KR100891786B1 - 이동 통신 시스템에서 핸드오프 처리 방법 및 단말 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이동 통신 단말의 핸드오프 처리 방법에 관한 것으로, 기지국으로부터 지시 받은 핸드오프가 하드 핸드오프이면 핸드오프 지시에 대한 아크 메시지를 기지국으로 전송하고 핸드오프를 처리하고, 기지국으로부터 지시 받은 핸드오프가 소프트 핸드오프이면 아크 메시지 전송 없이 핸드오프를 처리하고 핸드오프 완료 메시지 전송시 아크 메시지를 포함하여 기지국으로 전송한다.
이동 통신 단말, 하드 핸드오프, 소프트 핸드오프

Description

이동 통신 시스템에서 핸드오프 처리 방법 및 단말{METHOD AND TERMINAL FOR PROCESSING HANDOFF IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도1은 종래의 핸드오프 과정에 따른 이동 통신 단말의 동작 흐름도.
도2는 본 발명이 적용되는 이동 통신 단말의 구성도,
도3은 핸드오프시 이동 통신 단말과 기지국의 관계를 나타낸 도면,
도4는 본 발명에 따른 이동 통신 단말의 동작 흐름도.
도5는 본 발명의 실시예에 따른 하드 핸드오프 수행시 이동 통신 단말과 기지국 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면,
도6은 본 발명의 실시예에 따른 소프트 핸드오프 수행시 이동 통신 단말과 기지국 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면.
본 발명은 이동 통신 시스템에 있어서 핸드오프 처리에 관한 것으로, 특히 이동 통신 시스템에서 이루어지는 핸드오프 처리 방법 및 단말에 관한 것이다.
핸드오프란, 이동 통신 단말 가입자가 한 무선 구역(Cell)에서 다른 무선 구역으로 이동해 갈 때 자동적으로 현 통화 채널을 다른 무선 구역의 통화 채널로 전화해 줌으로써 통화가 계속되게 하는 기능이다.
코드분할 방식의 이동 통신 시스템에서 상기 핸드오프는 하드 핸드오프와 소프트 핸드오프, 소프터 핸드오프로 구분되어진다. 하드핸드오프는 이동 통신 단말이 다른 주파수를 사용하는 기지국(BS:Base Station Controller/Base Transceiver Station)간의 이동시 또는 다른 교환기에 접속되어 있는 기지국간 이동시 이루어지는 것이다. 하드핸드오프시 이동 통신 단말과 핸드오프의 대상이 되는 타겟 기지국 연결시 순간적인 통화 단절이 발생하지만 통화에 지장을 느끼지 못하는 순간에 타겟 기지국과 통화 연결이 이루어진다. 소프트 핸드오프는 이동 통신 단말이 동일한 교환기에 연결된 기지국간 또는 동일한 주파수를 사용하는 기지국간의 이동시 이루어지는 것으로, 통화에 지장을 주지 않는다. 소프터 핸드오프는 이동 통신 단말이 한 기지국이 서비스하는 무선 구간내의 각 섹터간 이동시 이루어지는 것으로 소프트 핸드오프와 핸드오프 수행절차가 유사하다.
상기한 핸드오프는 기지국과 이동 통신 단말 간에 이루어지는 동작으로써, 도1을 참조하여 종래의 핸드오프를 위한 메시지 송수신 과정을 설명한다. 도1은 종래의 핸드오프 처리 과정에 따른 이동 통신 단말의 동작 흐름도이다. 먼저, 이동 통신 단말이 101단계에서 자신이 속해 있는 소스 기지국으로 파일롯 신호 세기 메시지(Pilot Strength Measurement Message)를 전송한다. 소스 기지국은 이에 따라 핸드오프 상대가 되는 타겟 기지국으로 핸드오프 준비 메시지를 전송하는 등 핸드 오프에 필요한 동작을 수행하고, 핸드오프 지시 메시지(Handoff Direction Message)를 이동 통신 단말로 전송한다. 103단계에서 핸드오프 지시 메시지를 수신한 이동 통신 단말은 105단계에서 소스 기지국으로 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크(ack) 메시지를 전송한다. 이를 수신한 기지국은 이후 107단계에서 타겟 기지국과 통화 채널을 연결함으로써 핸드오프를 수행하고 109단계로 진행한다. 109단계에서 이동 통신 단말은 핸드오프완료 메시지를 새로운 기지국으로 전송하고 종료한다.
상기한 종래의 핸드오프 방식은 이동 통신 단말이 핸드 오프 지시 메시지 수신 후 이에 대한 아크 메시지를 바로 전송하지 않고, 단말의 핸드오프 완료 후 상기 핸드오프완료 메시지 전송시 함께 전송함으로써, 하드 핸드오프시 호 단절(call drop)이 빈번히 발생시키던 초기의 핸드오프 방식을 개선한 방식이다. 즉, 하드 핸드오프시 이동 통신 단말이 수신된 핸드오프지시메시지에 대한 아크 메시지를 전송하지 않으면, 소스 기지국은 타겟 기지국에 새로운 주파수 채널을 할당 요구를 하지 않거나 타겟 기지국에서 이동 통신 단말로 주파수 채널 할당 전에 소스 기지국이 통신 채널을 단절하기 때문에, 호 단절이 발생하는 문제점이 있었다. 도1에 도시된 바와 같은 핸드오프 처리 과정은 이러한 하드 핸드오프 시 호단절을 감소시켰으나, 소프트 핸드오프시에는 전력의 불필요한 소비와 불필요한 처리 과정을 유발한다. 소프트 핸드오프는 동일한 주파수를 사용하는 기지국간에 이루어지는 핸드오프이기 때문에 아크 메시지를 전송하지 않아도 호 단절에 대한 위험성이 적으며, 핸드오프가 성공적으로 이루어지기 때문이다.
따라서 본 발명의 목적은 이동 통신 단말의 전력 소비를 감소하기 위한 핸드오프 처리 방법 및 단말을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동 통신 단말의 효율적인 핸드오프 처리 방법 및 단말을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 이동 통신 단말이 속해 있는 기지국으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송하는 과정과, 상기 기지국으로부터 핸드오프 지시 메시지를 수신하는 과정과, 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인지 소프트 핸드오프를 지시하는 메시지인지 확인하는 과정과, 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인 경우 상기 기지국으로 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크메시지를 전송한 후 하드 핸드오프를 수행하고, 상기 하드 핸드오프의 수행이 완료되면 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정과, 상기 핸드오프 지시 메시지가 소프트 핸드오프 메시지인 경우 소프트 핸드오프를 수행하고, 상기 소프트 핸드오프 수행이 완료되면 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 참조번호들 및 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 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.
본 발명은 이동 통신 단말이 수행해야 할 핸드오프의 종류에 따라 구분하여 핸드오프를 수행하는 과정에 관한 것이다. 먼저 도2를 참조하여 본 발명이 적용되는 이동 통신 단말의 구성을 설명한다. 도2는 본 발명이 적용되는 이동 통신 단말(7)의 구성도이다. 도2에 도시된 바와 같이 이동 통신 단말(7)은 제어부(10), 무선부(20), 메모리부(30)를 포함하여 구성된다. 제어부(10)는 이동 통신 단말(7)의 전반적인 제어를 담당한다. 메모리부(30)는 이동 통신 단말 동작 제어에 필요한 프로그램데이터를 저장하며, 제어시 또는 사용자에 의해 수행도중 발생되는 데이터를 저장한다. 그리고 본 발명에 따른 핸드오프 절차를 수행하기 위한 프로그램 데이터를 저장한다. 무선부(20)는 제어부(10)의 제어 하에 안테나를 통해 수신되는 음성 데이터 또는 제어 데이터를 포함하여 이루어지는 무선 신호를 변, 복조하여 출력한다. 그리고 무선부(20)는 다수의 핑거와 서처, 컴바이너등으로 구성된 레이크 수신기(미도시 함.)를 포함하고 있으며, 상기 서처가 현재 이동 통신 단말(7)이 속해 있는 기지국과 주변 기지국으로부터 수신된 다수의 신호에서 파일롯 신호를 검출하여 파일롯 신호의 세기를 파악한다.
상기와 같은 구조의 이동 통신 단말(7)은 도3에 도시된 바와 같이 무선 구간들이 접해있는 지역에 위치하면, 현재 이동 통신 단말(7)이 속해있는 소스 기지국(source BS:source Base Station Controller/Base Transceiver Station)(1) 과 주변의 기지국들로부터 동시에 신호를 수신하며, 기지국(target BS:target Base Station Controller/Base Transceiver Station)(3)은 주변 기지국들 중 타겟 기지국이다. 도3은 핸드오프시 이동 통신 단말과 기지국의 관계를 나타낸 도면이다. 이동 통신 단말(7)의 제어부(10)는 기지국들(1,3)로부터 수신된 다수의 신호에서 파일롯 신호를 검출하여 각 파일롯 신호의 세기를 파악하여 타겟 기지국(3)으로부터 수신된 파일롯 신호의 크기가 미리 설정된 일정 값보다 크다고 판단되면 소스 기지국(1)으로 새로운 기지국(3)의 파일롯 신호 세기 메시지를 전송한다. 소스 기지국(1)은 이를 수신하면 타겟 기지국(3)의 상태를 파악하여 핸드오프가 가능하다고 판단하면 타겟 기지국(3)이 핸드오프를 할 수 있도록 정보를 제공하고, 이동 통신 단말(7)에 핸드오프 지시 메시지를 전송한다. 이동 통신 단말(7)의 제어부(10)는 수신한 상기 핸드오프 지시 메시지의 필드 값이 유효하면 하드핸드오프를 지시하는 메시지인지 소프트 또는 소프터 핸드오프를 지시하는 메시지인지 파악한다. 상기 제어부(10)는 상기 핸드오프 지시 메시지가 소프트 핸드오프 또는 소프터 핸드오프를 지시하는 메시지인 경우 해당 핸드오프에 따른 동작을 수행하고 소스 기지국(1)과 타겟 기지국(3)으로 핸드오프 완료 메시지를 전송한다. 그리고, 상기 제어부(10)는 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드핸드오프를 지시하는 메시지인 경우 아크(ack)메시지를 소스 기지국(1)으로 전송하고 하드핸드오프에 따른 동작을 수행한다. 후에 핸드오프가 완료되면 핸드오프 완료 메시지를 타겟 기지국(3)으로 전송한다.
상기한 핸드오프 수행과정을 도4, 도5, 도6을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도4를 참조하여 핸드오프 과정에 따른 이동 통신 단말의 동작 과정을 설명한다. 도4는 본 발명에 따른 이동 통신 단말의 동작 흐름도이다. 도4를 참조하여 제어부(10)는 주변 타겟 기지국(3)으로부터 수신되는 파일럿 신호의 세기가 일정 세기 이상이라고 판단되면 201단계에서 이동 통신 단말(7)이 소스 기지국(1)으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송한다. 이후 203단계에서 소스 기지국(1)으로부터 핸드오프 지시 메시지를 수신하면 205단계로 진행하고, 핸드오프 지시 메시지를 수신하지 않으면 상기 201단계로 진행한다. 205단계에서 제어부(10)는 수신된 핸드오프 지시 메시지의 필드 값이 유효한지 확인하여, 메시지 필드 값이 유효하면 205단계로 진행하고, 메시지 필드 값이 유효하지 않으면 207단계로 진행한다. 207단계에서 제어부(10)는 소스 기지국(1)으로 핸드오프 거부 메시지를 전송하고 상기 201단계로 진행한다.
한편 209단계에서 제어부(10)는 상기 핸드오프 지시 메시지가 유효한 메시지이므로 이를 분석하여, 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지이면 211단계로 진행하고, 하드 핸드오프를 지시하는 메시지가 아니면 217단계로 진행한다. 211단계에서 제어부(10)는 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크(ack)메시지를 전송하고 213단계로 진행한다. 213단계에서 제어부(10)는 하드 핸드오프를 수행하기 위해 소스 기지국(1)으로부터 연결된 통화채널을 절단하고, 통화자가 통화의 지장을 느끼지 못하는 순간에 타겟 기지국(3)과 통화채널을 연결한다. 이후 하드 핸드오프가 완료되면 215단계에서 제어부(10)는 소스 기지국(1)으로 핸드오프 완료 메시지를 전송하고 종료한다.
한편, 상기 209단계에서 분석 결과 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지가 아니므로, 즉 소프트 핸드오프 또는 소프터 핸드오프를 지시하는 메시지이므로 217단계에서 이에 따른 핸드오프를 수행한다. 다시 말해 핸드오프 지시 메시지가 소프트 핸드오프를 지시하는 내용인 경우 두 기지국(1,3)과 통화채널을 동시에 연결하고, 후에 소스 기지국(1)과 연결된 통화채널을 단절한다. 그리고, 만약 소프터 핸드오프를 지시하는 내용인 경우 두 섹터의 통화채널을 동시에 연결하고, 후에 이동 통신 단말이 새로 진입하는 지역의 섹터와 통화채널 연결만을 유지한다. 이후 219단계에서 소프트 핸드오프 또는 소프터 핸드오프가 완료되면 상기 소스 기지국(1)으로 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크(ack)메시지를 포함하는 핸드오프 완료 메시지를 전송하고 종료한다.
상기한 핸드오프 과정에 따른 이동 통신 단말과 기지국들(1,3)간의 메시지 송수신 과정을 도5와 도6을 참조하여 설명한다. 도5는 본 발명의 실시예에 따른 하드 핸드오프 수행시 이동 통신 단말과 기지국 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이며, 도6은 본 발명의 실시예에 따른 소프트 핸드오프 수행시 이동 통신 단말과 기지국 간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이다.
상기 도5를 참조하여, 이동 통신 단말(7)은 301단계에서 소스 기지국(1)으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송한다. 상기 파일롯 신호 세기 메시지를 수신한 소스 기지국(1)은 타겟 기지국(3)의 상태를 파악하여 하드 핸드오프를 할지 소프트 핸드오프를 할지 판단하며, 하드 핸드오프를 결정하면 303단계에서 타겟 기지국(3)으로 주파수 할당 준비 메시지를 전송한다. 상기 주파수 할당 준비 메시지를 수신 한 타겟 기지국(3)은 상기 이동 통신 단말로 주파수 할당 준비가 완료되면 305단계에서 소스 기지국(1)으로 주파수 할당 준비 완료 메시지를 전송한다. 상기 주파수 할당 준비 완료 메시지를 수신한 소스 기지국(1)은 307단계에서 하드 핸드오프를 지시하는 핸드오프 지시 메시지를 이동 통신 단말(7)로 전송한다. 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신한 이동 통신 단말은 상기 도4의 상기 203단계 내지 상기 209단계를 수행한 후 309단계에서 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크 메시지를 소스 기지국(1)으로 전송한다. 소스 기지국(1)은 상기 아크 메시지를 수신하면 311단계에서 타겟 기지국(3)으로 주파수 할당 메시지를 전송한다. 그리고, 313단계에서 이동 통신 단말(7)은 상기 타겟 기지국(3)으로부터 할당받은 주파수의 채널로 하드 핸드오프를 수행하고 315단계에서 타겟 기지국(1)으로 핸드오프 완료 메시지를 전송한다. 타겟 기지국(3)은 상기 핸드오프 완료 메시지를 수신하면 317단계에서 소스 기지국(1)으로 채널 해제 메시지를 전송한다. 상기 채널 해제 메시지를 수신한 소스 기지국(1)은 이동 통신 단말(7)과 연결된 채널을 해제한다. 이후 319단계에서 타겟 기지국(3)은 이동 통신 단말(7)로 상기 핸드오프 완료 메시지에 대한 아크 메시지를 전송함으로써 하드 핸드오프는 종료된다.
다음으로, 상기 도6을 참조하여 소프트 핸드오프에 따른 이동 통신 단말(7)과 기지국들 간의 메시지 송수신 과정을 설명한다. 이동 통신 단말(7)은 401단계에서 파일롯 신호 세기 메시지를 소스 기지국(1)으로 전송한다. 소스 기지국(1)은 403단계에서 핸드오프 준비 메시지를 타겟 기지국(3)으로 전송한다. 타겟 기지국(3)은 핸드오프 준비가 완료되면 405단계에서 소스 기지국(1)으로 핸드오프 준비 완료 메시지를 전송한다. 소스 기지국(1)은 상기 핸드오프 준비 완료 메시지를 수신하면 407단계에서 소프트 핸드오프를 지시하는 핸드오프 지시 메시지를 이동 통신 단말(7)로 전송한다. 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신한 이동 통신 단말(7)은 409단계에서 상기 도4에 도시된 과정에 따라 소프트 핸드오프에 따른 동작을 수행하고 411단계로 진행한다. 이동 통신 단말(7)은 411단계에서 소스 기지국(1)과 타겟 기지국(3)으로 핸드오프 완료 메시지를 전송한다. 이때, 상기 핸드오프 완료 메시지는 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크 메시지를 포함한다. 상기 핸드오프 완료 메시지를 수신한 타겟 기지국(3)은 413단계에서 소스 기지국(1)으로 채널 해제 메시지를 전송한다. 상기 채널 해제 메시지를 수신한 소스 기지국(1)은 이동 통신 단말(7)과 연결된 채널을 해제한다. 이후 타겟 기지국(3)은 415단계에서 이동 통신 단말(7)로 상기 핸드오프 완료 메시지에 대한 아크 메시지를 이동 통신 단말(7)로 전송하여 핸드오프를 종료한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 핸드오프의 종류에 따라 구분되는 동작을 수행하는 이동 통신 단말의 핸드오프 처리 방법을 제공함으로써 효율적으로 핸드오프를 처리할 수 있으며, 이동 통신 단말의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 이동 통신 단말의 핸드오프 처리 방법에 있어서,
    상기 이동 통신 단말이 속해 있는 기지국으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 기지국으로부터 핸드오프 지시 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인지 소프트 핸드오프를 지시하는 메시지인지 확인하는 과정과,
    상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인 경우 상기 기지국으로 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크메시지를 전송한 후 하드 핸드오프를 수행하고, 상기 하드 핸드오프의 수행이 완료되면 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,
    상기 핸드오프 지시 메시지가 소프트 핸드오프 메시지인 경우 소프트 핸드오프를 수행하고, 상기 소프트 핸드오프 수행이 완료되면 소프트 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 핸드오프 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핸드오프 지시 메시지가 소프터 핸드오프 메시지인 경우 소프터 핸드오프를 수행하고, 상기 소프터 핸드오프 수행이 완료되면 소프터 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 핸드오프 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 이동 통신 시스템의 핸드오프 처리 방법에 있어서,
    이동 통신 단말이 속해 있는 기지국으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 기지국이 수신된 상기 파일롯 신호 세기 메시지에 따라 상기 이동 통신 단말로 적정 핸드오프 지시 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 이동 통신 단말이 상기 핸드오프 지시 메시지를 수신하면 상기 핸드오프 지시 메시지를 분석하는 과정과,
    상기 이동 통신 단말이 상기 분석결과 하드 핸드오프 지시 메시지인 경우 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정과,
    상기 이동 통신 단말이 하드 핸드오프를 수행하고, 상기 하드 핸드오프 수행이 완료되면 상기 기지국으로 핸드오프 완료 메시지를 전송하는 과정과,
    상기 이동 통신 단말이 상기 분석결과 소프트 핸드오프 지시 메시지인 경우 소프트 핸드오프를 수행하는 과정과,
    상기 소프트 핸드오프 수행이 완료되면 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크메시지를 포함한 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 핸드오프 처리 방법.
  5. 이동 통신 단말에 있어서,
    무선부와,
    상기 무선부를 제어하여 상기 이동 통신 단말이 속해 있는 기지국으로 파일롯 신호 세기 메시지를 전송하고, 상기 기지국으로부터 핸드오프 지시 메시지를 수신하고, 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인지 소프트 핸드오프를 지시하는 메시지인지 확인하고, 상기 핸드오프 지시 메시지가 하드 핸드오프를 지시하는 메시지인 경우, 상기 무선부를 제어하여 상기 기지국으로 상기 핸드오프 지시 메시지에 대한 아크메시지를 전송한 후 하드 핸드오프를 수행하고 상기 하드 핸드오프의 수행이 완료되면 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하고, 상기 핸드오프 지시 메시지가 소프트 핸드오프 메시지인 경우, 상기 무선부를 제어하여 소프트 핸드오프를 수행하고 상기 소프트 핸드오프 수행이 완료되면 소프트 핸드오프 완료 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 단말.
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