KR100656782B1 - 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법 - Google Patents

무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 무선통신 시스템에서 동적으로 변해나가는 이동국들의 수신전력에 따라 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값들을 동적으로 결정하여, 망 자원의 소요를 최소화하면서 가입자에게 일정 수준 이상의 통화품질을 보장해 줄 수 있는 동적 소프트 핸드오프 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 방법에 있어서, 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기를 각각 구하는 단계; 제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 절대 역치값과 비교하여 핸드오프를 결정하는 단계; 상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 상기 절대 역치값 보다 작은 소정의 임계값와 비교하여, 상기 소정의 임계값을 기준으로 상기 제2 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)을 동적으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기차와 상기 동적으로 결정된 기지국 파일럿 세기값(Tadd )을 비교하여, 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에 진입하는 것을 억제하여 소프트 핸드오프 여부를 결정하는 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 시스템의 소프트 핸드오프 등에 이용됨.
소프트 핸드오프, 동적 소프트 핸드오프, 활성집합, 절대역치값, 시간계측기, 탈락시계기법

Description

무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법{Dynamic soft handoff method in wireless telecommunication system}
도 1 은 일반적인 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도.
도 2 내지 도 5 는 본 발명에 따른 동적 소프트 핸드오프 방법에 대한 제1 내지 제4 실시예 흐름도.
도 6 은 본 발명에 이용되는 수신전력 Sa(d)에 따른 동적인 Tadd 값을 나타낸 일실시예 설명도.
도 7 은 본 발명에 이용되는 수신전력 Sb(d)에 따른 동적인 Tadd 값을 나타낸 일실시예 설명도.
도 8 은 본 발명에 이용되는 수신전력 Sa(d)에 따른 동적인 Tdrop 값을 나타낸 일실시예 설명도.
도 9 는 본 발명에 이용되는 수신전력 Sb(d)에 따른 동적인 Tdrop 값을 나타낸 일실시예 설명도.
본 발명은 무선통신 시스템에서 이동국(MS)의 수신신호 세기에 따라 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값을 동적으로 변화시킴으로써, 가입자에게 일정 수준 이상의 품질을 보장해 주고 망 자원의 사용을 최소화하며, 아울러 불필요한 핸드오프를 억제할 수 있는 방안을 제시하여 전체 시스템의 트래픽 부하를 줄일 수 있는 동적 소프트 핸드오프 방법에 관한 것이다.
먼저, 종래의 기술 및 본 발명의 기술요지를 이해하는데 도움이 될 수 있는, IS-95(International Standard-95) 규격을 근거로 구현한 직접 시퀀스 코드분할다중접속(DS-CDMA : Direct Sequence CDMA) 셀룰라 시스템에서 제공되는 핸드오프 서비스에 대해 살펴보기로 한다.
일반적으로, 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 셀룰러 시스템은 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 서비스 지역을 셀로 분할하고 사용된 주파수를 재사용한다.
이와 같이, 서비스 지역은 셀룰러 구획으로 나뉘어 있기 때문에 이동국(MS)이 다른 셀로 이동하는 경우에, 새로운 해당 셀을 관장하는 기지국(BTS)과 통신을 시작하는데, 이를 "핸드오프(Handoff)"라 한다.
IS-95 규격을 근거로 구현한 직접 시퀀스 코드분할다중접속(DS-CDMA) 셀룰라 시스템에서 제공되는 핸드오프 서비스에는 "소프트 핸드오프(Soft Handoff)" 방법과 "하드 핸드오프(Hard Handoff)" 방법이 있다.
상기 하드 핸드오프(Hard Handoff)는 현재의 기지국과 이동국간에 설정된 통화채널이 순간적으로 인접 기지국과 이동국간의 채널로 바뀌는 방법으로서, 짧은 시간이나마 통화가 끊기는 현상이 발생하고, 상기 소프트 핸드오프(Soft Handoff)는 이동국이 두 개 이상의 기지국과 일정시간 통화채널을 유지하여 통화가 끊김없이 서비스 영역을 바꾸는 방법이다.
예를 들면, 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 방법은 이동국이 서비스중인 기지국과 인접 기지국 사이에 있는 동안 동시에 두 개의 기지국으로부터 통화채널을 할당받아 통화하는 것을 말하고, 하드 핸드오프 방법(Hard Handoff)은 서비스중인 기지국과 인접 기지국에서 사용되는 주파수가 서로 다를 때 현재 주파수를 단절하고 인접 기지국이 지원하는 새로운 주파수로 바꾸어 통화를 계속하는 것을 말한다.
CDMA 셀룰러 시스템의 규격인 IS-95에서 정의한 소프트 핸드오프 절차는 도 1을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1 은 일반적인 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도로서, 기지국A에서 기지국B로 이동함에 따라 기지국A의 수신신호의 세기가 떨어지고, 기지국B의 수신신호의 세기는 점차 증가함을 보여준다.
핸드오프 시점을 결정하기 위하여 사용되는 파일럿 세기를 측정하는 파라미터는 다음과 같다.
Tadd는 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값이다.
Tdrop은 기지국이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값이다.
Tcomp(Tcompl)는 후보군의 기지국이 활성집합으로 들어가기 위한 후보군의 파일럿 세기와 활성집합의 파일럿 세기의 차이값 및 활성집합에 속해 있는 파일럿들의 세기 차이값을 비교하는 값이다.
Ttdrop는 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값이다.
ADD는 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 이동국이 인접 섹터 또는 셀로 이동할 때 인접 섹터 또는 셀의 파일럿이 활성집합으로 추가되는 것을 말한다.
DROP는 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 활성집합에 존재하는 파일럿이 삭제되는 것을 말한다.
파일럿 세기 측정 메시지(PSMM : Pilot Strength Measurement Message)는 기지국/기지국 제어기가 이동국으로부터 수신하는 파일럿 세기 측정용 메시지이다.
핸드오프 지시 메시지(HDM : Handoff Direction Message)는 기지국/기지국 제어기가 이동국으로 핸드오프를 요구할 때 사용하는 메시지이다.
도 1을 참조하여 소프트 핸드오프 절차를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 이동국이 기지국A에서 기지국B로 움직일 때, 기지국B의 파일럿 신호 세기가 Tadd보다 크면 이동국은 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 기지국으로 전송한다.
이후, 기지국은 핸드오프 지시 메시지(HDM)를 통하여 이동국에 기지국B의 트래픽 채널을 할당하고, 기지국B의 파일럿을 활성집합에 포함시킬 것을 명령한다. 이때, 이동국은 기지국A 및 기지국B와 동시에 통화로를 형성한다.
다음으로, 이동국이 점차 기지국B에 가까워짐에 따라, 기지국A의 파일럿 신호의 세기가 Tdrop 이하로 떨어진다. 이때, 이동국은 타이머를 작동시켜 Ttdrop 초 만큼 후에 기지국A의 파일럿 세기를 측정하여 기지국A의 파일럿 세기가 여전히 Tdrop 이하를 유지하면, 기지국A와의 통화로를 해제하기 위해 기지국에 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 전송한다.
이어서, 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 수신한 기지국은 이동국에 핸드오프 지시 메시지(HDM)를 통하여 기지국A와 통화중인 채널을 해제시키며, 이때 핸드오프가 종료된다.
도 1에 도시된 바와 같이, Tadd되는 시점부터 Ttdrop에 의하여 채널이 해제되는 지역을 소프트 핸드오프 영역이라 한다.
만약, 전술한 바와 같이, 이동국이 Tadd 시점에서 기지국B의 트래픽 부하 및 채널 사정으로 핸드오프 서비스를 받지 못하는 경우에, 도 1의 Tcomp 시점까지 핸드오프 서비스가 보류된다. 여기서, Tcomp 시점은 인접 기지국의 파일럿 세기가 서비스 기지국의 파일럿 세기보다 Tcomp 이상이 되는 시점을 말한다.
따라서, 핸드오프 서비스를 제공받지 못한 이동국이 Tcomp 지점으로 접근하는 동안 기지국A와는 점점 멀어지므로 전파 환경이 열악해질 경우에, 호가 끊길 확률이 높아진다.
만약, 이동국이 Tcomp 시점에서도 핸드오프 서비스를 받지 못하면 핸드오프 서비스 실패가 발생하며, 기지국A로부터의 신호가 약해질 경우에 그 호는 중단된다.
상기한 바와 같이, IS-95에 명시된 바에 따라 소프트 핸드오프가 일어날 때(즉, 이동국이 어느 한 셀에서 인접 셀로 이동할 때), 셀 경계 지역에서 양쪽 기지국으로부터 할당 받은 2개의 트래픽 채널이 동시에 사용된다.
따라서, 소프트 핸드오프시 이동국은 양쪽 기지국과 동시에 통화로를 형성하므로 전파환경이 보다 좋은 기지국의 전력제어를 받게되고, 양호한 통화품질을 유지할 수 있게 된다.
그러나, 이동국은 2개의 트래픽 채널을 점유하므로 트래픽 채널의 사용 효율이 떨어지는 단점도 가지고 있다. 즉, 트래픽 채널사용이 증가될 때마다 타 이동국의 입장에서는 간섭이 증가하는 것이 되므로 통화품질 및 시스템 용량에 악영향을 미친다.
정리해 보면, 이동통신 시스템에서는 시스템 용량을 증대시키기 위해서 서비스 지역을 많은 셀들로 구성한다. 이동국들이 인접 셀이나 같은 셀내의 인접 섹터 로 이동할 때 통화를 지속할 수 있도록 핸드오프를 해주는 것이 필요하다. 이때, 망 자원의 효율적 사용을 도모하면서 이동국들에게 좋은 품질의 서비스를 제공하기 위해서는 좋은 핸드오프 기법을 설계하는 것이 필요하다. CDMA 시스템의 중요한 특성 중 하나가 소프트 핸드오프이다. 소프트 핸드오프에서 이동국은 이전 기지국과의 연결을 해제하지 않고 새로운 기지국과 통신을 한다. 따라서, 하드 핸드오프 방식에 비하면, 셀 경계에서 여분의 채널 경로로 인한 다이버시티(Diversity) 때문에 음성의 품질이 향상된다. 그러나, 망 운영의 측면에서 보면, 이런 기능을 수행하기 위해서는 더 많은 망 자원이 소요될 수 밖에 없다. 따라서, CDMA 시스템의 효율적인 핸드오프 기법은 가입자에게 일정 수준의 통화품질을 보장해 주면서 소요 망 자원을 최소화하여야 한다.
소프트 핸드오프에서는 셀 경계에서 여분의 채널 경로로 인한 다이버시티 때문에 음성의 품질은 어느 정도 향상되지만, 이로 인한 망 자원의 소요는 증대될 수 밖에 없다.
하드 핸드오프와 소프트 핸드오프는 기법 자체에서도 차이가 있지만, 강조되는 성능 지표에서도 큰 차이가 있다. 그리고, 하드 핸드오프에서는 핸드오프 지연과 핑퐁(Ping Pong) 효과 사이의 트레이드 오프(Tradeoff)가 주 관심사인 반면에, 소프트 핸드오프에서는 다이버시티로 인한 향상된 품질과 소프트 핸드오프 동안 증가되는 망 자원의 소요 사이의 트레이드 오프가 주된 관심사이다.
CDMA 소프트 핸드오프 기법의 성능은 크게 3가지 측면에서 살펴 볼 수 있다.
첫째로, 가입자의 음성 품질은 아우티지 확률(Outage Probability)로 표현되 는데, 이는 이동국에서의 수신신호 세기가 최소 품질 수준 이하로 떨어질 확률을 나타낸다.
둘째와 셋째는 망 자원 소요 정도를 나타내는 것으로서, 활성집합의 변경 개수와 활성집합내에 있는 기지국의 평균 개수이다. 활성집합의 변경 개수는 이동국의 이동 경로상에서 활성집합 변경의 평균 개수로 정의된다. 그리고, 활성집합내에 있는 기지국의 평균 개수는 이동국의 이동 경로상에서 활성집합내에 있는 기지국의 평균 개수로 나타낸다.
위에서 언급된 세가지 성능요소들 사이에는 트레이드 오프 관계가 있다. 즉, 어떤 특정 핸드오프 방법을 사용하면 활성집합이 갱신되는 율은 증가하나, 활성집합내에 있는 기지국들의 평균 개수가 줄어들게 되어 망 자원을 절약할 수 있다. 하지만, 다이버시티 이득이 줄어들게 되어, 음성 품질 수준은 저하될 것이다. 또한, 빈번한 활성집합 갱신은 이동국과 기지국 사이에 신호 양의 증가를 야기해, 또 다른 종류의 시스템 부하로 대두될 수도 있다. 또 다른 종류의 핸드오프 방법을 이용하면 활성집합내에 비교적 많은 수의 기지국을 유지할 수 있다. 따라서, 활성집합 갱신의 숫자가 줄어들게 되고, 이로 인해 높은 다이버시티 이득을 취할 수 있어, 음성 품질 수준은 좋아지게 된다.
IS-95 표준안에 나와있는 정적인 역치(Static Threshold) 핸드오프 방법 이래로 여러 소프트 핸드오프 기법이 제안되어 왔다. 그런데, 대부분의 핸드오프 기법들에서는 사용되는 각종 파라메타 값들을 이동국들의 수신전력과 무관하게 특정 상수 값들로 결정하고 있다. 이들 방식하에서는 동적으로 변해나가는 이동국들의 수신전력을 고려하여 핸드오프를 행하지 않기 때문에 최적의 핸드오프 성능을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무선통신 시스템에서 동적으로 변해나가는 이동국들의 수신전력에 따라 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값들을 동적으로 결정하여, 망 자원의 소요를 최소화하면서 가입자에게 일정 수준 이상의 통화품질을 보장해 줄 수 있는 동적 소프트 핸드오프 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 방법에 있어서, 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기를 각각 구하는 단계; 제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 절대 역치값과 비교하여 핸드오프를 결정하는 단계; 상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 상기 절대 역치값 보다 작은 소정의 임계값와 비교하여, 상기 소정의 임계값을 기준으로 상기 제2 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)을 동적으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기차와 상기 동적으로 결정된 기지국 파일럿 세기값(Tadd )을 비교하여, 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에 진입하는 것을 억제하여 소프트 핸드오프 여부를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 방법에 있어서, 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기를 각각 구하는 단계; 상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기와 소정의 임계값를 비교하여, 상기 소정의 임계값을 기준으로 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 동적으로 결정하는 단계; 및 상기 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기차와 상기 동적으로 결정된 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 비교하여, 소정 시간 동안 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에서 탈락하는 것을 억제하여 소프트 핸드오프 여부를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 동적으로 변해나가는 이동국들의 수신전력에 따라 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값들을 동적으로 변화시킴으로써, 가입자에게 일정 수준 이상의 통화품질을 보장해 주고 망 자원의 사용을 최소화하고자 한다. 또한, 불필요한 핸드오프를 억제할 수 있는 방안을 제시하여, 전체적인 시스템 트래픽 부하를 줄이고자 한다.
이를 위해, 본 발명에서는 망 자원의 소요를 최소화하면서 가입자에게 일정 수준 이상의 통화품질을 보장하기 위하여, 이동국에서 각 기지국으로부터 수신되는 신호세기들의 상대적 차가 특정값 이상이거나 혹은 또 다른 특정값 이하면 소프트 핸드오프 해주는 정적인 소프트 핸드오프 기법 대신에 이 특정값들이 이동국들의 수신 신호 세기에 따라 변하는 동적인 소프트 핸드오프 기법을 제안한다.
아울러, 본 발명은 활성집합의 빈번한 변경으로 인한 시스템 부하를 줄이기 위하여, 활성집합내에 있는 파일럿(Pilot)들의 수신신호가 특정값(Absolute Threshold) 이상이면 활성집합으로의 진입을 막는 절대 역치 기법과, 신호세기의 상대적 차가 일정기간 동안 특정값 이하로 지속될 때만 활성집합에서 탈락시켜 주는 탈락 시계(Drop Timer) 기법 등을 사용한다.
따라서, 본 발명은 히스터리시스 한계값을 단말들의 수신전력값에 따라 동적으로 결정하기 때문에, 망 자원의 소요를 최소화하면서 일정 수준의 통화품질을 보장할 수 있으며, 절대역치값과 탈락시계기법 등을 사용하여 활성집합의 빈번한 변 경으로 인한 시스템 부하를 줄일 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에서 사용한 무선 환경을 언급하면 다음과 같다.
기본 시스템은 서로 D meter 떨어진 두 개의 기지국 A와 B로 구성된다.
전파 환경은 로그 선형 경로손실과 쉐도우 페이딩으로 특성 지워진다.
이동국은 두 기지국을 연결하는 직선경로를 따라 A에서 B로 이동한다.
기지국 A로부터의 거리가 d인 지점에서 기지국 A와 B로부터 받는 신호의 세기 Sa(d)와 Sb(d)를 dB로 표시하면 각각 하기의 [수학식 1]과 같다.
Sa(d) = k1 - k2log(d) + u(d)
Sb(d) = k1 - k2log(D-d) + v(d)d∈(0,D)
상기 [수학식 1]에서, k1과 k2는 경로손실을 나타내는 파라메타들이다. 그리고, u(d)와 v(d)는 각각 하기의 [수학식 2]의 지수 자기 상관 함수(Exponential Auto Correlation Function)를 갖는 영 평균 가우시안(Gaussian)과정을 쫓는다.
E{μ(d)ㆍμ(d+Δd)} = σ2(Δd/do)
상기 [수학식 2]에서, d0는 거리가 증가됨에 따라 상관관계가 얼마나 빨리 사라지는가를 나타내는 상수이다. 또한, u(d)와 v(d)는 평균 0, 분산 σ2, 그리고 상관계수 ρ를 갖는 조인트 가우시안(Joint Gaussian) 분포를 따른다고 가정한다.
그럼, 이동통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 기법, 즉 활성집합내의 파일럿이 A에서 AB로, 활성집합내의 파일럿이 B에서 AB로, 활성집합내의 파일럿이 AB에서 A로, 활성집합내의 파일럿이 AB에서 B로의 소프트 핸드오프 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 활성집합내의 파일럿이 A에서 AB로 되는 핸드오프 과정을 도 2를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, d=1로 초기화한 후(201), 기지국 A와 B로부터의 수신 신호 세기(수신 전력) Sa(d)와 Sb(d)를 측정한다(202).
이후, 수신 신호 세기 Sa(d)와 소정의 임계치 ATH를 비교한다(203).
비교 결과(203), 수신 신호 세기 Sa(d)가 소정의 임계치 ATH 이상이면, 핸드오프가 일어나지 않도록 한다. 이는 기지국 A로부터의 수신 신호 세기가 충분히 크므로 불필요한 핸드오프를 발생하지 않게 하기 위함이다. 이때, d=D이면(208) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(208,209) 상기 "202" 단계로 넘어간다.
비교 결과(203), 수신 신호 세기 Sa(d)가 소정의 임계치 ATH 미만이면, 수신 신호 세기 Sa(d)와 Aa(＜ATH)를 비교한다(204). 이는 Sa(d)의 수신 신호 세기에 따라 동적으로 핸드오프 파라메타인 Tadd 값을 결정해 주기 위함이다. 즉, Sa(d)가 ATH 보다 작더라도 일정 임계치 Aa 보다 크면, 파일럿 B가 활성집합에 진입하는 것을 Sa(d)가 일정 임계치 Aa 보다 작은 경우에 비해 어렵게 만들어 망 자원의 효율적 이용을 도모한다. 이를 위해, Tadd 값은 도 6과 같이 Sa(d) 값에 따라 결정된다. 도 6에 도시된 바와 같이, Sa(d)가 Aa 이상이면, Tadd 값을 증가시켜 파일럿 B가 활성집합에 진입하는 것을 가급적 억제한다.
비교 결과(204), 수신 신호 세기 Sa(d)가 Aa(＜ATH) 미만이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)와 동적 핸드오프 파라메타 T0 add를 비교하여(205), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
비교 결과(205), 두 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 T0 add 이상이면, 파일럿 B를 활성집합에 포함시키는 소프트 핸드오프가 발생한다(207). 즉, 기지국 B에서의 신호세기가 기지국 A에서의 그것보다 일정값 이상 크기 때문에 가입자의 품질 향상을 위해 소프트 핸드오프를 시켜 줄 필요가 있다. 이때, d=D이면(208) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(208,209) 상기 "202" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 두 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 T0 add 미만이면, 소프트 핸드오프는 발생하지 않는다. 이때, d=D이면(208) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(208,209) 상기 "202" 단계로 넘어간다.
비교 결과(204), 수신 신호 세기 Sa(d)가 Aa(＜ATH) 이상이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)와 Sa(d)에 따라 동적으로 변하는 동적 핸드오프 파라메타 T0 add(Sa(d))를 비교하여(206), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
즉, 수신 신호 세기 Sa(d)가 Aa(＜ATH) 이상이면, Tadd 값은 T0 add 보다 큰 Sa(d)에 따라 동적으로 변하는 Tadd(Sa(d))로 하여 가급적 파일럿 B가 활성집합으로 진입하는 것을 억제한다.
따라서, 상기 비교 결과(206), 두 기지국의 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 Tadd(Sa(d)) 이상이면, 가입자의 통화품질을 향상시켜 주기 위해 파일럿 B를 활성집합에 포함시키는 소프트 핸드오프를 실시한다(207). 이때, d=D이면(208) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(208,209) 상기 "202" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 두 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 Tadd(Sa(D)) 미만이면, 소프트 핸드오프는 발생하지 않는다. 이때, d=D이면(208) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(208,209) 상기 "202" 단계로 넘어간다.
이제, 도 3을 참조하여 활성집합내의 파일럿이 B에서 AB로 되는 핸드오프 과정을 보다 상세하게 설명한다.
먼저, d=1로 초기화한 후(301), 기지국 A와 B로부터의 수신 신호 세기(수신 전력) Sa(d)와 Sb(d)를 측정한다(302).
이후, 수신 신호 세기 Sb(d)와 소정의 임계치 ATH를 비교한다(303).
비교 결과(303), 수신 신호 세기 Sb(d)가 소정의 임계치 ATH 이상이면, 핸드오프가 일어나지 않도록 한다. 이는 기지국 B로부터의 수신 신호 세기가 충분히 크므로 불필요한 핸드오프를 발생하지 않게 하기 위함이다. 이때, d=D이면(308) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(308,309) 상기 "302" 단계로 넘어간다.
비교 결과(303), 수신 신호 세기 Sb(d)가 소정의 임계치 ATH 미만이면, 수신 신호 세기 Sb(d)와 Aa(＜ATH)를 비교한다(304). 이는 Sb(d)의 수신 신호 세기에 따라 동적으로 핸드오프 파라메타인 Tadd 값을 결정해 주기 위함이다. 즉, Sb(d)가 ATH 보다 작더라도 일정 임계치 Aa 보다 크면, 파일럿 A가 활성집합에 진입하는 것을 Sb(d)가 일정 임계치 Aa 보다 작은 경우에 비해 어렵게 만들어 망 자원의 효율적 이용을 도모한다. 이를 위해, Tadd 값은 도 7과 같이 Sb(d) 값에 따라 결정된다. 도 7에 도시된 바와 같이, Sb(d)가 Aa 이상이면, Tadd 값을 증가시켜 파일럿 A가 활성집합에 진입하는 것을 가급적 억제한다.
비교 결과(304), 수신 신호 세기 Sb(d)가 Aa(＜ATH) 미만이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)와 동적 핸드오프 파라메타 T0 add를 비교하여(305), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
비교 결과(305), 두 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 T0 add 이상이면, 파일럿 A를 활성집합에 포함시키는 소프트 핸드오프가 발생한다(307). 즉, 기지국 A에서의 신호세기가 기지국 B에서의 그것보다 일정값 이상 크기 때문에 가입자의 품질 향상을 위해 소프트 핸드오프를 시켜 줄 필요가 있다. 이때, d=D이면(308) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(308,309) 상기 "302" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 두 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 T0 add 미만이면, 소프트 핸드오프는 발생하지 않는다. 이때, d=D이면(308) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(308,309) 상기 "302" 단계로 넘어간다.
비교 결과(304), 수신 신호 세기 Sb(d)가 Aa(＜ATH) 이상이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)와 Sb(d)에 따라 동적으로 변하는 동적 핸드오프 파라메타 T0 add(Sb(d))를 비교하여(306), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
즉, 수신 신호 세기 Sb(d)가 Aa(＜ATH) 이상이면, Tadd 값은 T0 add 보다 큰 Sb(d) 에 따라 동적으로 변하는 Tadd(Sb(d))로 하여 가급적 파일럿 A가 활성집합으로 진입하는 것을 억제한다.
따라서, 상기 비교 결과(306), 두 기지국의 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 Tadd(Sb(d)) 이상이면, 가입자의 통화품질을 향상시켜 주기 위해 파일럿 A를 활성집합에 포함시키는 소프트 핸드오프를 실시한다(307). 이때, d=D이면(308) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(308,309) 상기 "302" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 두 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 Tadd(Sb(D)) 미만이면, 소프트 핸드오프는 발생하지 않는다. 이때, d=D이면(308) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(308,309) 상기 "302" 단계로 넘어간다.
한편, 활성집합내의 파일럿이 AB에서 A로 되는 핸드오프 과정을 도 4를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 시간 계측기를 일정시간 k로 고정한다(401).
이후, 기지국 A와 B로부터 수신 신호 세기(수신 전력) Sa(d)와 Sb(d)를 측정한다(402).
다음으로, 수신 신호 세기 Sa(d)와 소정의 임계값 Ad를 비교한다(403). 이는 Sa(d)의 수신 신호 세기에 따라 동적으로 핸드오프 파라메타인 Tdrop 값을 결정해 주기 위함이다. 즉, Sa(d)가 소정의 임계값 Ad 보다 작으면, 파일럿 B가 탈락하는 것을 Sa(d)가 임계치 Ad 보다 큰 경우에 비해 어렵게 만들어 다이버시티 이득으로 가입자 품질을 향상시키고 활성집합 변경으로 인한 트래픽 부하를 줄인다. 이를 위해, Tdrop 값은 도 8과 같이 Sa(d) 값에 따라 결정된다. 도 8에 도시된 바와 같이, Sa(d)가 Ad 이하이면, Tdrop 값을 작게 하여 파일럿 B가 활성집합에서 탈락하는 것을 가급적 억제한다.
비교 결과(403), 수신 신호 세기 Sa(d)가 Ad 이상이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)와 동적 핸드오프 파라메타 T0 drop를 비교하여(404), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
비교 결과(404), 두 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 T0 drop 이하이고, k 값이 0이면(406), 파일럿 B를 활성집합에서 제거하는 소프트 핸드오프가 일어난다(407). 즉, 기지국 B에서의 신호세기가 낮기 때문에 B를 활성집합에서 탈락시켜 망 자원의 효율적 운용을 도모한다. 이때, d=D이면(408) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(408,409) 상기 "401" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 k 값이 0이 아닐 경우(406), d=D이면(410) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 k=k-1 그리고 d=d+1로 하여(410,411) 상기 "402" 단계로 넘어간다. 이와 같이 시간계측기 k를 사용하는 이유는 수신 신호 세기의 핑퐁 효과로 인한 빈번한 핸드오프를 막아 불필요한 트래픽 부하를 감소시키기 위함이다.
비교 결과(403), 수신 신호 세기 Sa(d)가 Ad 미만이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)와 Sb(d)에 따라 동적으로 변하는 동적 핸드오프 파라메타 T0 drop(Sa(d))를 비교하여(405), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
즉, 수신 신호 세기 Sa(d)가 Ad 미만이면, Tdrop 값은 T0 drop 보다 작은 Sa(d)에 따라 동적으로 변하는 Tdrop(Sa(d))로 하여 가급적 파일럿 B가 활성집합에서 탈락하는 것을 억제한다.
따라서, 상기 비교 결과(405), 두 기지국의 신호 세기의 차 Sb(d)-Sa(d)가 일정값 Tdrop(Sa(d)) 이하이고 k 값이 0이면(406), 망 자원의 효율적 운영을 위해 파일럿 B를 활성집합에서 탈락시키는 소프트 핸드오프를 실시한다(407). 이때, d=D이면(408) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(408,409) 상기 "401" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 k 값이 0이 아닐 경우(406), d=D이면(410) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 k=k-1 그리고 d=d+1로 하여(410,411) 상기 "402" 단계로 넘어간다. 여기서도 시간계측기 k를 사용하는 이유는 수신 신호 세기의 핑퐁 효과로 인한 빈번한 핸드오프를 막아 불필요한 트래픽 부하를 감소시키기 위함이다.
마지막으로, 활성집합내의 파일럿이 AB에서 B로 되는 핸드오프 과정을 도 5를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 시간 계측기를 일정시간 k로 고정한다(501).
이후, 기지국 A와 B로부터 수신 신호 세기(수신 전력) Sa(d)와 Sb(d)를 측정한다(502).
다음으로, 수신 신호 세기 Sb(d)와 소정의 임계값 Ad를 비교한다(503). 이는 Sb(d)의 수신 신호 세기에 따라 동적으로 핸드오프 파라메타인 Tdrop 값을 결정해 주기 위함이다. 즉, Sb(d)가 소정의 임계값 Ad 보다 작으면, 파일럿 A가 탈락하는 것을 Sb(d)가 임계치 Ad 보다 큰 경우에 비해 어렵게 만들어 다이버시티 이득으로 가입자 품질을 향상시키고 활성집합 변경으로 인한 트래픽 부하를 줄인다. 이를 위해, Tdrop 값은 도 9와 같이 Sb(d) 값에 따라 결정된다. 도 9에 도시된 바와 같이, Sb(d)가 Ad 이하이면, Tdrop 값을 작게 하여 파일럿 A가 활성집합에서 탈락하는 것을 가급적 억제한다.
비교 결과(503), 수신 신호 세기 Sb(d)가 Ad 이상이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)와 동적 핸드오프 파라메타 T0 drop를 비교하여(504), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
비교 결과(504), 두 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 T0 drop 이하이고, k 값이 0이면(506), 파일럿 A를 활성집합에서 제거하는 소프트 핸드오프가 일어난다(507). 즉, 기지국 A에서의 신호세기가 낮기 때문에 A를 활성집합에서 탈락시켜 망 자원의 효율적 운용을 도모한다. 이때, d=D이면(508) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(508,509) 상기 "501" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 k 값이 0이 아닐 경우(506), d=D이면(510) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 k=k-1 그리고 d=d+1로 하여(510,511) 상기 "502" 단계로 넘어간다. 이와 같이 시간계측기 k를 사용하는 이유는 수신 신호 세기의 핑퐁 효과로 인한 빈번한 핸드오프를 막아 불필요한 트래픽 부하를 감소시키기 위함이다.
비교 결과(503), 수신 신호 세기 Sb(d)가 Ad 미만이면, 두 수신 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)와 Sb(d)에 따라 동적으로 변하는 동적 핸드오프 파라메타 T0 drop(Sb(d))를 비교하여(505), 소프트 핸드오프 여부를 결정한다.
즉, 수신 신호 세기 Sb(d)가 Ad 미만이면, Tdrop 값은 T0 drop 보다 작은 Sb(d)에 따라 동적으로 변하는 Tdrop(Sb(d))로 하여 가급적 파일럿 A가 활성집합에서 탈락하는 것을 억제한다.
따라서, 상기 비교 결과(505), 두 기지국의 신호 세기의 차 Sa(d)-Sb(d)가 일정값 Tdrop(Sb(d)) 이하이고 k 값이 0이면(506), 망 자원의 효율적 운영을 위해 파일럿 A를 활성집합에서 탈락시키는 소프트 핸드오프를 실시한다(507). 이때, d=D이면(508) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 d=d+1로 하여(508,509) 상기 "501" 단계로 넘어간다. 그러나, 만약 k 값이 0이 아닐 경우(506), d=D이면(510) 핸드오프 과정을 종료하고, 아니면 k=k-1 그리고 d=d+1로 하여(510,511) 상기 "502" 단계로 넘어간다. 여기서도 시간계측기 k를 사용하는 이유는 수신 신호 세기의 핑퐁 효과로 인한 빈번한 핸드오프를 막아 불필요한 트래픽 부하를 감소시키기 위함이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값들을 변화하는 이동국들의 수신전력에 따라 동적으로 결정하기 때문에, 망 자원의 소요를 최소화하면서 일정 수준 이상의 통화품질을 보장해 줄 수 있는 소프트 핸드오프가 가능하며, 절대 역치와 탈락시계 기법을 사용하여 활성집합의 빈번한 변경으로 인한 시스템 부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 방법에 있어서,
    제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기를 각각 구하는 단계;
    제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 절대 역치값과 비교하여 핸드오프를 결정하는 단계;
    상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기를 상기 절대 역치값 보다 작은 소정의 임계값와 비교하여, 상기 소정의 임계값을 기준으로 상기 제2 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)을 동적으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기차와 상기 동적으로 결정된 기지국 파일럿 세기값(Tadd )을 비교하여, 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에 진입하는 것을 억제하여 소프트 핸드오프 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 절대 역치값은,
    활성집합(Active Set) 내에 있는 파일럿들의 수신신호가 상기 절대 역치값 이상이면 활성집합으로의 진입을 막는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 동적 기지국 파일럿 세기값(Tadd )은,
    상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기에 따라 결정되되, 상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기가 상기 소정의 임계값 이상이면 Tadd 값을 증가시켜 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에 진입하는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
  4. 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 방법에 있어서,
    제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기를 각각 구하는 단계;
    상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기와 소정의 임계값를 비교하여, 상기 소정의 임계값을 기준으로 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 동적으로 결정하는 단계; 및
    상기 제1 및 제2 인접 기지국의 수신신호 세기차와 상기 동적으로 결정된 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 비교하여, 소정 시간 동안 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에서 탈락하는 것을 억제하여 소프트 핸드오프 여부를 결정하는 단계
    를 포함하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소정 시간 동안,
    상기 수신신호 세기차가 Tdrop 값 보다 작은 상태로 지속될 때, 활성집합에서 탈락시켜 주는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 동적 최저 신호 레벨값(Tdrop )은,
    상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기에 따라 결정되되, 상기 제1 인접 기지국의 수신신호 세기가 상기 소정의 임계값 이하이면 Tdrop 값을 작게 하여 상기 제2 인접 기지국의 파일럿이 활성집합에서 탈락하는 것을 억제하는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서의 동적 소프트 핸드오프 방법.
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