KR100540833B1 - 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 기반으로 한 각 인접 셀들에 대한 단말기 근접도에 따라 핸드오버를 시도하게 함으로써 보다 정확한 핸드오버가 가능하도록 한 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다.

본 발명은 이동통신 단말기의 주기적인 위치 추적 정보를 기반으로 단말기 이동속도 및 방향성을 산출하고, 이를 이용하여 단말기 근접도를 계산해서 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 주고, 이동통신 단말기에서 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버를 시도함으로써, 이동통신 단말기가 이동중인 경우에도 보다 신속하고 정확하게 핸드오버를 수행할 수 있게 되고, 결국 보다 안정적으로 통화중인 호를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 단말기 근접도를 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버 처리를 수행함으로써, 핸드오버에 실패하더라도 즉시 채널을 복원할 수 있어 호가 단절되는 빈도수를 줄일 수 있게 된다.

기지국 제어기, 이동통신 단말기, 핸드오버, 이동속도, 방향성, 핸드오버 셀 리스트

Description

이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법{Handover Method In The Mobile Communication System}

도 1은 이동통신 단말기에 대한 핸드오버 동작을 설명하기 위한 네트웍 환경을 예시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 설명하기 위한 동작 순서도.

본 발명은 이동통신 단말기의 핸드오버에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 기반으로 한 각 인접 셀들에 대한 단말기 근접도에 따라 핸드오버를 시도하게 함으로써 보다 정확한 핸드오버가 가능하도록 한 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 단말기는 이동성과 휴대성을 기본으로 하고 있으며, 그 보급이 확산되면서 서비스 품질을 향상시키고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 서비스 품질 향상 중의 하나가 통신 단절이 없는 이동성을 제공하기 위해 핸드오버(Handover) 기능을 수행하는 것이라 할 수 있다.

한편으로, 이동통신 서비스 방식의 하나인 GSM(Global System for Mobile communication) 방식은 유럽국가간 로밍을 위한 광대역 유럽형 비동기식 통신 규격으로, 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 시간 분할 다중 액세스(TDMA)를 같이 사용하여 가입자를 분리 수용한다.

그리고, 이러한 GSM 네트웍에서는 이동통신 단말기가 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동하는 경우 단지 하나의 핸드오버(handover) 할 채널만을 할당해 주고, 핸드오버에 실패할 경우 다시 본래의 서빙 셀에 할당된 채널로 복원하는 동작을 수행하고 있다.

예를 들어, 임의의 이동통신 단말기가 첨부된 도면 도 1과 같이 A 셀에서 C 셀로 이동하는 경우 C 셀과의 핸드오버에 실패할 경우 다시 서빙 셀인 A 셀에 할당된 채널로 복원하려고 한다. 하지만, 도 1에서와 같이 이동통신 단말기가 이미 I셀과 근접한 위치로 이동한 상태라면 A 셀에 할당된 채널로의 복원은 실패할 가능성이 높고, 결국 호(call)가 지속되지 못하고 단절되는 현상이 발생하게 된다.

전술한 바와 같이, 종래의 GSM 프로토콜에 의해 제공되는 핸드오버 방식에 따르면, 이동통신 단말기의 핸드오버시 단지 하나의 핸드오버 채널만을 할당해 주고, 핸드오버에 실패할 경우 다시 본래의 서빙 셀에 할당된 채널로 복원하도록 하고 있는 바, 이동통신 단말기가 이동중인 경우 핸드오버에 실패할 확률이 높아서 호가 지속되지 못하고 단절되는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 그 목적은, 이동통신 단말기의 주기적인 위치 추적 정보를 기반으로 단말기 이동속도 및 방향성을 산출하고, 이를 이용하여 단말기 근접도를 계산해서 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 줌으로써, 이동통신 단말기에서 자신의 이동속도 및 방향성을 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버를 시도할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버를 시도하게 함으로써, 이동통신 단말기가 이동중인 경우에도 보다 신속하고 정확하게 핸드오버를 수행할 수 있도록 하고, 나아가 보다 안정적으로 통화중인 호를 유지할 수 있도록 하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 단말기 근접도를 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버 처리를 수행하게 함으로써, 핸드오버에 실패하더라도 즉시 채널을 복원하여 호가 단절되는 빈도수를 줄일 수 있도록 하는데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 특징은, 이동통신 단말기 의 주기적인 위치 추적 정보를 기반으로 각 인접 셀들에 대한 단말기 근접도를 계산하는 과정과; 상기 단말기 근접도에 따라 인접 셀들에 대한 채널 정보를 포함하는 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 상기 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 주는 과정과; 상기 이동통신 단말기에서 핸드오버 셀 리스트를 참조하여 단말기 근접도가 높은 순서대로 채널 정보를 추출하여 대응하는 인접 셀로의 핸드오버를 시도하는 과정을 포함하는 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 제공하는데 있다.

그리고, 상술한 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법은, 상기 이동통신 단말기에서 인접하는 셀들로부터 주기적으로 신호를 받아 자신의 위치 추적을 하거나, GPS 위성을 이용하여 주기적으로 자신의 위치를 추적하여, 셀 중심이 되는 기지국에서의 거리, 방향 및 측정 주기를 포함하는 위치 추적 정보를 상위 시스템으로 전송해 주는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단말기 근접도를 계산하는 과정은, 상기 이동통신 단말기로부터 주기적으로 전송되는 위치 추적 정보를 분석하여 상기 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 산출하는 단계와; 상기에서 산출한 단말기 이동속도 및 방향성을 기반으로 각 인접 셀들에 대한 상기 이동통신 단말기의 근접도를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서는 이동통신 시스템을 구성하는 네트웍 상의 기지국 제어기(또는 그 상위의 망 요소)에서 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 기반으로 이동통신 단말기의 인접 셀에 대한 근접도를 계산하여 핸드오버 셀 리스트를 작성해서 이 동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 주고, 이동통신 단말기에서는 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 핸드오버를 시도함으로써, 이동통신 단말기가 이동중인 경우에도 보다 신속하고 정확하게 핸드오버를 수행할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법은 상술한 바와 같이 이동통신 단말기와 기지국 제어기 간의 상호 연동성에 의해 제공되는데, 이때 이동통신 단말기는 주기적으로 자신의 위치를 추적하여 해당되는 위치 추적 정보를 기지국을 통해 기지국 제어기 측으로 전송하고, 핸드오버시 기지국 제어기로부터 전송받은 핸드오버 셀 리스트를 참조하여 그 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버를 시도한다.

그리고, 기지국 제어기는 이동통신 단말기로부터 주기적으로 전송되는 위치 추적 정보를 분석하여 그 단말기의 이동속도 및 방향성을 산출하고, 이를 기반으로 이동통신 단말기의 인접 셀에 대한 근접도를 계산하여 근접도가 높은 순서대로 핸드오버 셀 리스트를 작성한 후, 이렇게 작성한 핸드오버 셀 리스트를 해당되는 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 준다.

이와 같은 이동통신 단말기와 기지국 제어기 간의 상호 연동성을 기반으로 하는 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서의 핸드오버 동작을 첨부한 도면 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 핸드오버 동작을 설명하기에 앞서, 그 설명의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면 도 1과 같이 다중 셀로 구성된 이동통신 시스템에서 임의의 이동통신 단말기가 A 셀에서 C 셀을 거쳐 I 셀 방향으로 이동하는 경우를 가정하여 설 명하기로 한다.

이때, 서빙 셀인 A 셀에 위치한 이동통신 단말기는 자신이 측정한 수신레벨(rxlevel)값과 수신품질(rxquality)값을 A 셀의 기지국 즉, 기지국 A로 전송하게 되고, 기지국 A는 이동통신 단말기로부터 전송되는 수신레벨값 및 수신품질값을 분석하여 핸드오버가 필요한지를 확인하게 되며, 이때 핸드오버가 필요한 것으로 확인되는 경우 해당되는 이동통신 단말기로 핸드오버 커맨드(Handover Command)를 요구하게 된다.

그러면, 이동통신 단말기는 RACH(Random Access CHannel)를 통해 타이밍 정보 요청 신호를 핸드오버할 셀 즉, C 셀로 전송하고, C 셀은 RACH를 보고 타이밍이 얼마나 틀어졌는지를 계산하여 이동통신 단말기로 전송해 줌으로써, 이동통신 단말기의 핸드오버가 이루어지게 된다.

이러한 절차를 통해 핸드오버가 이루어지는 상황에서, 이동통신 단말기는 주기적으로 자신의 위치를 추적하게 되는데, 예를 들어 통화중인 경우에는 26 프레임마다 하나씩 존재하는 아이들 프레임을 이용해서 인접하는 셀로부터 각각 1 버스트 간격(burst term)으로 신호를 받아 위치 추적을 하거나, GPS 위성을 이용하여 위치 추적을 하는 등 기존의 위치 추적 알고리즘에 따라 자신의 위치를 주기적으로 추적하게 되며(스텝 S21), 이러한 위치 추적 정보 즉, 서빙 셀인 A 셀의 중심(즉, 기지국 A)에서의 거리, 방향 및 측정 주기 등을 포함하는 위치 추적 정보를 기지국 A를 통해 기지국 제어기(도면에 도시되어 있지 않음)로 전송하게 된다(스텝 S22).

이에, 기지국 제어기는 이동통신 단말기로부터 주기적으로 전송되는 위치 추 적 정보를 분석하여 해당되는 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 산출하게 되고(스텝 S23), 이렇게 산출한 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 기반으로 각 인접 셀들(A~K)에 대한 단말기 근접도를 계산하게 되며(스텝 S24), 이때 계산된 단말기 근접도를 기준으로 해당되는 단말기 근접도가 높은 순서대로 각 인접 셀에 대한 채널 정보를 포함하는 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 주기적으로 갱신하게 된다(스텝 S25).

그리고, 기지국 제어기는 이동통신 단말기로부터 전송되는 위치 추적 정보에 따라 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 이를 주기적으로 갱신하면서, 해당되는 이동통신 단말기에 대한 핸드오버 요청이 있는지를 확인하여, 핸드오버 요청이 있는 경우 앞에서 작성한 핸드오버 셀 리스트를 기지국을 통해 이동통신 단말기로 전송해 주게 된다(스텝 S26).

이후, 이동통신 단말기는 기지국 제어기로부터 전송받은 핸드오버 셀 리스트를 검색하여, 그 우선순위에 따라 즉, 단말기 근접도가 높은 순서대로 채널 정보를 추출하여 핸드오버를 시도하게 되는데(스텝 S27), 우선 단말기 근접도가 가장 높은 인접 셀인 C 셀에 대한 채널 정보를 핸드오버 시도할 채널 정보로 추출한 후에 이를 기반으로 핸드오버를 시도하게 되며, 이와 같이 이동통신 단말기는 자신의 이동속도 및 방향성을 기반으로 핸드오버를 시도함에 따라 기존에 비해 정확한 핸드오버를 수행할 수 있게 된다.

또한, 이동통신 단말기에서 단말기 근접도가 가장 높은 인접 셀로의 핸드오버를 시도하였으나, 핸드오버에 실패한 경우에는 시스템 측면에서의 오류를 제외하 면 그 원인을 핸드오버 시도할 인접 셀의 선택이 잘못되었음을 의미하는데, 기존에는 핸드오버에 실패한 경우 다시 본래의 서빙 셀에 할당된 채널로 복원하려고 하는데 반하여, 본 발명에서는 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 고려하여 다음으로 단말기 근접도가 높은 인접 셀에 대한 채널 정보를 핸드오버 시도할 채널 정보로 추출한 후에 이를 기반으로 핸드오버를 시도함으로써, 핸드오버에 실패한 경우에도 즉시 채널을 다시 복원할 가능성이 높아 호가 단절되는 빈도수를 줄일 수 있게 된다. 특히, 위의 실시예에서 셀의 관리 범위가 작고 이동통신 단말기의 이동속도가 빠른 경우 한번 핸드오버에 실패했을 때 해당되는 이동통신 단말기는 인접 셀인 C 셀을 거쳐 I 셀까지 이동해 갔을 가능성이 높은데도 종래에는 다시 A 셀로 복원하려는데 반하여, 본 발명에서는 단말기 근접도가 다음으로 높은 인접 셀인 I 셀에 대한 채널 정보를 이용하여 핸드오버를 시도하게 된다.

보다 바람직하게는, 핸드오버에 실패한 경우 무조건 다음으로 단말기 근접도가 높은 인접 셀에 대한 채널 정보를 이용하여 핸드오버를 시도하는 것이 아니라, 셀의 관리 범위와 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 함께 고려하여 핸드오버에 실패했던 인접 셀에 대한 채널 정보를 이용하여 핸드오버를 재시도하도록 제어함으로써, 보다 정확한 핸드오버를 수행할 수 있게 된다.

예를 들어, 도 1과 같은 경우 이동통신 단말기로부터 전송되는 두 시점간의 위치 추적 정보를 분석하여 즉, 이동통신 단말기가 A 셀에 위치했을 때의 위치 추적 정보와 C 셀로 이동했을 때의 위치 추적 정보를 이용하여 아래와 같은 알고리즘에 따라 단말기 근접도를 계산하여 핸드오버 셀 리스트를 작성할 수 있는데, 먼저 이동통신 단말기의 방향성과 관련하여 이를 방향성 가중치로 산출하면, 이는 이동통신 단말기의 위치가 'd-c < 0' 이면 방향성 가중치를 '1'로, 'b-a >0'이면 방향성 가중치를 '0.5'로 산출하게 된다.

그리고, 이동속도와 관련하여 이를 이동속도 가중치로 산출하면, 이는 단말기 이동속도가 일정속도 예컨대 '100Km/h' 이상이고 방향성(d-c 또는 b-a)이 음수이면 이동속도 가중치를 '*3'으로, 방향성이 양수이면 이동속도 가중치를 '/3'으로 산출하게 되고, 단말기 이동속도가 '100Km/h' 미만이고 방향성(d-c 또는 b-a)이 음수이면 이동속도 가중치를 '*1'로, 방향성이 양수이면 이동속도 가중치를 '/1'로 산출하게 된다.

이와 같이 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 산출한 상태에서, 만약 이동통신 단말기의 현재 속도가 160Km/h 라고 가정하고, A 셀과 C 셀 사이에서 거리 팩터를 계산해 보면, A 셀은 'b(최후 상태에서 기지국과 단말기 간의 거리)*0.5(방향성 가중치)/3(이동속도 가중치)'이 되고, C 셀은 'd(최후 상태에서 기지국과 단말기 간의 거리)*1(방향성 가중치)*3(이동속도 가중치)'이 된다. 따라서, C 셀에 대한 거리 팩터가 더 큰 값으로 계산되고, 이는 현재 이동통신 단말기가 C 셀에 더 근접해 있음을 의미한다.

이러한 방식으로 인접 셀들에 대해서 앞의 파라미터를 전부 산출한 후에 그 값이 큰 순서대로 인접 셀들에 대한 채널 정보를 정렬함으로써, 현재 이동통신 단말기의 위치와 이동속도 및 방향성을 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트를 작성할 수 있게 되며, 이렇게 작성된 핸드오버 셀 리스트를 핸드오버할 이동통신 단말기로 전 송해 줌으로써 보다 정확한 핸드오버를 시도할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 실시예는 상술한 것으로 한정되지 않고, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 이동통신 단말기의 주기적인 위치 추적 정보를 기반으로 단말기 이동속도 및 방향성을 산출하고, 이를 이용하여 단말기 근접도를 계산해서 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 주고, 이동통신 단말기에서 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버를 시도함으로써, 이동통신 단말기가 이동중인 경우에도 보다 신속하고 정확하게 핸드오버를 수행할 수 있게 되고, 결국 보다 안정적으로 통화중인 호를 유지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 단말기 근접도를 기반으로 한 핸드오버 셀 리스트 상의 우선순위에 따라 인접 셀로의 핸드오버 처리를 수행함으로써, 핸드오버에 실패하더라도 즉시 채널을 복원할 수 있어 호가 단절되는 빈도수를 줄일 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 이동통신 단말기의 주기적인 위치 추적 정보를 기반으로 각 인접 셀들에 대한 단말기 근접도를 계산하는 과정과;

   상기 단말기 근접도에 따라 인접 셀들에 대한 채널 정보를 포함하는 핸드오버 셀 리스트를 작성하여 상기 이동통신 단말기의 핸드오버시 전송해 주는 과정과;

   상기 이동통신 단말기에서 핸드오버 셀 리스트를 참조하여 단말기 근접도가 높은 순서대로 채널 정보를 추출하여 대응하는 인접 셀로의 핸드오버를 시도하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 이동통신 단말기에서 인접하는 셀들로부터 주기적으로 신호를 받아 자신의 위치 추적을 하거나, GPS 위성을 이용하여 주기적으로 자신의 위치를 추적하여, 셀 중심이 되는 기지국에서의 거리, 방향 및 측정 주기를 포함하는 위치 추적 정보를 상위 시스템으로 전송해 주는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 단말기 근접도를 계산하는 과정은, 상기 이동통신 단말기로부터 주기적으로 전송되는 위치 추적 정보를 분석하여 상기 이동통신 단말기의 이동속도 및 방향성을 산출하는 단계와;

   상기에서 산출한 단말기 이동속도 및 방향성을 기반으로 각 인접 셀들에 대한 상기 이동통신 단말기의 근접도를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 핸드오버 방법.

Images