KR100868948B1 - 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버를 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 대역폭의 낭비를 줄일 수 있으며, 제어신호를 안전하게 전송할 수 있다. 또한 안정적으로 핸드오버가 이루어지므로 서비스의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 시스템의 처리율을 높일 수 있는 능동 핸드오버를 제공한다.
무선 통신 시스템, FRF, 하드 핸드오프, 하드 핸드오버.

Description

무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HARD HANDOVER IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 무선 통신 시스템이 셀룰라 시스템으로 구성된 경우 핸드오버 상황을 설명하기 위한 개념도,
도 2는 CDMA 방식에서 사용하고 있는 소프트 핸드오버가 이루어지는 시나리오를 설명하기 위한 수신 신호와 시간의 관계를 도시한 그래프,
도 3은 일반적으로 알려진 하드 핸드오버가 이루어지는 시나리오를 설명하기 위한 수신 신호와 시간의 관계를 도시한 그래프,
도 4는 OFDMA 시스템에서 사용되는 하향 링크 및 상향 링크의 구조를 도시한 도면,
도 5는 OFDMA 시스템에서 일반적으로 사용되는 데이터 송신기의 내부 블록 구성도,
도 6은 OFDMA 시스템에서 일반적으로 사용되는 데이터 수신기의 내부 블록 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 하드 핸드오버의 조건 및 하드 핸드오버 과정을 설명하기 위한 개념도,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 seamless 하드 핸드오버 동작을 설명하 기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프,
도 9는 본 발명에 따라 간섭 신호 세트에 따른 단말의 상태 천이도,
도 10은 본 발명의 다른 실시 예인 MSE를 이용하는 하드 핸드오버 동작을 설명하기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프,
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 하드 핸드오버 동작을 설명하기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프,
도 12는 AWGN 채널에서 일반 수신기와 간섭 제거 수신기를 사용한 경우의 MSE 성능 비교 그래프,
도 13은 본 발명에 따른 간섭 제거 기술을 적용한 시스템의 구성도,
도 14는 본 발명에 따라 핸드오버를 수행하기 위해 간섭 제거를 수행하는 바람직한 실시 예의 블록 구성도,
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 단말에서 능동 핸드오버 시 제어 흐름도.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 핸드오버 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선 통신 시스템은 사용자의 위치에 제약 없이 통신을 수행할 수 있도록 개발된 시스템이다. 이러한 무선 통신 시스템의 가장 대표적인 시스템으로 이동통신 시스템을 들 수 있다. 상기 이동통신 시스템은 CDMA 방식을 기반으로 하여 사용자들을 구분하고, 음성 통신을 위주로하는 시스템에서 출발하였다.
그런데, 상기 이동통신 시스템이 점차로 발전하면서 데이터 서비스를 제공할 수 있게 되면서, 사용자들 또한 데이터 서비스에 대한 관심이 증대되고 있다. 이와 같이 데이터 서비스에 대한 관심이 증대되면서 사용자들은 보다 높은 데이터 전송률을 제공할 수 있는 이동통신 시스템을 원하게 되었다. 따라서 CDMA 방식을 기반으로 하는 무선 통신 시스템에서 보다 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위하여 제3세대 이동통신 시스템이 개발되어 상용화에 이르렀다. 현재 3세대 이동통신 시스템은 부분적으로 서비스되고 있다.
그러나, CDMA 방식을 사용하는 이동통신 시스템은 제한된 자원으로 인하여 보다 고속의 데이터 서비스를 제공하는데 한계에 다다르고 있다. 따라서 CDMA 방식이 아닌 다른 방식으로 이동통신 서비스를 제공하기 위한 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 이러한 시도들 중 하나의 방식이 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDM) 방식이다.
OFDM 방식을 이용하는 대표적인 기술들로는 IEEE802.16e의 기술과, WiBro 시스템 및 3G LTE(Long term evolution) 기술들이 있다. 이러한 방식의 시스템들에서는 OFDM 방식을 사용하여 CDMA 방식의 기술에서보다 많은 데이터를 고속으로 전송할 수 있게 되었다.
그런데, 상기 OFDM 방식을 이용하여 다수의 사용자들에게 할당하기 위해서는 OFDMA 방식을 사용하여야 한다. 이와 같이 OFDMA 방식을 사용하는 무선 통신 시스템에서는 인접한 기지국들간 전송된 신호의 간섭이 문제로 작용할 수 있다. 즉, 인접한 기지국으로부터 전송된 신호에서 동일한 직교 주파수의 신호가 중첩되어 수신되는 경우 단말에서는 이를 수신할 수 없거나 또는 수신 성능이 매우 저하되는 문제가 있다. 따라서 이전까지의 OFDMA 방식을 사용하는 시스템에서는 주파수 재사용 계수(Frequency Reuse Factor : 이하 "FRF"라 함)를 대체로 3으로 사용하는 방법이 제안되었다. 이는 전체 사용 가능한 직교 주파수 자원의 1/3만을 사용하는 방식이다. 이는 기지국이 3섹터 구조를 가짐으로써 하나의 섹터에 1/3의 자원만을 할당하면, 나머지 섹터들과 직교 주파수들간 충돌 없이 사용할 수 있게 되는 것이다.
그런데, 현재 제안되고 있는 OFDM 방식을 이용하는 대표적인 기술들로는 IEEE802.16e의 기술과, WiBro 시스템 및 3G LTE(Long term evolution) 기술들은 FRF를 1로 사용하는 시스템을 채택하고 있다. 이와 같이 주파수 재사용 계수를 1로 사용하는 경우에는 앞에서 설명한 바와 같이 셀의 경계 영역에서 통신이 불가능해지거나 또는 수신 성능이 현저히 저하되는 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 다양한 해결 방안들이 제안되고 있다.
한편, 무선 통신 시스템에서는 사용자의 이동성에 제약이 없어야 한다. 따라서 무선 통신 시스템에서는 사용자의 이동성 제약을 극복하기 위해 핸드오버 기술이 개발되어 사용되고 있다. 핸드오버란, 통신을 수행하는 단말이 자신이 속한 특정 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동하는 경우 상기 단말이 수행하던 통신을 계속 유지하도록 하는 방법이다.
그러면 핸드오버 상황이 발생할 수 있는 경우를 도 1을 참조하여 살펴보기로 한다. 도 1은 무선 통신 시스템이 셀룰라 시스템으로 구성된 경우 핸드오버 상황을 설명하기 위한 개념도이다.
참조부호 110, 120 및 130은 각각 기지국들을 의미한다. 이러한 각 기지국들(110, 120, 130)은 기지국 신호의 송달 거리에 따라 참조부호 111, 121 및 131과 같이 각각의 셀 영역들을 가진다. 따라서 상기 각 기지국들(11, 120, 130)은 각 기지국의 영역들간 상호 중첩되는 지역이 발생하게 된다. 즉, 2개의 기지국들로부터 송신된 신호만 중첩되는 영역들과 3개의 기지국들로부터 송신된 신호가 중첩되는 영역으로 구분된다. 이를 좀 더 설명하면, 제1기지국(110)의 영역(111)과 제2기지국(120)의 영역(121)간 중첩되는 영역(101)이 존재하며, 제1기지국(110)의 영역(111)과 제3기지국(130)의 영역(131)간 중첩되는 영역(103)이 존재하며, 제2기지국(120)의 영역(121)과 제3기지국(130)의 영역(131)간 중첩되는 영역(105)이 존재한다. 따라서 상기 도 1에 도시한 바와 같이 3개의 기지국들(110, 120, 130)의 영역들간 중첩되는 영역(107)이 존재하게 된다.
상기 도 1에서는 단말(140)이 3개의 기지국 영역이 중첩되는 중첩 지역(107)에 위치하는 경우를 도시하였다. 만일 상기 단말(140)이 제1기지국(110)의 영역(111)에서 이동하여 3개의 기지국 영역이 중첩되는 중첩 지역(107)으로 이동하는 경우 단말(140)은 핸드오버 상황에 놓이게 된다. 이때 단말(140)이 어느 방향으로 이동하는가에 따라 핸드오버는 달라지게 된다.
상기한 핸드오버는 크게 소프트 핸드오버와 하드 핸드오버의 2가지 형태로 구분된다. 이러한 핸드오버들 각각을 상술하면 아래와 같다.
첫째로, 소프트 핸드오버는 특정 기지국과 통신하던 단말이 상기 기지국의 가장자리 영역으로 이동하여 다른 기지국의 영역으로 이동할 때 발생한다. 이때, 먼저 통신을 수행하던 기지국을 소스(source) 기지국이라 하고, 다른 기지국들 중 이동하게 되는 기지국을 타겟(target) 기지국이라 한다. 그러면 상기 소프트 핸드오버가 이루어지는 과정을 좀 더 살펴본다. 먼저 소스 기지국과 통신하던 단말이 이동하여 다수의 기지국에서 공통으로 데이터를 전송하는 영역 즉, 도 1의 참조부호 101, 103, 105, 107 등의 영역으로 이동하면, 2개 또는 그 이상의 기지국들은 동일한 데이터를 송신한다. 따라서 단말은 둘 이상의 기지국들로부터 동일한 데이터를 동시에 수신하는 중에 특정한 상태에 이르면 즉, 타겟 기지국 영역으로 진입하게 되면, 상기 단말로 데이터를 송신하던 다른 기지국들은 데이터의 송신을 중단한다. 따라서 단말은 자신이 속한 기지국으로부터만 데이터를 송신하는 방법이다.
둘째로, 하드 핸드오버 또한 소스 기지국과 통신하던 단말이 상기 기지국의 가장자리 영역으로 이동하여 타겟 기지국의 영역으로 이동할 때 발생한다. 하드 핸드오버에서는 하나의 기지국에서만 데이터를 수신하는 방법이다. 즉, 소스 기지국과 통신을 수행하다가 미리 결정된 특정한 조건을 만족하는 경우에 처음에 단말로 데이터를 송신하던 기지국은 상기 단말로 전송하던 데이터의 송신을 중단한다. 이후 타겟 기지국은 상기 단말로 데이터를 송신하도록 하는 방법이다.
그러면 도 2를 참조하여 현재 CDMA 방식에서 사용하고 있는 대표적인 소프트 핸드오버 방법에 대하여 살펴보기로 한다.
도 2는 CDMA 방식에서 사용하고 있는 소프트 핸드오버가 이루어지는 시나리오를 설명하기 위한 수신 신호와 시간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 2에서는 단말이 이동하면서 각 기지국으로부터 수신되는 신호에 대한 수신 세기를 그래프로 도시하였다. 즉, 기지국 A(Base station A)에는 단말이 속한 기지국이며, 기지국 B(Base station B)는 핸드오버의 대상(Target)이 되는 기지국이다. 여기서 기지국이 송신하여 단말이 측정한 신호는 정확히 언급하면, 파일럿 신호(Pilot signal)의 Ec/Ior이 된다. 즉, 기지국 A로부터 수신된 파일럿 신호의 세기에 대한 커브(210)는 시간이 경과할수록 저하되며, 기지국 B로부터 수신된 파일럿 신호의 세기에 대한 커브(220)는 시간이 경과할수록 커지는 특성으로 도시하였다. 이는 도 1에서 살펴보면, 단말(140)이 제1기지국(110)의 영역에서 제2기지국(120)의 영역으로 이동하는 경우에 발생하는 현상이다.
단말은 도 2에 도시한 바와 같이 각 기지국들로부터 수신되는 파일럿 신호의 세기를 측정하여 소프트 핸드오버를 수행한다. 그러면 이러한 소프트 핸드오버 동작에 대하여 간략히 살펴보기로 한다.
시간 축 상에 도시한 바와 같은 참조 점들(1, 2, 3, 4, 5, 6)은 소프트 핸드오버의 시나리오를 설명하기 위한 각 시점들이 된다.
참조 점 1에서 단말은 기지국 A로부터 서비스를 제공받으며, 단말의 활동 그룹(Active Group)에는 기지국 A만이 포함되어 관리되고 있다. 이와 같이 기지국 A의 영역에 존재하는 경우에도 타 기지국으로부터 파일럿 신호가 도달할 수 있다. 따라서 단말은 기지국 B로부터 전달되는 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기를 측정 하여 T_ADD라는 임계치와 비교한다. 만일 기지국 B의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 T_ADD보다 크면 단말은 기지국 B를 후보 그룹(Candidate Group)에 등록하고 관리를 시작한다. 즉, 참조 점 1에서는 기지국 B가 후보 그룹에 등록되는 시점을 도시한 것이다.
이후 단말이 계속하여 기지국 B의 영역으로 이동하면 기지국 A로부터의 수신되는 파일럿 신호의 세기보다 기지국 B로부터 수신되는 파일럿 신호의 세기가 커지게 된다. 이러한 상황이 발생한 이후에 참조 점 2에서 단말은 기지국 B의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)에 비해 주어진 마진보다 크면 단말은 기지국 B를 활동그룹 (Active Group)에 등록하고 관리를 시작한다. 이때 단말은 기지국 A로부터 핸드오버 메시지를 수신한다. 이 메시지에는 기지국 B의 PN 옵셋(Offset)과 트래픽의 월시 코드 번호(Traffic Walsh code number) 등의 핸드오버를 위한 기지국 B의 정보가 포함되어 있다. 이 시점부터 단말에서는 기지국 A의 트래픽 신호와 기지국 B의 트래픽 신호를 수신하여 연성결합(Soft combining)하여 사용한다. 또한 단말은 두 기지국의 파일럿 신호를 관측하면서 핸드오버를 위한 관리를 지속한다. 즉, 활동 그룹에 2개의 파일럿이 관리된다.
그러다가 참조 3의 경우와 같이 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 T_DROP보다 작아지는 것을 감지하면 단말은 해지 타이머(Drop timer)를 가동시킨다.
이후 단말의 이동 경로 또는 신호의 수신 경로 등에 따라 참조 점 4와 같이 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 다시 T_DROP보다 커지는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에 단말은 해지 타이머(Drop timer)를 리세트(Reset)시킨다.
이후 단말이 다시 기지국 B의 영역으로 계속 진행하여 참조 점 5에서와 같이 다시 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 T_DROP보다 작아지는 것을 감지하면 단말은 해지 타이머(Drop timer)를 가동시킨다.
이후 단말은 해지 타이머를 구동시키면서, 참조 점 6과 같이 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)의 세기가 계속 감소하고 단말의 해지 타이머의 시간 측정값이 임계값인 T_TDROP에 도달하면 단말은 파일럿 측정 결과 메시지를 기지국에 전달하고 기지국 A의 파일럿 신호(Pilot Signal)를 활동그룹으로부터 인접그룹(Neighbor Group)으로 이동시킨 후에 핸드오버 완료메시지를 기지국에 전달하고 핸드오버를 완료한다.
상기 도 2에서 설명한 바와 같이 소프트 핸드오버는 소위 "make-before-break-switching"라고 일컬어진다. 왜냐하면, 트래픽의 끊어짐이 없이 두 기지국의 경계지역에서 서비스를 제공하는 기지국의 전환이 이루어지는 방식이기 때문이다. 따라서 소프트 핸드오버를 위해서 단말은 항상 주변 기지국의 파일럿 신호를 검출하고 그 크기를 측정하여 관리하여야 한다. 또한 기지국 역시 하나의 단말 서비스를 위해서 2개의 기지국이 활성화되어야 하는 부담이 있다. 즉 동일한 음성 데이터 혹은 일반 데이터를 소프트 핸드오버 구간 동안 2개의 기지국에 할당하여야 한다.
다음으로 일반적으로 알려진 하드 핸드오버 방식에 대하여 살펴보기로 한다.
도 3은 일반적으로 알려진 하드 핸드오버가 이루어지는 시나리오를 설명하기 위한 수신 신호와 시간의 관계를 도시한 그래프이다.
도 3에서도 단말이 이동하면서 각 기지국으로부터 수신되는 신호에 대한 수신 세기를 그래프로 도시하였다. 즉, 기지국 A(Base station A)는 단말이 속한 기지국이며, 기지국 B(Base station B)는 핸드오버의 대상(Target)이 되는 기지국이다. 여기서 단말이 측정하는 신호는 특별한 제한을 두지 않았다. 대체로 파일럿 신호일 수 있으나, 각 시스템마다 다를 수 있으므로, 트래픽에 대한 신호일 수도 있다. 따라서 상기 수신 신호의 세기에는 신호대비 잡음비를 의미하는 SNR 또는 CINR 또는 CIR이 될 수 있다. 상기 도 3에서도 기지국 A로부터 수신된 신호의 세기에 대한 커브(310)는 시간이 경과할수록 저하되며, 기지국 B로부터 수신된 신호의 세기에 대한 커브(320)는 시간이 경과할수록 커지는 특성으로 도시하였다. 이러한 하드 핸드오버의 동작을 도 1에서 살펴보면, 단말(140)이 제1기지국(110)의 영역에서 제2기지국(120)의 영역으로 이동하는 경우에 발생하는 현상이다.
상기 도 3에서도 설명의 편의를 위해 특정한 시점마다 참조 점을 부여하였다. 그러면 이러한 참조 점들의 시점에서 단말과 기지국간에 이루어지는 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
참조 점 1에서 단말은 기지국 A로부터 서비스를 받고 있으며, 단말의 활동 그룹에는 기지국 A만이 포함되어 관리되고 있다. 단말은 기지국 A로부터 전달되는 신호의 세기를 측정하여 H/O Threshold라는 임계치와 비교한다. 이때 단말은 주변 기지국들, 예를 들어 기지국 B의 신호의 세기를 측정하여 후보 그룹에 등록하고 관 리를 할 수도 있다. 그러나 일반적으로 하드 핸드오버를 사용하는 시스템은 주파수 재 사용 계수(Frequency Reuse Factor : FRF 혹은 Frequency Reuse Pattern: FRP)가 3, 5 혹은 7 등으로 인접 기지국이 상이한 주파수를 사용하고 있다. 따라서 기지국 B의 신호의 세기를 측정하기 위해서는 수신 주파수를 일정시간 천이하여 측정한 후에 다시 현재 기지국 A의 주파수로 복귀해야 하는 부담이 있어 관리를 하지 않는 경우들도 많다. 그러므로 여기서는 후보 그룹을 관리하지 않는 경우로 가정한다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이 단말은 참조 점 1의 경우에 기지국 A로부터 수신된 신호가 하드 핸드오버 임계값보다 낮아지는 시점에서 기지국 A와 연결된 채널을 해지한다. 즉, 단말이 기지국 B의 영역으로 더 이동하면, 단말은 기지국 A로부터 전달되는 신호의 세기를 측정하여 H/O Threshold라는 임계치 이하로 신호가 약해지면 기지국 A로부터 더 이상 트래픽 신호를 정상적으로 수신할 수 없으므로 핸드오버를 수행한다. 그리고 주변 기지국 중에서 신호가 양호한 기지국으로 접속을 시도한다.
그러나 도 3에 도시한 바와 같이 참조 점 1로부터 참조 점 2까지 기지국 B의 신호 역시 트래픽을 수신하기에 불충분한 경우가 종종 발생된다. 또한 신호 세기가 양호하더라도 기지국 B의 자원관리가 불가능하여 단말의 서비스 요청을 대응할 수 없는 경우도 발생한다. 따라서 이러한 경우 도 3에 도시한 것처럼 No services 혹은 Call Drop이 발생할 수 있다.
이상과 같이 하드핸드오버는 매우 간단한 방식에 의해서 기지국 사이의 전환을 수행하지만 핸드오버 성공률이나 수신안정도 측면에서 소프트 핸드오버에 비하 여 매우 취약하다. 즉, 하드 핸드오버는 "Break-before-make-switching"라고 일컬어지는 바와 같이 현재 서비스를 제공하는 기지국의 신호 세기가 감소하여 특정 임계값에 이르면 현재 서비스를 제공하는 기지국을 해지하고 이후에 다른 기지국을 검색하는 방식이다. 그러므로 하드 핸드오버는 대부분 인접 셀 사이의 간섭문제로 인해서 FRP가 1보다 큰 경우에 사용되고 있으며 FRP가 1인 경우는 대부분 CDMA 방식의 소프트 핸드오버가 사용되고 있다.
한편, 앞에서 살핀 바와 같이 무선 통신 시스템은 보다 많은 양의 데이터를 고속으로 전송할 수 있도록 개발되고 있다. 이러한 기대에 따라 기술의 개발이 이루어지는 시스템들이 앞에서 살핀 바와 같이 OFDMA 방식을 사용하는 시스템들이다.
그러면 먼저 현재 IEEE802.16 기반의 OFDMA 시스템인 WiBro 혹은 mobileWiMAX 시스템에 대하여 살펴보기로 한다.
앞서 언급한 바와 같이 IEEE802.16 기반의 OFDMA 시스템인 WiBro 혹은 mobileWiMAX 시스템은 FRF 값을 1로 사용하고 있다. 주파수 재사용 계수가 1인 경우, 주파수 효율(Frequency Efficiency)면에서는 뛰어난 장점이 있지만, 사용하는 모든 부 반송파가 인접 기지국의 부 반송파와 중첩이 되어 상호간에 간섭으로 작용하게 되는 단점이 있다. 이러한 인접 기지국의 간섭신호로 인하여, 셀의 경계 부근에 위치한 단말은 수신 성능이 저하되고, 또한 핸드 오버 시에 통신이 두절되는 현상들이 발생하게 된다. 그러면 앞에서 언급한 바와 같이 수신 품질의 저하 또는 통신의 단절이 발생할 수 있다.
그러면 먼저 도 4를 참조하여 OFDMA 방식에서 사용되는 하향 링크 및 상향 링크의 구조에 대하여 살펴보기로 한다.
도 4는 OFDMA 시스템에서 사용되는 하향 링크 및 상향 링크의 구조를 도시한 도면이다.
상기 도 4에서 참조부호 410은 하향 링크(Down link)의 구성을 도시한 것이며, 참조부호 430은 상향 링크(Up link)의 구성을 도시한 것이다. 상기 도 4에서 세로 방향은 직교하는 다수의 주파수 자원들 즉, 서브캐리어들을 의미한다. 그러면 먼저 하향 링크의 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
하향 링크의 최 첨두에는 프리앰블(411)이 전송되며, 이후 프레임 구성정보 및 동기정보를 내재하고 있는 FCH(frame control channel)(413)과 하향 링크 맵(DL-MAP : Down link MAP)(415)이 위치하며, 이후 상향 링크로 송신할 버스트들의 위치 정보인 상향 링크 맵(UL-MAP : Up link MAP)(417)이 전송된다. 상기 상향 링크 맵의 이후에는 상기 UL-MAP(417)과 사용자들에게 제공될 DL burst들(419, 421, 423, 425, 427)이 전송된다.
한편 상향 링크로는 제어 채널(431)이 가장 먼저 전송되고, 이후 기지국으로 송신되는 각 사용자들이 전송한 데이터인 UL burst들(433, 435, 437, 439)이 전송된다.
상기한 데이터들 중 시스템 전체의 전송률에 영향을 미치는 요소는 FCH(413), DL-MAP(415), UL-MAP(417) 등의 제어 정보이다. 상기 제어 정보는 반드시 정확하게 수신되어야 프레임을 수신하여 전송된 데이터를 오류 없이 수신할 수 있다.
상기 도 4에서 도시한 프레임은 시간 분할 듀플렉싱(TDD : Time Division Duplexing) 방식을 사용하는 OFDMA 시스템의 프레임 구조이다. 즉, 하향링크(Downlink : DL) 구간과 상향 링크(Uplink : UL) 구간을 시간 축(402)상에서 분리하여 사용함을 볼 수 있다. 앞에서 살핀 바와 같이 하향 링크 프레임의 첫 심볼은 프리앰블(411)이다. 단말은 상기 프리앰블 신호를 이용하여 동기 획득, 기지국 ID 획득(Base Station ID Acquisition), 채널 추정 등에 사용한다. 상기 기지국의 기지국 ID는 스크램블링(scrambling), 서브캐리어 치환(subcarrier permutation) 등의 시드(seed) 값으로 사용되므로, 하향 링크 데이터 버스트를 복호하기 위해서는 기지국 ID 획득이 반드시 필요하다. 또한 프리앰블의 다음에는 FCH(413)가 오게 되는데, 상기 FCH에는 DL-MAP 복호에 필요한 정보가 들어 있다. 즉, FCH에는 DL-MAP의 길이, DL-MAP의 부호화 방식 등의 내용이 들어 있다. 또한 상기 DL-MAP에는 이번 프레임의 하향 링크 데이터 버스트 복호에 필요한 정보들을 포함한다. 즉, 각 버스트별 위치 및 크기 정보, 버스트들의 변조 및 부호화(MCS : Modulation and Coding Scheme) 정보 등의 내용이 포함된다.
그러면 이하에서 상기한 데이터들을 송신하는 송신기와 수신기의 일반적인 구성에 대하여 살펴보기로 한다.
도 5는 OFDMA 시스템에서 일반적으로 사용되는 데이터 송신기의 내부 블록 구성도이다.
송신할 데이터는 부호기(501)로 입력된다. 상기 부호기는 순방향 에러 정정이(Forward Error Correction : FEC) 가능한 부호기를 사용한다. 이러한 부호기는 이미 널리 알려져 있으므로 여기서는 더 설명하지 않기로 한다. 상기 부호기(501)는 입력된 데이터를 부호화하여 출력한다. 상기 부호기(501)에서 부호화된 심볼은 심볼 맵퍼(503)로 입력된다. 상기 심볼 맵퍼(503)는 입력된 심볼을 QPSK/16QAM/64QAM 등의 신호로 변조(Modulation)하여 출력한다. 이와 같이 변조된 심볼은 반복기(505)로 입력되어 기지국이 설정한 반복 수(Repetition Number)에 따라서 반복되어 출력된다. 이와 같이 반복이 이루어진 심볼은 부반송파 치환기(subcarrier permutator)(507)로 입력된다. 상기 부반송파 치환기(507)는 반복된 심볼을 각각 부반송파로 치환(permutation)하여 출력한다. 상기 부반송파 치환기(507)에서는 기지국마다 고유한 규칙을 가지는 부 반송파(Subcarrier) 치환 규칙(permutation rule)에 의해 일정한 규칙으로 순서가 섞여서 부 반송파(Subcarrier)에 할당된다. 이 부반송파들은 스크램블러(509)로 입력된다. 상기 스크램블러(509)는 기지국마다 고유한 값을 가지는 스크램블링 시퀀스(scrambling sequence)를 곱해서 출력한다. 이와 같이 스크램블링 시퀀스가 곱해진 신호는 역고속 퓨리에 변환기(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform)(511)를 거쳐서 송신 출력 신호가 만들어진다.
상기한 바와 같은 과정을 통해 생성된 신호는 무선 신호로 변환되어 수신기로 전달된다. 그러면 수신기는 이를 수신하여 처리한다. 이러한 수신 처리 과정을 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 6은 OFDMA 시스템에서 일반적으로 사용되는 데이터 수신기의 내부 블록 구성도이다.
무선 신호를 통해 수신되어 기저대역으로 변환된 신호는 고속 퓨리에 변환기(601)로 입력된다. 상기 고속 퓨리에 변환기(601)는 시간 영역의 신호를 주파수 영역의 신호로 변환하여 출력한다. 이와 같이 출력된 신호는 디스크램블러(603)로 입력되어 송신기에서 스크램블링한 역 과정을 거쳐 디스크램블링된다. 상기 디스크램블링된 신호는 채널 추정기(605)와 채널 보상기(607)로 입력된다. 상기 채널 추정기(605)는 디스크램블링된 신호로부터 송신기와 수신기간 채널을 추정하여 추정된 정보 또는 보상할 정보를 채널 보상기로 제공한다.
그러면 채널 보상기(607)는 디스크램블링된 신호에 상기 보상 정보를 이용하여 채널에서 겪은 왜곡을 보상하여 출력한다. 상기 채널 보상기(607)에서 출력된 신호는 부채널 정렬기(order unit)(609)로 입력된다. 상기 부채널 정렬기(609)는 각 서브캐리어들로 이루어진 부채널들의 신호를 다시 각 부채널별로 정렬(ordering)하여 출력한다. 이와 같이 출력된 신호는 반복 결합기(611)로 입력된다. 상기 반복 결합기(611)는 송신기에서 반복된 신호들을 다시 결합하여 출력한다. 상기 결합된 신호는 심볼 디맵퍼(613)로 입력되어 디맵핑된다. 상기 디맵핑 방식은 송신 시의 매핑 방식에 따라 디맵핑이 이루어지는 것이다. 상기 디맵핑된 심볼은 복호기(615)로 입력되어 송신 시의 데이터로 복호된다. 이때 복호기는 FEC 복호기가 된다. 상기한 바와 같은 과정을 통해 데이터의 송/수신이 이루어진다.
상기 IEEE802.16 규격에서는 상술한 바와 같이 셀 경계부근에서의 간섭신호 문제를 극복하기 위해, 기지국 송신 신호를 QPSK와 같은 낮은 변조 차수(modulation order)로 변조하고, 낮은 순방향 오류 정종 부호율을 적용하며, 또 한 반복도 최대 6번을 사용할 수 있도록 되어있다. 하지만 이러한 노력에도 불구하고, 페이딩 채널(fading channel) 상에서 단말 수신기로는 셀 경계부근에서의 데이터가 수신이 안 되는 Outage Probability가 높게 나오며, 핸드 오버 성능 또한 나빠지는 현상이 발생된다. 이러한 문제를 근본적으로 극복하기 위해서는 FRF 값을 3으로 가져가야 한다. 그러나 이와 같이 FRF 값을 3을 사용하면 FRF 값을 1을 사용하는 경우에 비하여 주파수 효율이 1/3로 떨어지고 셀 설계(cell planning)가 복잡해져서 사업자들이 매우 꺼려하는 방식이다.
따라서 수신기의 수신 성능을 높이기 위해서는 다른 여러 가지 방법들을 생각해 볼 수 있다. 예를 들어 수신기에 2개 이상의 안테나를 사용하여 수신 다이버시티(receive diversity)를 얻는 방식을 고려할 수 있다. 이 방식을 사용하면 2개의 수신 안테나만 사용하여도 수신 성능이 3dB 이상 좋아지는 장점이 있다. 그러나 이 경우에는 수신기의 복잡도가 크게 증가하게 되고, 또한 근본적으로 간섭신호에 의한 성능의 열화는 크게 개선되지 않는다는 문제가 있다. 그리고 IEEE802.16 시스템에서 수신 성능에서 가장 중요한 부분을 차지하는 것이 DL-MAP의 수신 여부이다. 전술한 도 4에서 보듯이 DL-MAP은 기지국에 물려 있는 모든 단말들에게 방송되는 신호이기 때문에, 개별 단말에 적용하는 스마트 안테나(SA : Smart Antenna) 기술, 다중 입력 다중 출력(MIMO : Multiple-Input-Multiple-Output) 기술, 복합 자동 재전송 요구(HARQ : Hybrid Automatic Repeat Request) 기술 등을 적용하여도 DL-MAP 수신 성능을 향상시키기 어렵다는 문제가 있다. 또한 셀 경계부근에서 수신성능의 저하 문제는 핸드오버 성능의 저하라는 또 다른 커다란 문제를 발생시킨다.
한편, 최근 OFDM을 기반으로 발전한 OFDMA를 적용한 이동통신 시스템들에서는 전술한 바와 같이 FRP를 1로 사용하고 있다. 이 경우에는 FRP가 1이므로 CDMA의 소프트 핸드오버를 적용할 수도 있다. 그러나 대부분의 시스템들에서는 하드 핸드오버를 고려하고 있다. 왜냐하면 기본적으로 이들 시스템이 IP(Internet Protocol) 기반의 서비스이므로 음성 서비스와 달리 경계지역에서 IP 패킷을 연성결합 한다는 것이 인프라 시스템(기지국 및 유선 IP망 등)에 큰 부담으로 작용된다. 즉, 두 개의 기지국이 동일한 IP 주소(address)를 가지는 패킷을 관리하고 이를 연성결합 하는 등의 기능을 지원하기는 쉽지 않다.
예를 들어 동일한 IP 주소를 가지는 패킷을 두 기지국이 전송하고 연성결합하기 위해서는 상기 두 기지국이 항상 동시에 상기 패킷을 수신할 단말로 전송되어야 한다. 그러나 IP 패킷 서비스는 기본적으로 연속성이 보장되지 않는 스케줄링(Scheduling)에 의한 전송을 가정한다. 따라서 각각의 기지국에는 일종의 패킷 버퍼(Packet Buffer)인 큐(Queue)가 존재하여 우선순위에 따라서 패킷을 전송한다. 따라서 연성결합을 위해 두 기지국의 큐에 동일한 패킷을 동시에 전송한다는 것은 큐의 오버플로우(overflow)를 만들 수도 있으며 최악의 경우 시스템이 다운되는 경우도 발생할 수 있다. 따라서 현재로서는 인접 셀의 상호간섭이 있더라도 하드 핸드오버 형태의 핸드오버를 고려하고 있다.
이를 도 3을 참조하여 이를 다시 설명하면 하기와 같이 단말이 기지국 A로부터 IP 패킷을 수신하다 핸드오버가 수행되면 기지국 A를 해지하고 기지국 B에 접속하여야 한다. 이때 단말은 기지국 B와 다시 IP 망을 설정하여 동일 IP 주소를 가지 고 재 접속하는 방식을 사용하고 있다. 예를 들어 3GPP2 cdma2000 1xEV-DV, cdma2000 1xEV-DO, 3GPP HSDPA/HSUPA 등도 규격에서 하드 핸드오버 형태의 핸드오버를 고려하고 있으며 대신에 빠른 기지국 전환(Fast Cell Switching or Fast Cell Selection)을 고려하고 있다. 그러나 이러한 시스템에서 가장 큰 문제는 기지국 셀의 경계지역의 간섭 신호 세기가 매우 강력해서 대부분의 경우 패킷 수신을 위한 제어 신호 및 트래픽 신호를 정상적으로 수신할 수 없다는 문제가 있다. 특히 앞에서 설명한 바와 같이 제어신호의 상실은 높은 핸드오버 실패율을 가지게 되며, 시스템의 처리율(throughput)을 현저하게 저하시키는 문제를 일으키는 문제가 있다. 또한 핸드오버 처리시간이 기존 소프트 핸드오버에 비해 증가하므로 VoIP(Voice over IP) 등의 Timing Constraint가 매우 엄격한 서비스의 경우 서비스의 질이 (Quality) 급감하는 문제점도 보유하고 있다. 따라서 FRP 값을 1로 사용하는 시스템에서 상기의 문제점들은 해결하는 방안이 실제 시스템 구현을 위해 강력히 요구되고 있다.
따라서 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 FRF 또는 FRP 값을 1로 사용하는 시스템에서 제어신호를 안전하게 전송할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 IP 패킷을 송신하는 무선 통신 시스템에서 안정적인 하드 핸드오버 방법 및 그 제어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 서비스의 품질 저하를 방지할 수 있는 핸드오버 방법 및 그 제어 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 시스템에서 제어 신호를 안전하게 전송하여 시스템의 처리율을 높일 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 OFDMA 방식의 무선 통신 시스템에서 안정적인 하드 핸드오프를 제공하기 위한 방법 및 그 제어 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법으로, 서비스 제공 기지국과 통신 중 인접한 기지국들로부터 수신되는 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 인접 기지국들로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 조건을 만족하면, 간섭을 제거하는 과정과, 상기 간섭 제거 중에 상기 간섭이 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 상기 간섭 간섭 신호의 신호대 잡음비간의 차가 핸드오버 요구 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법으로, 서비스 제공 기지국과 통신 중 인접한 기지국들로부터 수신되는 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 인접 기지국들로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 조건을 만족하면, 간섭을 제거하 는 과정과, 상기 간섭 제거 시 복조된 심볼로부터 송신된 심볼을 추정하고 상기 복조된 심볼과 추정된 심볼간 에너지의 차를 계산하는 과정과, 상기 에너지의 차 값이 핸드오버 요구 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시 예에 따른 방법은, 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법으로, 서비스 제공 기지국과 통신 중 인접한 기지국들로부터 수신되는 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 인접 기지국들로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 조건을 만족하면, 간섭을 제거하는 과정과, 상기 간섭 제거 중에 상기 간섭 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 핸드오프 시도를 위한 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치로, 기지국들로부터의 채널을 추정하고, 상기 추정된 정보를 이용하여 기지국들로부터 수신된 신호 중 서빙 기지국의 신호를 데이터로 변환하는 수신부와, 상기 무선부에서 처리된 신호 중 특정 간섭 기지국의 신호를 생성하고, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 간섭 제거 신호를 생성하는 간섭 제거 신호 생성부 와, 기지국으로 송신할 신호와 제어 메시지의 송신을 수행하는 송신부와, 상기 기지국들 중 간섭 기지국들로부터 수신된 신호의 세기가 간섭 제거 조건을 만족하면, 상기 간섭 제거 신호 생성부를 제어하여 간섭 신호를 제거하도록 제어하며, 상기 간섭 제거를 수행 중에 상기 인접 기지국들 특정 기지국으로부터 수신된 신호의 세기가 핸드오버 조건을 만족할 시, 서빙 기지국으로 핸드오버 요구메시지를 생성하고 상기 송신부를 제어하여 이의 전송을 제어하고, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널의 해제를 제어하고, 상기 특정 기지국으로 호를 연결을 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명에서는 하드 핸드오버 방법을 제안하고자 한다. 본 발명에서 설명되는 하드 핸드오버는 능동 핸드오버(Active Handover)로서, 이하에서 설명되는 방법에 따라 능동적으로 하드 핸드오버를 수행한다. 본 발명에서는 FRP 또는 FRF의 값 이 1인 환경에서 간섭 제거 방식을 사용하는 시스템을 위한 핸드오버 방식을 제안한다. 이를 통해 인접신호의 간섭신호를 제거하여 핸드오버의 성공률을 높이고 또한 핸드오버 전환시간을 단축하여 빠른 시간 내에 사용자 패킷이 2개의 기지국 사이에서 전환될 수 있는 방식을 제안하고 구체적인 동작단계를 정의한다.
본 발명에 따른 핸드오버를 설명하기에 앞서 본 발명에 따른 핸드오버가 필요한 이유에 대하여 다시 한번 살펴보기로 한다.
단말이 셀의 경계부근에 위치하는 경우 수신 성능을 올려 줄 수 있는 가장 확실한 방법은 다른 기지국에서 발생되는 간섭신호를 제거하는 방식이다. 간섭 신호 제거 기술은 새로운 기술이 아니고 그 동안 CDMA 시스템에서 많이 연구되어 왔다. 간섭 신호를 제거하기 위해서는 먼저 간섭 신호를 올바르게 추정 검출(detection)하고, 검출된 간섭 신호를 송신 신호 형태로 바꾸어(regeneration) 주며, 이를 다시 수신된 신호에서 빼 주는 일련의 신호처리 과정이 필요하다. 이러한 간섭신호 제거 방식을 적용하기 가장 적합한 것은 바로 DL-MAP이다. DL-MAP은 모든 기지국에서 동일한 위치에 오기 때문에 기지국간 간섭이 가장 심하며, 핸드오버 성능을 저하시키는 가장 큰 원인이 된다. 간섭신호 제거 기술에서 가장 핵심이 되는 것은 간섭 신호를 올바르게 검출하는 것인데, DL-MAP은 일반적으로 QPSK로 변조되고 반복이 많이 적용되기 때문에 간섭신호의 올바른 검출이 용이하며, 또한 DL-MAP은 시간적으로 간섭신호의 영향이 적은 프리앰블 신호 바로 다음에 오기 때문에 프리앰블 신호를 이용한 간섭 신호의 채널 추정 또한 용이하다는 장점이 있다.
그러면 먼저 본 발명에 따른 기본적인 설명을 위해 종래 기술에서 설명한 송신기의 구성 및 수신기의 구성을 이용하여 송신 및 수신되는 신호에 대하여 수학적으로 살펴보기로 한다. 따라서 종래 기술에서 설명한 도 5 및 도 6을 기반으로 송신 신호와 수신 신호에 대하여 살펴보기로 한다.
그러면 이하에서 상기 도 5의 송신기와 상기 도 6의 수신기에서 송수신되는 정보들이 처리되는 과정을 수학식으로 전개하여 살펴보기로 한다.
먼저 송신 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
부호화된 소스 데이터(Source Data)는 심볼 맵퍼(503)를 통과한 출력을 s(m)이라 정의 할 때, 즉, 상기 심볼 맵퍼(503)의 출력은 하기 <수학식 1>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00001
또한 반복기(505)의 출력은 상기 <수학식 1>의 출력을 R번 반복한 것이므로, 하기 <수학식 2>와 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00002
상기 <수학식 2>에서 M은 심볼의 길이이며, N은 R번의 반복이 적용 된 심볼의 길이이다. 따라서 하기 <수학식 3>과 같은 관계가 성립한다.
Figure 112006091657132-pat00003
상기한 바와 같이 반복된 심볼들은 부반송파 치환기(507)에 의해 심볼들의 치환이 이루어진다. 이와 같이 치환된 결과는 하기 <수학식 4>와 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00004
상기 <수학식 4>에서 P(k)는 일정한 규칙에 의해 정해지는 0과 N-1사이 값을 가지고 1:1 매핑을 하는 치환 수열이다. 이와 같이 치환이 이루어진 심볼은 스크램블러(509)로 입력된다. 이때, 1 또는 -1의 값을 가지는 스크램블링 시퀀스를 c(k)이라고 하면, 스크램블러(509)의 출력 x(k)는 하기 <수학식 5>와 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00005
한편, 단말의 수신기 측에서는 현재 통신이 이루어지고 있는 서비스 제공 기지국 이외에 인접한 간섭기지국의 간섭 신호(Neighbor Cell Interference Signal)도 같이 수신된다. 이러한 간섭신호를 하나의 간섭신호 xI(k)만 가정했을 때, 수신된 신호 y(k)는 잡음 신호(noise) n(k)가 더해져서, 하기 <수학식 6>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00006
상기 <수학식 6>에서 hs(k)는 서비스제공 기지국과 단말 사이의 k번째 부채널에 해당하는 채널의 주파수 응답(Frequency Response of the Channel)이고, hI(k) 인접한 기지국과 단말 사이의 채널 주파수 응답이다. 이때, 신호 s(m)의 전력을 1로 가정하고, s(m), hs(k), hI(k), 그리고 n(k)가 서로 독립적(independent)이라고 가정하면, 채널의 반송파 신호 대 간섭 및 잡음 비(Carrier to Interference Noise Ratio, CINR)는 하기 <수학식 7>과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00007
다음으로 OFDMA 수신기에서 수신된 신호 y(k)에 대하여 살펴본다. 상기 수신된 신호 y(k)는 디스크램블러(603)를 통과하여, 하기 <수학식 8>과 같은 형태로 표현된다.
Figure 112006091657132-pat00008
상기 <수학식 8>에서 cS(k)는 서비스 제공 기지국의 스크램블링 시퀀스이다. 따라서 채널 추정기(605)로부터 추정된 채널을 이용하여 채널 보상기(607)에서 채 널을 보상하면, 하기 <수학식 9>와 같은 형태로 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00009
, k = 0, ..., N-1
상기 <수학식 9>에서 (*)는 켤래 복소수(complex conjugate)를 의미한다. 상기 <수학식 9>와 같이 추정된 부 반송파는 부반송파 정렬기(609)에서 부반송파별로 정렬되며, 이를 수학식으로 도시하면 하기 <수학식 10>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00010
상기 <수학식 10>에서 PS(k)는 서빙 셀의 치환 시퀀스이다. 그리고 이 신호는 반복 결합기(611)를 통해 결합된다. 상기 반복 결합기(611)에서 결합된 신호는 하기 <수학식 11>과 같이 도시할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00011
이때, 상기 심볼 디맵퍼(613)로 입력되는 신호의 MSE(Mean Squared Error)는 하기 <수학식 12>와 같이 표현할 수 있다.
Figure 112006091657132-pat00012
상기 <수학식 12>에서 알 수 있는 바와 같이 MSE는 수신신호 y(k)와는 다른 것이다. 그러므로 상기 MSE는 복조가 수행된 이후 최종적으로 구한 심볼들로부터 송신된 심볼들을 추정하고, 이들이 차이로부터 구한 값이다. 즉, MSE는 일종의 심볼 결정을 위한 메트릭으로 간주할 수 있다. 통상 최적의 심볼 결정 방식, 예를 들어 최대 로그 우도율 결정(Maximum Likelihood Decision) 방식에서는 MSE를 최소로 하는 심볼을 전송한 심볼로 추정한다. 이하에서 설명되는 본 발명에서는 MSE를 간섭신호의 세기를 추정하는 인자로 사용한다. 즉 MSE가 증가할수록 간섭신호의 세기가 증가한 것으로 판단하며 MSE가 매우 작은 경우에는 간섭신호 및 잡음이 거의 없는 경우라고 판단한다. 잘 알려져 있는 바와 같이 만일 가산 백색 잡음이 일정한 경우에 MSE로부터 간섭신호의 존재여부를 상당부분 정확한 추정을 할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 하드 핸드오버의 조건 및 하드 핸드오버 과정을 설명하기 위한 개념도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명에 따른 하드 핸드오버의 조건 및 하드 핸드오버 과정에 대하여 간략히 살펴보기로 한다.
상기 도 7에서는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 기지국 A(710)와 기지국 B(720)와 기지국 C(730)로 3개의 기지국이 존재하는 상황을 가정하였다. 또한 이때 단말(700)은 기지국 A(710)의 하위에 위치하여 서비스 신호 및 제어 메시지를 수신한다고 가정한 것이다. 이와 같이 기지국 A(710)로부터 서비스 신호 및 제어 메시지를 수신하는 경우에 기지국 B(720) 및 기지국 C(730)로부터 수신되는 신호들은 모두 간섭 신호로 작용한다. 이러한 상황에서 단말(700)이 이동하여 특정한 기지국 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이 기지국 B(720)의 영역 내로 이동하면 핸드오버 요구 메시지를 기지국 B(720)로 전달함으로써 핸드오버를 수행한다. 이에 대한 보다 자세한 내용은 이하에서 후술하기로 한다.
상기 도 7에 도시한 바와 같이 셀 경계부분에 존재하는 단말은 현재 수신하는 신호 이외에도 주변 기지국으로부터 강한 간섭신호를 수신하게 된다. 이것이 단말의 수신성능 저하를 야기하며 특히 앞서 언급한 제어정보들(FCH, DL-MAP, UL-MAP)의 손상을 초래하여 핸드오버 등의 중요한 수신동작에 오류를 일으킨다. 기본적으로 FRF 값이 1인 환경에서 이러한 현상은 피할 수 없는 것이며 특히 OFDMA를 사용하는 시스템의 경우 각 기지국의 송출 전력이 CDMA에 비해 크므로 더더욱 이러한 간섭문제를 해결하는 노력이 필요한 것으로 알려져 있다.
그러면 이하의 설명에서는 본 발명에 따른 3가지 실시 예를 설명할 것이다. 이러한 3가지 실시 예는 그 내부에서 또 다른 형태들이 내재되어 있으며 이들은 작은 실시 예로서 3가지 실시 예의 내부에서 설명될 것이다.
이하에서 설명되는 본 발명의 동작 설명에 앞서 설명의 편의를 위해 용어를 정의한다. 단말에게 현재 서비스를 제공하는 기지국을 "서비스 제공 기지국(Serving Base Station)"으로 정의하며, 이외의 기지국들을 간섭신호를 주는 "간섭 기지국(Interfering Base Station)"으로 정의한다. 그리고 단말이 핸드오버 하고자 희망하는 기지국을 "핸드오버 목표 기지국(Target Base Station)"으로 정의한다. 대부분의 경우 핸드오버를 고려하는 셀의 경계부분에서는 가장 강한 "간섭 기지국"이 "핸드오버 목표기지국"일 가능성이 많으므로 "핸드오버 목표 기지국"은 "간섭 기지국들" 중 하나일 수 있다. 또한 이하에서 설명하는 본 발명에 따른 핸드 오버는 모두 하드 핸드오버 동작이며, 능동 핸드오버가 된다.
< CINR 기반의 핸드오버 >
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 seamless 하드 핸드오버 동작을 설명하기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프이다. 상기 도 8을 설명함에 있어, 상기 도 7의 구성을 예로 설명하기로 한다.
우선 단말이 현재 기지국 A(710)로부터 서비스를 받고 있으면서 기지국 B(720)로 이동하는 것을 가정한다. 이 상태에서 CINR 측정치의 변화에 따라 하기에서 설명되는 과정(Step)을 통해서 기지국 B로 핸드오버를 완료한다.
Step 1
초기에 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 제공받고 있으며, 동시에 단말은 주변 기지국들의 신호세기를 측정하여, 기지국 A(710)의 CINR과 간섭 기지국인 기지국 B(710)의 CINR을 측정하고, 그 차이인 ΔCINR를 계산한다. 만일 ΔCINR이 간섭신호 후보결정을 위한 임계값인 ΔCINR_TH보다 작은 경우에는 이 간섭신호를 송출하는 간섭기지국을 간섭 제거 후보그룹(Interfere Candidate Group)에 등록한다. 그리고 간섭신호를 제공하는 기지국 또는 신호 발생원 중에서 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원에 대해서만 간섭 신호 제거를 활성화시킨다. 이와 같이 특정한 값 이상의 신호를 송신하는 기지국이나 신호원에 대하여만 간섭을 제거하는 이유는 비록 ΔCINR이 임계값보다 작은 경우라 하더라도 현재 수신신호와 간섭신호 모두가 매우 작은 신호세기(CINR 혹은 CIR 혹은 SNR)를 가질 수 있기 때문이다. 이런 경우 간섭 신호 제거를 활성화하더라도 간섭신호 검출이 실패할 확률이 증가하고 잘못된 간섭 신호 추정으로 인해 오히려 수신신호의 성능을 악화시킬 수 있기 때문이다.
Step 2
이하의 설명에서 앞서 동작 설명의 모호함을 제거하기 위해 간섭신호를 정의한다. 이하에서 간섭신호라 함은 수신기가 간섭제거를 위해 선택한 신호를 의미하며, 통상적으로 간섭 제거 그룹(Interferer Group) 중에서 가장 큰 세기를 가진 신호를 의미하거나 혹은 우선적으로 제거가 고려되고 있는 신호를 의미한다. 물론 복수개의 간섭신호를 동시에 제거할 수도 있다. 이러한 경우에는 아래의 동작이 동일하게 복수개의 간섭신호에 대해서 수행될 수 있다.
ΔCINR이 임계값보다 작고 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국 또는 T_ISD를 초과하는 신호 발생원에 대해서만 간섭신호제거를 활성화시킨다. 이때 해당 기지국은 간섭 제거 그룹(Interferer Group)에 등록된다. 이때 수신기는 사전에 결정된 간섭 제거 신호 변동 임계값인 T_IV(Threshold of Interference Variance)을 사용하여 간섭신호의 세기가 비록 T_ISD보다 작지만 간섭신호 제거 비활성화를 위한 임계값인 T_RIC(Threshold for Release of Interference Cancellation : T_ISD-T_IV)보다 큰 경우에는 계속해서 간섭신호 제거를 활성화시킨다. 이는 채널의 변화와 단말의 이동 등으로 인해 페이딩이 발생하여 신호의 세기가 순간적으로 요동(Fluctuation)하기 때문이다. 이런 경우 일반적으로 간섭제거 활성화를 지속하는 것이 평균 성능에 서 유리하기 때문이다. 또한 매순간 간섭신호 제거기를 제어하는 것보다 일종의 히스테리시스를 주어 제어함으로써 제어기의 오버슈트(Overshoot) 없이 안정된 동작을 유지할 수 있기 때문이다. 일반적으로 이러한 히스테리시스 동작을 위해서 타이머를 많이 사용하지만 본 발명에서는 간섭제거를 목표로 하므로 신호세기에 근거한 히스테리시스 동작을 적용한다. 그러나 타이머를 이용하여 상기한 동작을 수행하도록 할 수도 있다.
도 8에서는 T_RIC와 T_ISD와 T_IV의 상호관계를 도시하였다. 도 8에 도시한 바와 같이 간섭 신호 제거 활성화는 좀더 강한 간섭 신호 세기에서 의해 활성화되는 반면에 간섭 신호 제거 비활성화는 간섭 신호 세기가 충분히 작은 경우에 수행된다. 실제 시스템 구현에 있어서 T_IV의 결정은 평균 페이딩에 따른 도플러 주파수, 신호세기의 변화 등을 고려하고 필드 검증이나 시뮬레이션을 통해서 결정할 수 있으며 다양한 방법이 존재할 수 있다. 그러므로 본 발명에서는 이 부분에 대해서 구체적으로 언급하지 않으며, 제한하지도 않는다. 한가지 극단적인 예로 T_IV를 "0.0"으로 설정할 수 있으며 이것은 간섭신호의 세기변화에 맞추어 아주 빠르게 간섭제거를 활성화 혹은 비활성화 시키는 것을 의미한다.
여기서 간섭제거가 활성화되는 조건과 비활성화되는 조건을 정리하여 살펴보기로 한다.
도 9는 본 발명에 따라 간섭 신호 세트에 따른 단말의 상태 천이도이다. 이하 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 간섭 신호 세트에 따른 단말의 상태 천이에 대하여 살펴보기로 한다.
상기 도 9의 경우는 단말에서 각 기지국들을 관리하는 상태를 의미한다. 이와 같이 기지국들에 대한 상태를 관리하기 위해 하기의 각 상태들을 두고 있다. 상기 단말에서 간섭 제거를 위한 간섭 제어 상태 천이는 도 9에 도시한 바와 같이 초기 설정 및 간섭 모니터링 상태(Set Initialization & monitoring interferes)(900), 간섭제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910) 및 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)로 3가지 상태를 가진다. 그러면 상기한 각 상태 또는 그룹들에 대하여 알아보기로 한다.
상기 초기 설정 및 간섭 모니터링 상태(900)는 최초 단말의 서비스를 개시하는 경우 또는 초기 등록을 수행하는 경우 또는 핸드오버에 성공하거나 또는 핸드오버에 실패하여 초기화를 해야 하는 경우 등이 될 수 있다. 이러한 경우에 모든 기지국들을 초기화하고, 간섭 신호를 검사한다. 그런 후 초기 설정 및 간섭 모니터링 상태(900)에서 서비스 기지국으로부터 수신되는 다양한 신호들을 검출하고, 상기 검출된 신호들 중 서비스를 제공하는 기지국으로부터 수신된 신호와 그 외의 신호간 차 값을 계산한다. 상기 계산된 차 값은 △CINR이 된다. 그런 후 상기 △CINR 값을 미리 결정된 임계값과 비교하여 미리 설정된 임계값 이하인 경우 상기 신호원을 간섭 신호를 송신하는 신호원으로 결정한다. 이때, 상기 신호원은 일반적으로 인접한 기지국이 송신하는 신호가 된다. 따라서 단말은 상기한 바와 같이 결정된 신호원들을 간섭 후보 그룹(910)에 등록한다. 또한 상기 간섭 후보 그룹(910)에 존재하는 신호들 중 간섭 신호를 제거할 수 있는 값인 T_ISD를 초과하는 신호원들은 간섭 제거 그룹(920)에 등록한다. 이와 같이 간섭 제거 그룹(920)에 등록된 신호들 에 대하여는 간섭기가 동작하여 간섭을 제거한다. 또한 만일 간섭 제거 그룹(920)에 등록된 기지국들의 신호가 간섭 신호 변동 임계값인 T_RIC 값 이하로 내려오는 경우 상기 간섭 제거 그룹(920)에 등록된 기지국을 간섭 후보 그룹(910)으로 옮겨 등록한다. 반면에 상기 간섭 그룹(920)에 등록된 기지국들 중 하나의 기지국으로 핸드오버가 완료되면, 초기 설정 및 간섭 모니터링 상태(900)로 진행한다. 이에 대한 세부 동작은 이하에서 더 상술하기로 한다.
< 간섭제거 활성화 조건 >
- 수신신호와 제거하고자 하는 간섭신호 사이의 차이값인 ΔCINR이 임계값보다 작고, 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제거 가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원이 생겨나는 경우에 간섭 제거를 활성화한다.
< 간섭제거 비활성화 조건 >
- 간섭신호의 세기가 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우
- 단말이 현재 수신하는 기지국으로부터 다른 기지국으로 핸드오버를 완료한 경우
- 핸드오버가 실패하여 단말이 간섭 제거 그룹(920), 간섭 제거 후보 그룹(910)을 초기화해야 하는 경우
상기한 상태의 천이 과정은 도면에 도시한 바와 같이 핸드오버의 성공 시 또는 특정한 조건을 만족하는 경우에 상태 천이가 이루어진다.
Step 2-1
간섭제거가 활성화된 상태에서 간섭신호(도 8에서 기지국 B의 신호 : Curve 3)(820)와 수신기에서 간섭이 제거된 신호(Curve 1)(810) 사이의 CINR 차이가 임계값인 ΔIC을 초과하는 경우 단말은 기지국 B에 핸드오버를 시도한다. 여기서 ΔIC를 정확히 기술하면 하기 <수학식 13>과 같다.
ΔIC = 간섭기지국(Curve 3)의 CINR - 간섭이 제거된 신호(Curve 1)의 CINR
또한 단말은 이때 핸드오버를 위한 시그널링 메시지를 서비스 제공 기지국인 기지국 A(710)에 송출하고, 기지국 A(710)의 응답 메시지를 기다린다. 단말이 전송하는 상기 시그널링 메시지에는 서비스 제공 기지국이 핸드오버 목표 기지국을 결정하기 위해서 필요한 각각의 간섭 기지국에 대한 ΔIC 값을 전송할 수 있다. 따라서 서비스 제공 기지국은 단말로부터 수신된 ΔIC가 작은 간섭 기지국을 핸드오버 목표 기지국으로 결정할 수 있다. 또한 서비스 제공 기지국은 현재 자신으로부터 서비스를 받는 단말들 중 핸드오버를 요청한 단말의 정보를 핸드오버 목표 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서는 기지국간의 동작을 자세히 기술하지는 않는다. 이때 단말은 내부적으로 타이머 등을 두고 시그널링 메시지를 전송할 때 타이머를 동작시킨 후에 일정 시간 동안 기지국 A로부터 응답이 없으면 타이머를 초기화하고 다시 핸드오버를 위한 시그널링 메시지를 서비스 제공 기지국 A(710)로 송출할 수도 있다.
여기서 주의할 점은 종래의 기술에서는 현재 수신하고 있는 신호(Curve 2)(820)가 인접 기지국 영역으로 접근할수록 인접 기지국이 간섭신호세기 증가로 인해서 급격이 악화된다는 점이다. 도 8에서는 이러한 예를 참조부호 820으로 도시 하였으며, CINR이 급격히 악화되는 형상이 도시되어 있다. 그러나 간섭제거기의 동작으로 인해 간섭이 제거된 신호의 CINR의 신호(810)는 비교적 양호하게 유지된다. 또한 종래 기술에서는 핸드오버를 위한 척도로 현재 통신하고 있지 않는 인접 기지국의 파일럿 신호의 세기를 측정하고 이를 사전에 정한 임계값과 비교하여 만일 임계값보다 큰 경우에만 이 수신신호 세기의 정보를 현재 서비스 제공 기지국에 메시지로 전송한다. 그러나 본 발명에서는 <수학식 13>에서 알 수 있는 바와 같이 단순히 간섭 기지국의 파일럿 신호세기가 아니라 간섭이 제거된 신호 즉, 수신기가 복잡한 일련의 과정을 통하여 생성한 새로운 신호와 현재 간섭 기지국의 신호의 차이를 비교하여 핸드오버 시점을 결정한다. 그리고 단말은 이 값을 기반으로 단순한 인접 기지국의 파일럿 신호세기가 아닌 간섭신호 즉, 도 8의 참조부호 830의 기지국 B의 신호(Curve 3)와 수신기에서 간섭이 제거된 신호(Curve 1)(810) 사이의 CINR 차이인 ΔIC를 기지국 A에 전송한다.
여기에는 2가지 경우가 존재한다. 첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우이며 다른 하나는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다. 여기서 핸드오버를 시도하는 시점인 참조 점 2-1의 지점부터 현재 수신신호의 검출이 불가능한 지점인 참조 점 4까지를 "능동 핸드오버영역(Active Handover Region : 이하 "AHOR"이라 함)"이라고 정의한다. 이 AHOR에서 단말은 계속해서 핸드오버를 위한 메시지를 서비스 제공 기지국에 송출한다. 즉, 상기 도 7에서 단말(700)이 기지국 A(710)로 핸드오버 정보를 전달하는 과정이다.
그러면 상기 2가지 경우에 대하여 살펴보기로 한다.
첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우 : 만일 기지국 A(710)로부터 핸드오버 허락메시지가 전달되면 단말은 기지국 A(710)로부터의 서비스 수신을 중단하고, 기지국 B(720)로 서비스 접속을 전환한다. 이와 더불어 단말은 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에서 삭제하고 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interfere Candidate Group)(910)에 등록한다. 본 발명에 따른 도 8에서는 이러한 동작의 예를 도시하였다. 도 8의 H/O case 1에서 알 수 있는 바와 같이 참조 점 2-1에서 핸드오버를 완료하고 기지국 A(710)로부터 기지국 B(720)로 서비스 수신이 이전된다.
둘째는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다. 만일 기지국 A(710)로부터 핸드오버 허락 메시지가 수신되지 않으면 단말은 계속해서 기지국 A(710)로부터 서비스를 수신하면서 기지국 A(710)에 핸드오버를 요청한다. 이때 기지국 B(720)는 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에 계속 존재하며 기지국 B(720)에 대한 간섭 신호 제거 활성화를 유지한다. 단말은 핸드오버 마진(Handover Margin)을 가지고 계속해서 기지국 A(710)로부터 수신신호를 검출할 수 있다. 이러한 예를 도 8의 H/O case 2 또는 case 3의 경우에 해당된다.
Step 3
만일 간섭신호의 세기가 계속 감소하여 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우에는 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(920)에서 삭제하고 동시에 기지국 B(720)를 간섭 제거 후보 그룹(910)으로 이전한다. 다음에 단말은 간섭 제거 그룹(920)에서 가장 신호가 큰 기지국을 검색하고 이를 간섭신호로 결정한 후 Step 2의 동작을 수 행한다. 예를 들어 도 7을 참조하여 살펴보기로 한다. 만일 기지국 C(730)가 간섭 제거 그룹(920)에 있었다면 기지국 C(730)로부터 전달되는 신호를 간섭신호로 정의한다. 만일 간섭 제거 그룹(920)에 간섭신호가 하나도 없으면 간섭 제거 후보 그룹(910)에서 신규 간섭 신호를 송출하는 신호원이 간섭 제거 그룹(920)에 등록될 때까지 대기한다. 이러한 동안에도 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 계속 수신한다.
Step 4
만일 현재 서비스를 수신하는 기지국 A의 신호가 계속 감소하여 수신신호 검출 가능 임계값인 T_SCD(Threshold of Serving Cell Detection)보다 작아지면 단말은 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에 등록한다. 이유는 현재까지 서비스를 제공한 기지국 A(710)가 그래도 가장 큰 간섭 신호일 가능성이 많기 때문이다. 결국 현 상황은 단말이 핸드오버에 실패한 경우이다. 따라서 일시적으로 서비스의 중단이 발생하게 된다. 도 8에서 H/O case 4에 해당되는 경우이다. 이 상황에서 단말은 더 이상 서비스를 받을 기지국이 없으므로 초기 단계(900)로 이동하여 주변 기지국에 대한 검색을 시작하고 이중에서 서비스를 받고자 하는 기지국을 "서비스 제공 기지국"으로 설정하고 이외의 기지국을 간섭신호를 주는 "간섭 기지국"으로 설정하여 Step 1의 동작을 수행한다. 즉, 새로 결정된 "서비스 제공 기지국"을 기준으로 간섭 제거 후보 그룹(910), 간섭 제거 그룹(920)을 갱신한다. 대부분의 경우 최근 가장 강한 간섭신호를 송출한 "간섭 기지국"이 다시금 "서비스 제공 기지국"이 될 가능성이 많다. 예를 들어 도 8의 경우에 는 기지국 B(720)가 된다. 또한 만일 주변 기지국들의 신호가 모두 미약한 경우라면 기지국 A(710)가 다시 "서비스 제공 기지국"으로 설정될 수도 있다. 이런 경우에는 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에서 삭제한다.
상기 도 8에 도시되어 있는 각각의 경우들에 대하여 다시 살펴보기로 한다.
상기 도 8의 경우에 단말에서 간섭 제거의 동작은 기지국 B(720)로부터 수신된 신호의 세기가 T_ISD 이상인 참조점 2에서 활성화된다. 그리고 단말은 기지국 B로부터의 수신 신호 세기가 T_HO 이상인 참조점 2-1에서 핸드오버를 요구한다. 이때, 즉시 핸드오버가 이루어지는 경우가 H/O case 1의 경우이다. 그리고 H/O case 2와 H/O case 3의 경우는 활성 핸드오버 영역(Active Handover Region)에서 일정한 마진 값 내에서 이루어지는 경우들이다. 이러한 각각의 경우들은 핸드오버 시 약간의 시점 차이는 있으나 동일한 동작으로 볼 수 있다. 따라서 핸드오버가 이루어지기 전까지 단말은 간섭 신호를 제공하는 기지국 B(720)로부터 수신된 신호에 대하여 간섭 제거 동작을 수행한다.
한편, H/O case 4의 경우는 핸드오버에 실패하는 경우이다. 즉, 앞에서 설명한 바와 같이 서빙 기지국 A(710)로부터 핸드오버를 수행하라는 신호를 수신하지 못하고, 서빙 기지국 A(710)로부터 신호를 수신하기 어려워지는 경우가 된다.
< MSE(Mean Square Error) 기반의 핸드오버 >
도 10은 본 발명의 다른 실시 예인 MSE를 이용하는 하드 핸드오버 동작을 설 명하기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프이다. 이하 도 10을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기로 한다. 또한 상태 천이는 앞에서 설명한 도 9와 동일하므로 여기서는 동일한 상태 천이도를 이용하여 설명하기로 한다.
우선 단말이 현재 기지국 A(710)로부터 서비스를 받고 있으면서 기지국 B(720)로 이동하는 것을 가정한다. 이 상태에서 도 9의 상태도에 도시한 것처럼 MSE 측정치의 변화에 따라 아래에서 설명하는 과정(Step)을 통해서 기지국 B로 핸드오버를 완료한다. 이 방식은 인접 기지국이 송출한 파일럿 신호의 세기를 측정하여 핸드오버 시점을 구하는 기존 방식과는 달리 수신기의 트래픽 신호 심볼을 기반으로 수신기가 신호의 성상도 상에서 측정되는 Mean Square Error(MSE)를 추정하여 이를 기반으로 단말이 핸드오버를 시도하는 방식이다. 즉, 수신 심볼 예를 들어 IEEE 802.16 시스템 또는 와이브로 시스템의 MAP 필드의 모든 샘플들에 대한 MSE를 구하고 이 값이 특정 임계값을 넘으면 핸드오버를 요청하는 방식이다. 이것이 가능한 것은 후술할 도 12에서 도시한 바와 같이 MSE와 CINR 사이에는 충분한 개연성이 있으며 MAP 메시지의 FER과 비례하는 관계를 가지고 있기 때문이다. 또한 프리앰블 혹은 MAP 심볼의 모든 샘플을 사용하여 MSE를 구하므로 5msec를 가지는 하나의 프레임에서도 비교적 정확한 통계(Statistics)를 제공할 수 있다. MSE를 이용하는 능동 핸드오버(Active Handover)를 위한 단말의 동작 흐름도은 도 14를 참조하여 이하에서 후술할 것이다.
Step 1
초기에 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 제공받고 있으며, 동시에 단말 은 주변 기지국들의 신호세기를 측정하여 기지국 A의 CINR과 간섭 기지국 즉, 기지국 B(720)의 CINR을 측정하고 그 차이인 ΔCINR를 계산한다. 만일 ΔCINR이 간섭신호 후보결정을 위한 임계값인 ΔCINR_TH보다 작은 경우에는 이 간섭신호를 송출하는 간섭 기지국을 간섭 제거 후보 그룹(Interfere Candidate Group)(910)에 등록한다. 그리고 이들 간섭신호를 제공하는 기지국이나 신호 발생원 중에서 간섭신호 제거 가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원에 대해서만 간섭신호제거를 활성화시킨다. 즉, 간섭 제거 그룹(920)으로 이동하여 등록한 후 간섭 제거 동작을 수행하게 한다. 이러한 이유는 비록 ΔCINR이 임계값보다 작은 경우라 하더라도 현재 수신신호와 간섭신호 모두가 매우 작은 신호세기(CINR 혹은 CIR 혹은 SNR)를 가질 수 있기 때문이다. 이런 경우 간섭신호 제거를 활성화하더라도 간섭신호 검출이 실패할 확률이 증가하고 잘못된 간섭신호 추정으로 인해 오히려 수신신호의 성능을 악화시킬 수 있기 때문이다.
Step 2
아래의 설명에서 앞서 동작 설명의 모호함을 제거하기 위해 한가지 정의를 한다. 아래에서 간섭신호라 함은 수신기가 간섭제거를 위해 선택한 신호를 의미하며 통상적으로 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920) 중에서 가장 큰 세기를 가진 신호를 의미하며 우선적으로 제거가 고려되고 있는 신호를 의미한다. 물론 복수개의 간섭신호를 동시에 제거할 수 있으며 그러한 경우에는 아래의 동작이 동일하게 복수개의 간섭신호에 대해서 수행될 수 있다.
ΔCINR이 임계값보다 작고 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제 거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원에 대해서만 간섭신호 제거를 활성화시킨다. 이때 해당 기지국은 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에 등록된다. 이때 수신기는 사전에 결정된 간섭제거 신호 변동 임계값인 T_IV(Threshold of Interference Variance)을 사용하여 간섭신호의 세기가 비록 T_ISD보다 작지만 간섭신호 제거 비활성화를 위한 임계값인 T_RIC(Threshold for Release of Interference Cancellation : T_ISD-T_IV)보다 큰 경우에는 계속해서 간섭신호 제거를 활성화시킨다. 이는 채널의 변화와 단말의 이동 등으로 인해 페이딩이 발생하여 신호의 세기가 순간적으로 요동(Fluctuation)하기 때문이며 이런 경우 일반적으로 간섭제거 활성화를 지속하는 것이 평균성능에서 유리하기 때문이다. 또한 매순간 간섭신호 제거기를 제어하는 것보다 일종의 히스테리시스를 주어 제어함으로써 제어기의 오버슈트(Overshoot) 없이 안정된 동작을 유지할 수 있기 때문이다. 도 10에 T_RIC와 T_ISD와 T_IV의 상호관계를 도시하였다. 도 10에서 도시한 바와 같이 간섭신호 제거 활성화는 좀더 강한 간섭신호 세기에서 의해 활성화되는 반면에 간섭신호 제거 비활성화는 간섭신호 세기가 충분히 작은 경우에 수행된다. 실제 시스템 구현에 있어서 T_IV의 결정은 평균 페이딩에 따른 도플러 주파수, 신호 세기의 변화 등을 고려하고 필드 검증이나 시뮬레이션을 통해서 결정할 수 있으며 그 외에도 다양한 방법이 존재할 수 있다. 그러므로, 본 발명에서는 이 부분에 대해서 구체적으로 언급하지 않으며, 제한하지도 않는다. 한가지 극단적인 예로 T_IV를 "0.0"으로 설정할 수 있으며, 이것은 간섭신호의 세기변화에 맞추어 아주 빠르게 간섭제거를 활성화 혹은 비활성화 시키는 것을 의미한다.
여기서 간섭제거가 활성화되는 조건과 비활성화되는 조건을 다음과 같이 정리하였다.
< 간섭제거 활성화 조건 >
- 수신신호와 제거하고자 하는 간섭신호 사이의 차이값인 ΔCINR이 임계값보다 작고, 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원이 생겨나는 경우이다.
< 간섭제거 비활성화 조건 >
- 간섭신호의 세기가 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우
- 단말이 현재 수신하는 기지국으로부터 다른 기지국으로 핸드오버를 완료한 경우
- 핸드오버가 실패하여 단말이 간섭 제거 그룹(920), 간섭 제거 후보 그룹(910)을 초기화해야 하는 경우
Step 2-1
간섭제거가 활성화된 상태에서 수신기는 매 프레임마다 MSE를 계산한다. 이 MSE는 앞서 설명하였듯이 수신신호와 송신기가 송신한 신호와의 차이로부터 구한 결과이며 간섭이 제거된 신호(Curve 1)(1010)로부터 <수학식 12>에 의해 구한 결과를 의미한다. 여기서 수신기는 상기 <수학식 12>에 의해 구한 MSE_SC(MSE of Serving Cell) 값이 임계값인 TH_MSE를 초과하는 경우 단말은 기지국 B(720)로 핸드오버를 시도한다. 여기서 MSE_SE는 하기 <수학식 14>와 같다.
Figure 112006091657132-pat00013
상기 <수학식 14>에서 s(m)은 수신되어 복호된 신호이고, z(m)은 복호된 신호로부터 추정된 신호이다. 단말은 이때 핸드오버를 위한 시그널링 메시지를 서비스 제공 기지국 A(710)에 송출하고 기지국 A(710)의 응답 메시지를 기다린다. 이러한 시그널링 메시지에는 서비스 제공 기지국이 핸드오버 목표 기지국을 결정하기 위해서 필요한 각각의 간섭기지국에 대한 ΔIC 혹은 CINR을 전송할 수 있다. 그리고 서비스 제공 기지국은 ΔIC 작은 혹은 CINR 큰 간섭 기지국을 핸드오버 목표 기지국으로 결정할 수 있다. 또한 서비스 제공 기지국은 현재 자신으로부터 서비스를 받는 핸드오버를 요청한 단말의 정보를 핸드오버 목표 기지국으로 전송할 수 있다. 여기서는 기지국간의 동작은 자세히 기술하지는 않는다. 이때 단말은 내부적으로 타이머 등을 두고 시그널링 메시지를 전송할 때 타이머를 동작시킨 후에 일정 시간 동안 기지국 A(710)로부터 응답이 없으면 타이머를 초기화하고, 다시 핸드오버를 위한 시그널링 메시지를 서비스 제공 기지국 A(710)에 송출할 수도 있다.
여기서 주의할 점은 종래의 기술에서는 현재 수신하고 있는 신호(Curve 2)(1020)가 인접 기지국 영역으로 접근할수록 인접기지국이 간섭신호세기 증가로 인해서 급격히 악화된다. 그러나 본 발명에서는 간섭제거기의 동작으로 인해 간섭이 제거된 신호의 CINR이 비교적 양호하게 유지된다는 점이다. 또한 종래 기술에서는 핸드오버를 위한 척도로 현재 통신하고 있지 않는 인접 기지국의 파일럿 신호의 세기를 측정하고, 이를 사전에 정한 임계값과 비교하여 만일 임계값보다 큰 경우에만 이 수신신호세기의 정보를 현재 서비스 제공 기지국에 메시지로 전송한다. 그러나 본 발명에서는 상술한 <수학식 14>에서 보듯이 단순히 간섭 기지국의 파일럿 신호세기가 아니라 매 프레임마다 전송된 트래픽 심볼(MAP 심볼 혹은 사용자 데이터 심볼)로부터 구한 MSE를 사용하여 핸드오버 시점을 결정한다는 점이다. 상기 MSE는 앞서 설명하였듯이 수신신호와 송신기가 송신한 신호와의 차이로부터 구한 결과이며 간섭이 제거된 신호(Curve 1)(1010)로부터 상기 <수학식 12>에 의해 구한 결과를 의미한다. 따라서 종래 기술과는 전혀 다른 척도를 사용하여 핸드오버를 시도하는 방식이다.
여기에서도 앞의 제1실시 예에서와 마찬가지로 2가지 경우가 존재한다. 첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우이며 다른 하나는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다.
여기서 핸드오버를 시도하는 시점인 참조 점 2-1 지점부터 현재 수신신호의 검출이 불가능한 지점인 참조 점 4까지를 "능동 핸드오버영역(Active Handover Region : AHOR)"이라고 정의한다. 이 AHOR에서 단말은 계속해서 핸드오버를 위한 메시지를 서비스 제공 기지국에 송출한다.
첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우이다. 만일 기지국 A로부터 핸드오버 허락 메시지가 전달되면 단말은 기지국 A(710)로부터의 서비스 수신을 중단하고 기지국 B(720)로 서비스 접속을 전환한다. 이와 더불어 단말은 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에서 삭제하고 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interfere Candidate Group)(910)에 등록한다. 도 10에 이러한 동작의 예를 보였다. 도 10에서 보듯이 단말은 참조 점 2-1 지점에서 핸드오버를 완료하고, 기지국 A(710)로부터 기지국 B(720)로 서비스 수신이 이전된다. 이러한 경우는 도 10의 H/O case 1의 경우에 해당된다.
둘째는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다. 만일 기지국 A(710)로부터 핸드오버 허락 메시지가 수신되지 않으면 단말은 계속해서 기지국 A(710)로부터 서비스를 수신하면서 기지국 A(710)에 핸드오버를 요청한다. 기지국 B(720)는 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에 계속 존재하며 기지국 B(720)에 대한 간섭신호제거 활성화를 유지한다. 단말은 핸드오버 마진(Handover Margin)을 가지고 계속해서 기지국 A(710)로부터 수신신호를 검출할 수 있다. 도 10의 H/O case 2 혹은 case 3의 경우에 해당된다. 즉, 상기 case 1의 경우는 앞에서 설명한 바와 같이 핸드오버가 요구된 즉시 핸드오버가 이루어지는 경우이며, case 2 및 case 3는 핸드오버가 요구된 이후 마진으로 설정된 신호 세기 내에서 핸드오버가 이루어지는 경우이다.
Step 3
만일 간섭신호의 세기가 계속 감소하여 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우에는 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(920)에서 삭제하고 동시에 기지국 B(710)를 간섭 제거 후보 그룹(910)으로 이전한다. 다음에 단말은 간섭 제거 그룹(920)에서 가장 신호가 큰 신호를 송출하는 신호원을 검색하고 이를 간섭신호로 결정한 후 2단계의 동작을 수행한다. 예를 들어 만일 기지국 C(730)가 간섭 제거 그룹에 있었다면 기지국 C(730)를 간섭신호를 송신하는 신호원의 기지국으로 정의한다. 만일 간섭 제거 그룹(920)에 간섭신호를 송출하는 신호원이 하나도 없으면 간섭 제거 후보 그룹(910)에서 신규 간섭신호를 가진 기지국이 간섭 제거 그룹(920)에 포함될 때까지 대기한다. 이러한 동안에도 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 계속 수신한다.
Step 4
만일 현재 서비스를 수신하는 기지국 A(710)의 신호가 계속 감소하여 수신신호 검출가능 임계값인 T_SCD(Threshold of Serving Cell Detection)보다 작아지면 단말은 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에 등록한다. 이러한 이유는 현재까지 서비스를 제공한 기지국 A(710)가 그래도 가장 큰 간섭신호일 가능성이 많기 때문이다. 결국 현 상황은 단말이 핸드오버에 실패한 경우이며 따라서 일시적으로 서비스의 중단이 발생하게 된다. 도 10에서 H/O case 4에 해당되는 경우이다. 이 상황에서 단말은 더 이상 서비스를 받을 기지국이 없으므로 초기 단계로 이동한다. 그런 후 단말은 주변 기지국에 대한 검색을 시작하고 이중에서 서비스를 받고자 하는 기지국을 "서비스 제공 기지국"으로 설정하고 이외의 기지국을 간섭신호를 주는 "간섭 기지국"으로 설정하여 1단계 동작을 수행한다. 즉, 새로 결정된 "서비스 제공 기지국"을 기준으로 간섭 제거 후보 그룹(910), 간섭 제거 그룹(920)을 갱신한다. 대부분의 경우 최근 가장 강한 간섭신호를 송출한 "간섭 기지국"이 다시금 "서비스 제공 기지국"이 될 가능성이 많다. 예를 들어 도10에서는 기지국 B(720)가 서비스 제공 기지국이 될 가능성이 큰 기지국이다. 또한 만일 주변 기지국들의 신호가 모두 미약한 경우라면 기지국 A(710)가 다시 "서비스 제공 기지국"으로 설정될 수도 있다. 이런 경우에는 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에서 삭제한다.
< CINR 기반의 핸드오버 방식 2 >
도 11은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 하드 핸드오버 동작을 설명하기 위한 신호 대비 간섭 잡음비와 시간의 관계 그래프이다. 이하 도 11을 참조하여 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기로 한다. 또한 상태 천이는 앞에서 설명한 도 9와 동일하므로 여기서는 동일한 상태 천이도를 이용하여 설명하기로 한다.
우선 단말이 현재 기지국 A(710)로부터 서비스를 받고 있으면서 기지국 B(720)로 이동하는 것을 가정한다. 이 상태에서 도 11처럼 CINR 측정치의 변화에 따라 다음과 같은 과정(Step)을 통해서 기지국 B(720)로 핸드오버를 완료한다.
Step 1
초기에 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 받고 있으며, 동시에 단말은 주변 기지국들의 신호세기를 측정하여 기지국 A(710)의 CINR과 간섭 기지국의 CINR을 측정하고 그 차이인 ΔCINR를 계산한다. 만일 ΔCINR이 간섭신호 후보결정을 위한 임계값인 ΔCINR_TH보다 작은 경우에는 이 간섭신호를 송출하는 간섭 기지국을 간섭 제거 후보 그룹(Interfere Candidate Group)(910)에 등록한다. 그리고 간섭신호를 제공하는 기지국 또는 신호 발생원 중에서 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원에 대해서만 간섭신호제거를 활성화시킨다. 이와 같이 특정한 값 이상의 신호를 송신하는 기지국이나 신호원에 대하여만 간섭을 제거하는 이유는 비록 ΔCINR이 임계값보다 작은 경우라 하더라도 현재 수신신호와 간섭신호 모두가 매우 작은 신호세기 (CINR 혹은 CIR 혹은 SNR)를 가질 수 있기 때문이다. 이런 경우 간섭신호 제거를 활성화하더라도 간섭신호 검출이 실패할 확률이 증가하고 잘못된 간섭신호 추정으로 인해 오히려 수신신호의 성능을 악화시킬 수 있기 때문이다.
Step 2
아래의 설명에서 앞서 동작설명의 모호함을 제거하기 위해 한가지 정의를 한다. 아래에서 간섭신호라 함은 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920) 중에서 가장 큰 세기를 가진 간섭신호를 의미하며, 우선적으로 제거가 고려되고 있는 간섭신호를 의미한다. 물론 복수개의 간섭신호를 동시에 제거할 수 있으며 그러한 경우에는 아래의 동작이 동일하게 복수개의 간섭신호에 대해서 수행될 수 있다.
ΔCINR이 임계값보다 작고 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국 또는 T_ISD를 초과하는 신호 발생원에 대해서만 간섭신호제거를 활성화시킨다. 이때 해당 기지국은 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에 등록된다. 이때 수신기는 사전에 결정된 간섭제거신호 변동임계값인 T_IV(Threshold of Interference Variance)을 사용하여 간섭신호의 세기가 비록 T_ISD보다 작지만 간섭신호 제거 비활성화를 위한 임계값인 T_RIC(Threshold for Release of Interference Cancellation : T_ISD-T_IV)보다 큰 경우에는 계속해서 간섭신호 제거를 활성화시킨다. 이는 채널의 변화와 단말의 이동 등으로 인해 페이딩이 발생하여 신호의 세기가 순간적으로 요동(Fluctuation)하 기 때문이며 이런 경우 일반적으로 간섭제거 활성화를 지속하는 것이 평균성능에서 유리하기 때문이다. 또한 매순간 간섭신호 제거기를 제어하는 것보다 일종의 히스테리시스를 주어 제어함으로써 제어기의 오버슈트(Overshoot) 없이 안정된 동작을 유지할 수 있기 때문이다. 일반적으로 이러한 히스테리시스 동작을 위해서 타이머를 많이 사용하지만 본 발명에서는 간섭제거를 목표로 하므로 신호세기에 근거한 히스테리시스 동작을 적용한다. 그러나 본 발명에서도 타이머를 이용하여 구현할 수도 있다.
상기 도 11에서는 T_RIC와 T_ISD와 T_IV의 상호관계를 도시하였다. 도 11에 도시한 바와 같이 간섭신호 제거 활성화는 좀더 강한 간섭신호 세기에서 의해 활성화되는 반면에 간섭신호제거 비활성화는 간섭신호 세기가 충분히 작은 경우에 수행된다. 실제 시스템 구현에 있어서 T_IV의 결정은 평균 페이딩에 따른 도플러 주파수, 신호세기의 변화 등을 고려하고 필드검증이나 시뮬레이션을 통해서 결정할 수 있다. 이 밖에도 다양한 방법이 존재할 수 있으므로 본 발명에서는 이 부분에 대해서 구체적으로 언급하지 않는다. 한가지 극단적인 예로 T_IV를 "0.0"으로 설정할 수 있으며 이것은 간섭신호의 세기변화에 맞추어 아주 빠르게 간섭제거를 활성화 혹은 비활성화 시키는 것을 의미한다.
< 간섭제거 활성화 조건 >
- 수신신호와 제거하고자 하는 간섭신호 사이의 차이값인 ΔCINR이 임계값보다 작고, 제거하고자 하는 간섭신호의 세기가 간섭신호 제거가능 임계값인 T_ISD를 초과하는 기지국이나 신호 발생원이 생겨나는 경우이다.
< 간섭제거 비활성화 조건 >
- 간섭신호의 세기가 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우
- 단말이 현재 수신하는 기지국으로부터 다른 기지국으로 핸드오버를 완료한 경우
- 핸드오버가 실패하여 단말이 간섭 제거 그룹(920), 간섭 제거 후보 그룹(910)을 초기화해야 하는 경우
Step 2-1
단말은 간섭제거가 활성화된 상태에서 간섭신호(1120)가 핸드오버 시도 임계값인 T_HO(Threshold for Handover Trial)을 초과하는 경우 기지국 B(720)로 핸드오버를 시도한다. 즉, 단말은 핸드오버를 위한 시그널링 메시지를 송출하고 기지국 A(720)의 응답 메시지를 기다린다. 여기에는 2가지 경우가 존재한다. 첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우이며 다른 하나는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다. 참고로 종래의 소프트 핸드오버 기술은 두 신호의 상대적인 우위를 판단하여 핸드오버를 시작한다. 이는 두 기지국 A와 B의 연성결합에 의해 충분한 수신신호의 성능 개선이 가능하므로 각각의 신호세기에 대한 판단이 별로 중요하지 않기 때문이다. 즉, 적정 시점에서 핸드오버를 수행해도 되기 때문이다. 반면에 본 발명은 연성결합을 하지 않는 상황에서 핸드오버를 수행하는 것이므로 핸드오버 하고자 하는 기지국 신호가 충분한 수신성공을 보장할 수 있는 상황 이후에 핸드오버를 시도해야 한다. 따라서 본 발명에서는 상대적인 차이가 아닌 핸드오버 하고자 하는 기지국의 절대신호를 근거로 임계값(T_HO)과 비교하여 핸드오버를 활성화시키는 점이 종래 기술과 큰 차이점이라고 할 수 있다. 여기서 핸드오버를 시도하는 시점인 참조 점 2-1 지점부터 현재 수신신호의 검출이 불가능한 지점인 4번 지점까지를 "능동 핸드오버 영역(Active Handover Region (AHOR)"이라고 정의한다. 이 AHOR에서 단말은 계속해서 핸드오버를 위한 메시지를 핸드오버 하고자 하는 기지국에 송출한다.
그러면 상기한 2가지 경우에 대하여 살펴보기로 한다.
첫째는 핸드오버 요청이 수락된 경우이다. 만일 기지국 B로부터 핸드오버 허락 메시지가 전달되면 단말은 기지국 A(710)로부터의 서비스 수신을 중단하고 기지국 B(720)로 서비스 접속을 전환한다. 이와 더불어 단말은 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에서 삭제하고 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interfere Candidate Group)(910)에 등록한다. 도 11에서는 이러한 동작의 예를 보였다. 도 11에 도시한 바와 같이 단말은 참조 점 2-1에서 핸드오버를 완료하고 기지국 A(710)로부터 기지국 B(720)로 서비스 수신이 이전된다. 도 11의 H/O case 1의 경우에 해당된다.
둘째는 핸드오버 요청이 거절된 경우이다. 만일 기지국 B(720)로부터 핸드오버 허락 메시지가 수신되지 않으면 단말은 계속해서 기지국 A(710)로부터 서비스를 수신하면서 기지국 B(720)에 핸드오버를 요청한다. 기지국 B(720)는 간섭 제거 그룹(Interferer Group)(920)에 계속 존재하며 기지국 B(720)에 대한 간섭신호 제거 활성화를 유지한다. 단말은 (T_HO-T_SCD) 만큼의 핸드오버 마진(Handover Margin)을 가지고 계속해서 기지국 A(710)로부터 수신신호를 검출할 수 있다. 도 11의 H/O case 2 혹은 case 3의 경우에 해당된다. 즉, 상기 case 1은 핸드오버가 요구된 즉 시 핸드오버가 수행되는 경우이며, case 2와 case 3은 미리 결정된 마진 범위 내에서 핸드오버가 이루어지는 경우이다.
Step 3
만일 간섭신호의 세기가 계속 감소하여 T_RIC(=T_ISD-T_IV) 보다 작은 경우에는 기지국 B(720)를 간섭 제거 그룹(920)에서 삭제하고 동시에 기지국 B(720)를 간섭 제거 후보 그룹(910)으로 이전한다. 다음에 단말은 간섭 제거 그룹(910)에서 가장 신호가 큰 것을 검색하고 이를 간섭신호로 결정하고 2단계의 동작을 수행한다. 예를 들어 만일 기지국 C(730)가 간섭 제거 그룹(920)에 있었다면 기지국 C(730)를 간섭신호를 송출하는 기지국으로 정의한다. 만일 간섭 제거 그룹(920)에 간섭신호를 송출하는 기지국이 하나도 없으면 간섭 제거 후보 그룹(910)에서 새로운 간섭 제거가 필요한 기지국이 간섭 제거 그룹(920)에 포함될 때까지 대기한다. 이러한 동안에도 단말은 기지국 A(710)로부터 서비스를 계속 수신한다.
Step 4
만일 현재 서비스를 수신하는 기지국 A(710)의 신호가 계속 감소하여 수신신호 검출가능 임계값인 T_SCD(Threshold of Serving Cell Detection)보다 작아지면 단말은 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에 등록한다. 이러한 이유는 현재까지 서비스를 제공한 기지국 A(710)가 그래도 가장 큰 간섭신호일 가능성이 많기 때문이다. 결국 현 상황은 단말이 핸드오버에 실패한 경우이며 따라서 일시적으로 서비스의 중단이 발생하게 된다. 도 11에서 H/O case 4에 해당되는 경우이다. 이 상황에서 단말은 더 이상 서비스를 받을 기지국이 없으 므로 초기 단계(900)로 이동한다. 그런 후 단말은 주변 기지국에 대한 검색을 시작하고 이중에서 서비스를 받고자 하는 기지국을 "서비스 제공 기지국"으로 설정하고 이외의 기지국을 간섭신호를 주는 "간섭 기지국"으로 설정하여 1단계 동작을 수행한다. 즉, 새로 결정된 "서비스 제공 기지국"을 기준으로 간섭 제거 후보 그룹(910), 간섭 제거 그룹(920)을 갱신한다. 대부분의 경우 최근 가장 강한 간섭신호를 송출한 "간섭 기지국"이 다시금 "서비스 제공 기지국"이 될 가능성이 많다. 예를 들어 도 11에서는 기지국 B(720)가 된다. 또한 만일 주변 기지국들의 신호가 모두 미약한 경우라면 기지국 A(710)가 다시 "서비스 제공 기지국"으로 설정될 수도 있다. 이런 경우에는 기지국 A(710)를 간섭 제거 후보 그룹(Interferer Candidate Group)(910)에서 삭제한다.
그러면 이하에서 본 발명에 따른 간섭 제거 기술이 적용되는 경우의 시스템 및 그 단말기 등에 대하여 살펴보기로 한다.
도 13은 본 발명에 따른 간섭 제거 기술을 적용한 시스템의 구성도이다.
수신부(1320)는 수신 신호(Rx signal)로부터 각종 정보를 획득한다. 즉, 제어 채널로부터 제어 정보와 핸드오버를 위한 신호 정보 및 수신 신호 정보를 추출한다. 간섭 제거부(1340)는 상기 수신 신호로부터 채널 정보를 획득하고, 간섭 신호 정보를 핸드오버 제어부(1330)로 제공한다. 그러면 핸드오버 제어부(1330)는 간섭 제거부(1340)로부터 수신된 정보를 이용하여 핸드오버가 필요한가를 검사한다. 만일 핸드오버가 필요한 경우 핸드오버 제어부(1330)는 핸드오버 정보 예를 들어 인접 기지국으로부터 수신되는 신호 및 서빙 기지국으로부터 핸드오버 명령 신호 등의 필요한 정보를 상기 수신부(1320)를 통해 수신해야 한다. 그리고 핸드오버 제어부(1330)는 핸드오버가 필요한 경우 서빙 기지국으로 핸드오버를 요구하는 신호 및 인접한 기지국들로부터 수신된 신호의 세기 정보를 송신부(1310)로 제공하여 서빙 기지국으로 전송하도록 한다. 뿐만 아니라 상기 핸드오버 제어부(1330)는 본 발명에 따라 어떠한 시점까지 간섭제거를 수행해야 하는지를 결정하고, 그에 따른 간섭제거(IC) 온/오프(on/off) 신호를 생성하여 간섭 제거부(1340)로 출력한다. 또한 핸드오버 제어부(1330)는 핸드오버가 이루어질 시 수신부(1320)를 제어하여 서빙 기지국으로부터의 신호 및 타겟 기지국으로부터의 신호 수신을 제어한다. 송신부(1310)는 단말이 기지국으로 송신할 신호 뿐 아니라 본 발명에 따라 상기 핸드오버 제어부(1330)으로부터 제공된 핸드오버 요구 메시지 등을 송신한다.
그러면 이를 첨부된 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 간섭 제거를 위한 수신기의 블록 구성 및 동작에 대하여 더 살펴보기로 한다.
도 14는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 핸드오버를 수행하기 위해 간섭 제거를 위한 수신기의 블록 구성도이다. 이하 도 14를 참조하여 본 발명에 따라 건섭 제거를 수행하기 위한 수신기의 블록 구성 및 동작에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 제어부(1411)와 수신 신호를 처리하는 수신 신호 처리부 및 간섭 신호 제거부(1430)를 포함한다. 상기 수신부는 OFDMA 심볼을 수신하여 처리하기 위한 일반적인 구성이다. 즉, 대체로 종래 기술에서 설명한 도 6의 구성과 동일하다. 다만 본 발명에 따라 간섭 신호를 제거하기 위한 부분 에서 약간의 변경되었다.
종래 기술에서 이미 기지국으로부터 수신된 신호의 수신 과정은 설명하였다. 따라서 참조부호 1401 내지 1410의 블록에 대하여는 구체적으로 언급하지 않기로 한다. 다만, 본 발명에 따라 간섭을 제거하기 위한 제1스위치(1441)와 상기 제1스위치(1441)로부터 출력된 신호와 상기 고속 퓨리에 변환기(1410)의 신호간의 차를 계산하는 가산기(1402)가 더 포함된다. 또한 반복 결합기(1407)와 심볼 디맵퍼(1409)간 경로를 연결하거나 차단하는 제2스위치(1408) 및 상기 FEC 디코더(1410)의 출력을 연결하거나 차단하는 제3스위치(1420)을 포함한 구성이다.
그러면 이하에서는 본 발명의 제어부(1411) 및 간섭 신호 제거부(1430)를 위주로 설명하겠다. 상기 간섭 신호를 제거하기 위해서 본 발명의 실시 예에서는 복호된 심볼을 다시 송신 심볼로 재생성하는 과정을 도시하였다. 즉, FEC 인코더(1431)와 심볼 맵퍼(1432), 반복기(1435), 부반송파 할당기(1436) 및 스크램블러(1437)는 종래 기술에서 언급한 도 5의 송신기 구조에 대응한다. 또한 상기 각 구성요소들은 송신기에서 송신한 바와 동일한 동작을 수행하여 송신 심볼을 재생성한다. 여기서 달라지는 점은 슬라이서(1433)를 더 포함하며, 심볼 맵퍼(1432)와 반복기(1435)간 슬라이서의 출력과 심볼 맵퍼(1432)간을 스위칭하는 제4스위치를 포함하는 것이다.
또한 상기 제어부(1411)는 먼저 간섭 신호를 검출하기 위해서 간섭을 일으키고 있는 주변 기지국 ID를 이용하여 간섭신호를 검출한다. 여기서 간섭 신호는 CINR 측정기(미도시)에 의해 검출된다. 상기 제어부(1411)는 상기 CINR 측정기로부 터 주변 기지국들의 간섭 신호를 측정하여 소정의 조건을 만족하게 되면 상기 간섭 신호 제거부(1430)를 제어하여 간섭 신호를 제거하도록 동작한다. 이러한 조건은 앞에서 살핀 바와 같이 본 발명에 따른 능동 핸드오버 조건에 해당한다.
한편 상기 슬라이서(1433)는 필요에 따라 구비하도록 할 수도 있고, 구비하지 않도록 구성할 수도 있다. 상기 제어부(1411)는 주변 기지국들의 신호의 CINR을 측정하여 특정 임계값 이상인 경우에는 슬라이서(1433)를 통과하게 하고, 그렇지 않은 경우에는 FEC 인코더(1431)를 통해 간섭 신호를 재생성한다. 이에 따라 간섭 신호의 CINR이 큰 경우 슬라이서(1433)를 통과한 신호의 성상도상에 오류가 거의 없어 FEC 방법과 슬라이서 방법의 성능차이가 거의 없다. 따라서 본 실시예는 FEC 방법과 슬라이서 방법의 장점만을 이용할 수 있게 된다.
이와 같이 생성된 신호에 채널 추정기(1404)로부터 출력되는 추정된 채널 값을 곱하여 제공하도록 한다. 이를 통해 상기 제1스위치(1441)가 연결되는 경우 가산기(1402)에서 고속 퓨리에 변환기(1401)로부터 출력된 신호들 중 간섭 신호를 제거할 수 있다. 최종적으로 재생성(regeneration)된 간섭신호를 수신 신호에서 빼주게 되면 간섭 신호가 제거 된 깨끗한 신호를 얻을 수 있다. 간섭 신호가 제거된 수신 신호를 이용하여, 다시 기존의 OFDMA 수신 방식대로 서비스 셀(serving cell) 기지국 ID를 이용하여 자신의 신호를 검출하면 된다. 제어부(1411)에서는 이러한 신호의 흐름을 제어한다. 이때, 상기 기지국이 인접한 간섭 기지국의 신호와 서비스 기지국의 신호를 구분하는 것은 기지국의 ID를 이용할 수 있다.
이 밖에도 많은 방법들을 통해 간섭 신호를 제거하도록 구성할 수 있다. 본 발명에서는 이러한 간섭 신호 제거 기술에 대하여는 특별히 제한을 두지 않는다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명에 따른 단말에서 능동 핸드오버 시 제어 흐름도이다. 이하 도 15a 및 도 15b를 참조하여 본 발명에 따른 단말에서 능동 핸드오버가 이루어지는 과정에 대하여 살펴보기로 한다.
단말은 1500단계에서 서비스 제공 기지국과 통신하며, 그 신호를 원하는 신호(disired signal)로 정의한다. 그런 후 1502단계로 진행하여 간섭 기지국들을 검색한다. 이러한 간섭 기지국의 검색은 SINR 또는 SIR 또는 CIR 등의 값의 변화에 따라 검색이 가능하며, 이에 대한 내용은 앞에서 이미 기술하였다. 이와 같이 간섭 기지국들을 검색한 후 단말은 1504단계로 진행하여 각각의 간섭 기지국들의 간섭 수준을 측정한다. 이는 본 발명에 따라 간섭제거가 필요한가 또는 핸드오버가 필요한가 등을 검사하기 위함이다. 이와 같이 간섭 수준을 측정한 후 단말은 1506단계로 진행하여 간섭 제거 후보 그룹(ICG)에 각각의 간섭 기지국을 등록한다. 그리고 상기 단말은 1508단계에서 ICG 내의 간섭 기지국의 간섭 신호 수준이 T_ISD보다 큰가를 검사한다. 상기 검사결과 ICG 내의 간섭 기지국의 간섭 신호 수준이 T_ISD보다 큰 경우 1510단계로 진행하고 그렇지 않은 경우 1502단계로 진행한다.
상기 단말은 1510단계로 진행하는 경우 간섭 신호 제거를 위한 간섭 기지국을 결정하고 이를 IG에 등록한다. 이후 1512단계에서 상기 단말은 간섭 신호 제거기를 활성화하여 간섭 신호를 제거한다.
이와 같이 간섭신호가 제거가 이루어진 상태에서 단말은 1514단계로 진행하여 새로운 신호를 생성하고, 상기 생성된 신호의 품질을 측정한다. 그런 후 단말은 1516단계로 진행하여 새로운 신호와 간섭 신호들로부터 품질 척도들을 계산한다. 이와 같이 품질 척도가 계산되면 단말은 1518단계로 진행하여 품질 척도가 주어진 임계값보다 작은가를 검사한다. 상기 1518단계의 검사결과 품질 척도가 주어진 임계값보다 작은 경우 1520단계로 진행한다.
상기 단말은 1520단계로 진행하면 서비스 제공 기지국에 핸드오버를 요청한다. 그런 후 상기 단말은 1522단계로 진행하여 서비스 제공 기지국으로부터 핸드오버가 수락되었는가를 검사한다. 만일 상기 검사결과 핸드오버를 수락하는 메시지를 수신하는 경우 단말은 1524단계로 진행하여 서비스 제공 기지국을 해지하고, 핸드오버 목표 기지국에 접속을 시도한다. 그런 후 단말은 1526단계에서 핸드오버 성공 후에 핸드오버 목표 기지국과 통신을 수행할 수 있다. 이러한 과정을 통해 seamless한 핸드오버가 가능하다.
반면에 상기 1518단계 또는 1522단계에서 1528단계로 진행하는 경우 단말은 IGC 내의 간섭 기지국의 간섭 신호 수준이 T_ISD보다 큰가를 검사한다. 상기 검사결과 IGC 내의 간섭 기지국의 간섭 신호 수준이 T_ISD보다 큰 경우 1530단계로 진행하고, 그렇지 않은 경우 1534단계로 진행하여 핸드오버가 실패하였으므로 IGC와 IG를 초기화하고, 새로운 기지국과 접속을 시도하게 된다.
반면에 상기 1530단계로 진행하는 경우 단말은 간섭 신호의 세기가 임계값보다 작은가를 검사한다. 상기 검사결과 간섭 신호의 세기가 임계값보다 작은 경우 1532단계로 진행하여 간섭 기지국을 IG에 ICG로 이동시킨 후 1502단계로 진행한다. 그러나 간섭 신호의 세기가 임계값보다 작지 않은 경우 단말은 1512단계로 진행한 다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 핸드오버를 사용하는 경우 무선 통신 시스템에서 대역폭의 낭비를 줄일 수 있으며, 제어신호를 안전하게 전송할 수 있다. 또한 안정적으로 핸드오버가 이루어지므로 서비스의 품질 저하를 방지할 수 있으며, 시스템의 처리율을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (43)

  1. 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법에 있어서,
    서빙 기지국과 통신 중 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신된 간섭 신호의 신호대 잡음비 중 간섭 제거 임계 값 이상인 간섭 신호를 수신 신호로부터 제거하는 과정과,
    상기 간섭 신호의 제거 중에 상기 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 상기 간섭 신호의 신호대 잡음비간의 차가 핸드오버 요구 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 핸드오버 요구 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 타겟 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시그널링 신호는,
    상기 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호들의 수신 신호대 잡음비간의 차 값을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핸드오버 요구 시그널링 신호 송신 후 소정 값으로 설정된 타이머를 구동하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 신호가 수신되지 않을 시 상기 타이머에 설정된 시간 단위로 상기 핸드오버 요구 시그널링 신호를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제거하는 과정은,
    수신되는 모든 간섭 신호들 중 상기 서빙 기지국으로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비와 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신된 신호의 잡음비간 차가 간섭 신호 후보 결정을 위한 미리 결정된 임계값보다 작다면, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국을 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 후보 그룹의 신호들 중 상기 간섭 제거 임계값보다 큰 신호를 송신하는 기지국들을 간섭 제거 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭만을 제거하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값보다 낮은 경우 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값 내의 범위에서 작아지는 경우 기지국을 상기 간섭 제거 그룹에 유지하고, 상기 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭 제거를 유지함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 시뮬레이션 하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 필드에서 검사하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  9. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 4 항에 있어서,
    핸드오버 완료 시 상기 서빙 기지국을 간섭 제거 후보 기지국 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  10. 제 4 항에 있어서,
    간섭을 제거하는 중인 기지국 신호가 상기 간섭 제거 임계값보다 작아지는 경우 미리 설정된 시간 동안 상기 간섭 제거 임계값보다 작은 값을 유지하면, 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  11. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 1 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터의 수신 신호가 수신 신호 검출 가능 임계값보다 작아질 때까지 핸드오버 허락이 되지 않는 경우 핸드오버를 종료하는 과정과,
    새로운 서빙 기지국을 찾는 초기 설정을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징 으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법에 있어서,
    서빙 기지국과 통신 중 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 인접 기지국들로부터 수신된 간섭 신호의 신호대 잡음비가 간섭 제거 임계 값 이상인 경우, 수신된 신호에서 상기 간섭 신호를 제거하는 과정과,
    상기 간섭 신호의 제거 시 복조된 심볼로부터 송신된 심볼을 추정하고 상기 복조된 심볼과 추정된 심볼간 에너지의 차를 계산하는 과정과,
    상기 에너지의 차 값이 핸드오버 요구 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 핸드오버 요구 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 시그널링 신호는,
    상기 간섭이 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호들의 수신 신호대 잡음비간의 차 값을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 핸드오버 요구 시그널링 신호 송신 후 소정 값으로 설정된 타이머를 구동하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 신호가 수신되지 않을 시 상기 타이머에 설정된 시간 단위로 상기 핸드오버 요구 시그널링 신호를 재전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 제거하는 과정은,
    수신되는 모든 간섭 신호들 중 상기 서빙 기지국으로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비와 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신된 신호의 잡음비간 차가 간섭 신호 후보 결정을 위한 미리 결정된 임계값보다 작다면, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국을 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 후보 그룹의 신호들 중 상기 간섭 제거 임계값보다 큰 신호를 송신하는 기지국들을 간섭 제거 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭만을 제거하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값보다 낮은 경우 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값 내의 범위에서 작아지는 경우 기지국을 상기 간섭 제거 그룹에 유지하고, 상기 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭 제거를 유지함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  18. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 시뮬레이션 하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  19. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 필드에서 검사하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  20. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 15 항에 있어서,
    핸드오버 완료 시 상기 서빙 기지국을 간섭 제거 후보 기지국에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    간섭을 제거하는 중인 기지국 신호가 상기 간섭 제거 임계값보다 작아지는 경우 미리 설정된 시간 동안 간섭 제거 임계값보다 작은 값을 유지하면, 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  22. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 12 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터의 수신 신호가 수신 신호 검출 가능 임계값보다 작아질 때까지 핸드오버 허락이 되지 않는 경우 핸드오버를 종료하는 과정과,
    새로운 서빙 기지국을 찾는 초기 설정을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징 으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  23. 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법에 있어서,
    서빙 기지국과 통신 중 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호의 신호대 잡음비를 검사하여, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신된 간섭 신호의 신호대 잡음비 중 간섭 제거 임계 값 이상인 간섭 신호를 수신 신호로부터 제거하는 과정과,
    상기 간섭 신호의 제거 중에 상기 간섭 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 핸드오프 시도를 위한 임계값에 도달하면, 상기 서빙 기지국으로 핸드오버 요구 시그널링 신호를 송신하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널을 해제하고, 상기 핸드오버 시도를 위한 임계값에 도달한 간섭 신호를 제공하는 기지국으로 호를 연결하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 시그널링 신호는,
    상기 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신되는 간섭 신호들의 수신 신호대 잡음비간의 차 값을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 핸드오버 요구 시그널링 신호 송신 후 소정 값으로 설정된 타이머를 구동하는 과정과,
    상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 신호가 수신되지 않을 시 상기 타이머에 설정된 시간 단위로 상기 핸드오버 요구 시그널링 신호를 재전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  26. 제 23 항에 있어서, 상기 제거하는 과정은,
    수신되는 모든 간섭 신호들 중 상기 서빙 기지국으로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비와 상기 적어도 하나의 인접한 기지국으로부터 수신된 신호의 잡음비간 차가 간섭 신호 후보 결정을 위한 미리 결정된 임계보다 작다면, 상기 적어도 하나의 인접한 기지국을 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 후보 그룹의 신호들 중 상기 간섭 제거 임계값보다 큰 신호를 송신하는 기지국들을 간섭 제거 그룹에 등록하는 과정과,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭만을 제거하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값보다 낮은 경우 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값 내의 범위에서 작아지는 경우 기지국을 상기 간섭 제거 그룹에 유지하고, 상기 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭 제거를 유지함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  29. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 시뮬레이션 하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  30. 청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 27 항 또는 제 28 항에 있어서, 상기 간섭 신호 변동 임계값은,
    평균 페이딩에 따른 도플러 주파수 변화 및 신호 세기의 변화를 필드에서 검사하여 결정함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  31. 청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 26 항에 있어서,
    핸드오버 완료 시 상기 서빙 기지국을 간섭 제거 후보 기지국에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  32. 제 26 항에 있어서,
    간섭을 제거하는 중인 기지국 신호가 상기 간섭 제거 임계값보다 작아지는 경우 미리 설정된 시간 동안 상기 간섭 제거 임계값보다 작은 값을 유지하면, 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  33. 청구항 33은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 23 항에 있어서,
    상기 서빙 기지국으로부터의 수신 신호가 수신 신호 검출 가능 임계값보다 작아질 때까지 핸드오버 허락이 되지 않는 경우 핸드오버를 종료하는 과정과,
    새로운 서빙 기지국을 찾는 초기 설정을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징 으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 방법.
  34. 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치에 있어서,
    적어도 하나의 기지국으로부터의 채널을 추정하고, 상기 추정된 채널 정보를 이용하여 기지국으로부터 수신된 신호 중 서빙 기지국의 신호를 데이터로 변환하는 수신부와,
    상기 수신부에서 처리된 신호 중 특정 간섭 기지국의 간섭 신호를 생성하고, 상기 채널 추정 정보를 이용하여 간섭 제거 신호를 생성하는 간섭 제거 신호 생성부와,
    기지국으로 송신할 신호와 제어 메시지의 송신을 수행하는 송신부와,
    상기 기지국들 중 간섭 기지국들로부터 수신된 간섭 신호의 세기가 간섭 제거 임계 값보다 크다면, 상기 간섭 제거 신호 생성부를 제어하여 수신된 신호로부터 상기 간섭 신호를 제거하도록 제어하며, 상기 간섭 신호의 제거를 수행하는 중에 특정 기지국으로부터 수신된 간섭 신호의 세기가 핸드오버 조건을 만족할 시, 서빙 기지국으로 핸드오버 요구메시지를 생성하고 상기 송신부를 제어하여 이의 전송을 제어하고, 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버가 허락될 시 상기 서빙 기지국과의 통신 채널의 해제를 제어하고, 상기 특정 기지국으로 호를 연결을 제어하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 핸드오버 조건은,
    상기 간섭 신호가 제거된 신호의 신호대 잡음비와 상기 간섭 신호의 신호대 잡음비간 차가 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 핸드오버 조건은,
    상기 간섭 신호를 제거할 때 복조된 심볼로부터 송신된 심볼을 추정하고 상기 복조된 심볼과 추정된 심볼간 에너지의 차를 계산하여 상기 에너지의 차 값이 미리 결정된 임계값을 초과하는 경우임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  37. 제 34 항에 있어서,
    상기 핸드오버 조건은,
    인접 기지국들로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비가 미리 결정된 핸드오버 시도를 위한 임계값을 초과하는 경우임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 제어부는, 수신되는 모든 간섭 신호들 중 상기 서빙 기지국으로부터 수신된 신호의 신호대 잡음비와 타 기지국으로부터 수신된 신호의 잡음비간 차가 미리 결정된 임계값 내에 존재할 시 상기 타 기지국들을 간섭 제거 후보 그룹에 등록하고, 상기 간섭 제거 후보 그룹의 신호들 중 상기 간섭 제거 임계값보다 큰 신호를 송신하는 기지국들을 간섭 제거 그룹에 등록하며, 상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터 수신된 신호의 간섭을 제거함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값보다 낮은 경우 상기 간섭 제거 그룹에서 삭제하고 상기 간섭 제거 후보 그룹에 등록함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 간섭 제거 그룹에 등록된 기지국으로부터의 수신된 신호의 신호대 잡음비가 간섭 신호 변동 임계값 내의 범위에서 작아지는 경우 기지국을 상기 간섭 제거 그룹에 유지하고, 상기 기지국으로부터 수신된 신호에 의한 간섭 제거를 유지함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 핸드오버 완료 시 상기 서빙 기지국을 간섭 제거 후보 기지국에 등록함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  42. 제 34 항에 있어서, 상기 핸드오버 요구 메시지는,
    상기 간섭 신호가 제거된 수신 신호의 신호대 잡음비와, 적어도 하나의 인접한 기지국들로부터 전송되는 간섭 신호들의 수신 신호대 잡음비간의 차 값을 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
  43. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제 34 항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 핸드오버 요구 메시지의 송신 후 소정 값으로 설정된 타이머를 구동하고 상기 서빙 기지국으로부터 핸드오버 응답 신호가 수신되지 않을 시 상기 타이머에 설정된 시간 단위로 상기 핸드오버 요구 메시지를 재전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템에서 하드 핸드오버 장치.
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