KR100794164B1 - 주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기에 관한 것으로서, 이동 단말기가 기지국으로부터 수신한 측정 신호를 근거로 주파수 임계값과 에러 임계값을 산출하여 기지국으로 전송해 주고, 기지국으로부터 안정적인 주파수를 할당받아 압축 모드로 진입함으로써, 성공적인 주파수간 핸드오버를 수행할 수 있게 된다. 본 발명에 의하면, 이동 단말기가 좀 더 빠르고 안정적으로 압축 모드로 진입하여 주파수간 핸드오버를 수행할 수 있다. 따라서, 콜 드롭이나 콜 뮤트를 대폭 줄이거나 발생되지 않는 상태에서 핸드오버를 수행할 수 있다.

Inter-frequency, 핸드오버, 측정 신호, 압축 모드, PCRC, reporting criteria

Description

주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기{Method for Inter-frequency handover, and terminal thereof}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수간 핸드오버 방법이 적용된 이동 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수간 핸드오버 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

도 3a는 멀티 프레임의 구조를 나타낸 도면,

도 3b는 주파수 보정 채널의 구조를 나타낸 도면, 그리고

도 3c는 기지국과 이동 단말기 간의 동기를 위해 사용되는 FCCH와 SCH의 구조를 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 이동 단말기 110 : 통신부

120 : 입력부 130 : 제어부

140 : 셀 탐색부 150 : 표시부

160 : 프로그램부

본 발명은 주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기에 관한 것이다.

일반적으로, 이동 단말기와 기지국 간에 데이터를 전송 중인 시점에서, 이동 단말기의 이동 또는 기지국의 상태에 의해서 주파수간 핸드오버(Inter-frequency)를 수행해야 할 경우가 있다. 이때, 이동 단말기는 기지국과의 전송 중인 데이터의 지속적인 전송을 보장하면서, 이동될 지점의 기지국으로부터 각종 측정 신호를 효과적으로 수신해야 한다.

비동기 이동통신 시스템에서 주파수간 핸드오버를 고려하는 경우에, 이동 단말기와 기지국 간의 통신은 보통 모드(Normal Mode)와 압축 모드(Compressed Mode)로 구분된다.

여기서, 보통 모드는 주파수간 핸드오버의 가능성이 없는 모드이다. 따라서, 이동 단말기는 현재의 기지국과 데이터를 송수신하게 된다. 다음으로 압축 모드는 주파수간 핸드오버의 가능성이 있다고 판단되는 시점부터 실제로 핸드오버가 일어나는 시점까지를 나타내는 모드이다. 이 기간 동안에 이동 단말기는 현재 접속하고 있는 기지국과 계속 통화를 하면서 주파수가 다른 인접 기지국으로부터 측정 제어(Measurement Control) 신호를 수신한다.

이때, 측정 제어 신호에는 핸드오버 이벤트(Event 2D)를 위한 보고 척 도(Reporting Criteria)가 포함되어 있다. 이동 단말기는 보고 척도를 검사하고, 그에 대한 측정 보고(Measurement Report)를 기지국으로 전송한다.

기지국은 압축 모드 진입을 위한 물리 채널 재구성(PCRC:Physical Channel Reconfiguration) 신호를 이동 단말기로 전송해 주고, 이동 단말기는 물리 채널 재구성 신호를 근거로 압축 모드로 진입하여 주파수간 측정을 수행했다.

그런데, 이동 단말기가 기지국으로부터 수신한 보고 척도(Reporting Criteria) 값이 낮은 값이라서 임계 주파수 조건을 만족하기 이전에 무선 접속(Radio Link)이 끊어지게 되어 콜 드롭(Call Drop)이나 콜 뮤트(Call Mute)가 발생하는 문제점이 있었다.

상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 이동 단말기가 기지국으로부터 수신한 측정 신호를 근거로 주파수 임계값과 에러 임계값을 산출하여 기지국으로 전송해 주고, 기지국으로부터 안정적인 주파수를 할당받아 압축 모드로 진입함으로써, 성공적인 주파수간 핸드오버를 수행할 수 있도록 하는, 주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 단말기의 주파수간 핸드오버 방법은, 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하는 단계; 상기 측정 제어 신호를 근 거로 통신 상태를 유지할 주파수 임계값을 산출하는 단계; 상기 측정 제어 신호를 근거로 에러 임계값을 산출하는 단계; 상기 주파수 임계값과 상기 에러 임계값이 포함된 측정 보고 신호를 상기 기지국으로 송출하는 단계; 및 상기 기지국으로부터 상기 측정 보고 신호에 근거한 물리적 채널 재배치 신호를 수신하여 압축 모드를 실행하는 단계;를 포함한다.

또한, 상기 측정 제어 신호에는 보고 척도(Reporting Criteria)가 포함되어 있다.

또한, 상기 주파수 임계값은 주파수 간섭 정도(Ec/IO)와 수신 신호 세기(RSCP)를 이용하여 산출한다.

또한, 상기 주파수 간섭 정도는 최하 -24 이상이고, 상기 수신 신호 세기는 최하 -116 이상이어야 한다.

그리고, 상기 에러 임계값은 무선 링크 제어(RLC) 계층에서 측정되는 패킷 데이터 유닛(PDU)의 CRC(Cyclic Redundancy Correction) 에러를 측정하여 산출하게 된다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주파수간 핸드오버 단말기는, 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하는 통신부; 및 상기 측정 제어 신호를 근거로 통신 상태를 유지할 주파수 임계값을 산출하고 에러 임계값을 산출하며, 상기 주파수 임계값과 상기 에러 임계값이 포함된 측정 보고 신호가 상기 기지국으로 송출되도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 기지국으로부터 상기 측정 보고 신호에 근거한 물 리적 채널 재배치 신호를 수신하여 압축 모드를 실행하게 된다.

또한, 상기 측정 제어 신호에는 보고 척도가 포함되어 있다.

또한, 상기 제어부는 주파수 간섭 정도(Ec/IO)와 수신 신호 세기(RSCP)를 이용하여 상기 주파수 임계값을 산출하게 된다.

그리고, 상기 제어부는 무선 링크 제어(RLC) 계층에서 측정되는 패킷 데이터 유닛(PDU)의 CRC 에러를 측정하여 상기 에러 임계값을 산출하게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 주파수간 핸드오버 방법이 적용된 이동 단말기의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

본 발명이 적용된 이동 단말기(100)는, 통신부(110), 입력부(120), 제어부(130), 셀 탐색부(140), 표시부(150) 및 프로그램부(160)를 포함한다.

통신부(110)는 이동 통신망을 통해 다른 이동 단말기와 전화 통화에 관한 음 성 신호 및 멀티미디어에 관한 데이터 등을 송수신한다. 또한, 통신부(110)는 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하고, 이에 대한 측정 보고(Measurement Report) 신호를 기지국으로 송신한다.

그리고, 통신부(110)는 단말기 식별번호 및 고유 번호를 기지국으로 송출하고, 기지국으로부터 동기 신호나 파일롯 신호 등을 수신한다. 이를 위해, 통신부(110)는 음성 신호와 제어 신호 및 데이터를 송수신하기 위한 송수신부를 포함한다.

입력부(120)는 사용자의 조작 명령을 입력하여 제어부(130)로 전달한다.

제어부(130)는 이동 단말기(100)가 현재 위치한 기지국의 서비스 영역에서 인접 기지국의 서비스 영역으로 이동하여 핸드오버를 수행하는 경우, 기지국으로부터 수신한 측정 제어 신호를 근거로 현재 주파수 사용 상태를 유지할 수 있는 절대 임계값을 산출하고, 에러가 발생되지 않도록 하기 위한 에러 임계값을 산출한다.

또한, 제어부(130)는 산출한 절대 임계값과 에러 임계값이 포함된 측정 보고(MR) 신호를 기지국으로 전송한다.

그리고, 제어부(130)는 측정 보고 신호를 송신한 이후, 기지국으로부터 물리적 채널 재배치 명령(PCRC) 신호를 수신하고, 물리 채널 재배치 명령 신호를 근거로 압축 모드로 진입하여 핸드오버를 수행하게 된다.

셀 탐색부(140)는 기지국으로부터 통신부(110)를 통해 수신된 기저대역 신호에서 탐색 타이밍에 맞는 신호만을 골라서 셀 탐색을 수행한다. 이때, 셀 탐색부(140)는 제어부(130)의 제어에 따라 설정된 네트워크 탐색 주기마다 셀 탐색을 수행한다. 셀 탐색부(140)는 셀 탐색을 수행하여 동기 신호와 타임슬롯을 획득한다.

표시부(150)는 단말기의 동작 상태를 표시한다. 또한, 표시부(150)는 이동 단말기(100)가 일정 시간 동안 아무런 키입력이 없으면 오프 상태가 되고, 오프 상태에서 임의의 키입력이 있으면 온 상태가 된다.

프로그램부(160)는 단말기의 전반적인 동작에 관한 프로그램과 더불어, 기지국으로부터 수신된 측정 제어 신호에 포함된 보고 척도에 따라, 현재 통신 상태를 유지할 주파수 임계값과, 에러가 발생되지 않도록 하기 위한 에러 임계값을 산출하는 프로그램이 저장되어 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수간 핸드오버 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

본 발명의 실시예에서는 GSM 방식을 예로 설명한다.

3 GPP에서는 한정된 채널 사용 효율의 향상을 위해 상/하향 송수신을 주파수로 구별하는 주파수분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplexing; 이하 FDD) 방식과, 상/하향 송수신을 시간으로 구별하는 시분할 듀플렉싱(Time Division Duplexing) 방식을 제안하고 있다.

여기서, TDD 방식은 3.84 Mcps(Mega chip per second)의 칩 레이트(chip rate)를 사용하는 광대역 시분할 듀플렉싱(이하 WB-TDD) 방식과, 1.28 Mcps의 칩 레이트를 사용하는 협대역 시분할 듀플렉싱(이하 NB-TDD) 방식으로 구분된다.

WB-TDD 방식은 이동 단말기(100)가 제1 공통제어물리채널(Primary Common Control Physical Channel, 이하 P-CCPCH)을 이용하여 기지국 정보를 얻는다. 또한, 이동 단말기(100)가 제1 동기채널(Primary Synchronization Channel, 이하 P-SCH) 및 제2 동기채널(Secondary Synchronization Channel, 이하 S-SCH)을 이용하여 기지국과 동기를 맞춘다.

GSM 방식을 사용하는 이동통신 시스템의 채널 구조에서 멀티 프레임의 구조는 도 3a를 통해 도시하고 있다. 도 3a를 참조하면, 멀티 프레임(301)은 GSM 방식에서 제일 큰 무선 전송 단위이며, 51 개의 프레임들로 이루어져 있다. 여기서, 하나의 프레임(302)은 8 개의 타임슬롯들로 구성되어 있다.

멀티 프레임에 있어 주파수 보정 채널(Frequency Correction Channel, 이하 FCCH)은 도 3b를 통해 도시하고 있다. 도 3b를 참조하면, FCCH는 멀티 프레임을 구성하는 51 개의 프레임들(303) 중 첫 번째 프레임(frame #0), 열 한 번째 프레임(frame #10), 스물 한 번째 프레임(frame #20), 서른 한 번째 프레임(frame #30), 마흔 한 번째 프레임(frame #40) 각각을 구성하는 8 개의 타임 슬롯들 중 첫 번째 타임슬롯 구간(304)에서 전송된다. SCH는 멀티 프레임을 구성하는 51 개의 프레임들(303) 중 두 번째 프레임(frame #1), 열 두 번째 프레임(frame #11), 스물 두 번째 프레임(frame #21), 서른 두 번째 프레임(frame #31), 마흔 두 번째 프레임(frame #41) 각각을 구성하는 8 개의 타임 슬롯들 중 첫 번째 타임슬롯 구간(305)에서 전송된다.

GSM 방식의 이동통신 시스템에서 초기화 또는 핸드오버를 위한 측정시 기지 국과 이동 단말기(100) 간의 동기를 위해 사용되는 FCCH와 SCH의 구조는 도 3c를 통해 도시하고 있다. 도 3c를 참조하면, FCCH(306)에서 하나의 타임슬롯(308)은 3 비트의 TB(307)와 142 비트의 Fixed bits(308), 3 비트의 TB(309) 및 보호 구간(Guard Period)(310)으로 이루어진다. 또한, SCH(311)는 3 비트의 TB(312)와 39 비트의 암호 비트(Encrypted bits)(313), Fixed bits(314), 39 비트의 암호 비트(315), TB(316) 및 보호 구간(317)으로 이루어진다.

먼저, 기지국은 이동 단말기(100)로 주파수간(Inter-frequency) 측정을 위한 측정 제어 신호를 송신하고, 이동 단말기(100)는 통신부(110)를 통해 측정 제어 신호를 수신한다(S202).

여기서, 측정 제어 신호에는 측정 구간 시작 시점(Measurement Period Starting Point, 이하 MPSP)과, 측정 구간(Measurement Period, 이하 MP), 측정 구간 간격(Measurement Period Interval, MPI), 측정 구간 시퀀스(Measurement Period Sequence, 이하 MPS), 측정구간 시퀀스 반복회수(MPS Repetition Number, 이하 MPSRN) 및 보고 척도(Reporting Criteria) 등이 포함되어 있다.

MPSP는 주파수간 측정의 시작 시점임을 알리고, MP는 주파수간 측정을 위해 이동 단말기(100)와 기지국 간의 상/하향 전송 채널들을 변경하여 사용하는 구간으로 n 개까지의 MP들이 있을 수 있다.

MPI는 인접한 MP 사이의 간격을 나타내고, MPS는 n 개의 MP들 및 k 개의 MPI들로 이루어진 주파수간 측정을 위한 시퀀스를 나타낸다.

MPSRN은 주파수간 측정을 위한 MPS의 반복 회수를 나타내는 값으로, 1에서 M 까지의 양수로 표현된다.

이동 단말기(100)에서 제어부(130)는 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하면, 통신 상태를 유지할 주파수 임계값을 산출한다(S204).

즉, 제어부(130)는 현재 사용 주파수가 주파수 임계값 이하로 내려가게 되면, 통화 품질에 이상이 생기고 콜 뮤트가 일어나기 때문에, 콜 드롭이나 콜 뮤트가 발생되지 않을 주파수 임계값을 산출하게 된다.

이때, 제어부(130)는 주파수 간섭 정도(Ec/IO)와 수신 전력 세기(Received Signal Composite Power, 이하 RSCP)를 이용하여 주파수 임계값을 산출한다. 이는 이동통신 시스템에서 주파수 간섭 정도(Ec/IO)가 -24, RSCP가 -116 이하이면 잡음(Noise)으로 처리하기 때문이다. 여기서, 제어부(130)가 주파수 임계값을 산출하는데 이용되는 주파수 간섭 정도는 최하 -24 이상이고, 수신 신호 세기는 최하 -116 이상이 되어야 한다.

예컨대, 퀄컴(Qualcomm)사에서는 통화시에 5 % 까지의 에러(Error)에 대한 허용오차(Tolerance)를 제공한다. 즉, CRC 에러가 5 % 증가하게 되면, 동기 이탈(out of sync) 등을 유발할 수 있다. 따라서, 테스트를 통한 5 % 이상의 CRC 에러를 발생시키는 주파수 간섭 정도(Ec/IO) 값을 산출해야 한다.

또한, 제어부(130)는 CRC(Cyclic Redundancy Correction) 에러 임계값을 산출한다(S206).

이를 위해, 제어부(130)는 무선 링크 제어(Radio Link Control, 이하 RLC) 계층에서 측정되는 패킷 데이터 유닛(PDU)의 CRC 에러를 측정하는데, 콜 뮤트나 콜 드롭이 일어날 수 있는 CRC 에러율을 측정하여 에러 임계값을 산출한다.

이어, 제어부(130)는 주파수 임계값과 에러 임계값이 포함된 측정 보고(Measurement Reporting) 신호를 통신부(110)를 통해 기지국으로 송출한다(S208).

여기서, 측정 보고 신호는 Event 2D 신호로써, Event 2D는 현재 채널의 품질이 특정 임계값 이하로 떨어졌을 때 발생하는 이벤트이다.

이에 대하여, 기지국은 주파수 임계값과 에러 임계값을 근거로 이동 단말기(100)가 사용하기에 적합한 주파수를 할당받을 수 있도록 물리적 채널 재배치 명령(PCRC:Physical Channel Reconfiguration Command) 신호를 이동 단말기(100)로 송신한다.

이동 단말기(100)의 제어부(130)는 기지국으로부터 PCRC 신호를 수신하면(S210), 수신한 PCRC 신호를 근거로 통신부(110)를 제어하여 압축 모드를 실행한다(S212).

따라서, 이동 단말기(100)는 콜 뮤트나 콜 드롭이 발생되지 않는 상태에서 압축 모드로 진행하여 두 개의 주파수에 대해 측정 및 관찰을 수행함으로써 셀간 핸드오버를 수행할 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동 단말기가 기지국으로부터 수신한 측정 신호를 근거로 주파수 임계값과 에러 임계값을 산출하여 기지국으로 전송해 주고, 기지국으로부터 안정적인 주파수를 할당받아 압축 모드로 진입함으로써, 성공적인 주파수간 핸드오버를 수행할 수 있도록 하는, 주파수간 핸드오버 방법 및 그 단말기를 실현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동 단말기가 좀 더 빠르고 안정적으로 압축 모드로 진입하여 주파수간 핸드오버를 수행할 수 있다.

따라서, 콜 드롭이나 콜 뮤트를 대폭 줄이거나 발생되지 않는 상태에서 핸드오버를 수행할 수 있다.

Claims (10)

1. 단말기에서, 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하는 단계;

   상기 단말기에서 상기 측정 제어 신호를 근거로 수신 신호 세기(RSCP)를 이용하여 현재 통신 상태를 유지할 주파수 임계값을 산출하는 단계;

   상기 단말기에서 상기 측정 제어 신호를 근거로 CRC(Cyclic Redundancy Correction) 에러를 측정하여 상기 현재 통신 상태를 유지할 에러 임계값을 산출하는 단계;

   상기 주파수 임계값과 상기 에러 임계값이 포함된 측정 보고 신호를 상기 기지국으로 송출하는 단계; 및

   상기 기지국으로부터 상기 측정 보고 신호에 근거한 물리적 채널 재배치 신호를 수신하여 상기 단말기에서 압축 모드를 실행하는 단계;를 포함하는 단말기의 주파수간 핸드오버 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 측정 제어 신호에는 보고 척도(Reporting Criteria)가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 단말기의 주파수간 핸드오버 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주파수 임계값은 주파수 간섭 정도(Ec/IO)를 더 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 단말기의 주파수간 핸드오버 방법.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 에러 임계값은 무선 링크 제어(RLC) 계층에서 측정되는 패킷 데이터 유닛(PDU)의 CRC 에러를 측정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 단말기의 주파수간 핸드오버 방법.
6. 기지국으로부터 측정 제어 신호를 수신하는 통신부; 및

   상기 측정 제어 신호를 근거로 측정된 수신 신호 세기(RSCP)를 이용하여 현재 통신 상태를 유지할 주파수 임계값을 산출하고 상기 측정 제어 신호를 근거로 측정된 CRC 에러를 이용하여 에러 임계값을 산출하며, 상기 주파수 임계값과 상기 에러 임계값이 포함된 측정 보고 신호가 상기 기지국으로 송출되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 주파수간 핸드오버 단말기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 기지국으로부터 상기 측정 보고 신호에 근거한 물리적 채널 재배치 신호를 수신하여 압축 모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 주파수간 핸드오버 단말기.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 측정 제어 신호에는 보고 척도가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 주파수간 핸드오버 단말기.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 제어부는, 주파수 간섭 정도(Ec/IO)를 더 이용하여 상기 주파수 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 주파수간 핸드오버 단말기.
10. 제 6 항에 있어서,

    상기 제어부는, 무선 링크 제어(RLC) 계층에서 측정되는 패킷 데이터 유닛(PDU)의 CRC 에러를 측정하여 상기 에러 임계값을 산출하는 것을 특징으로 하는 주파수간 핸드오버 단말기.

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