할 때에 다시 순방향/역방향 링크를 고려하여 드롭 여부를 결정하게 된다. 이를 위해 내부 메모리에서 타이머를 구동시켜 타이머 구동이 완료되면 트래픽 송수신부를 통해 이동국으로 파일럿 강도의 측정을 요청하는 메시지(예: PMRO; Pilot Strength Request Order)를 전송한다(S312∼S314).
이후, 이동국은 핸드 오프 제어부로부터의 파일럿 강도 측정 요청 메시지에 따라 단계 S302 내지 S305를 재수행하며, 이에 따라 단계 S306 내지 S310이 반복된다. 즉 이동국에 의하여 특정 기지국의 드롭이 요청되더라도 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 드롭 요청된 특정 기지국이 동일하지 않을 경우에만 드롭, 즉 핸드 오프되는 것이다.
상기에서는 본 발명의 일 실시예에 국한하여 설명하였으나 본 발명의 기술이 당업자에 의하여 용이하게 변형 실시될 가능성이 자명하다.
일예로, 이동 교환국에서 이동국이 요청한 핸드 오프 처리 중에 순방향 전파 환경 상에 다른 이벤트가 발생하여 이동국이 다른 핸드 오프를 요청하면 나중에 요청된 핸드 오프 메시지를 무효 처리하고, 먼저 처리 중인 핸드 오프 완료 후에 이동국으로 파일럿 강도 측정 요청 메시지를 전송할 수도 있다.
이러한 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술사상에 포함된다고 하여야 할 것이다.
전술한 바와 같이 본 발명은 이동국에서 순방향 링크의 전파 세기를 측정하여 특정 기지국/섹터의 드롭을 요청할 때에 이동 교환국이 역방향 링크를 고려하여 해당 기지국의 드롭 여부를 결정하도록 함으로써, 순방향 링크와 역방향 링크의 커버리지 차이가 심한 환경에서 소프트 핸드 오프 수행시 콜 드롭이나 음질 불량 및 데이터 처리량의 저하를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 셀룰러 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법을 설명하기 위한 흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 이동국 11, 12, 13 : 기지국
14 : 이동 교환국 15 : 일반전화 네트워크

Claims (6)

  1. 트래픽의 송신 및 수신을 주관하는 트래픽 송수신부와 핸드 오프를 제어하는 핸드 오프 제어부에 통해 다수의 이동국 및 기지국 간의 이동 교환 업무를 관장하는 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법에 있어서,
    상기 이동국에서 애드(Add)되어 있는 기지국/섹터의 신호 세기를 측정하면서 측정된 신호 세기와 운용자에 의하여 지정된 파라미터 값을 비교하여 그 비교 결과에 따라 핸드 오프 조건에 만족하는 해당 기지국에 대하여 드롭(Drop)을 요청하는 메시지를 상기 기지국을 통해 상기 트래픽 송수신부로 전송하는 제 1 단계와,
    상기 트래픽 송수신부에서 현재 역방향 데이터를 선택하여 상기 드롭 요청 메시지와 함께 역방향 전력 제어의 기준이 되는 기지국 리스트를 상기 핸드 오프 제어부로 전송하는 제 2 단계와,
    상기 핸드 오프 제어부에서 상기 트래픽 송수신부에 의하여 선택된 기지국과 상기 드롭 요청된 해당 기지국을 비교하여 그 비교 결과에 따라 상기 선택 기지국과 상기 해당 기지국이 동일하지 않으면 상기 해당 기지국을 드롭하도록 정보를 상기 트래픽 송수신부로 통해 상기 이동국으로 전송하는 제 3 단계와,
    상기 핸드 오프 제어부에서 상기 비교 결과에 따라 상기 선택 기지국과 상기 해당 기지국이 동일하면 상기 이동국이 일정 시간 후 상기 제 1 단계를 재수행하도록 메시지를 전송하는 제 4 단계를 포함하는 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 단계는
    상기 이동국에 의하여 비교되는 상기 파라미터 값이 T_DROP, T_TDROP 값인 것을 특징으로 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는
    상기 핸드 오프 제어부가 상기 트래픽 송수신부를 통해 상기 이동국으로 내부 타이머 구동 메시지를 전송하며,
    상기 이동국은 상기 구동 메시지에 따라 내부 타이머를 구동시켜 타이머 구동이 완료된 이후에 상기 제 1 단계를 재수행하는 것을 특징으로 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 내부 타이머는 T_TDROP 타이머인 것을 특징으로 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 제 4 단계는
    상기 핸드 오프 제어부에서 내부 타이머를 구동시켜 타이머 구동이 완료되면 상기 트래픽 송수신부를 통해 상기 이동국으로 파일럿 강도의 측정을 요청하는 메시지를 전송하며,
    상기 이동국은 상기 핸드 오프 제어부로부터의 파일럿 강도 측정 요청 메시지에 따라 상기 제 1 단계를 재수행하는 것을 특징으로 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 단계 및 제 4 단계는
    상기 핸드 오프 제어부에서 상기 이동국이 요청한 핸드 오프 처리 중에 순방향 전파 환경 상에 다른 이벤트가 발생하여 상기 이동국이 다른 핸드 오프를 요청하면 나중에 요청된 핸드 오프 메시지를 무효 처리하고, 먼저 처리 중인 핸드 오프 완료 후에 상기 이동국으로 상기 파일럿 강도 측정 요청 메시지를 전송하는 것을 특징으로 한 셀룰러 시스템의 소프트 핸드 오프 처리 방법.
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