KR100702432B1

KR100702432B1 - 이동국과 통신하기 위한 기지국을 선택하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100702432B1
Application number: KR1020007000663A
Authority: KR
Inventors: 새미르 에스. 솔리맨
Original assignee: 콸콤 인코포레이티드
Priority date: 1997-07-21
Filing date: 1998-07-21
Publication date: 2007-04-03
Also published as: MY117137A; DE69841202D1; RU2219661C2; PL338221A1; EP1005772B1; EP1005772A1; CN1182752C; ATE444663T1; IL133936A; TW432887B; KR20010022094A; TR200000146T2; AU755435B2; CA2295550C; IL133936A0; FI19992687A; FI116927B; US6055428A; WO1999004593A1; JP2001510974A

Abstract

기지국 제어기(6)에 의하여 제어되는 다수의 기지국(4)을 포함하는 통신 시스템에 이용되는 이동국(2)은 후보 기지국 세트를 포함하는 다수의 기지국으로부터의 신호를 수신하는 수신기(50, 52, 54)를 포함한다. 이동국은 수신된 신호의 파워를 결정하며 제 1임계치과 비교한다. 이동국(2)은 제 1임계치보다 큰 수신 파워를 가진 신호를 가진 기지국(4)을 식별하며 액티브 세트에 포함되기에 적합한 식별된 기지국을 나타내는 신호를 제어기(6)에 전송한다. 후보 세트의 각각의 파일럿의 측정된 파일럿 에너지는 액티브 세트의 파일럿 에너지의 합에 따라 발생된 임계치와 반복적으로 비교된다. 후보 세트의 가장 강한 파일럿이 임계 조건을 만족하면, 수정된 액티브 세트에 추가된다. 제 2의 반복 프로세스는 파일럿이 수정된 액티브 세트로부터 탈락될 것인지를 결정하기 위하여 수행된다. 이동국(2)은 액티브 세트와 후보 세트의 파일럿의 에너지를 측정함으로써 그리고 통신환경에 대한 자신의 추정치를 기초로 필요한 임계치를 동적으로 조정함으로써 현재 액티브 세트에 대한 변화가 적정한지를 결정한다.

Description

이동국과 통신하기 위한 기지국을 선택하는 방법 및 장치{A METHOD OF AND APPARATUS FOR SELECTING BASE STATIONS TO COMMUNICATE WITH A MOBILE STATION}

본 발명은 이동국과 통신하기 위한 기지국을 선택하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 무선 통신 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위하여 이용될 수 있다.

코드 분할 다중 액세스(CDMA) 변조 기술은 수많은 시스템 사용자가 존재하는 통신을 용이하게 하는 몇 가지 기술중 하나이다. 시간 분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 진폭 압신 신호 측파대(ACSSB)와 같은 AM 변조 방식과 같은 다른 기술이 공지되어 있지만, CDMA는 다른 변조 기술 이상의 장점을 가진다. 다중 액세스 통신 시스템에서 CDMA 기술을 이용하는 것은 미국 특허 4,901,307 "위성 또는 지상 중계기를 이용하는 스펙트럼 확산 다중 액세스 통신 시스템" 및 미국특허 5,103,459 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에 신호 파형을 발생시키는 시스템 및 방법"에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본 발명의 양수인에게 양수되고, 본 명세서에 참조로서 통합된다. CDMA 이동 통신을 제공하는 방법은 TIA/EIA/IS-95-A의 원격통신 산업 협회에 의하여 "이중 모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰러 시스템용 이동국-기지국 호환성 표준"으로 표준화되었다.

전술한 특허들에서, 각각 트랜시버를 가진 다수의 이동 전화 사용자는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 스펙트럼 확산 통신 신호를 이용하여 위성 중계기 또는 지상 기지국(셀 기지국 또는 셀 사이트라고도 함)을 통하여 통신하는 다중 액세스 기술이 개시되어 있다. CDMA 통신 이용시, 주파수 스펙트럼은 여러번 재 이용되어 시스템 사용자 용량을 증가시키도록 한다. CDMA 기술의 이용에 의하여 다른 다중 액세스 기술을 이용하여 얻을 수 있는 것보다 더 높은 스펙트럼 효율을 얻을 수 있다.

하나의 기지국으로부터 다른 전파 경로를 따라 전달되는 데이터를 동시에 복조하고 하나 이상의 기지국으로부터 중복하여 제공된 데이터를 동시에 복조하는 방법이 미국특허 5,109,390(이하 '390특허) "CDMA 셀룰러 통신 시스템의 다이버시티 수신기"에 개시되어 있으며, 상기 특허는 본 발명의 양수인에게 양수되고 본 명세서에 참조로서 통합된다. '390특허에서, 개별적으로 복조된 신호는 결합되어 어느 하나의 경로에 의하여 또는 어느 하나의 기지국으로부터 복조된 데이터 보다 신뢰성이 높은 전송 데이터의 추정치를 제공한다.

핸드오프는 일반적으로 두 종류-하드 핸드오프 및 소프트 핸드오프로 나누어질 수 있다. 하드 핸드오프에서, 이동국이 발신 셀을 떠나 수신 셀에 진입할 때, 이동국은 발신 셀과의 통신 링크를 차단하고 다음에 수신 셀과 새로운 통신 링크를 형성한다. 소프트 핸드오프에서, 이동국은 발신 셀과의 통신 링크를 차단하기 전에 수신 셀과의 통신 링크를 완료한다. 따라서, 소프트 핸드오프에서, 이동국은 일부 시간 동안 발신 셀과 수신 셀 모두와 중복하여 통신한다.

소프트 핸드오프는 하드 핸드오프보다 통화 중단 가능성이 적다. 또한, 이동국이 셀 경계지역을 이동할 때, 하드 핸드오프에서는 환경상의 작은 변화에 대하여 반복된 핸드오프를 요구할 수 있다. 핑퐁이라고 하는 이러한 문제는 또한 소프트 핸드오프에서 상당히 감소된다. 소프트 핸드오프를 수행하는 프로세스는 미국특허 5,101,501 "CDMA 셀룰러 전화 시스템의 통신에 소프트 핸드오프를 제공하는 방법 및 시스템"에 상세히 개시되어 있는데, 상기 특허는 본 발명의 양수인에게 양수되고, 본 명세서에 참조로서 통합된다.

개선된 소프트 핸드오프 기술이 미국특허 5,267,261 "CDMA 셀룰러 통신 시스템에서의 이동국 지원 소프트 핸드오프"에 개시되어 있는데, 상기 특허는 본 발명의 양수인에게 양수된다. '261특허의 시스템에서, 소프트 핸드오프 프로세스는 시스템내의 각각의 기지국에 의하여 전송된 "파일럿" 신호의 강도를 이동국에서 측정함으로써 개선된다. 이들 파일럿 강도 측정은 실행가능한(viable) 기지국 핸드오프 후보의 식별을 용이하게 함으로써 소프트 핸드오프 프로세스에 도움을 준다.

실행가능한 기지국 후보는 4세트로 분할될 수 있다. 액티브 세트라 지칭되는 제 1세트는 이동국과 현재 통신하는 기지국을 포함한다. 후보 세트라 지칭되는 제 2세트는 이동국에서 사용하기에 충분한 강도를 가진 것으로 결정된 기지국을 포함한다. 기지국은 기지국의 측정된 파일럿 에너지가 미리결정된 임계치 T_ADD를 초과할 때 후보 세트에 추가된다. 인접 세트라 지칭되는 제 3세트는 이동국 근처에 있는 (액티브 세트와 후보 세트에 포함되지 않은) 기지국 세트를 말한다. 제 4세트는 모든 그 외의 기지국으로 구성된 나머지 세트를 말한다.

IS-95-A 통신 시스템에서, 이동국은 현재 복조되는 임의의 순방향 트래픽 채널과 연관되지 않은 충분한 강도의 파일럿을 찾을 때 또는 복조되는 순방향 트래픽 채널중 하나와 연관된 파일럿의 강도가 미리결정된 기간 동안 임계치 미만으로 하락할 때 파일럿 강도 측정 메시지를 전송한다. 이동국은 다음 3가지 조건하에서 파일럿 강도 변화의 검출 후에 파일럿 강도 측정 메시지를 전송한다.

1. 인접 세트 또는 나머지 세트의 파일럿 강도가 임계치 T_ADD를 초과하는 것으로 발견될 때.

2. 후보 세트의 파일럿 강도가 액티브 세트의 파일럿 강도를 임계치(T_COMP) 이상 초과했을 때.

3. 액티브 세트의 파일럿 강도가 미리결정된 기간 이상 동안 임계치(T_DROP) 미만으로 하락할 때.

파일럿 강도 측정 메시지는 기지국을 확인하고 측정된 파일럿 에너지를 데시벨 단위로 확인한다.

소프트 핸드오프의 단점은 소프트 핸드오프가 정보를 중복하여 전송하여야 하기 때문에 가용 통신 자원을 소모한다는 것이다. 그러나, 소프트 핸드오프는 통신 품질을 상당히 개선할 수 있다. 따라서, 충분한 전송 품질을 제공하는 이동국 사용자에게 중복된 데이터를 전송하는 기지국 수를 최소화하는 방법이 요구된다.

본 발명은 이동국과 통신하기 위한 기지국을 선택하는 방법을 제공하는데, 상기 방법은 상기 이동국에서, 상기 이동국과 통신할 수 있는 기지국으로부터 미리결정된 기간 동안 결합된 신호 에너지를 측정하는 단계; 상기 이동국에서, 상기 측정에 응답하여 제 1임계치를 계산하는 단계; 상기 이동국에서, 상기 제 1임계치와 제 1기지국의 신호 에너지를 비교하는 단계; 및 상기 이동국에서, 제 1기지국의 상기 신호 에너지가 상기 제 1임계치를 초과할 때 상기 제 1기지국을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명은 기지국 제어기에 의하여 제어되는 다수의 기지국을 포함하는 통신 시스템에 이용되는 이동국을 제공하는데, 상기 이동국은 후보 기지국 세트를 포함하는 다수의 기지국으로부터 신호를 수신하는 수신기; 수신된 신호의 파워를 결정하는 수단; 상기 수신된 신호의 파워와 제 1임계치를 비교하는 제 1수단; 상기 제 1임계치보다 큰 수신 파워를 가진 신호를 가진 기지국을 식별하는 수단; 및 액티브 세트에 포함시키기에 적합한 식별된 기지국을 나타내는 신호를 제어기에 전송하는 수단을 포함한다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 소프트 핸드오프를 제공하는 신규하고 개선된 방법 및 장치를 구현한다. 먼저, 현재 시스템이 가지는 가장 큰 문제는 액티브 세트의 멤버가 측정된 파일럿 에너지와 고정된 임계치를 비교함으로써 결정된다는 것임을 인식해야 한다. 그러나, 이동국에 중복된 통신 링크를 제공하는 것은 이동국에 제공되는 다른 신호의 에너지에 상당히 의존한다. 예를 들어, 만약 이동국이 이미 파일럿 강도 -5dB에 상응하는 신호 에너지로 전송을 수신하고 있다면, -15dB의 파일럿 강도에 상응하는 수신된 에너지를 가진 신호를 이동국에 중복하여 전송하는 것은 중요하지 않다. 그러나, 만약 이동국이 단지 -13dB의 파일럿 에너지에 상응하는 신호 에너지를 갖는 전송을 수신하고 있다면 -15dB의 파일럿 강도에 상응하는 수신된 에너지를 가진 신호를 이동국에 중복하여 전송하는 것은 상당히 중요하다.

이동국에서, 후보 세트로부터의 파일럿이 수정된 액티브 세트로 이동되어야 함을 나타내는 메시지를 전송할 것인지를 결정함에 있어서, 후보 세트의 각각의 파일럿의 측정된 파일럿 에너지는 액티브 세트의 파일럿의 에너지의 합인 변수 COMBINED_PILOT에 따라 발생된 임계치와 반복하여 비교된다. 바람직한 실시예에서, 이러한 임계치의 최적값은 이동국 자신에 의하여 결정되는데, 이 경우 이들 임계치를 무선으로 전송하거나 또는 기지국에서 이동국 요구를 검증할 필요는 없다. 후보 세트의 가장 강한 파일럿이 상기 임계 조건을 만족하면, 상기 파일럿은 수정된 액티브 세트에 추가되며, COMBINED_PILOT은 새롭게 추가된 파일럿 신호를 포함하도록 재계산된다.

후보 세트의 멤버에 대하여 수행된 반복 프로세스 다음에, 제 2반복 프로세스가 수행되어 파일럿이 수정된 액티브 세트로부터 제거되어야하는지를 결정하도록 한다. 상기 연산시에, 파일럿은 수정된 액티브 세트에서 가장 약한 멤버로부터 가장 강한 멤버로 검사된다. 액티브 세트에 속하는 모든 파일럿의 에너지의 합인 COMBINED_PILOT 에너지값이 계산된다. 임계치는 전술한 바와 같이 COMBINED_PILOT값에 따라 발생되며 테스트되는 파일럿 신호는 임계치와 비교된다. 이러한 임계치는 과도한 시그널링을 방지하기 위하여 이동국에서 결정된다. 파일럿이 미리결정된 기간 동안 임계치 미만이 되는 경우, 상기 파일럿이 탈락되어야 함을 나타내는 메시지가 기지국으로 전송된다.

수정된 액티브 세트 리스트는 이동국이 통신 중에 있는 기지국을 통하여 기지국 제어기로 전송된다. 기지국 제어기는 이동국에서 발생된 수정된 액티브 세트 리스트에서 기지국과의 통신 링크를 형성하고, 링크가 형성될 때 이동국에 대한 확인 응답 신호를 발생한다. 다음에 이동국은 수정된 액티브 세트의 기지국을 통하여 통신한다.

바람직한 실시예에서, 이동국은 파일럿 신호를 모니터링하고, 모니터링된 파일럿 신호에 응답하여 이동국은 후보 세트의 멤버를 수집한다. 또한, 이동국은 현재 액티브 세트의 변경이 전술한 기준에 비추어 적정한 것인지를 액티브 세트와 후보 세트의 파일럿 에너지를 측정하고 통신 환경에 대한 자신의 평가를 기초로 필요한 임계치를 동적으로 조절함으로써 결정한다. 액티브 세트의 적정 멤버에서 변경을 결정하면, 이동국은 전술한 바와 같이 후보 세트와 액티브 세트의 모든 파일럿을 식별정보 및 이에 상응하는 측정된 에너지 값을 포함하는 파일럿 강도 측정 에너지 및 파일럿이 세트 내에 유지되어야 하는지 또는 인접 세트로 이동되어야 하는지에 대한 표시 정보를 발생한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명을 설명한다.

도 1은 셀룰러 통신 네트워크에 대한 도면이다.

도 2는 기지국 제어기를 포함하는 도 1의 셀룰러 통신 네트워크에 대한 도면 이다.

도 3은 본 발명을 구현하는 이동국의 블록도이다.

도 4는 본 발명을 구현하는 기지국의 블록도이다.

도 5는 임계치 대 액티브 세트의 결합된 파일럿 에너지에 대한 그래프로서 소프트 핸드오프 파라미터 상에 수행되는 선형 연산을 나타낸다.

도 6은 이동국에 수정된 액티브 세트를 발생시키는 방법에 대한 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 동작을 나타내는 상태도이다.

도 1은 무선 통신 네트워크를 도시하며, 여기서 지형적 영역은 셀이라고 하는 커버리지 영역으로 분할되며 인접한 6각형 세트로 도시된다. 각각의 셀은 대응하는 기지국(4)에 의하여 서비스된다. 각각의 기지국(4)은 기지국을 유일하게 식별하는 파일럿 신호를 전송한다. 실시예에서, 기지국(4)은 CDMA 기지국이다. 무선 CDMA 통신 시스템에서의 소프트 핸드오프의 상세한 설명은 전술한 미국특허 5,101,501 및 5,267,261에 상세히 개시되어 있다.

이동국(2)은 기지국(4A)에 의하여 서비스되는 셀 내에 위치한다. 이동국(2)은 셀 경계 영역 근처에 위치하기 때문에 소프트 핸드오프 조건에 있으며, 이 경우 이동국은 하나 이상의 기지국과 동시에 통신한다. 예를 들어 기지국(4A, 4B)과 통신할 수 있다. 따라서, 기지국(4A, 4B)은 액티브 세트를 구성한다고 할 수 있다. 또한, 이동국(2)은 근처의 다른 기지국이 미리결정된 임계치 T_ADD를 초과하는 측정된 파일럿 에너지를 가지는 지를 결정할 수 있는 데, 이들 기지국은 아직 이동국과 통신하고 있지는 않다. 이들 파일럿은 후보 세트를 구성한다고 말한다. 후보 세트는 기지국(4C, 4G)으로 구성될 수 있다.

도 2에서, 전형적인 통신 네트워크가 도시되어 있다. 이동국(2)으로 전달되는 데이터는 공중 전화 교환망 또는 다른 무선 시스템(도시안됨)으로부터 기지국 제어기(6)로 제공된다. 기지국 제어기(6)는 이동국(2)의 액티브 리스트의 기지국에 데이터를 제공한다. 실시예에서, 기지국 제어기(6)는 기지국(4A, 4B)에 데이터를 중복하여 제공하고 상기 기지국(4A, 4B)으로부터 데이터를 수신한다.

본 발명은 각각의 셀이 섹터로 분할된 조건에 대하여 동일하게 적용될 수 있다. 각각의 섹터와의 통신은 개별적으로 수신되고 이동국(2)에 의하여 복조될 수 있다. 간략하게 하기 위하여, 각각의 기지국(4)이 독특하게 배치된 것을 설명한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 기지국이 함께 배치되고 셀 내의 별도 섹터에 전송할 수 있음을 고려함으로써 섹터화된 셀에 대하여도 동일하게 적용될 수 있음을 알 것이다. 이동국이 셀의 하나 이상의 섹터와 동시에 통신하는 환경을 소프트 핸드오프라고 한다. 소프트 핸드오프를 수행하는 방법 및 장치는 계류중인 미국특허출원 08/144,903, "공통 기지국의 섹터사이에서 핸드오프를 수행하는 방법 및 장치"에 개시되어 있으며, 상기 특허 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 여기에 참조로서 통합된다.

이동국(2)내에서, 각각의 데이터 패킷의 카피는 개별적으로 수신되고, 복조되고 디코딩된다. 디코딩된 데이터는 결합되어 임의의 복조된 데이터 추정치보다 높은 신뢰성을 가진 데이터 추정치를 제공하도록 한다.

도 3은 이동국(2)을 상세히 설명한다. 이동국(2)은 연속적으로 또는 간헐적으로 기지국(4)의 파일럿 신호 강도를 측정한다. 이동국(2)의 안테나(50)에 의하여 수신된 신호는 듀플렉서(52)를 통하여 수신기(RCVR)(54)에 제공되는데, 상기 수신기는 수신된 신호를 증폭하고, 하향변환하고 필터링하며 이를 탐색기 서브시스템(55)의 파일럿 복조기(58)에 제공한다.

또한, 수신된 신호는 트래픽 복조기(64A-64N)에 제공된다. 트래픽 복조기(64A-64N) 또는 그의 서브세트는 이동국(2)에 의하여 수신된 신호를 개별적으로 복조한다. 트래픽 복조기(64A-64N)로부터 복조된 신호는 결합기(66)에 제공되며, 상기 결합기는 복조된 데이터를 결합하여 전송된 데이터의 개선된 추정치를 제공한다.

이동국(2)은 파일럿 채널의 강도를 측정한다. 제어 프로세서(62)는 탐색 프로세서(56)에 동기획득 파라미터를 제공한다. CDMA 통신 시스템의 실시예에서, 제어 프로세서(62)는 탐색 프로세서(56)에 PN 오프셋을 제공한다. 탐색 프로세서(56)는 수신된 신호를 복조하기 위하여 파일럿 복조기(58)에 의하여 이용되는 PN 시퀀스를 발생시킨다. 복조된 파일럿 신호는 에너지 누산기(60)에 제공되며, 에너지 누산기(60)는 미리결정된 시간 동안 에너지를 누산함으로써 복조된 파일럿 신호의 에너지를 측정한다.

측정된 파일럿 에너지값은 제어 프로세서(62)에 제공된다. 예시적인 실시예에서, 제어 프로세서(62)는 에너지값과 임계치 T_ADD 및 T_DROP를 비교한다. 수신된 신호 에너지가 임계치 T_ADD를 초과하면 수신 신호 에너지는 이동국(2)과 효율적으로 통신하기에 충분한 강도를 가진다. 수신된 신호 에너지가 임계치 T_DROP 미만이면 수신된 신호 에너지는 이동국(2)과 효율적으로 통신하기에 불충분하다.

이동국(2)은 T_ADD 보다 큰 에너지를 가진 모든 파일럿 및 측정된 파일럿 에너지가 미리결정된 기간 이상 T_DROP 미만으로 하락하지 않는 현재 액티브 세트의 모든 멤버를 포함하는 파일럿 강도 측정 메시지를 전송한다. 예시적인 실시예에서, 이동국(2)은 다음 3가지 조건하에서 파일럿 강도 변화의 검출 후에 파일럿 강도 측정 메시지를 발생시키고 전송한다.

1. 인접 세트 또는 나머지 세트의 파일럿 강도가 임계치(T_ADD)를 초과하는 것으로 발견될 때.

예시적인 실시예에서, 파일럿 강도 측정 메시지는 파일럿을 식별하고 대응하는 측정된 파일럿 에너지를 제공한다. 예시적인 실시예에서, 파일럿 강도 측정 메시지의 기지국은 이들의 파일럿 오프셋에 의하여 식별되며, 이들의 대응하는 측정된 파일럿 에너지는 데시벨 단위로 제공된다. T_ADD 및 T_DROP의 값은 이동국(2)에 미리 프로그램되거나 또는 기지국(4)에 의하여 이동국(2)에 제공된다(도 4참조). 또한, 이동국(2) 자신에 의하여 계산될 수 있다.

제어 프로세서(62)는 파일럿을 식별하고 이에 대응하는 측정된 파일럿 에너지를 메시지 발생기(70)에 제공한다. 메시지 발생기(70)는 정보를 포함하는 파일럿 강도 측정 메시지를 발생시킨다. 파일럿 강도 측정 메시지는 전송기(TMTR)(68)에 제공되며, 상기 전송기는 메시지를 인코딩하고, 변조하고 상향변환하고 증폭한다. 다음에 메시지는 듀플렉서(52) 및 안테나(50)를 통하여 전송된다.

도 4에서, 파일럿 강도 측정 메시지는 기지국(4)의 안테나(30)에 의하여 수신되고 수신기(RCVR)(28)에 제공되는데, 상기 수신기는 수신된 신호를 증폭하고 상향변환하고 복조하고 디코딩시키며, 메시지를 기지국 제어기(BSC) 인터페이스(26)에 제공한다. 기지국 제어기(BSC) 인터페이스(26)는 메시지를 기지국 제어기(BSC)(6)에 전송한다. 상기 메시지는 섹터(22)에 제공되는데, 상기 섹터는 또한 이동국(2)과 통신하는 다른 기지국으로부터 메시지를 중복하여 수신할 수 있다. 섹터(22)는 개선된 패킷 추정치를 제공하기 위하여 이동국(2)과 통신하는 기지국으로부터 수신된 메시지 추정치를 결합시킨다.

바람직하게, 이동국(2)은 파일럿 신호를 모니터링하고, 전술한 각각의 세트(액티브 세트, 후보 세트 및 인접 세트)의 멤버를 수집한다. 또한, 바람직하게 이동국(2)은 다음의 선형 관계식에 따라 현재 액티브 세트의 변경이 적당한지를 결정한다.

Y1=SOFT_SLOPE*COMBINED_PILOT+ADD_INTERCEPT (1)

Y2=SOFT_SLOPE*COMBINED_PILOT+DROP_INTERCEPT (2)

여기서 Y1은 이동국이 후보 세트의 파일럿을 수정된 액티브 세트에 추가할 것을 요구하기 전에 후보 세트의 파일럿의 측정된 에너지가 초과해야 할 동적 임계치이며, Y2는 이동국이 액티브 세트의 파일럿을 액티브 세트에서 후보 세트로 이동할 것을 요구하기 전에 액티브 세트의 파일럿의 에너지가 그 미만으로 하락해야 할 동적 임계치이다. 히스테리시스를 제공하기 위하여, 바람직하게 Y1은 Y2보다 크다.

식(1) 및 (2)로부터, 특정 액티브 세트의 파일럿의 측정된 에너지가 Y2 미만으로 하락하면, 상기 액티브 세트의 파일럿이 후보 세트로 이동됨을 알 수 있다. 동일한 파일럿이 다시 수정된 액티브 세트로 추가되도록 하기 위하여, 다음 두가지중 하나가 발생되어야 한다; 즉 COMBINED_PILOT의 값이 임의의 크기(ㅿ₁)만큼 감소하거나, 또는 상기 파일럿 자신의 측정된 에너지가 임의의 크기(ㅿ₂)만큼 증가되어야 한다. 따라서, ㅿ₁ 및 ㅿ₂는 주어진 파일럿이 반복적으로 액티브 세트로 이동하거나 액티브 세트로부터 이동하는 것을 방지하는데 필요한 COMBINED_PILOT 및 개별 파일럿 에너지의 히스테리시스값이다.

따라서, COMBINED_PILOT값이 X₁ 미만이거나 같으면 파일럿은 수정된 액티브 세트에 추가되어야 하며, COMBINED_PILOT값이 X₂ 이상이거나 같으면 파일럿은 액티브 세트로부터 탈락되어야 한다. 식(1) 및 (2)로부터 다음을 알 수 있다.

SOFT_SLOPE = ㅿ₂/ㅿ₁; (3)

DROP_INTERCEPT = T_DROP- X₂ * ㅿ₂/ㅿ₁; 및 (4)

ADD_INTERCEPT = DROP_INTERCEPT + ㅿ₂. (5)

이러한 관계식은 도 5에 설명되어 있다. 동적 임계치 Y1 및 Y2는 dB 단위의 결합된 파일럿 에너지(즉, E_c/I_o)의 함수로서 dB 단위로 도시되었다. 도시된 바와 같이, 이들은 모두 SOFT_SLOPE의 기울기(즉, 식(3)의 ㅿ₂/ㅿ₁) 및 ADD_INTERCEPT와 DROP_INTERCEPT의 y절편의 선형 함수이다. y절편은 음의 값이 될 수 있으며, DROP_INTERCEPT은 도 5에 도시된 바와 같이 음의 값이다.

예를 들어 SOFT_SLOPE값은 2이다. 바람직한 실시예에서, 이동국(2) 자신은 도 3을 참조로 하여 설명한 바와 같이 액티브 세트와 후보 세트의 모든 파일럿의 변동을 모니터링하여 ㅿ₁과ㅿ₂에 대한 적정 값을 추정하고 식(3)의 관계를 이용함으로써 SOFT_SLOPE값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 바람직한 실시예의 ㅿ₁은 미리결정된 기간 이상 동안 COMBINED_PILOT의 표준 편차와 동일하며, COMBINED_PILOT의 자연적인 변동이 핸드오프 요구를 발생시키는 것을 방지하도록 한다. 또한, 바람직한 실시예의 ㅿ₂는 T_ADD 및 T_DROP사이의 차와 동일하게 설정될 수 있는데, 이는 T_ADD 및 T_DROP사이의 차가 ㅿ₂에 대하여 요구되는 히스테리시스의 순위와 동일하기 때문이다.

전술한 바와 같이, X₁은 파일럿이 수정된 액티브 세트에 추가되도록 하기에 충분한 COMBINED_PILOT값(즉, Y1이 T_ADD를 교차하는 부분)으로서 도시된다. 또한, X₂는 파일럿이 액티브 세트로부터 파일럿이 탈락되도록 하기에 충분한 COMBINED_PILOT값(즉, Y2가 T_DROP를 교차하는 부분)으로서 도시된다. X₂의 값은 이동국에 미리 프로그램되거나 또는 기지국으로부터의 시그널링 메시지를 통하여 이동국에 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상기 X₁, X₂ 값은 충분히 강한 순방향 링크를 제공할 뿐만 아니라 동시에 불필요한 중복을 방지하기에 충분한 높은 값이다. X₂에 대한 값의 예는 -7.11dB이다. 바람직한 실시예에서, 이동국 자신이 ㅿ₁과ㅿ₂에 대한 계산값 및 공지된 X₂와 T_DROP값으로부터 값X₁을 결정할 수 있다. 따라서, ㅿ₁=1.5, ㅿ₂=3, X₂=-7.11dB 및 T_DROP=12.44dB이면, 전술한 식(1)-(5)에 의하여 SOFT_SLOPE=2, ADD_INTERCEPT=1.22dB, DROP_INTERCEPT=-1.78dB 및 X₁=-7.61dB이다.

전술한 핸드오프 파라미터는 이동국(2)에서 발생된다. 이들 핸드오프 파라미터는 이하에 설명되는 바와 같이 수정된 액티브 세트를 발생시키기 위하여 이용된다. 기지국(4) 또는 기지국 제어기(6)가 아닌 이동국(2)에서 핸드오프 파라미터를 발생시킴으로써, 핸드오프 파라미터는 보다 빨리 발생되며 과도한 시그널링이 발생하지 않는다. 또한, 이는 기지국(4) 또는 기지국 제어기(6)에서 검증 계산을 불필요하게 한다. 이동국(2)은 도 3과 관련하여 전술한 수신된 파일럿 에너지를 측정한다. 파일럿 에너지값은 제어 프로세서(62)에 제공된다. 이에 응답하여, 제어 프로세서(62)는 핸드오프 파라미터를 발생시킨다. 이동국에 의하여 발생된 핸드오프 파라미터를 기초로, 파일럿이 현재 액티브 세트에 추가 또는 이로부터 탈락될 것이 요구되면, 이동국(2)은 기지국(4)을 통하여 기지국 제어기(6)에 수정된 액티브 세트의 멤버를 나타내는 메시지를 전송한다. 기지국 제어기(6)는 이동국(2)과 통신을 형성한다. 이동국(2)은 트래픽 채널 복조기(64A-64N)를 재구성하여 이동국에서 발생된 수정된 액티브 세트에 따라 수신된 신호를 복조시키도록 한다.

예시적인 실시예에서, 이동국(2)의 제어 프로세서(62)는 도 6에 도시된 방법에 따라 수정된 액티브 세트를 발생시킨다. 블록(200)에서, 측정된 에너지가 임계치 T_ADD를 초과하는 파일럿은 후보 세트에 추가되며, 측정된 에너지가 미리결정된 기간 이상 동안 T_DROP 미만으로 하락하는 파일럿은 후보 세트에서 탈락된다. 예시적인 실시예에서, 파일럿이 T_DROP 미만이 되는 시간은 T_TDROP타이머라고 하는 제어 프로세서(62)내의 타이머에 의하여 추적된다. T_TDROP타이머는 파일럿이 탈락 임계치 미만이 되는 시간을 추적하는 타이머이다. T_TDROP타이머의 목적은 고속 페이드와 같은 전파 환경에서의 짧은 간격의 변화로 인해 약한 측정 에너지를 가질 수 있는 강한 파일럿을 잘못 탈락시키는 것을 방지하기 위함이다.

블록(202)에서, 후보 세트의 파일럿은 가장 강한 것에서부터 가장 약한 것으로 분류된다. 따라서, P_C1은 P_C2 보다 강하며, 여기서 P_Ci는 바람직하게 EIA/TIA IS-95A의 6.6.6.2.2장에 정의된 바와 같이 후보 파일럿 I에 대한 E_C/I₀이다. 블록(204)에서, 변수 COMBINED_PILOT은 액티브 세트의 모든 파일럿의 에너지의 합과 동일하게 설정된다. 또한, 블록(204)에서, 루프 변수(i)는 값1로 초기화된다. 블록(206)에서, 후보 세트 멤버 P_Ci는 수정된 액티브 세트의 일부를 형성하는지를 결정하기 위하여 테스트된다. P_Ci는 COMBINED_PILOT의 현재값에 따라 발생된 임계치와 비교된다. 실시예에서, 임계치(Y1)는 상기 식(1)에 따라 발생된다.

P_Ci의 파일럿 에너지가 임계치 Y1을 초과하면, 흐름은 블록(208)으로 진행한다. 블록(208)에서, 파일럿 강도 측정 메시지(PSMM)는 파일럿 P_Ci가 액티브 세트로 추가될 것을 요구할 때 이동국(2)으로부터 기지국(4)으로 전송된다. 기지국(4)은 응답 메시지를 이동국(2)으로 전송하여 파일럿 P_Ci를 액티브 세트에 추가할 것을 지시한다. 블록(210)에서, COMBINED_PILOT의 이전값과 파일럿 P_Ci의 에너지를 합한 것과 같은COMBINED_PILOT의 새로운 값이 계산된다. 블록(212)에서, 루프 변수(i)는 증분된다.

블록(213)에서, 후보 세트의 모든 파일럿이 테스트되었는지가 결정된다. 후보 세트의 모든 파일럿이 테스트되지 않았다면, 흐름은 단계(200)로 진행되어 전술한 바와 같이 처리된다. 후보 세트의 모든 파일럿이 테스트되거나 또는 다시 블록(206)에서 P_Ci의 파일럿 에너지가 임계치 Y1을 초과하지 않는다면, 흐름은 블록(214)으로 진행된다. 블록(214)에서, 수정된 액티브 세트는 가장 낮은 에너지에서 가장 높은 에너지로 분류된다. 따라서, P_A1은 수정된 액티브 세트에서 최소 측정된 에너지를 가지며, P_A2는 두 번째로 낮은 측정된 에너지를 가지며, 이와 같은 방식은 수정된 액티브 세트의 최종 멤버 P_AN까지 적용된다.

블록(218)에서, 루프 변수(i)는 1로 설정된다. 블록(220)에서, P_Ai를 테스트하기 위한 COMBINED_PILOT가 계산된다. COMBINED_PILOT의 값은 액티브 세트의 현재의 모든 파일럿의 측정된 에너지의 합과 동일하며 현재 테스트되는 파일럿보다 큰 에너지를 가지는 것으로 세팅된다. 따라서, COMBINED_PILOT는 다음 식에 의하여 결정된다.

COMBINED_PILOT=

(6)

여기서 N은 액티브 세트의 파일럿 수이다.

블록(222)에서, 현재 테스트되는 파일럿은 COMBINED_PILOT의 계산된 값에 따라 결정된 임계치(Y2)와 비교된다. 예시적인 실시예에서, 임계치 Y2는 상기 식(2)에 따라 결정된다. 측정된 파일럿 에너지 P_Ai가 Y2를 초과하면, 흐름은 블록(224)으로 진행되며 파일럿 P_Ai 내지 P_AN에 대한 T_TDROP 탈락 타이머는 제로로 리세트되고 수정된 액티브 세트의 결정은 블록(234)에서 종료된다.

측정된 파일럿 에너지 P_Ai가 임계치 Y2를 초과하지 않으면, 흐름은 블록(226)으로 진행된다. 블록(226)에서, P_Ai에 대한 T_TDROP 탈락 타이머가 만료되었는지가 결정된다. T_TDROP 타이머가 만료되었다면, 블록(228)에서, 이동국(2)은 파일럿 P_Ai가 액티브 세트로부터 탈락되어 후보 세트로 이동할 것을 요구하는 PSMM을 기지국(4)에 전송한다. 기지국(4)은 긍정 응답 메시지를 전송하고 흐름은 블록(230)으로 진행한다. 블록(226)에서, P_Ai에 대한 T_TDROP 타이머가 만료되지 않았다고 결정되면, 흐름은 곧바로 블록(230)으로 진행한다. 블록(230)에서, 루프 변수(i)는 증분된다. 다음에 블록(232)에서, 액티브 세트 P_Ai의 모든 파일럿이 테스트되었는지를 결정한다. 액티브 세트의 모든 파일럿이 테스트되었다면, 흐름은 블록(234)으로 진행하고 수정된 액티브 세트의 발생이 완료된다. 액티브 세트의 모든 파일럿이 테스트되지 않았다면, 흐름은 블록(220)으로 진행하여 전술한 바와 같이 처리된다.

도 7은 본 발명의 동작에 대한 상태도를 도시한다. 주어진 파일럿 P_Ni는 인접 세트(700)에서 시작한다. 만약 파일럿 P_Ni의 E_c/I₀이 임계치 T_ADD를 초과하면, 상기 파일럿은 이동국(2)에 의하여 후보 세트(702)에 추가된다. 파일럿 P_Ci가 후보 세트(702)내에 있고 E_c/I₀이 임계치 T_DROP 미만으로 하락하며, T_TDROP 타이머가 만료되면, 상기 파일럿은 이동국(2)에 의하여 후보 세트(702)에서 인접 세트(700)로 이동된다. 전술한 이들 두 전이는 도 6의 블록(200) - 후보 세트에 파일럿 추가 및 후보 세트로부터 파일럿을 탈락-에 상응한다.

후보 세트에서, P_Ci의 E_c/I₀이 상기 식(1)에 따라 결정된 바와 같은 동적 임계치 Y1을 초과하면, PSMM(706)은 이동국(2)에 의해 기지국(4)으로 전송되어 P_Ci가 액티브 세트(708)에 추가될 것을 요구한다. 이에 응답하여, 기지국(4)은 확장된 핸드오프 지시 메시지(EHDM)를 전송하여, 액티브 세트(708)에 P_Ci를 추가할 것을 이동국(2)에 지시한다. 전술한 이들 두 전이는 도 6의 블록(202-213)에 상응한다.

액티브 세트에서, P_ai의 E_c/I₀이 동적 임계치 Y2 미만이고, T_TDROP 타이머가 만료되면, 이동국(2)은 PSMM(710)을 기지국(4)으로 전송하여 파일럿 P_ai가 액티브 세트에서 탈락될 것을 요구한다. 이에 응답하여, 기지국(4)은 EHDM을 전송하여, P_ai를 액티브 세트로부터 후보 세트(700)로 탈락시킬 것을 이동국(2)에 지시한다. 전술한 이들 두 전이는 도 6의 블록(214-228)에 상응한다.

액티브 세트에서 P_ai의 E_c/I₀이 임계치 T_DROP 미만이고, T_TDROP 타이머가 만료되면, 이동국(2)은 PSMM(704)를 기지국(4)에 전송하여 액티브 세트로부터 파일럿 P_ai를 탈락시킬 것을 요구한다. 이에 응답하여, 기지국(4)은 EHDM을 전송하여 P_ai를 액티브 세트에서 인접 세트(700)로 탈락시킬 것을 이동국(2)에 지시한다. 이들 두 전이에 대하여는 대응하는 흐름도가 없다.

상기 바람직한 실시예에 대한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims

이동국과 통신하기 위한 기지국들을 선택하는 방법에 있어서,

상기 이동국에서, 상기 이동국과 통신할 수 있는 기지국들로부터 수신된 신호들에 대한 신호 에너지들을 측정하는 단계;

액티브 세트 내의 기지국들의 신호들에 대한 신호 에너지들의 합을 사용하여 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2)를 계산하는 단계;

상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2)와 제 1기지국의 신호 에너지를 비교하는 단계; 및

상기 제 1기지국의 상기 신호 에너지가 상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2) 중 적어도 하나의 지정된 동적 임계치(Y1)를 초과하면 상기 제 1기지국을 선택하는 단계를 포함하는 기지국 선택 방법.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2)는 상기 이동국에 현재 할당된 통신 채널과 관련된 상기 신호 에너지들의 평균치와 일치하는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2) 중 상기 지정된 동적 임계치(Y1)는 상기 액티브 세트 내의 기지국들의 신호들에 대한 상기 신호 에너지들의 합에 선형 연산을 수행함으로써 계산되는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 3항에 있어서, 상기 선형 연산은 선형 관계식 Y1에 대하여 수행되며, 상기 Y1=SOFT_SLOPE*COMBINED_PILOT+ADD_INTERCEPT인 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 1항에 있어서, 상기 이동국에 현재 할당된 통신 채널에 관련된 상기 신호 에너지들은 파일럿 신호 에너지 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 3항에 있어서, 상기 선형 연산은 미리결정된 기간에 걸친 상기 액티브 세트 내의 기지국들의 신호들에 대한 상기 신호 에너지들의 합의 변동에 응답하여 상기 이동국에서 계산되는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 3항에 있어서, 상기 선형 연산은 저장된 시스템 파라미터(SOFT_SLOPE, ADD_INTERCEPT)에 응답하여 상기 이동국에서 계산되는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 3항에 있어서, 상기 선형 연산은,

상기 액티브 세트 내의 기지국들의 신호들에 대한 상기 신호 에너지들의 합에 제 1변수(SOFT_SLOPE)를 곱하는 단계; 및

상기 곱셈 결과에 제 2변수(ADD_INTERCEPT)를 합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
제 1항에 있어서, 상기 기지국과 상기 이동국 사이에 현재 할당된 상기 통신 채널에 관련된 상기 신호 에너지들이 상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2) 중 지정된 동적 임계치(Y2) 미만으로 하락하면, 액티브 세트로부터 기지국을 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 선택 방법.
이동국 및 기지국간의 통신을 제어하기 위해 사용되는 신호 처리 장치로서,

하나 이상의 기지국;

이동국; 및

디지털 신호 명령들을 처리할 수 있는 적어도 하나의 디지털 신호 처리기를 포함하며,

상기 적어도 하나의 디지털 신호 처리기는,

상기 이동국에서, 상기 이동국과 통신할 수 있는 기지국들로부터 수신된 신호들에 대한 신호 에너지들을 측정하고,

액티브 세트 내의 기지국들의 신호들에 대한 신호 에너지들의 합을 사용하여 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2)를 계산하고,

상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2)와 제 1 기지국의 신호 에너지를 비교하며, 및

상기 제 1 기지국의 상기 신호 에너지가 상기 적어도 하나의 동적 임계치(Y1, Y2) 중 적어도 하나의 지정된 임계치(Y1)를 초과하면 제 1 기지국을 선택하는 디지털 신호 명령들을 처리하는 신호 처리 장치.
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