KR101020919B1 - 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법 - Google Patents

무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 활성집합내의 기지국 수에 따라 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 동적으로 변경시킴으로써, 활성집합(Active Set)에 포함되는 기지국의 수를 최적화하여 핸드오프에 이용되도록 하는, 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 있어서, 활성화 집합에 포함되어 있는 기지국의 수를 체크하는 기지국 수 체크 단계; 상기 기지국의 수가 임계치와 동일한지를 확인하는 확인 단계; 상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 유지하는 파라메타 유지 단계; 및 상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하지 않으면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 변경하는 파라메타 변경 단계를 포함한다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.
핸드오프 파라메타 변경, 수신신호 세기, 활성집합, 최적화된 기지국 수, 무선통신 단말기

Description

무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법{Method for changing hand off parameter in wireless telecommunication terminal}
도 1 은 일반적인 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도.
도 3 은 본 발명에 따른 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
21 : 무선 송수신부 22 : 코덱
23 : 음성/음향 출력부 24 : 음성/음향 입력부
25 : 디스플레이부 26 : 키입력부
27 : 저장부 28 : 제어부
본 발명은 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 활성집합내의 기지국 수에 따라 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 동적으로 변경시킴으로써, 활성집합(Active Set)에 포함되는 기지국의 수를 최적화하여 핸드오프에 이용되도록 하는, 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 관한 것이다.
본 발명에서 무선통신 단말기는 이동통신 단말기, PCS(Personal Communication Service) 단말기, PDA(Personal Digital Assistant), 스마트폰, 차세대 이동통신(IMT-2000) 단말기, 무선랜 단말기 등과 같이 무선 통신을 통하여 음성, 문자 및 영상 데이터 등을 송/수신할 수 있는 휴대 가능한 무선통신 단말기를 말한다.
먼저, 종래의 기술 및 본 발명의 기술요지를 이해하는데 도움이 될 수 있는, IS-95(International Standard-95) 규격을 근거로 구현한 직접 시퀀스 코드분할다중접속(DS-CDMA : Direct Sequence CDMA) 셀룰라 시스템에서 제공되는 핸드오프 서비스에 대해 살펴보기로 한다.
일반적으로, 코드분할다중접속(CDMA : Code Division Multiple Access) 셀룰러 시스템은 주파수 자원을 효율적으로 사용하기 위해 서비스 지역을 셀로 분할하고 사용된 주파수를 재사용한다.
이와 같이 서비스 지역이 셀로 나뉘어 있기 때문에, 무선통신 단말기(MS : 이동국)가 다른 셀로 이동하는 경우에 새로운 해당 셀을 관장하는 기지국(BTS)과 통신을 시작하는데, 이를 "핸드오프(Handoff)"라 한다.
IS-95 규격을 근거로 구현한 직접 시퀀스 코드분할다중접속(DS-CDMA) 셀룰라 시스템에서 제공되는 핸드오프 서비스에는 "소프트 핸드오프(Soft Handoff)" 방법과 "하드 핸드오프(Hard Handoff)" 방법이 있다.
여기서, 하드 핸드오프(Hard Handoff) 방법은 현재의 기지국과 무선통신 단말기간에 설정된 통화채널이 순간적으로 인접 기지국과 무선통신 단말기간의 채널로 바뀌는 방법으로서, 짧은 시간이나마 통화가 끊기는 현상이 발생하고, 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 방법은 무선통신 단말기가 두 개 이상의 기지국과 일정시간 통화채널을 유지하면서 통화의 끊김없이 서비스 영역을 바꾸는 방법이다.
도 1 은 일반적인 무선통신 시스템에서의 소프트 핸드오프 신호 레벨에 대한 설명도로서, 무선통신 단말기가 기지국A에서 기지국B로 이동함에 따라 기지국A의 수신신호의 세기가 약해지고, 기지국B의 수신신호의 세기는 점차 강해짐을 보여준다.
핸드오프 시점을 결정하기 위하여 사용되는 파일럿 세기를 측정하는 파라메타는 다음과 같다.
Tadd는 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값, Tdrop은 기지국이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값, Tcomp(Tcompl)는 후보군의 기지국이 활성집합으로 들어가기 위한 후보군의 파일럿 세기와 활성집합의 파일럿 세기의 차이값 및 활성집합에 속해 있는 파일럿들의 세기 차이값을 비교하는 값, Ttdrop은 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값을 의미한다.
또한, "ADD"는 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 무선통신 단말기가 인접 섹터 또는 셀로 이동할 때 인접 섹터 또는 셀의 파일럿이 활성집합으로 추가되는 것을 의미하고, "DROP"은 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 활성집합에 존재하는 파일럿이 삭제되는 것을 의미한다.
여기서, 도 1 을 참조하여 소프트 핸드오프 절차를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 무선통신 단말기가 기지국A에서 기지국B로 움직일 때, 기지국B의 파일럿 신호 세기가 Tadd보다 크면 무선통신 단말기는 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 기지국으로 전송한다.
이후, 기지국은 핸드오프 지시 메시지(HDM)를 통하여 무선통신 단말기에 기지국B의 트래픽 채널을 할당하고, 기지국B의 파일럿을 활성집합에 포함시킬 것을 명령한다. 이 때, 무선통신 단말기는 기지국A 및 기지국B와 동시에 통화로를 형성한다.
다음으로, 무선통신 단말기가 점차 기지국B에 가까워짐에 따라 기지국A의 파일럿 신호의 세기가 Tdrop 이하로 떨어진다. 이 때, 무선통신 단말기는 타이머를 작동시켜 Ttdrop 초만큼 후에 기지국A의 파일럿 세기를 측정하여 기지국A의 파일럿 세기가 여전히 Tdrop 이하를 유지하면, 기지국A와의 통화로를 해제하기 위해 기지국에 파 일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 전송한다.
이어서, 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 수신한 기지국은 무선통신 단말기에 핸드오프 지시 메시지(HDM)를 통하여 기지국A와 통화중인 채널을 해제시키며, 이 때 핸드오프가 종료된다.
도 1 에 도시된 바와 같이, Tadd되는 시점부터 Ttdrop에 의하여 채널이 해제되는 지역을 소프트 핸드오프 영역이라 한다.
만약, 전술한 바와 같이, 무선통신 단말기가 Tadd 시점에서 기지국B의 트래픽 부하 및 채널 사정으로 핸드오프 서비스를 받지 못하는 경우에, 도 1의 Tcomp 시점까지 핸드오프 서비스가 보류된다. 여기서, Tcomp 시점은 인접 기지국의 파일럿 세기가 서비스 기지국의 파일럿 세기보다 Tcomp 이상이 되는 시점을 말한다.
따라서, 핸드오프 서비스를 제공받지 못한 무선통신 단말기가 Tcomp 지점으로 접근하는 동안 기지국A와는 점점 멀어지므로 전파 환경이 열악해질 경우에 호가 끊길 확률이 높아진다.
만약, 무선통신 단말기가 Tcomp 시점에서도 핸드오프 서비스를 받지 못하면 핸드오프 서비스 실패가 발생하며, 기지국A로부터의 신호가 약해질 경우에 그 호는 중단된다.
상기한 바와 같이, IS-95에 명시된 바에 따라 소프트 핸드오프가 일어날 때(즉, 무선통신 단말기가 어느 한 셀에서 인접 셀로 이동할 때), 셀 경계 지역에서 양쪽 기지국으로부터 할당받은 2개의 트래픽 채널이 동시에 사용된다.
따라서, 소프트 핸드오프시 무선통신 단말기는 양쪽 기지국과 동시에 통화로를 형성하므로 전파환경이 보다 좋은 기지국의 전력제어를 받게 되고, 양호한 통화품질을 유지할 수 있게 된다.
그러나, 무선통신 단말기는 2개의 트래픽 채널을 점유하므로 트래픽 채널의 사용 효율이 떨어지는 단점도 가지고 있다. 즉, 트래픽 채널사용이 증가될 때마다 타 무선통신 단말기의 입장에서는 간섭이 증가하는 것이 되므로 통화품질 및 시스템 용량에 악영향을 미친다.
정리해 보면, 무선통신 시스템에서는 시스템 용량을 증대시키기 위해서 서비스 지역을 많은 셀들로 구성한다. 무선통신 단말기들이 인접 셀이나 같은 셀내의 인접 섹터로 이동할 때 통화를 지속할 수 있도록 핸드오프를 해주는 것이 필요하다. 이때, 망 자원의 효율적 사용을 도모하면서 무선통신 단말기들에게 좋은 품질의 서비스를 제공하기 위해서는 좋은 핸드오프 기법을 설계하는 것이 필요하다. CDMA 시스템의 중요한 특성 중 하나가 소프트 핸드오프이다. 소프트 핸드오프에서 무선통신 단말기는 이전 기지국과의 연결을 해제하지 않고 새로운 기지국과 통신을 한다. 따라서, 하드 핸드오프 방식에 비하면, 셀 경계에서 여분의 채널 경로로 인한 다이버시티(Diversity) 때문에 음성의 품질이 향상된다. 그러나, 망 운영의 측면에서 보면, 이런 기능을 수행하기 위해서는 더 많은 망 자원이 소요될 수 밖에 없다. 따라서, CDMA 시스템의 효율적인 핸드오프 기법은 가입자에게 일정 수준의 통화품질을 보장해 주면서 소요 망 자원을 최소화하여야 한다.
그러나, 대부분의 핸드오프 기법들에서는 각종 파라메타 값들을 무선통신 단말기들의 수신전력과 무관하게 특정 상수 값들로 결정하고 있다. 이들 방식하에서는 동적으로 변해나가는 무선통신 단말기들의 수신전력을 고려하지 않고 핸드오프를 수행하기 때문에 최적의 핸드오프 성능을 기대할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 활성집합내의 기지국 수에 따라 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 동적으로 변화시킴으로써, 활성집합(Active Set)에 포함되는 기지국의 수를 최적화하여 핸드오프에 이용되도록 하는, 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 있어서, 활성화 집합에 포함되어 있는 기지국의 수를 체크하는 기지국 수 체크 단계; 상기 기지국의 수가 임계치와 동일한지를 확인하는 확인 단계; 상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 유지하는 파라메타 유지 단계; 및 상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하지 않으면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 변경하는 파라메타 변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 무선통신 단말기의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 무선통신 단말기는, 안테나를 통하여 무선으로 신호를 송수신하기 위한 무선 송수신부(21), 상기 무선 송수신부(21)와 제어부(28)를 통하여 전달받은 수신신호를 음성신호 또는/및 음향신호로 변환하여 음성/음향 출력부(23)로 전달하고, 음성/음향 입력부(마이크)(24)로부터 입력받은 음성신호 또는/및 음향신호를 송신신호로 변환하여 제어부(28)로 전달하여 상기 무선 송수신부(21)를 통하여 송출되도록 하기 위한 코덱(CODEC)(22), 상기 코덱(22)으로부터 전달받은 음성신호 또는/및 음향신호를 출력하기 위한 음성/음향 출력부(스피커)(23), 음성신호 또는/및 음향신호를 입력받아 상기 코덱(22)으로 전달하기 위한 음성/음향 입력부(24), 수신자 전화번호, 발신자 전화번호, 영상 데이터, 텍스트 데이터 및 단문 메시지 등을 제어부(28)의 제어에 따라 디스플레이하기 위한 디스플레이부(LCD)(25), 각종 기능키와 숫자키들을 구비하고 있어 무선통신 단말기에 필요한 정보(전화번호, 신상정보 등)를 입력받기 위한 키입력부(키패드)(26), 무선통신 단말기에 이용되는 각종 정보 및 활성집합에 포함되는 최적화된 기지국의 수인 임계치 정보를 저장하고 있는 저장부(27) 및 상기 각 구성요소들을 제어하고, 활성집합에 최적의 기지국 수가 포함되도록 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 조절하기 위한 제어부(28)를 포함한다.
본 발명에서 활성집합에 포함되어야 할 최적화된 기지국(PN)의 수(임계치)는 4개 정도가 가장 바람직하다.
도 3 은 본 발명에 따른 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 무선통신 단말기는 활성집합(Active Set)에 포함되어 있는 기지국(PN)의 수를 체크한다(301). 이 때, 상기 활성집합에 있는 기지국은 무선통신 단말기가 통신할 수 있는 기지국으로, 그 수가 너무 많으면 잦은 핸드오프를 유발하고, 그 수가 너무 적으면 수신률을 감소시킨다. 따라서, 최적화된 기지국 수(임계치)를 맞추는 것이 무엇보다 중요하다.
이후, 상기 활성집합에 포함된 기지국의 수가 임계치와 동일한지를 확인한다(302).
상기 확인 결과(302), 활성집합에 포함된 기지국의 수가 임계치를 초과(활성집합내에 필요 이상의 기지국이 존재)하면 핸드오프에 이용하는 파라메타인 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)과 기지국이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 증가시키고, 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값(Ttdrop)을 감소시켜 활성집합내의 기지국 수를 감소시킨다(303).
반면에, 상기 확인 결과(302), 활성집합에 포함된 기지국의 수가 임계치를 초과하지 않으면 핸드오프에 이용하는 파라메타인 인접 기지국이 후보 기지국에 들 어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)과 기지국이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 감소시키고, 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값(Ttdrop)을 증가시켜 활성집합내의 기지국 수를 증가시킨다(304).
한편, 상기 확인 결과(302), 상기 활성집합에 포함된 기지국의 수가 임계치와 동일하면, 파라메타 값을 변경(조절)하지 않고 그대로 유지한다(305).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 핸드오프에서 사용되는 파라메타 값들을 활성집합내의 기지국 수에 따라 동적으로 변경(결정)함으로써, 핸드오프에 소요되는 망 자원의 소요를 최소화하면서 일정 수준 이상의 통화품질을 보장해 줄 수 있는 있는 효과가 있다.
결과적으로, 본 발명은 동적으로 변해나가는 무선통신 단말기들의 수신전력을 고려하여 핸드오프가 수행되도록 함으로써, 최적의 핸드오프 성능을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 기지국 수가 많은 도시 지역에서 핸드오프의 수행 횟수를 줄일 수 있기 때문에 무선통신 단말기의 밧데리 대기시간을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법에 있어서,
    활성화 집합에 포함되어 있는 기지국의 수를 체크하는 기지국 수 체크 단계;
    상기 기지국의 수가 임계치와 동일한지를 확인하는 확인 단계;
    상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 유지하는 파라메타 유지 단계; 및
    상기 확인 결과, 상기 기지국의 수가 임계치와 동일하지 않으면 핸드오프에 이용되는 파라메타 값을 변경하는 파라메타 변경 단계를 포함하되,
    상기 파라메타 변경 단계는,
    상기 활성집합내에 포함되어 있는 기지국의 수가 임계치를 초과하면 핸드오프에 이용하는 파라메타인 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)과 기지국이 활성집합에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 증가시키고, 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값(Ttdrop)을 감소시켜 활성집합내의 기지국 수를 감소시키는 기지국 수 감소 단계; 및
    상기 활성집합내에 포함되어 있는 기지국의 수가 임계치를 초과하지 않으면 핸드오프에 이용하는 파라메타인 인접 기지국이 후보 기지국에 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값(Tadd)과 기지국이 활성집합에 남기 위한 최저 신호 레벨값(Tdrop)을 감소시키고, 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값(Ttdrop)을 증가시켜 활성집합내의 기지국 수를 증가시키는 기지국 수 증가 단계
    를 포함하는 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성집합내에 존재하는 최적화된 기지국의 수(임계치)는 4개인 것을 특징으로 하는 무선통신 단말기에서의 핸드오프 파라메타 변경 방법.
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