KR101002186B1

KR101002186B1 - 이동통신 시스템의 핸드오프 방법 및 이를 위한 장치

Info

Publication number: KR101002186B1
Application number: KR1020080089563A
Authority: KR
Inventors: 이학만; 최홍성; 서창석
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2010-12-20
Also published as: KR20100030714A

Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 핸드오프 방법을 개선하여 보다 안정된 핸드오프가 이루어질 수 있도록 함을 주된 목적의 하나로 한다. 본 발명의 한 측면에 따른 핸드오프 방법은, 이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로의 핸드오프 방법이며, (a) 제1셀 영역으로부터 제2셀 영역으로의 이동 경로 중에 이동국의 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지할 수 있도록, 제2셀의 제2주파수의 신호를 제1주파수로 변환하여 제공하는 단계; 및 (b) 제2셀 영역에 진입한 이동국에 의해 검색된 타겟 주파수로 하드 핸드오프를 수행시키는 단계를 포함할 수 있다.

핸드오프, 핸드오버, CDMA, WCDMA, 주파수 할당, Frequency Allocation, 의사주파수, 주파수간 하드 핸드오프, 통화주파수

Description

이동통신 시스템의 핸드오프 방법 및 이를 위한 장치{METHOD FOR HAND-OFF IN MOBILE TELECOMMUNICATION SYSTEM AND DEVICE THEREOF}

본 발명은 이동통신 시스템에서의 핸드오프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 주파수 할당(FA: Frequency Allocation)의 불일치가 존재하는 셀(Cell) 영역과 셀 영역의 경계 지역이나, 멀티 캐리어 권역 내에서 일부 부하가 적은 국소 기지국 등의 상황에서 원활한 핸드오프를 수행하기 위한 방법, 장치 및 이동통신 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서 핸드오프(hand-off) 또는 핸드오버(hand-over)란 이동국의 이동성을 보장할 수 있도록 통화 중 기지국과 기지국 사이를 이동하는 이동국의 트래픽이 단절되지 않고 원활하게 유지되도록 하기 위한 기능을 일컫는데, 소프트(soft) 핸드오프, 소프터(softer) 핸드오프 및 하드(hard) 핸드오프 등으로 구분될 수 있다.

그 중 하드 핸드오프는 기존 통화 채널을 유지하지 않고 새로운 통화 채널을 할당하는 방식으로 통화 중 기지국 간 이동 시에 순간적인 통화 단절이 발생하기는 하지만 통화 단절을 느끼지 못하도록 재 연결시켜 주며 'connect after break' 장 식이라고도 한다.

하드 핸드오프에는 교환기간 하드 핸드오프와 주파수간 하드 핸드오프(inter-frequency hard handoff) 등으로 구분될 수 있는데, 이를 간략히 설명하면, 교환기간 하드 핸드오프는 각 교환기간에 충분히 연동이 이루어지지 않을 때 주파수가 같더라도 순간적인 통화의 단절과 재 연결이 발생하는 방식이고, 주파수간 하드 핸드오프는 인접 기지국간 주파수가 다른 경우 기지국 경계에서 순간적으로 이동 단말기의 주파수를 변경하는 방식을 의미한다.

CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템은 기본적으로 소프트 핸드오프 방식을 지원하고 있는데, 이는 주파수를 바꾸지 않고 통화의 단절 없이 핸드오프를 수행하는 방식으로서, 현재 통신하고 있는 기지국과 핸드오프 하려 하는 인접 기지국에 동일한 통화주파수가 할당된 경우에 이루어질 수 있으며, 'connect before break' 방식이라고도 한다.

이때, MAHO(Mobile-Assisted-Hand-Off)를 지원하는 이동단말기는 예컨대 현재 통신하는 주파수의 총 전력 대비 각 기지국의 식별이 가능하도록 하는 파일럿 신호 세기의 비율('E_c/I_t 비' 등의 신호 파라미터를 이용하여, 핸드오프 여부를 결정하게 된다.

그러나, 실제 망 구성에 있어서 각 기지국의 통화주파수 할당이 항상 일치할 수는 없으며, 가령, 통화량이 많은 지역에는 충분한 통화주파수를 할당하되, 통화량이 적은 지역에까지 많은 통화주파수를 할당하는 것은 비효율적이므로, 기지국 간의 주파수 할당에 있어 불일치 내지 차이가 발생하게 된다.

가령, 도 1에 도시된 바와 같이 기지국 A에는 F1, F2의 통화주파수가 할당되어 있고, 기지국 B에는 F2의 통화주파수만이 할당되어 있는 경우, 기지국 A와 통화주파수인 F1으로 현재 교신하고 있는(도 1의 상태 ①) 이동단말기(UE)가 인접한 기지국 B 영역으로 이동한다면 기지국 B에는 F1의 통화주파수가 할당되어 있지 않기 때문에 기지국 B와는 F2의 주파수로 통화할 수밖에 없는데(도 1의 상태 ③), 이때 주파수간 하드 핸드오프가 필요하게 된다.

이때, MAHO(Mobile-Assisted-Hand-Off)를 지원하는 이동단말기는 A 기지국과 F1의 주파수로 교신하고 있는 동안에 인접한 B 기지국으로부터 전송되는 F1의 신호를 함께 수신하여 A 기지국의 파일럿 신호세기와 B 기지국의 파일럿 신호세기 등 신호 파라미터를 비교함으로써 핸드오프 여부를 결정하는데(도 1의 상태 ②), B 기지국에는 F1의 통화주파수는 할당되어 있지 않지만 이러한 이동단말기의 핸드오프 여부 판단 과정을 돕기 위하여 F1의 파일럿 신호를 포함하는 의사주파수 신호를 발생시켜 함께 방사한다(도 1 참조).

즉, FA(Frequency Assignment)가 상이한 기지국 간에 핸드오프를 수행하기 위해서 종래기술에서는, FA 수가 적은 기지국에 설치되어 실제 통화채널을 제공하지 않는 신호인 의사주파수 신호를 발생시키는 의사주파수 발생 장치가 필요하였다. 그러나, 이와 같이 의사주파수 신호를 이용하여 핸드오프를 수행할 경우에는 실제 서비스되는 통화주파수의 트래픽(Traffic) 증감에 따른 커버리지(coverage)의 변화 등 신호환경의 변화를 정확히 반영하지 못하는 문제가 생길 수 있으므로, 의 사주파수(F1) 신호를 이용한 판단 결과가 실제 통화주파수 신호(F2)의 커버리지와는 상이하여 호 절단, 핸드오프 실패 등 문제점이 발생할 수 있었다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 공개특허공보 제1999-83659호와 같이 통화주파수 신호로 사용되는, 파일럿(pilot) 채널 신호, 싱크(sync) 채널 신호 및 페이징(paging) 채널 신호와 통화 채널 신호들을 합성한 신호[즉, 도 2에서 채널요소 1 내지 5를 합성하는 합성기(6)를 통해 출력된 신호]로부터 발생되는 동일한 중간 주파수 대역 출력[즉, 서비스 주파수 채널 카드의 출력 신호]을 N배 증폭(21) 및 N등분(22)하고, 각각 송수신기(7, 13, 18)를 거쳐 그 중 하나를 통화주파수 신호로 사용하고, 나머지를 의사주파수 대역으로 주파수 변환하여, 결국 통화주파수 신호의 다운링크 신호 전력과 동일한 전력의 신호를 의사주파수로 변환하여 선형 증폭(8) 및 출력하도록 함으로써, 통화주파수와 의사주파수의 커버리지를 일치시키는 장치 및 방법이 제안된 바 있다(도 2).

이와 같은 방식을 통하여 통화주파수의 커버리지(coverage)와 의사주파수의 커버리지는 일치될 수 있어, 이동단말기는 MAHO의 수행 과정 동안 의사주파수 신호(F1)를 통한 파일럿신호 세기의 측정을 수행함으로써 통화주파수 신호(F2)의 신호세기를 측정하는 것과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다.

그러나, 이러한 방식의 종래기술의 의사주파수 발생 장치에서는 통화주파수와 의사주파수 모두가 각각 동일한 전력으로 출력되어야 하기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이 이에 사용되는 최종 단의 선형증폭기(8)의 용량은 각각의 통화주파수 및 의사주파수를 합친 개수인 N에 비례하여 증가하여야만 한다. 가령, 통화주파수 의 출력이 20Watt가 보장되어야 한다면, 최종 단의 고용량 선형증폭기(8)의 용량은 적어도 (20watt X N)이 되어야 하는 것이다. 이는 선형증폭기가 통상 고가의 부품이며, 그 정격 용량이 증가함에 따라 가격이 급격히 증가한다는 점을 고려하면, 통신망 구성의 경제성을 매우 저하시키게 되는 문제를 일으킨다.

또한, 이러한 종래기술의 경우, 의사주파수 신호는 통화주파수 신호와 동일한 정도로 높은 세기의 통화채널 신호를 포함하게 되는데, 의사주파수란 실제로 통화채널을 제공할 수 있는 서비스 신호가 아니므로 이러한 신호들은 핸드오프 과정에만 기여할 뿐이고, 전체 통신 망 내에서는 일종의 잡음으로 작용하게 된다. 즉, 핸드오프에 있어서 커버리지 일치에는 도움이 될지 모르겠으나, 이동통신에 있어 매우 중요한 주파수 자원의 효율적인 이용이라는 측면에서는 매우 곤란한 구성이 되는 것이다.

한편, 이러한 종래기술의 경우, N 증폭기(21), N 분배기(22) 및 고용량 선형증폭기(8) 등이 기지국 장비 그 자체에 추가되어야 하므로 일반적인 기지국 장비를 그대로 사용하거나, 약간의 설비를 추가하여 사용하는 것이 불가능하고, 종전 기지국 장치의 구성을 대폭 변경하여야 한다는 문제점도 있게 된다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 이동통신 시스템의 핸드오프 프로세스를 개선하여 보다 안정된 핸드오프가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

본 발명은, 그 실시형태에 따라, 종전과 같이 기지국 장비의 구성을 크게 변화시키지 않더라도 간단한 부가 장비의 설치에 의해 원활한 핸드오프가 수행될 수 있도록 함으로써 시설 투자비를 경감할 수 있도록 구성하기에 용이하다.

또 다른 측면으로, 본 발명은 종전의 핸드오프 과정만을 보조하기 위한 의사주파수 신호가 실제 트래픽(traffic)을 제공하지 않음으로써 주파수 이용 효율을 저하시키고 불필요한 잡음을 발생시켰던 문제점을 극복하여, 실제 트래픽을 제공하는 주파수 변환된 신호를 사용하여 원활한 핸드오프와 주파수 이용 효율의 극대화라는 양 과제를 모두 해결할 수 있도록 하기 위한 것이다.

또 다른 측면으로, 본 발명은 트래픽을 제공하는 주파수 변환된 신호를 핸드오프 과정에 이용함으로써 종전에 셀 영역 경계 지역에서 의사주파수와 통화주파수의 커버리지 불일치가 발생하게 되었던 원인을 근본적으로 해결하고, 안정된 신호 환경에서 주파수간 하드 핸드오프가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다.

한편, 본 발명은 그 실시형태에 따라, 셀 영역 경계 지역의 하드 핸드오프뿐만 아니라 멀티 캐리어 권역 내에서 일부 부하가 적은 국소의 기지국을 대체하기 위한 응용도 가능하다.

이를 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 핸드오프 방법은, 이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로의 핸드오프 방법이며, (a) 상기 제1셀 영역으로부터 상기 제2셀 영역으로의 이동 경로 중에 상기 이동국이 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지할 수 있도록, 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하여 제공하는 단계; 및 (b) 상기 제2셀 영역에 진입한 상기 이동국에 의해 검색된 타겟 주파수로 하드 핸드오프를 수행시키는 단계를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 (a) 단계에서 제2주파수의 신호로부터 변환되어 제공되는 상기 제1주파수 신호는, 상기 (b) 단계에서 상기 이동국이 상기 제1주파수 외의 타겟 주파수를 검색하도록, 신호 파라미터가 열화 조정된 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 한 측면에 따른 핸드오프 방법은, 이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로의 핸드오프 방법이며, (a) 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하여 상기 제2셀 영역에 제공하는 단계; 및 (b) 상기 제1셀의 인접 셀 리스트(neighbor list)에 상기 제2셀을 동일 주파수 인접 셀(intra-frequency neighbor)로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

나아가서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로 이동하는 이동국 제어방법이 제공되며, (a) 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하되, 신호 파라미터를 열화 조정하여 제공하는 단계; 및 (b) 상기 제2셀 영역으로 진입하는 이동국이 아이들(idle) 상태일 경우, 주파수간 재선택(inter-frequency reselection)을 수행하도록 하여 상기 변환 제공된 제1주파수 외에 상기 제2셀에 실제 할당된 주파수로 튜닝 하도록 하는 단계를 포함할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면인 이동통신 시스템에서의 부가 장치는, 이동통신 시스템에서 제1주파수가 할당된 제1셀 영역에 인접하고, 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 제2주파수가 할당된 제2셀에 부가되며, 상기 제2주파수의 다운링크 신호를 제1주파수로 변환하여 전달하고, 상기 제1주파수의 업링크 신호를 제2주파수로 변환하여 전달하며, 상기 다운링크 신호는 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 파라미터가 열화 조정된 것일 수 있다.

이상에서, 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제1주파수 신호를 불연속(discontinuous) 방사하거나, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 세기를 약화시키거나, 또는 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 대 잡음 비를 저하시키는 등, 상기 변환 제공되는 제1주파 수 신호가 상기 제2셀 영역에 할당된 타 주파수 신호에 비하여 상기 이동국에 지시된 소정 파라미터의 측정 시에 상대적으로 낮은 결과 값을 갖도록 인위적으로 설정하는 어떠한 조정이라도 그에 해당할 수 있다.

나아가, 본 발명의 또 다른 측면인 이동통신 시스템은, 상기 부가 장치; 및 상기 제1셀 영역으로부터 상기 제2셀 영역으로 이동 중인 이동국이 상기 부가 장치를 통하여 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지하도록 하고, 상기 제2셀 영역에서 상기 이동국이 주파수간 하드 핸드오프를 수행하도록 하는 호 제어 장치를 포함할 수 있다.

여기서, 호 제어 장치란 교환기, MSC, RNC 등 특정의 구체적인 명칭에 구애 받지 않으며, 이동통신망 내에서 호의 제어에 관계되는 어떠한 하드웨어 및 소프트웨어의 단독 또는 결합체라도 그에 해당할 수 있다.

또한, 여기서 상기 제1셀의 인접 셀 리스트(neighbor list)에 상기 제2셀을 동일 주파수 인접 셀(intra-frequency neighbor)로 설정한 것일 수 있다.

한편, 상기 호 제어 장치는, 상기 제1셀 영역의 이동국에 상기 제2셀에 대한 동일 주파수 측정 (intra measurement)을 지시하며, 상기 이동국으로부터 측정 결과(measurement report)를 수신하여 상기 제2셀이 트래픽 할당을 위한 소정 조건을 만족하면, 상기 제2셀에 트래픽 할당을 요청하는 것일 수 있다.

나아가, 상기 호 제어 장치는, 상기 이동국으로부터 상기 제2셀이 속한 기지국이 최적 신호라는 측정 결과를 수신하면, 주파수간 하드 핸드오프 개시의 임계조건(threshold)을 전송하며, 상기 이동국의 측정 결과가 상기 임계조건을 만족하는 것으로 판단되면, 주파수간 하드 핸드오프 과정을 개시시키는 것일 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 실시예로서 이동통신 시스템의 핸드오프 방법 및 이를 위한 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 핸드오프 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.

상술한 바와 같이, 의사주파수 또는 파일럿 비컨(pilot beacon)을 핸드오프를 위해 이용하는 종래 기술은, 포워드 또는 다운링크 신호만을 송출하여 이동국이 해당 기지국 영역 근처로 이동하였음을 알려주는 가이드로서의 역할을 하고 시스템에서 해당 기지국의 실제 서비스되는 통화주파수 또는 할당 주파수로 하드 핸드오프를 수행하도록 제어하여 할당 주파수에 의해 트래픽이 가능하도록 하는 방법이었다.

그러나, 이러한 종래의 방법에서는 의사주파수 신호에 근거한 측정으로는 실제 통화가 이루어질 할당 주파수의 신호 환경을 정확히 파악하기가 어려워 호 절단의 가능성이 상존하였으며, 이러한 점을 극복하기 위해서 통화주파수의 통화채널 신호까지도 의사주파수 신호에 포함시켜 전송하는 방안을 제안한 종전의 기술에서도 의사주파수와 통화주파수의 커버리지 일치는 가능하였으나 이 역시 의사주파수(dummy frequency)일 뿐 이를 통해 실제 트래픽이 가능한 것은 아니므로 주파수 이용효율의 저하, 장치의 복잡화 및 잡음 증가 등 문제점이 존재하였다.

따라서, 본 발명은 핸드오프 프로세스를 근본적으로 개선하여 이러한 문제점들을 해결하고자 하는 것인데, 도 3에 도시된 바와 같은 이동통신 시스템에서 F1과 F2의 두 개 통화주파수가 할당된 기지국 A 영역(또는 A 셀 영역)으로부터 F2의 통화주파수만이 할당된 기지국 B 영역(또는 B 셀 영역)으로 이동국(UE)이 이동하는 경우를 예로 들어 설명한다.

우선, 이동국(UE)이 기지국 A 영역에 있을 경우에 F1의 통화주파수로 통화하고 있는 경우를 가정한다(도 3의 상태 ①). 기지국 B에서는 본래 할당된 통화주파수인 F2의 신호만을 제공하는 것이 아니라 부가 장치(CSR)를 통하여 F2의 신호를 주파수 변환하여 F1의 주파수로 제공한다. 이때, 부가 장치(CSR)에서 제공되는 주파수 변환된 신호(F1)는 종전의 의사주파수(dummy frequency) 신호와는 달리 다운링크 신호만이 제공되는 것이 아니며, 실제 F1의 주파수로 통화가 가능하도록 업링크 신호를 함께 제공하고, 이를 통한 트래픽의 할당이 이루어지는 구성이다.

이때, 이동국(UE)이 기지국 A와 기지국 B의 경계 영역으로 이동하면, 이동국은 기지국 B로부터의 F1의 신호를 감지하여 핸드오프 과정이 개시되는데, 기지국 A와 종전 설정된 호를 유지하며, 동시에 기지국 B와도 F1의 주파수를 통해 호를 설정하게 된다(도 3의 상태 ②). 이러한 시점까지는 아직 F1의 주파수를 통한 통화가 계속되므로 주파수간 하드 핸드오프가 이루어지지는 않는다.

이동국이 점차 기지국 B 영역으로 진입하게 되면 비로소 주파수간 하드 핸드오프 과정이 수행된다(도 3의 상태 ③). 가령, WCDMA 등의 3세대 이동통신 시스템에서는 압축 모드('compressed mode' 또는 'slotted mode')가 지원되는데, 압축 모드란 송수신을 짧은 시간(가령, 수 밀리 초 정도)동안 정지시켜, 현재 송수신 주파수가 아닌 다른 주파수에 대한 측정이나 전력 제어 등의 작동이 이루어질 수 있도록 하는 것을 말한다. 이러한 압축 모드를 이용해서 이동국이 타겟 주파수 측정을 수행하도록 하여 제2셀에 본래 할당되지 않은 F1의 주파수로부터 할당된 주파수(가령, F2 또는 그 외의 적절한 할당 주파수)로 하드 핸드오프를 수행하도록 하는 것이다. 이러한 2 단계의 과정을 통해 결과적으로 주파수간 하드 핸드오프가 원활히 수행될 수 있게 된다.

이때, 부가 장치(CSR)에 의해 제공되는 주파수 변환된 신호(F1)는 기지국 B에 할당된 주파수(F2)의 신호로부터 주파수 변환된 것이며, 업링크와 다운링크를 모두 제공하고, 기지국 B 영역으로 진입한 이동국(UE)이 타겟 주파수 측정에 의해 F1 이외의 다른 주파수를 타겟 주파수로 검색하도록 인위적으로 신호 파라미터가 열화(劣化, deterioration) 조정되어 제공된다.

여기서, 신호 파라미터의 열화 조정을 위해서는, 주파수 변환되어 제공될 F1의 신호를 시간에 따른 단속(puncturing)에 의해 불연속(discontinuous) 방사하도록 하는 방법이 사용될 수도 있으며, 그 외에도 기지국 B에 본래 할당된 타 주파수 신호에 비하여 신호 세기를 약화시키거나, 신호 대 잡음 비를 저하시키는 등, 이동 국(UE)에서 타겟 주파수 검색을 위해 설정된 신호 파라미터의 측정 시에 상대적으로 낮은 결과 값을 갖도록 인위적으로 설정하는 어떠한 조정이라도 그에 해당할 수 있다. 이러한 주파수 변환 신호의 의도적인 열화 조정에 의해서 이동국은 기지국 B에 본래 할당된 서비스 주파수로 하드 핸드오프 할 수 있는 것이다.

필요에 따라, 경계 지역에서 바로 압축 모드를 동작시켜 타겟 주파수의 검색을 수행하는 변형 실시의 경우를 생각해 볼 수 있을 것이나, 경계 지역에서는 비교적 전계가 약하므로 이동국의 압축 모드 처리 시간 동안 기존 통화하던 기지국 A로부터의 신호가 약해져 호 절단의 위험을 감수하여야 하므로, 경계 지역의 신호 품질이 양호한 특별한 경우에 적용이 바람직할 것이다.

또한, 도 4는 본 발명의 핸드오프를 수행하기 위한 이동통신 시스템의 구성을 나타내는 다른 예시이며, 도 5는 이를 통한 본 발명의 핸드오프 방법의 흐름을 설명하기 위한 개략도이다.

도 4에 도시된 바와 같이 기지국 A 영역에 3개의 통화주파수(1FA, 2FA, 3FA)가 할당되어 있고 그 각각에 100, 101, 102의 셀 ID가 주어져 있으며, 기지국 B 영역에 2개의 통화주파수(1FA, 2FA)가 할당되어 있고 그 각각에 104, 105의 셀 ID가 주어져 있는 경우(즉, 도면에서 3FA의 셀 106은 할당되어 있지 않음)를 예로 들면, 본 실시예에서는 부가 장치(CSR)를 통해 셀 105의 주파수인 2FA의 업링크(UL) 및 다운링크(DL) 신호를 해당 기지국에 할당되어 있지 않은 주파수 3FA로 변환하여 제공한다.

또한, 예시된 바와 같이 셀 105의 인접 셀 리스트(neighbor cell list)(300)에는 기존의 경우와 마찬가지로 동일 주파수인 인접 셀 101을 'intra'로 설정하고, 다른 주파수인 인접 셀 104, 102, 100을 'inter'로 설정하나, 셀 102의 인접 셀 리스트(200)에는 인접 셀인 셀 105는 실제로는 주파수가 다름에도 불구하고 'intra'로 설정하고, 주파수 정보를 3FA로 강제 설정하여 마치 3FA의 주파수로 서비스가 제공되는 것으로 인식하도록 한다. 즉, 셀 102의 입장에서 셀 105는 동일 주파수의 인접 셀(intra-frequency neighbor)로 인식되도록 하는 것이다.

도 5를 참조하면, 이러한 상황에서 셀 102 영역에 있는 이동국(UE)이 호를 시도하면(S10), 호 제어장치(가령, RNC 등)는 셀 105의 기지국 식별 코드인 PSC6을 이동국에 전송하여, 동일 주파수의 인접 셀로서의 측정 대상으로 인식하게 한다(S20).

이동국(UE)이 경계 지역으로 이동하면서 부가 장치(CSR)로부터 나오는 PSC6에 해당하는 신호를 발견하고 이를 부가(add)하기 위한 측정 보고(measurement report)를 시스템에 전송하면(S30), 호 제어장치는 해당 측정 보고에 응답하여 인접 셀 정보를 통해 동일 주파수의 인접 셀이고 PSC6에 해당하는 셀이 셀 105임을 확인하여(S40), 셀 105에 트래픽 할당(radio link add)을 요청하게 된다(S50).

그에 따라, 셀 105에서는 링크를 열게 되고, 이 트래픽 신호는 부가 장치(CSR)을 통하여 3FA로도 전송되며(S60), 이동국(UE)은 부가 장치(CSR)를 통하여 나오는 신호를 부가(add)하게 되는 것이다(S70). 이동국(UE)은 이러한 과정을 통하여 셀 102 및 셀 105와 주파수 3FA로 트래픽을 할당한다.

이때, 부가 장치(CSR)로부터 주파수 변환을 통하여 제공되는 신호는 파라미 터가 열화 조정된 신호이며, 가령 주기적으로 단절된 신호일 수 있다(구체적인 망 환경에 따라 다양하게 변형 조정될 수 있을 것이나, 예컨대, 1초의 주기 동안 50ms의 duration을 갖는 신호 등). 그러나, 이때까지는 이동국(UE)이 셀 102와의 사이에 트래픽이 유지되고 있으므로 새로운 주파수의 검색은 필요하지 않은 상황이다.

이동국(UE)이 점차로 셀 105 영역으로 더 깊이 이동하게 되면 PSC6이 최적 신호가 되며(이를 '1d event'라 칭하기도 함), 이동국(UE)이 이러한 정보를 시스템에 올리면 시스템은 주파수간 하드 핸드오프(inter-frequency hard handoff)를 위한 임계치(threshold)를 이동국에 내려준다(이를 '2d event'라 칭하기도 함)(S80).

상술한 바와 같이, 부가 장치(CSR)이 제공하는 3FA로 주파수 변환된 신호는 신호 파라미터가 열화 조정된 신호이므로, 이는 이동국의 측정 시 주파수간 하드 핸드오프를 위한 임계치 조건을 만족할 수 있게 되어 이동국은 다른 타겟 주파수를 검색하게 되고, 이동국(UE)이 결과를 시스템에 보고하면 시스템은 주파수간 하드 핸드오프를 위한 절차를 수행한다(S90).

가령, 이동국이 압축모드를 통해 각 주파수 신호의 품질을 측정할 때, 신호의 세기 또는 신호 대 잡음 비 등 다양한 파라미터를 측정하도록 설정할 수 있으며, 이때 통상 이동국은 일정한 시간 동안을 측정 윈도우로 설정하여 누적된 값이나 평균값 등을 이용하여 측정을 수행할 수 있는데, 부가 장치(CSR)에서 내는 신호가 주기적으로 단속될 경우 측정된 파라미터는 상대적으로 열악한 값을 갖게 되므로, 이와 같이 주파수 변환된 신호 파라미터의 열화 조정을 통해 하드 핸드오프가 강제될 수 있는 것이다.

이러한 본 발명의 실시예에서 이동국(UE)이 아이들(idle) 상태에서 셀 영역 경계를 통하여 이동하는 경우를 고려하면, 아이들 상태에서 이동하는 이동국은 WCDMA 표준에 의거 주파수간 재선택(inter-frequency reselection)을 수행하게 되나, 실시예의 경우 셀 105로부터 유래된 3FA로 주파수 변환된 신호가 마치 서비스 주파수처럼 인식되게 되므로 아이들 상태의 정상적인 주파수간 재선택 과정에 영향을 미칠 수 있게 된다. 그러나, 주파수 변환된 신호의 파라미터 열화 조정을 통하여, 아이들 상태에서도 주파수 변환된 신호는 정상적인 서비스 신호로 인식되지 않고 이동국(UE)에서 다른 주파수를 검색하여야 할 요건을 충족하게 되어 이동국은 다른 적절한 셀로 튜닝할 수 있게 된다.

한편, 도 6은 본 발명의 핸드오프를 수행하기 위한 부가 장치(CSR)의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.

예시된 부가 장치(400)는, 이동통신 시스템에서 제1주파수가 할당된 제1셀 영역에 인접하고, 제1주파수가 할당되어 있지 않고 제2주파수가 할당된 제2셀에 부가되어, 제2주파수의 다운링크 신호(DL)를 제1주파수로 변환하여 제2셀 영역으로 전달하고, 제1주파수의 업링크 신호(UL)를 제2주파수로 변환하여 제2셀로 전달한다.

가령, 제2주파수(실제 할당된 주파수)가 제1주파수에 비하여 낮은 경우에 부가 장치(400)는 도 6에 예시된 바와 같이, 업링크 경로에는 안테나나 컴바이너(combiner) 등과 결합된 듀플렉서(410)의 출력을 증폭하는 증폭기(420) 및 주파 수를 하향 변환하는 다운컨버터(430)를 포함하여 업링크 신호(UL)를 제2주파수로 변환하여 제2셀의 기지국으로 전달하는 구성이 될 수 있으며(기타, 경로상에 부가될 수 있는 세부 구성요소들은 도시를 생략), 다운링크 경로에는 파라미터 열화 조정회로(440), 주파수를 상향 변환하는 업 컨버터(450) 및 증폭기(460)를 포함하여 다운링크 신호(DL)를 파라미터 열화 조정 및 제1주파수로 변환하여 제2셀 영역으로 제공하는 구성이 될 수 있다(기타, 경로 상에 부가될 수 있는 세부 구성요소들은 도시를 생략).

여기서, 파라미터 열화 조정회로(440)는, 제2셀 영역에서 제공되는 서비스 할당 주파수 등 타 주파수의 신호에 비하여 신호 세기를 약화시키거나, 신호 대 잡음 비를 저하시키거나, 소정 주기 및 지속시간(duration)으로 시간에 따라 단속하여 불연속(discontinuous) 방사하는 등의 처리를 수행하게 된다.

이러한 부가 장치는 간단한 하드웨어로 구성하여 종전의 기지국 장치에 부가하는 별도 장치의 형태로 구현될 수도 있으며, 필요에 따라 기지국 장치 내의 한 모듈로서 일체화시키는 구현도 가능할 수 있다.

본 발명에 의한, 이동통신 시스템의 핸드오프 방법 및 이를 위한 장치는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 FA 할당 불일치 영역간 핸드오프 방법을 설명하기 위한 도면,

도 2는 종래 기술의 의사주파수 발생 장치의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 핸드오프 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면,

도 4는 본 발명의 핸드오프를 수행하기 위한 이동통신 시스템의 구성을 나타내는 다른 한 예시,

도 5는 이를 통한 본 발명의 핸드오프 방법의 흐름을 설명하기 위한 개략도,

도 6은 본 발명의 핸드오프를 수행하기 위한 부가 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

UE: 이동국

A: 기지국 A

B: 기지국 B

Ca: A 기지국의 커버리지

Cb: B 기지국의 커버리지

200, 300: 인접 셀 리스트

100, 101, 102, 104, 105: Cell ID

400: 부가 장비

410: 듀플렉서

420, 460: 증폭기

430: 다운 컨버터

450: 업 컨버터

440: 제어 장치

UL: 업링크 신호

DL: 다운링크 신호

Claims

이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로의 핸드오프 방법에 있어서,

(a) 상기 제1셀 영역으로부터 상기 제2셀 영역으로의 이동 경로 중에 이동국이 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지할 수 있도록, 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하여 제공하는 단계; 및

(b) 상기 제2셀 영역에 진입한 상기 이동국에 의해 검색된 타겟 주파수로 하드 핸드오프를 수행시키는 단계를 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제1 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서 제2주파수의 신호로부터 변환되어 제공되는 상기 제1주파수 신호는, 상기 (b) 단계에서 상기 이동국이 상기 제1주파수 외의 타겟 주파수를 검색하도록, 신호 파라미터가 열화 조정된 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로의 핸 드오프 방법에 있어서,

(a) 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하여 상기 제2셀 영역에 제공하는 단계; 및

(b) 상기 제1셀의 인접 셀 리스트(neighbor list)에 상기 제2셀을 동일 주파수 인접 셀(intra-frequency neighbor)로 설정하는 단계를 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제3항에 있어서,

(c) 상기 제1셀 영역으로부터 상기 제2셀 영역으로 이동 중인 이동국이 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지하도록 하는 단계를 더 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제4항에 있어서,

(d) 상기 제2셀 영역에서 상기 이동국이 주파수간 하드 핸드오프를 수행하도록 하는 단계를 더 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제4항에 있어서,

상기 (c) 단계는,

(c-1) 상기 제1셀 영역의 이동국에 상기 제2셀에 대한 동일 주파수 측정 (intra measurement)을 지시하는 단계; 및

(c-2) 상기 이동국으로부터 측정 결과(measurement report)를 수신하여 상기 제2셀이 트래픽 할당을 위한 소정 조건을 만족하면, 상기 제2셀에 트래픽 할당을 요청하는 단계를 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제5항에 있어서,

상기 (d) 단계는,

(d-1) 상기 이동국으로부터 상기 제2셀이 속한 기지국이 최적 신호라는 측정 결과를 수신하면, 주파수간 하드 핸드오프 개시의 임계조건(threshold)을 전송하는 단계; 및

(d-2) 상기 이동국의 측정 결과가 상기 임계조건을 만족하는 것으로 판단되면, 주파수간 하드 핸드오프 과정을 개시시키는 단계를 포함하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 (a) 단계는, 상기 제2셀의 제2주파수 신호의 일부를 분기하여 상기 제1주파수로 변환하고, 상기 제2주파수 신호와 함께 상기 제2셀 영역으로 방사하는 것을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 (a) 단계는, 상기 제2주파수의 업링크 신호 일부 및 다운링크 신호 일부를 상기 제1주파수로 변환하는 것을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,

상기 (a) 단계에서 제2주파수의 신호로부터 변환되어 제공되는 상기 제1주파수 신호는, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 파라미터가 열화 조정된 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제10 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 세기를 약화시키는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제10 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 대 잡음 비를 저하시키는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
제10 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제1주파수 신호를 불연속(discontinuous) 방사하는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 핸드오프 방법.
이동통신 시스템에서 적어도 제1주파수가 할당된 제1셀 영역으로부터 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 적어도 제2주파수가 할당된 제2셀 영역으로 이동하는 이동국 제어방법에 있어서,

(a) 상기 제2셀의 상기 제2주파수의 신호를 상기 제1주파수로 변환하되, 신호 파라미터를 열화 조정하여 제공하는 단계; 및

(b) 상기 제2셀 영역으로 진입하는 이동국이 아이들(idle) 상태일 경우, 주파수간 재선택(inter-frequency reselection)을 수행하도록 하여 상기 변환 제공된 제1주파수 외에 상기 제2셀에 실제 할당된 주파수로 튜닝 하도록 하는 단계를 포함하는

이동통신 시스템에서의 이동국 제어 방법.
이동통신 시스템에서 제1주파수가 할당된 제1셀 영역에 인접하고, 상기 제1주파수가 할당되어 있지 않고 제2주파수가 할당된 제2셀에 부가되며,

상기 제2주파수의 다운링크 신호를 제1주파수로 변환하여 전달하고,

상기 제1주파수의 업링크 신호를 제2주파수로 변환하여 전달하며,

상기 다운링크 신호는 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 파라미터가 열화 조정된 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 부가 장치.
제15 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 세기를 약화시키는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 부가 장치.
제15 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제2셀 영역에서 제공되는 타 주파수의 신호에 비하여 신호 대 잡음 비를 저하시키는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 부가 장치.
제15 항에 있어서,

상기 신호 파라미터의 열화 조정은, 상기 제1주파수 신호를 불연속(discontinuous) 방사하는 것임을 특징으로 하는

이동통신 시스템에서의 부가 장치.
제15 항의 부가 장치; 및

상기 제1셀 영역으로부터 상기 제2셀 영역으로 이동 중인 이동국이 상기 부가 장치를 통하여 상기 제2셀과 상기 제1주파수로 통화를 유지하도록 하고, 상기 제2셀 영역에서 상기 이동국이 주파수간 하드 핸드오프를 수행하도록 하는 호 제어 장치를 포함하는

이동통신 시스템.
제19 항에 있어서,

상기 제1셀의 인접 셀 리스트(neighbor list)에 상기 제2셀을 동일 주파수 인접 셀(intra-frequency neighbor)로 설정한 것을 특징으로 하는

이동통신 시스템.
제19 항에 있어서,

상기 호 제어 장치는,

상기 제1셀 영역의 이동국에 상기 제2셀에 대한 동일 주파수 측정 (intra measurement)을 지시하며,

상기 이동국으로부터 측정 결과(measurement report)를 수신하여 상기 제2셀이 트래픽 할당을 위한 소정 조건을 만족하면, 상기 제2셀에 트래픽 할당을 요청하는 것을 특징으로 하는

이동통신 시스템.
제21 항에 있어서,

상기 호 제어 장치는,

상기 이동국으로부터 상기 제2셀이 속한 기지국이 최적 신호라는 측정 결과를 수신하면, 주파수간 하드 핸드오프 개시의 임계조건(threshold)을 전송하며,

상기 이동국의 측정 결과가 상기 임계조건을 만족하는 것으로 판단되면, 주파수간 하드 핸드오프 과정을 개시시키는 것을 특징으로 하는

이동통신 시스템.