KR101002879B1 - 이동 통신 시스템에서의 핸드오프 방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서의 핸드오프 방법 Download PDF

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KR101002879B1 KR1020050050058A KR20050050058A KR101002879B1 KR 101002879 B1 KR101002879 B1 KR 101002879B1 KR 1020050050058 A KR1020050050058 A KR 1020050050058A KR 20050050058 A KR20050050058 A KR 20050050058A KR 101002879 B1 KR101002879 B1 KR 101002879B1
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Abstract

본 발명에서는 무선통신 기기의 이동성으로 인하여 발생할 수 있는 채널 상태 변화로 인한 핸드오프 중 혹은 핸드오프 전후에 발생할 수 있는 서비스 품질 저하를 방지하기 위하여 자원할당과 연계된 효율적인 핸드오프 방안을 제공한다. 이를 위해 무선통신 기기와 현재 연결되어 있는 서빙 기지국 및 핸드오프 후에 연결될 타깃 기지국들은 무선통신 기기의 상하향 링크 채널 상태를 주기적 혹은 비주기적으로 측정하고 핸드오프 시에 해당 무선통신 기기의 서비스 요구 사항에 가장 부합되는 자원(타임 슬롯, 특정 부반송파, 혹은 특정 주파수 대역)을 할당함으로써 핸드오프로 인한 서비스 품질 저하를 방지하고자 한다. 또한 다중 안테나를 사용하는 무선통신 기기일 경우 해당 무선통신 기기의 다중 안테나 동작모드를 서빙 기지국이 타깃 기지국으로 핸드오프 절차 완료 전에 알려줌으로써 핸드오프로 인한 서비스 저하를 최소화할 수 있는 방법을 제공한다.
핸드오프, OFDM, QoS

Description

이동 통신 시스템에서의 핸드오프 방법{Method for handoff in mobile communication system}
도 1은 섹터화 된 시스템에서의 핸드오프 절차 및 자원 할당을 도식화한 도면.
도 2는 셀간 핸드오프 시 핸드오프 절차와 자원할당을 도식화한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 핸드오프 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도.
본 발명은 이동 통신 시스템에서의 핸드오프 방법에 관한 것으로, 특히 이동 통신 시스템에서 이동단말의 이동으로 인한 핸드오프 발생 시 핸드오프하는 이동단말의 채널 상태에 따라 QoS(Quality of Service)에 가장 적합한 자원을 핸드오프와 동시에 할당하는 핸드오프 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동단말은 이동성으로 인하여 자신의 무선 채널 상태가 지속적으로 변하게 된다. 이러한 특성을 반영하기 위해 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 시스템에서는 이동단말의 채널 상태를 추정하여 해당 이동단말과 기지국 간에 가장 좋은 특성을 가지는 자원 영역(특정 부반송파 그룹 혹은 특정 타임 슬롯 등)을 할당한다.
예를 들어, 도 1은 섹터화 된 시스템에서의 핸드오프 절차 및 자원 할당을 도식화한 도면이다. 그림에서 나타나 있듯 섹터 A에서 이동단말 MS1이 선호하는 자원 영역(FRA)과 섹터 B에서 이동단말 MS1이 선호하는 자원 영역(FRB)이 다르다. 도 2는 셀간 핸드오프 시 핸드오프 절차와 자원할당을 도식화한 도면이다. 섹터화 된 시스템의 경우와 마찬가지로 셀간 핸드오프 시에도 서빙 셀에서 선호하는 자원 영역(FRS)과 타깃 셀에서 선호하는 자원 영역(FRT)이 다르다.
그러나 이렇게 할당된 자원 영역은 현재 이동단말이 연결되어 있는 서빙 기지국과 해당 이동단말 간의 채널 상태만을 고려하여 할당된 영역이므로 현재 서빙 셀이 아닌 주변 기지국과의 연결에서도 해당 자원 영역이 단말에게 가장 유리한 자원이라 할 수 없다. 따라서 이러한 점을 고려하지 않고 핸드오프를 수행할 경우 이동단말과 이동단말이 핸드오프 후에 연결될 타깃 기지국 간 최적의 자원할당 절차 없이 자원할당이 이루어 진 것이므로 해당 셀의 수율 감소 및 핸드오프로 인한 서비스 품질 저하가 발생할 수 있다.
한편, 핸드오프와 관련된 종래의 대표적인 방식은 Network Controlled Handoff(NCHO), Mobile Controlled Handoff(MCHO), Mobile Assisted Handoff(MAHO), Neighbor Assisted Handoff 방식 등이 있다. 그러나 이러한 방식들은 대부분 핸드오프 수행의 여부와, 핸드오프로 인한 서빙(Serving)/타깃(Target) 셀의 부하 제어(Load Control) 등을 해결하기 위한 방안들은 제안하고 있으나 핸드오프하는 이동단말의 채널 상태에 따라 적절한 자원을 할당해주는 방법은 제시하지 못하고 있다.
따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 핸드오프 발생 시 서빙 기지국 및 타깃 기지국에서의 채널 상태 추정을 통해 이동단말에게 가장 적합한 자원을 미리 예약하여 핸드오프 시 이를 할당하는 이동 통신 시스템 및 이를 위한 핸드오프 방법을 제공하고자 한다.
상술한 바를 위한 본 발명은; 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서, 서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정과, 상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 서빙 기지국이 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하는 과정과, 상기 서빙 기지국이 상기 이동단말로부터 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값을 수신하고, 상기 주변 기지국들로부터 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 수신하는 과정과, 상기 서빙 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 사용하여 핸드오프 수행 여부와, 핸드오프를 수행할 경우 상기 주변 기지국들 중 핸드오프를 수행할 타깃 기지국을 결정하고, 상기 결정된 타깃 기지국으로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값을 송신하는 과정과, 상기 결정된 타깃 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향 링크 신호의 세기값과, 상기 결정된 타깃 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과, 상기 결정된 타깃 기지국이 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함한다.
상술한 바를 위한 본 발명은; 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서, 서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정과, 상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 서빙 기지국이 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하는 과정과, 상기 주변 기지국들이 각각 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기를 측정하는 과정과, 상기 주변 기지국들이 상기 이동 단말에서 측정된 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 상기 서빙 기지국을 통해 수신하는 과정과, 상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 핸드오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정과, 상기 주변 기지국들 중 상기 핸드오프를 수행할 것을 결정한 적어도 하나의 주변 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과, 상기 적어도 하나의 주변 기지국이 핸드오프 방향 정보 및 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기가 포함된 핸드오프 요청 메시지를 상기 이동 단말로 송신한 후, 상기 이동 단말로부터 타깃 기지국으로 선택되었음을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함한다.
상술한 바를 위한 본 발명은; 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서, 상기 주변 기지국들이 각각 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기를 측정하는 과정과,상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국을 통해 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로부터 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 수신하는 과정과, 상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 핸드오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정과, 상기 주변 기지국들 중 상기 핸드오프를 수행할 것을 결정한 적어도 하나의 주변 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과, 상기 적어도 하나의 주변 기지국이 핸드오프 방향 정보 및 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기가 포함된 핸드오프 요청 메시지를 상기 이동 단말로 송신한 후, 상기 이동 단말로부터 타깃 기지국으로 선택되었음을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명에 따른 동작을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
삭제
도 3은 본 발명에 따른 핸드오프 방법의 흐름도이다.
상하향 링크의 데이터 송수신을 위한 세션이 유지되고 있는 이동단말이(S302), 셀 경계 지역으로 이동하는 경우 서빙 기지국과의 채널 송수신 상태가 임계치 이하로 떨어지고 주변 기지국과의 채널 송수신 상태가 임계치 이상으로 올라가게 되면 핸드오프가 발생한다(S304).
그러면 주변 기지국들과 핸드오프하는 이동단말 간의 상하향 링크의 채널 상태를 추정하여(S306), 주변 기지국들 중 채널 상태가 가장 우수하며 해당 이동단말을 수용할 수 있는 자원이 존재하는 기지국을 타깃 기지국으로 결정한다(S308).
타깃 기지국이 결정되면 타깃 기지국이 핸드오프하는 이동단말과의 상하향 링크 채널 상태 추정 결과를 토대로 해당 이동단말의 서비스 품질에 가장 적합한 자원을 예약한다(S310). 이때 자원은 타임 슬롯, 확산 코드, 또는 특정 주파수 영역 등이 될 수 있다. 또한 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 타깃 기지국에서 사용할 다중 안테나 모드도 이때 선택된다.
그리고 마지막으로 예약된 자원을 핸드오프하는 이동단말에게 할당함과 동시에 핸드오프를 수행한다(S312).
상술한 바와 같이 본 발명은 핸드오프가 발생하면 타깃 기지국의 자원을 채널 상태 추정을 통해 이동단말에게 적합한 자원을 찾아 미리 예약하여 핸드오프 시에 할당하는 것을 특징으로 한다.
이러한 핸드오프 방법은 핸드오프 시점을 결정하는 방식과 핸드오프 방향을 결정하는 주체에 의해 다양하게 수행될 수 있으며 이에 대한 다양한 실시 예는 이하에서 설명한다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도이다.
서빙 기지국은 이동단말과 상하향 링크를 통하여 데이터를 주고 받는 가운데, 트래픽 채널이나 상향 링크 파일럿 신호를 이용하여 이동단말의 상향 링크 신호 세기를 측정한다(S402). 만일 이동단말의 사용자가 OFDM과 같은 시스템에서 일부 주파수 영역만을 사용하는 AMC(Adaptive Modulation and Coding) 채널 사용자라면, 해당 주파수 영역만 deep fading 등으로 인해 신호 세기가 나빠졌을 수도 있다. 이러한 경우에는 핸드오프 하지 않아도 될 사용자에게 핸드오프 절차를 수행하게 만들 수 있으므로 이를 보완하는 방안이 필요하다. 본 발명에서는 이를 해결하 기 위해 AMC 채널 사용자의 경우 현재 사용 중인 주파수 영역의 신호가 임계치 이하로 떨어지는 경우 선택적으로 다른 주파수 영역을 할당하고 다른 주파수 영역의 신호 세기도 확인한다(S403). 만일 임계치 이하의 특정 주파수 영역의 신호 세기와 전체 주파수 영역의 평균 신호 세기의 차가 임계치 이상 크다면 이는 해당 주파수 영역만 상태가 좋지 않은 것이므로 다른 주파수 영역을 할당하고 핸드오프를 수행하지 않는다. 반면 임계치 이하의 특정 주파수 영역의 신호 세기와 전체 주파수 영역의 평균 신호 세기의 차가 임계치 이하라면 이는 전체적으로 신호 세기가 좋지 않은 것이므로 핸드오프를 수행한다.
만일 서빙 기지국과 이동단말 간의 상향 링크 신호의 세기가 임계치 TH1 이하로 떨어지면(S404), 서빙 기지국은 주변 기지국들에게 해당 이동단말과의 상향 링크의 채널 상태 추정을 요청(NBR_MON_REQ)하며(S406) 이동단말로는 선택적으로 서빙 기지국 혹은 주변 기지국들과의 하향 링크의 채널 상태 추정을 요청(DL_MEASUREMENT_REQ)함으로써(S408) 핸드오프 절차를 초기화한다. 여기서 채널 상태 추정이란 해당 링크의 채널들을 추정하여 각 채널들의 신호 세기를 측정하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 서빙 기지국은 주변 기지국들에게 이동단말과의 상향 링크의 채널 상태 추정을 요청하면서 주변 기지국들이 해당 이동단말과의 상향 링크 채널 상태 추정 절차를 용이하게 하기 위해 이동단말의 컨텍스트(Context) 정보(사용중인 상향 링크 주파수, 시간 정렬(Time Alignment) 정보, CID(Connection Identifier), 다중 안테나 동작모드 등)를 함께 전송하는 것이 바람직하다.
그러면 주변 기지국들은 핸드오프하는 이동단말과의 상향 링크 신호의 세기를 측정하여(S410) 서빙 기지국에게 전송해준다(NBR_MON_RSP)(S414). 이동단말도 선택적으로 서빙 기지국 혹은 주변 기지국들과의 하향 링크 채널 상태 추정 결과(하향 링크의 신호 세기 측정값 포함)를 서빙 기지국에게 전송한다(DL_MEASUREMENT_REPORT)(S412).
서빙 기지국은 주변 기지국들과 이동단말 간의 상하향 링크 신호 세기 측정 결과를 토대로 핸드오프의 수행 여부를 결정한다(S416). 이때 서빙 기지국은 주변 기지국들 중 채널 상태가 가장 우수하며 이동단말을 수용할 수 있는 자원이 존재하는 기지국을 타깃 기지국으로 결정한다.
핸드오프가 결정되면, 서빙 기지국은 타깃 기지국으로 결정된 기지국으로 이동단말로부터 수신한 하향 링크 채널 상태 추정 결과와 함께 핸드오프 수행 요청 메시지(HO_REQ)를 전송하고(S418), 이동단말에게도 핸드오프 수행 요청 메시지(HO_REQ)를 전송한다(S420). 핸드오프 수행 요청 메시지는 핸드오프 결정 정보(HO_ENTER)와 핸드오프 방향 정보(HO_DIRECTION)가 포함된다.
핸드오프 수행 요청 메시지를 수신한 타깃 기지국은 상술한 S410 과정에서 수행한 이동단말과의 상향 링크 채널 상태 측정 결과와 서빙 기지국으로부터 수신한 하향 링크 채널 상태 추정 결과를 바탕으로 이동단말의 QoS에 가장 부합되는 자원 및 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 모드를 선택하여(S422) 이를 이동단말에게 할당함과 동시에 핸드오프 절차를 수행한다(S424). 여기서 이동단말의 QoS 정보 및 서빙 기지국과의 다중 안테나 동작모드는 서빙 기지국에서 단말의 컨텍스트 정보 전송 시 함께 주변 기지국들에게 전송해주는 것이 바람직하다.
한편, 상술한 S410 과정에서 주변 기지국들이 이동단말과의 상향 링크 신호의 신호 세기를 측정하는 방법에는 세가지가 있다.
첫번째 방법은 서빙 기지국이 이동단말의 컨텍스트 정보를 주변 기지국들에게 전송해주면, 주변 기지국들이 서빙 기지국으로부터 수신한 이동단말의 정보를 이용하여 이동단말의 상향 링크 신호를 수신하고 신호 세기를 측정하는 방법(Passive Mode)이다.
두번째 방법은 주변 기지국들이 이동단말에게 상향 링크로 채널 사운딩(Channel Sounding, Pilot signal)을 요청하는 방법(Active Mode)이다.
세번째 방법은 보다 정밀한 상향 링크 채널 상태 추정을 위한 방법으로, 주변 기지국들이 서빙 기지국으로부터 수신한 이동단말의 컨텍스트 정보를 이용하여 현재 이동단말이 사용하고 있는 자원을 자신의 셀 내에서 사용하지 않도록 하는 방법(Assisted Mode)이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도이다. 도 5는 핸드오프의 수행 여부를 결정하는 주체가 서빙 기지국이 아니라 타깃 기지국이 될 수 있는 주변 기지국들이라는 점에서 도 4와 차이점이 있다.
서빙 기지국은 이동단말과 상하향 링크를 통하여 데이터를 주고 받는 가운데, 주기적으로 트래픽 채널이나 상향 링크 파일럿 신호를 이용하여 이동단말의 상향 링크 신호 세기를 측정한다(S502). 만일 이동단말의 사용자가 OFDM과 같은 시스템에서 일부 주파수 영역만을 사용하는 AMC 채널 사용자라면, 서빙 기지국은 현재 사용중인 주파수 영역의 신호 세기가 임계치 이하로 떨어지면 앞서 설명한 도 4의 경우와 마찬가지로 다른 주파수 영역을 할당하고 이러한 다른 주파수 영역의 신호 세기도 확인한다(S504).
만일 서빙 기지국과 이동단말 간의 상향 링크 신호의 세기가 임계치 TH1 이하로 떨어지면(S506), 서빙 기지국은 주변 기지국들에게 이동단말과의 상향 링크의 채널 상태 추정을 요청(NBR_MON_REQ)함으로써(S508) 핸드오프 절차를 초기화한다. 여기서 채널 상태 추정이란 해당 링크의 채널들을 추정하여 각 채널들의 신호 세기를 측정하는 과정을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고 서빙 기지국은 주변 기지국들에게 이동단말과의 상향 링크의 채널 상태 추정을 요청하면서 이동단말의 컨텍스트 정보를 함께 전송하는 것이 바람직하다.
그러면 주변 기지국들은 해당 이동단말과의 상향 링크 신호의 세기를 측정한다(S510). 여기서 상향 링크 신호의 세기 측정은 상술한 S410 과정에서 주변 기지국들이 이동단말과의 상향 링크 신호의 신호 세기를 측정하는 세가지 방법을 사용할 수 있다.
한편 서빙 기지국은 선택적으로 이동단말에게도 서빙 기지국 혹은 주변 기지국들과의 하향 링크의 채널 상태 추정을 요청(DL_MEASUREMENT_REQ)함으로써(S512), 이동단말과 서빙 기지국 혹은 주변 기지국들 간의 하향 링크 채널 상태 추정 결과(하향 링크의 신호 세기 측정값 포함)를 주변 기지국들에게 전송할 수도 있다(S514, S516).
그러면 주변 기지국들은 이동단말과의 상향 링크 신호 세기 측정 결과(상술한 S512 내지 S516 과정이 수행되었다면 하향 링크 채널 상태 추정 결과도 포함됨)를 토대로 핸드오프의 수행 여부를 결정함과 동시에 이동단말의 QoS에 가장 부합되는 자원 및 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작 모드를 선택한다(S518). 여기서 이동단말의 QoS 정보 및 다중 안테나 동작모드는 서빙 기지국에서 단말의 컨텍스트 정보 전송 시 함께 주변 기지국들에게 전송해주는 것이 바람직하다.
상술한 S518 과정에서 핸드오프 수행이 결정되면 해당 주변 기지국은 서빙 기지국과 이동단말에게 핸드오프 수행 요청 메시지(HO_REQ)를 전송한다(S520, S522). 핸드오프 수행 요청 메시지는 핸드오프 방향 정보(HO_DIRECTION)가 포함되며, 상술한 S510 과정에서 주변 기지국과 이동단말 간의 상향 링크 신호의 세기를 측정한 값과 함께 전송되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 도 5는 다수개의 주변 기지국들이 존재하는 경우의 핸드오프 방법이다. 따라서 도 5에서는 다수개의 주변 기지국들이 핸드오프 하는 하나의 이동단말에게 동시에 핸드오프 수행 요청 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 주변 기지국들이 핸드오프 수행 요청 메시지 전송 시 함께 전송한 상향 링크 신호의 세기 정보와, 이동단말이 직접 측정한 하향 링크 채널 상태 추정 정보를 기준으로, 이동단말이 직접 주변 기지국들 중 핸드오프 할 타깃 기지국을 선택하고 그 결과를 서빙 기지국 및 해당 타깃 기지국으로 알린다.
그러면 타깃 기지국으로 결정된 기지국은 이동단말에게 상술한 S518 과정에서 선택한 자원을 할당함과 동시에 핸드오프 절차를 수행한다(S524).
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따라 핸드오프하는 방법의 흐름도이다. 도 6은 핸드오프의 초기화 주체 및 핸드오프의 수행 여부를 결정하는 주체가 타깃 기 지국이 될 수 있는 주변 기지국들이다.
기지국들은 주기적으로 자신의 주변 셀에서 전송되는 상향 링크의 신호 세기를 측정하게 된다. 따라서 도 6에서도 서빙 기지국의 주변 기지국들이 주변 셀에서 전송되는 상향 링크의 신호 세기를 측정한다(S602). 여기서 상향 링크 신호의 세기 측정은, 트래픽 채널이나 상향 링크 파일럿 신호를 이용하여 측정하거나, 상술한 S410 과정에서 주변 기지국들이 이동단말과의 상향 링크 신호 세기를 측정하는 세가지 방법을 사용할 수 있다.
이렇게 측정된 상향 링크의 신호 세기들 중 그 값이 임계치 TH2를 초과하는 경우 주변 기지국들은 핸드오프 절차를 초기화한다(S604).
한편, 주변 기지국들은 핸드오프의 수행 여부를 보다 정확하게 판단하기 위해 S602 과정에서 측정한 상향 링크의 신호 세기가 임계치 TH2를 초과하는 이동단말에게만 선택적으로 서빙 기지국 혹은 주변 기지국과의 하향 링크의 채널 상태 추정을 요청하여 그 결과를 보고 받을 수 있다(S606 내지 S612).
그러면 주변 기지국들은 이동단말과의 상향 링크 신호 세기 측정 결과(상술한 S606 내지 S612 과정이 수행되었다면 하향 링크 채널 상태 추정 결과도 포함됨)를 토대로 핸드오프의 수행 여부를 결정함과 동시에 이동단말의 QoS에 가장 부합되는 자원 및 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작 모드를 선택한다(S614).
주변 기지국들은 서빙 기지국과 이동단말에게 핸드오프 수행 요청 메시지(HO_REQ)를 전송한다(S616, S618). 핸드오프 수행 요청 메시지는 핸드오프 방향 정 보(HO_DIRECTION)가 포함되며, 상술한 S602 과정에서 주변 기지국과 이동단말 간의 상향 링크 신호의 세기를 측정한 값과 함께 전송되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 도 6 또한 다수개의 주변 기지국들이 존재하는 경우의 핸드오프 방법이다. 따라서 도 6에서도 다수개의 주변 기지국들이 핸드오프하는 하나의 이동단말에게 동시에 핸드오프 수행 요청 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 이러한 경우에는 주변 기지국들이 핸드오프 수행 요청 메시지 전송 시 함께 전송한 상향 링크 신호의 세기 정보와, 이동단말이 직접 측정한 하향 링크 채널 상태 추정 정보를 기준으로, 이동단말이 직접 주변 기지국들 중 핸드오프 할 타깃 기지국을 선택하고 그 결과를 서빙 기지국 및 해당 타깃 기지국으로 알린다.
그러면 타깃 기지국으로 결정된 기지국은 이동단말에게 상술한 S614 과정에서 선택한 자원을 할당함과 동시에 핸드오프 절차를 수행한다(S620).
상술한 바와 같이, 본 발명은 핸드오프 하고자 하는 이동단말과 서빙 기지국 간의 하향링크 신호 세기 뿐만 아니라 타깃 기지국과의 상향 링크 및 하향 링크 신호 세기와 채널 상태 정보까지 측정하여 핸드오프 여부를 결정하는데 사용한다. 따라서 본 발명은 보다 정확하게 핸드오프 수행 시점을 결정할 수 있고 이로 인해 핸드오프로 인한 호 단절 현상을 줄일 수 있다.
또한 상하향 링크 채널 상태 정보를 추정하여 이를 핸드오프 이동단말의 자원 할당에 활용함으로써 핸드오프 시 발생할 수 있는 서비스 품질 저하를 최소화할 수 있다. 그리고 다중 안테나를 사용하는 무선통신 기기일 경우 해당 무선통신 기기의 다중 안테나 동작모드를 서빙 기지국이 타깃 기지국으로 핸드오프 절차 완료 전에 알려줌으로써 핸드오프로 인한 서비스 저하를 최소화할 수 있다.
그리고 본 발명은 IEEE 802.16과 같이 전체 대역폭 중 일부 채널 영역만을 사용하는 시스템에 적용하였을 경우 시스템 수율(Throughput) 향상 및 핸드오프 시 서비스 품질 보장 개선 효과를 기대할 수 있다.
또한 섹터화된 시스템의 경우 저속으로 움직이며 high data rate으로 서비스 받는 사용자들의 핸드오프 발생이 매우 빈번할 것이므로 제안하는 방안으로 인한 효과는 더욱 커질 것이다.

Claims (15)

  1. 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서,
    서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 서빙 기지국이 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하는 과정과,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동단말로부터 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값을 수신하고, 상기 주변 기지국들로부터 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 수신하는 과정과,
    상기 서빙 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 사용하여 핸드오프 수행 여부와, 핸드오프를 수행할 경우 상기 주변 기지국들 중 핸드오프를 수행할 타깃 기지국을 결정하고, 상기 결정된 타깃 기지국으로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값을 송신하는 과정과,
    상기 결정된 타깃 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 결정된 타깃 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과,
    상기 결정된 타깃 기지국이 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함하는 핸드오프 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하는 과정은,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동단말의 컨텍스트 정보를 상기 주변 기지국들로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 이동단말의 컨텍스트 정보는, 상기 이동단말이 사용 중인 상향링크 주파수, 시간 정렬(Time Alignment) 정보, CID(Connection Identifier), 서비스 품질 정보 및 다중 안테나 동작 모드 정보를 포함하는 핸드오프 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정은,
    상기 이동단말이 적응 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 채널을 사용할 경우, 상기 서빙 기지국은 현재 상기 이동단말이 사용 중인 주파수 영역의 신호 세기값이 상기 임계값 이하일 때, 상기 이동단말에게 다른 주파수 영역을 할당하고 상기 할당된 다른 주파수 영역의 신호 세기를 측정하는 과정을 포함하는 핸드오프 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 타깃 기지국이 결정되면, 핸드오프 방향 정보와, 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값이 포함된 핸드오프 요청 메시지를 상기 이동단말과 상기 타깃 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 핸드오프 방법.
  6. 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서,
    서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 서빙 기지국이 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하는 과정과,
    상기 주변 기지국들이 각각 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 주변 기지국들이 상기 이동 단말에서 측정된 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 상기 서빙 기지국을 통해 수신하는 과정과,
    상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 핸드오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 주변 기지국들 중 상기 핸드오프를 수행할 것을 결정한 적어도 하나의 주변 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 주변 기지국이 핸드오프 방향 정보 및 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기가 포함된 핸드오프 요청 메시지를 상기 이동 단말로 송신한 후, 상기 이동 단말로부터 타깃 기지국으로 선택되었음을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함하는 핸드오프 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 주변 기지국들로 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기 측정을 요청하는 과정은,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동단말의 컨텍스트 정보를 상기 주변 기지국들로 송신하는 과정을 포함하며,
    상기 이동단말의 컨텍스트 정보는, 상기 이동단말이 사용 중인 상향링크 주파수, 시간 정렬(Time Alignment) 정보, CID(Connection Identifier), 서비스 품질 정보 및 다중 안테나 동작 모드 정보를 포함하는 핸드오프 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 서빙 기지국이 상기 이동단말의 상향 링크 신호의 세기를 측정하는 과정은,
    상기 이동단말이 적응 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding: AMC) 채널을 사용할 경우, 상기 서빙 기지국은 현재 상기 이동단말이 사용 중인 주파수 영역의 신호 세기값이 상기 임계값 이하일 때, 상기 이동단말에게 다른 주파수 영역을 할당하고 상기 할당된 다른 주파수 영역의 신호 세기를 측정하는 과정을 포함하는 핸드오프 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값, 상기 이동 단말에서 측정된 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 근거로, 상기 적어도 하나의 주변 기지국 중 상기 타깃 기지국을 선택하고, 상기 선택된 타깃 기지국에 대한 정보를 상기 선택된 타깃 기지국 및 상기 서빙 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 핸드오프 방법.
  10. 이동 통신 시스템에서 이동단말의 핸드오프를 위한 방법에 있어서,
    상기 주변 기지국들이 각각 상기 이동단말의 상향링크 신호의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 상향링크의 신호의 세기값이 임계값 이하인 경우, 상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국을 통해 상기 이동단말로 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기 측정을 요청하고, 상기 이동단말로부터 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 수신하는 과정과,
    상기 주변 기지국들이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기를 근거로, 핸드오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정과,
    상기 주변 기지국들 중 상기 핸드오프를 수행할 것을 결정한 적어도 하나의 주변 기지국이 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호의 세기값과, 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값을 근거로, 상기 이동단말의 서비스 품질에 따른 자원과, 상기 이동단말이 다중 안테나로 동작되는 경우 다중 안테나 동작모드를 선택하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 주변 기지국이 핸드오프 방향 정보 및 상기 주변 기지국들 각각에서 측정된 상향링크 신호의 세기가 포함된 핸드오프 요청 메시지를 상기 이동 단말로 송신한 후, 상기 이동 단말로부터 타깃 기지국으로 선택되었음을 알리는 메시지를 수신하면, 상기 선택된 자원 및 상기 다중 안테나 동작모드를 상기 이동 단말에게 할당하고 상기 핸드오프를 수행하는 과정을 포함하는 핸드오프 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 이동 단말이 상기 적어도 하나의 주변 기지국에서 측정된 상향링크 신호의 세기값 및 상기 이동 단말에서 측정된 상기 서빙 기지국 및 상기 주변 기지국들의 하향링크 신호에 대한 세기값을 근거로, 상기 적어도 하나의 주변 기지국 중 상기 타깃 기지국을 선택하고, 상기 선택된 타깃 기지국에 대한 정보를 상기 선택된 타깃 기지국 및 상기 서빙 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함하는 핸드오프 방법.
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