KR101076754B1 - Apparatus and method for performing handoff in multiple antenna system - Google Patents

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Abstract

다중안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 수신신호의 채널을 추정하고 상기 수신신호의 상태 정보를 확인하는 채널 추정기와, 상기 채널 추정기에서 확인된 상기 수신신호의 상태 정보를 이용하여 기지국들의 활성 안테나 수를 확인하는 활성 안테나 확인부와, 상기 확인된 기지국들의 활성 안테나 수를 이용하여 핸드오프를 결정하는 핸드오프 결정기를 포함하여, 단일 안테나 시스템보다 효율적이고 정확한 핸드오프를 수행할 수 있다.An apparatus and method for performing a handoff in a multi-antenna system, comprising: a channel estimator for estimating a channel of a received signal and confirming state information of the received signal, and a state estimator of the received signal identified by the channel estimator; An active antenna checking unit for checking the number of active antennas of the base stations by using the base station, and a handoff determiner for determining the handoff using the identified number of active antennas of the base stations, performing a more efficient and accurate handoff than a single antenna system can do.

다중 안테나 시스템, 핸드오프, 활성 안테나 수, 이동성 Multiple Antenna System, Handoff, Number of Active Antennas, Mobility

Description

다중안테나 시스템에서 핸드오프 하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING HANDOFF IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}Apparatus and method for handoff in a multi-antenna system {APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING HANDOFF IN MULTIPLE ANTENNA SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 단일 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면,1 is a diagram illustrating a procedure for performing a handoff in a single antenna system according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하는 구조를 도시하는 도면,2 is a diagram illustrating a structure for performing handoff in a multi-antenna system according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 이동통신단말기의 블록구성을 도시하는 도면,3 is a block diagram of a mobile communication terminal according to the present invention;

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및4 is a diagram illustrating a procedure for performing handoff in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention; and

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하는 도면.5 is a diagram illustrating a procedure for performing handoff in a multi-antenna system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다중안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 다중 안테나를 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 활성 안테나 개수를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for performing a handoff in a multi-antenna system, and more particularly, to an apparatus and a method for performing a handoff using the number of active antennas of a base station in a wireless communication system using multiple antennas. .

상기 셀룰러시스템은 서비스 지역의 제한과 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위하여 제안된 개념으로 상기 서비스 지역을 여러 개의 작은 구역, 즉 셀로 나뉘어져 서로 충분히 멀리 떨어진 두 셀은 동일한 주파수 대역을 사용함으로써 공간적으로 주파수를 재사용할 수 있도록 한다. 따라서 공간적으로 분포하는 채널 수를 증가시켜 충분한 가입자를 확보할 수 있도록 하는 이동통신 방식이다.The cellular system is a concept proposed to overcome the limitation of the service area and the limitations of the subscriber capacity. The cellular system is divided into several small areas, that is, two cells that are sufficiently far from each other, so that they are spatially frequencyd by using the same frequency band. Make it reusable. Therefore, it is a mobile communication method to secure sufficient subscribers by increasing the number of spatially distributed channels.

상기 핸드오프는 단말이 셀간을 이동하는 경우 통신을 유지시키기 위해 이루어지며, 소프트/소프터 핸드오프(Soft Handoff)와 하드 핸드오프(Hard Handoff)의 두 가지 형태를 갖는다. The handoff is performed to maintain communication when the terminal moves between cells, and has two types of soft / soft handoffs and hard handoffs.

상기 소프트/소프터 핸드오프는 동시에 핸드오프를 수행한 인접 기지국으로부터 할당받은 채널과 서비스 기지국에 의해 할당된 채널을 통해 서비스를 수행하고, 상기 서비스 기지국의 채널품질이 소정 기준치 이하로 떨어지면 상기 서비스 기지국의 채널을 끊는 과정으로 수행된다. 이에 반하여, 상기 하드 핸드오프는 통신 중에 서비스 기지국의 채널 품질이 소정 기준치 이하로 떨어지면 상기 서비스 기지국의 채널을 끊은 후 인접 기지국으로부터 채널을 할당받는 과정으로 수행된다.The soft / softer handoff performs a service through a channel allocated by a neighboring base station which simultaneously performs handoff and a channel allocated by a serving base station, and when the channel quality of the serving base station falls below a predetermined reference value, the serving base station This is done by breaking the channel. On the other hand, the hard handoff is performed in the process of receiving a channel from the neighboring base station after disconnecting the channel of the serving base station if the channel quality of the serving base station falls below a predetermined reference value during communication.

도 1은 종래 기술에 따른 단일 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다.1 illustrates a procedure for performing handoff in a single antenna system according to the prior art.

상기 도 1을 참조하면, 먼저 단말(101)이 상기 기지국 A(103)와 통신을 수행 하는 상황에서(111단계), 상기 단말(101)이 기지국 B(105)의 파일럿 신호가 수신되면, 상기 기지국들(기지국 A(103), 기지국 B(105))의 파일럿 신호의 세기를 측정하여 비교한다. 상기 기지국들의 파일럿 신호의 세기를 비교한 결과, 상기 기지국 B(105)의 파일럿 신호의 세기가 상기 기지국 A(103)의 파일럿 신호의 세기보다 클 경우, 상기 파일럿 신호의 측정 및 비교 결과를 상기 기지국 A(103)에 전송한다(113단계). Referring to FIG. 1, first, in a situation in which the terminal 101 communicates with the base station A 103 (step 111), when the terminal 101 receives a pilot signal of the base station B 105, the terminal 101 receives the pilot signal. The strengths of the pilot signals of the base stations (base station A 103 and base station B 105) are measured and compared. As a result of comparing the strengths of the pilot signals of the base stations, when the strength of the pilot signal of the base station B 105 is greater than the strength of the pilot signal of the base station A 103, the measurement and comparison result of the pilot signal is displayed. Transfer to A 103 (step 113).

이후, 상기 기지국 A(103)는 상기 파일럿 신호의 측정 및 비교 결과를 확인한 후, 상기 기지국 B(105)로 핸드오프 요청 메시지를 전송한다(115단계). 상기 기지국 B(105)는 상기 기지국 A(103)의 핸드오프 요청에 따라 상기 단말(101)에 새로운 통화 채널을 할당한 후, 상기 통화 채널 할당 정보를 상기 기지국 A(103)에 전송한다(117단계).Thereafter, the base station A 103 checks the measurement and comparison result of the pilot signal, and then transmits a handoff request message to the base station B 105 (step 115). The base station B 105 allocates a new call channel to the terminal 101 according to the handoff request of the base station A 103, and then transmits the call channel assignment information to the base station A 103 (117). step).

상기 통화 채널 할당 정보를 수신한 상기 기지국 A(103)는 상기 통화 채널 할당 정보를 상기 단말(101)에 전송한다(119단계). 이후, 상기 단말(101)은 상기 기지국 A(103)로부터 상기 기지국 B(105)의 통화 채널 할당 정보를 수신하여 동시에 상기 기지국 A(103)와 상기 기지국 B(105)로부터 통화 채널을 할당받아 서비스를 받는다(121단계).The base station A 103 which has received the call channel assignment information transmits the call channel assignment information to the terminal 101 (step 119). Subsequently, the terminal 101 receives call channel assignment information of the base station B 105 from the base station A 103 and simultaneously receives a call channel from the base station A 103 and the base station B 105. (Step 121).

이후, 상기 단말(101)은 상기 두 기지국(기지국 A(103), 기지국B(105))의 파일럿 신호를 일정시간 다시 검색하여(123단계), 상기 기지국 A(103)의 파일럿 신호의 세기가 일정하게 유지하거나 더 낮아지면, 상기 파일럿 검색 결과를 상기 기지국 A(103)으로 전송한다(125단계). 이후, 상기 단말(101)은 상기 기지국 A(103)와 의 통화 채널을 제거한 후, 상기 기지국 B(105)로 핸드오프를 수행한다(127단계).Thereafter, the terminal 101 re-searches the pilot signals of the two base stations (base station A 103 and base station B 105) again for a predetermined time (step 123), so that the strength of the pilot signal of the base station A 103 is increased. If kept constant or lower, the pilot search result is transmitted to the base station A 103 (step 125). Thereafter, the terminal 101 removes the call channel with the base station A 103 and performs a handoff to the base station B 105 (step 127).

상술한 바와 같이 기지국의 파일럿 신호의 세기를 측정하여 핸드오프를 수행하는 것을 단일 안테나 시스템을 사용하는 무선 통신시스템에서 고안된 핸드오프 결정 방법이므로, 서로 다른 기지국의 하나의 안테나에서 전송되는 신호의 세기를 비교하여 핸드오프를 수행하는 것은 하나의 기지국이 여러 안테나를 이용하여 신호를 전송하는 시스템의 핸드오프에 비해 성능이 저하되므로 다중 안테나를 이용하여 핸드오프를 수행하는 방법이 필요하다.As described above, performing the handoff by measuring the strength of the pilot signal of the base station is a handoff determination method devised in a wireless communication system using a single antenna system. Therefore, the strength of the signal transmitted from one antenna of different base stations is determined. Comparing handoff performance is lower than that of a handoff system in which one base station transmits signals using multiple antennas, so a method of performing handoff using multiple antennas is required.

따라서, 본 발명의 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 통신시스템에서 다중 안테나를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing handoff using multiple antennas in a wireless communication system using multiple antennas.

본 발명의 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 통신시스템에서 기지국의 활성 안테나 수를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing a handoff using the number of active antennas of a base station in a wireless communication system using multiple antennas.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 안테나를 사용하는 무선 통신시스템에서 기지국의 활성 안테나 수와 단말의 이동성을 고려하여 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for performing handoff in consideration of the number of active antennas of a base station and mobility of a terminal in a wireless communication system using multiple antennas.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1견지에 따르면, 다중안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 장치는, 수신신호의 채널을 추정하고 상기 수신신호의 상태 정보를 확인하는 채널 추정기와, 상기 채널 추정기에서 확인된 상기 수신신호의 상태 정보를 이용하여 기지국들의 활성 안테나 수를 확인하는 활성 안테나 확인부와, 상기 확인된 기지국들의 활성 안테나 수를 이용하여 핸드오프를 결정하는 핸드오프 결정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, an apparatus for performing a handoff in a multi-antenna system, the channel estimator for estimating the channel of the received signal and confirm the state information of the received signal, the channel And an active antenna checking unit for checking the number of active antennas of base stations using the state information of the received signal confirmed by the estimator, and a handoff determiner for determining handoff using the identified number of active antennas of base stations. It features.

본 발명의 제 2견지에 따르면, 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 방법은, 제 1 기지국과 통신 중, 제 2 기지국의 신호가 수신되는지 확인하는 과정과, 상기 제 2 기지국의 신호가 수신되면, 상기 제 1 기지국과 제 2 기지국의 활성 안테나 수를 확인하여 비교하는 과정과, 상기 제 2 기지국의 활성 안테나 수가 상기 제 1 기지국의 활성 안테나 수보다 많을 경우, 상기 제 2 기지국으로 핸드오프를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, a method for performing a handoff in a multi-antenna system includes: checking whether a signal of a second base station is received during communication with a first base station, and receiving a signal of the second base station Check and compare the number of active antennas of the first base station and the second base station, and if the number of active antennas of the second base station is greater than the number of active antennas of the first base station, handoff to the second base station. It is characterized by including the process of performing.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

이하 본 발명은 다중 안테나를 사용하는 무선통신시스템에서 기지국의 활성 안테나 개수를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 기술에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a technique for performing handoff using the number of active antennas of a base station in a wireless communication system using multiple antennas.

도 2는 본 발명에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하는 구조를 도시하고 있다. 이하 설명은 기지국1(201)과 기지국2(203) 사이에서 단말(205)이 핸드오프를 수행하는 것을 가정하여 설명한다.2 illustrates a structure for performing handoff in a multi-antenna system according to the present invention. In the following description, it is assumed that the terminal 205 performs a handoff between the base station 1 201 and the base station 2 203.

먼저 도 2a에 도시된 바와 같이 기지국 1(201)과 통신중인 이동통신단말기(205)가 상기 기지국 1(201)의 셀 외곽으로 이동하여, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 기지국 1(201)과 상기 기지국 2(203)의 셀 중첩구간에 위치하면, 상기 기지국 1(201)과 기지국 2(203)의 신호를 동시에 수신한다.First, as shown in FIG. 2A, the mobile communication terminal 205 communicating with the base station 1 201 moves outside the cell of the base station 1 201, and as shown in FIG. 2B, the mobile communication terminal 205 communicates with the base station 1 201. When located in the cell overlap section of the base station 2 (203), the signal of the base station 1 (201) and base station 2 (203) is simultaneously received.

또한, 상기 이동통신단말기(205)가 상기 기지국 1(201)의 셀 외곽으로 이동함에 따라, 상기 기지국 1(201)로부터 수신되는 신호의 세기가 약해지고, 상기 기지국 2(203)로부터 수신되는 신호의 세기가 높아진다. 즉 상기 기지국 1(201)의 감지되는 안테나 수는 감소하고, 상기 기지국 2(203)의 감지되는 안테나 수는 증가한다.In addition, as the mobile communication terminal 205 moves out of the cell of the base station 1 201, the strength of the signal received from the base station 1 201 is weakened, and the signal received from the base station 2 203 is lost. The intensity is increased. That is, the number of antennas sensed by the base station 1 201 decreases, and the number of antennas sensed by the base station 2 203 increases.

상기 이동통신단말기(205)에서 감지되는 안테나의 수가 많을수록 안정적이고 효율적인 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 상기 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 기지국 1(201)과 상기 기지국 2(203)의 감지되는 안테나의 수(예 : 각각 2개)가 동일한 상태에서 도 2c에 도시된 바와 같이 상기 이동통신단말기(205)가 상기 기지국 2(203) 쪽으로 이동하여, 상기 기지국 2(203)의 감지되는 안테나 수가 상기 기지국 1(201)의 감지되는 안테나 수보다 많아지면, 상기 이동통신단말기는 상기 기지국 2(203)로 핸드오프를 수행한다.As the number of antennas detected by the mobile communication terminal 205 increases, more stable and efficient communication can be performed. Accordingly, as shown in FIG. 2B, the mobile communication is performed as shown in FIG. 2C while the number of antennas (for example, two) detected by the base station 1 201 and the base station 2 203 is the same as shown in FIG. 2B. When the terminal 205 moves toward the base station 2 203 so that the number of detected antennas of the base station 2 203 is greater than the number of detected antennas of the base station 1 201, the mobile communication terminal determines that the base station 2 ( Handoff to 203).

도 3은 본 발명에 따른 이동통신단말기의 블록구성을 도시하고 있다. 이하 설명은 복수의 안테나를 구비하며, 직교주파수 분할 다중 접속 방식(Orthogonal Frequency Multiplexing Division Access)을 사용하는 이동통신단말기를 예를 들어 설명한다.3 is a block diagram of a mobile communication terminal according to the present invention. In the following description, a mobile communication terminal having a plurality of antennas and using an orthogonal frequency multiplexing division access will be described as an example.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 이동통신단말기는 RF처리기(301, 302), 직/병렬 변환기(Serial/Parallel Converter)(303, 304), FFT(Fast Fourier Transfor)연산기(305, 306), 파일럿 추출기(307, 308), 채널 추정기(309, 310), 활성 안테나 확인기(311), 및 핸드오프 결정기(313)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the mobile communication terminal includes an RF processor 301 and 302, a serial / parallel converter 303 and 304, a fast fourier transfor- tion operator 305 and 306, A pilot extractor 307, 308, channel estimator 309, 310, an active antenna identifier 311, and a handoff determiner 313.

먼저, RF처리기(301, 302)는 수신된 고주파 대역의 신호를 기저대역으로 변환하고, 상기 기저대역 아날로그 신호를 시간 샘플 데이터로 변환하여 출력한다. 직/병렬 변환기(303, 304)는 상기 RF처리기(301, 302)로부터 제공되는 직렬 데이터를 FFT연산기(305, 306)의 입력을 위해 병렬데이터로 변환하여 출력한다.First, the RF processors 301 and 302 convert a received high frequency band signal into a baseband, and convert the baseband analog signal into time sample data and output it. The serial / parallel converters 303 and 304 convert and output the serial data provided from the RF processors 301 and 302 into parallel data for input of the FFT operators 305 and 306.

FFT연산기(305, 306)는 상기 직/병렬 변환기(303, 304)로부터 제공되는 병렬 데이터를 고속 푸리에 변환(FFT : Fast Fourier Transform)하여 주파수 영역의 데이터로 변환한다. 파일럿 추출기(307, 308)는 상기 FFT연산기(305, 306)에서 푸리에 변환된 신호를 제공받아 상기 수신신호의 파일럿을 추출한다.The FFT operators 305 and 306 convert the parallel data provided from the serial / parallel converters 303 and 304 into data in the frequency domain by performing Fast Fourier Transform (FFT). The pilot extractors 307 and 308 receive Fourier transformed signals from the FFT operators 305 and 306 to extract pilots of the received signals.

채널 추정기(309, 310)는 수신신호의 왜곡을 보상하기 위해 상기 파일럿 추출기(307, 308)에서 추출된 상기 수신신호의 파일럿을 이용하여 상기 수신신호의 채널을 추정한다. 예를 들어, 상기 채널 추정은 MMSE(Minimum Mean Squared Error), PADD(Pilot Aided Decision Diercted)알고리즘을 이용한다. The channel estimators 309 and 310 estimate the channel of the received signal by using the pilot of the received signal extracted by the pilot extractors 307 and 308 to compensate for the distortion of the received signal. For example, the channel estimation uses a minimum mean squared error (MMSE) and pilot aided decision diercted (PADD) algorithm.

활성 안테나 확인기(311)는 기지국의 활성 안테나 수를 확인하기 위해 상기 채널 추정기들(309, 310)로부터 제공되는 수신신호의 신호대 간섭 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)값을 미리 정해진 기준값과 비교하여 활성 안테나를 확인한다. 즉, 각 안테 나를 통해 송신된 신호들의 SINR 또는 CINR 값이 상기 기준값보다 크면 상기 신호를 송신한 안테나가 활성화된 것으로 인식한다. 여기서, 상기 기지국들의 다중 안테나에서 송신되는 신호의 구분은, 각 신호에 포함된 안테나 식별자 또는 다중 안테나의 다이버시티를 이용한 간단한 연산을 통해 구분할 수 있다.The active antenna checker 311 is a signal to interference and noise ratio (CNR) or carrier to interference of the received signal provided from the channel estimators 309 and 310 to determine the number of active antennas of the base station. The active antenna is identified by comparing the noise ratio) with a predetermined reference value. That is, when the SINR or CINR value of the signals transmitted through each antenna is larger than the reference value, the antenna transmitting the signal is recognized as activated. Here, the classification of signals transmitted from the multiple antennas of the base stations can be distinguished through a simple operation using the antenna identifier included in each signal or the diversity of the multiple antennas.

핸드오프 결정기(313)는 상기 활성 안테나 확인기(311)로부터 각 기지국의 활성 안테나 수를 제공받아, 현재 통신을 수행하고 있는 기지국(예 : 기지국 1(201))의 활성 안테나 수보다 많은 활성 안테나 수를 갖는 기지국(예 : 기지국 2(203))이 존재할 경우, 상기 활성 안테나 수가 많은 기지국으로 핸드오프를 결정한다.The handoff determiner 313 receives the number of active antennas of each base station from the active antenna checker 311, so that the number of active antennas is greater than the number of active antennas of the base station (for example, base station 1 201) currently performing communication. If there is a base station having a number (for example, base station 2 203), a handoff is determined to a base station having a large number of active antennas.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 도 2의 기지국 1(201)과 통신 중인 이동통신단말기(205)가 기지국 2(203)로 핸드오프를 수행하는 것으로 가정하여 설명한다. 또한, 상기 단말의 핸드오프를 결정하는데 사용되는 활성 안테나의 개수, 수신 SINR, 다중 안테나의 이득 및 상기 단말의 이동성 등의 기준값 중 활성 안테나 수를 이용하여 핸드오프를 수행하는 것으로 가정한다.4 illustrates a procedure for performing handoff in a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention. In the following description, it is assumed that the mobile communication terminal 205 communicating with the base station 1 201 of FIG. 2 performs a handoff to the base station 2 203. In addition, it is assumed that handoff is performed using the number of active antennas among reference values such as the number of active antennas used to determine the handoff of the terminal, the received SINR, the gain of the multiple antennas, and the mobility of the terminal.

상기 도 4를 참조하면, 먼저 단말은 401단계에서 상기 기지국 1(201)과 통신 수행 중, 상기 기지국 2(203)로부터 파일럿 신호가 수신되는지 확인한다. 만일, 상기 기지국 2(203)로부터 파일럿 신호가 수신되면, 상기 단말은 403단계로 진행하여 상기 기지국 1(201)과 기지국 2(203)의 활성 안테나 수를 확인한다. 여기서, 상기 활성 안테나 수는 상기 각 기지국(기지국 1(201), 기지국 2(203))으로부터 수신되 는 신호의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)이 미리 설정된 기준값 이상이면, 상기 수신신호를 전송한 안테나가 활성 안테나로 인식한다.Referring to FIG. 4, the terminal first checks whether a pilot signal is received from the base station 2 203 while performing communication with the base station 1 201 in step 401. If the pilot signal is received from the base station 2 203, the terminal proceeds to step 403 to check the number of active antennas of the base station 1 201 and the base station 2 203. Here, the number of active antennas is previously determined by a Signal to Interference and Noise Ratio (SINR) or a Carrier to Interference and Noise Ratio (CINR) of a signal received from each of the base stations (base station 1 201 and base station 2 203). If it is equal to or greater than the set reference value, the antenna that has transmitted the received signal is recognized as an active antenna.

이후, 상기 단말은 405단계로 진행하여 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수(TA)와 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수(TB)를 비교한다. 만일, 상기 TA가 TB보다 크거나 같으면(TA ≥ TB), 즉, 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수보다 많거나 같으면, 상기 단말은 상기 기지국 1(201)과의 통신을 유지한다.In step 405, the terminal compares the number of active antennas T A of the base station 1 201 with the number of active antennas T B of the base station 2 203. If the T A is greater than or equal to T B (T A ≥ T B ), that is, the number of active antennas of the base station 1 201 is greater than or equal to the number of active antennas of the base station 2 203, the terminal is Maintains communication with the base station 1 201.

만일, 상기 TA가 TB보다 작으면(TA < TB), 즉, 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수보다 적으면, 상기 단말은 407단계로 진행하여 상기 기지국 2(203)로 핸드오프를 수행한다. 여기서, 상기 단말은 핸드오프를 곧바로 수행하는 것이 아니라, 일정시간 동안 상기 두 기지국의 상태 변화를 주시한 후, 핸드오프를 수행한다. 즉, 일정시간 동안 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 변동이 없거나, 더 줄어들 경우 핸드오프를 수행한다. If T A is smaller than T B (T A <T B ), that is, if the number of active antennas of the base station 1 201 is less than the number of active antennas of the base station 2 203, the terminal proceeds to step 407. Proceed to the handoff to the base station 2 (203). In this case, the terminal does not immediately perform the handoff, but observes the state change of the two base stations for a predetermined time, and then performs the handoff. That is, if there is no variation or decrease in the number of active antennas of the base station 1 201 for a predetermined time, the handoff is performed.

이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal terminates the present algorithm.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 다중 안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 절차를 도시하고 있다. 이하 설명에서 상기 도 2의 기지국 1(201)과 통신 중인 이동통신단말기(205)가 기지국 2(203)로 핸드오프를 수행하는 것으로 가 정하여 설명한다. 또한, 상기 단말의 핸드오프를 결정하는데 사용되는 활성 안테나의 개수, 수신 SINR, 다중 안테나의 이득 및 상기 단말의 이동성 등의 기준값 중 활성 안테나 수 및 단말의 이동성을 고려하여 핸드오프를 수행하는 것으로 가정한다.5 illustrates a procedure for performing handoff in a multi-antenna system according to another embodiment of the present invention. In the following description, it is assumed that the mobile communication terminal 205 communicating with the base station 1 201 of FIG. 2 performs a handoff to the base station 2 203. In addition, it is assumed that the handoff is performed in consideration of the number of active antennas and the mobility of the terminal among reference values such as the number of active antennas used to determine the handoff of the terminal, the received SINR, the gain of the multiple antennas, and the mobility of the terminal. do.

상기 도 5를 참조하면, 먼저 단말은 501단계에서 상기 기지국 1(201)과 통신 수행 중, 상기 기지국 2(203)로부터 파일럿 신호가 수신되는지 확인한다. 만일, 상기 기지국 2(203)로부터 파일럿 신호가 수신되면, 상기 단말은 503단계로 진행하여 상기 기지국 1(201)과 기지국 2(203)의 활성 안테나 수를 확인한다. 여기서, 상기 활성 안테나 수는 상기 각 기지국(기지국 1(201), 기지국 2(203))으로부터 수신되는 신호의 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)이 미리 설정된 기준값 이상이면, 상기 수신신호를 전송한 안테나를 활성 안테나로 인식한다.Referring to FIG. 5, the terminal first checks whether a pilot signal is received from the base station 2 203 while performing communication with the base station 1 201 in step 501. If the pilot signal is received from the base station 2 203, the terminal proceeds to step 503 to check the number of active antennas of the base station 1 201 and the base station 2 203. Here, the number of active antennas is a signal to interference and noise ratio (SINR) or a carrier to interference and noise ratio (CINR) of a signal received from each base station (base station 1 (201), base station 2 (203)) is set in advance If the reference value or more, the antenna transmitting the received signal is recognized as an active antenna.

이후, 상기 단말은 505단계로 진행하여, 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수(TA)와 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수(TB)를 비교한다. 만일, 상기 TA가 TB보다 크거나 같으면(TA ≥ TB), 즉, 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수보다 많거나 같으면, 상기 단말은 상기 기지국 1(201)과의 통신을 유지한다.In step 505, the terminal compares the number of active antennas T A of the base station 1 201 with the number of active antennas T B of the base station 2 203. If the T A is greater than or equal to T B (T A ≥ T B ), that is, the number of active antennas of the base station 1 201 is greater than or equal to the number of active antennas of the base station 2 203, the terminal is Maintains communication with the base station 1 201.

만일, 상기 TA가 TB보다 작으면(TA < TB), 즉, 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 상기 기지국 2(203)의 활성 안테나 수보다 적으면, 상기 단말은 507단계 로 진행하여 상기 단말의 이동방향과 상기 기지국 2(203)의 위치를 확인한다. 여기서, 상기 단말의 이동 방향은 GPS(Global Positioning System)를 이용하여 확인한다.If T A is smaller than T B (T A <T B ), that is, if the number of active antennas of the base station 1 201 is less than the number of active antennas of the base station 2 203, the terminal proceeds to step 507. Proceed to check the moving direction of the terminal and the location of the base station 2 (203). Here, the movement direction of the terminal is checked using a global positioning system (GPS).

이후, 상기 단말은 509단계로 진행하여 상기 단말의 진행 방향과 상기 기지국 2(203)의 위치가 일치하는지 확인한다. 즉, 상기 단말이 상기 기지국 2(203)의 셀 영역으로 이동하는지 확인한다. 상기 단말의 진행 방향과 상기 기지국 2(203)의 위치가 일치하지 않으면, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.Thereafter, the terminal proceeds to step 509 and checks whether the direction of the terminal coincides with the location of the base station 2 203. That is, it is checked whether the terminal moves to the cell area of the base station 2 (203). If the advancing direction of the terminal and the position of the base station 2 (203) does not match, the terminal terminates the present algorithm.

만일, 상기 단말의 이동 방향과 상기 기지국 2(203)의 위치가 일치하면, 상기 단말은 511단계로 진행하여 상기 기지국 2(203)로 핸드오프를 수행한다. 여기서, 상기 단말은 핸드오프를 곧바로 수행하는 것이 아니라, 일정시간 동안 상기 두 기지국의 상태 변화를 주시한 후, 핸드오프를 수행한다. 즉, 일정시간 동안 상기 기지국 1(201)의 활성 안테나 수가 변동이 없거나, 더 작아질 경우, 또한, 상기 단말의 방향변화에 따라 핸드오프를 수행한다. 이후, 상기 단말은 본 알고리즘을 종료한다.If the moving direction of the terminal and the position of the base station 2 (203) is the same, the terminal proceeds to step 511 and performs a handoff to the base station 2 (203). In this case, the terminal does not immediately perform the handoff, but observes the state change of the two base stations for a predetermined time, and then performs the handoff. That is, if the number of active antennas of the base station 1 201 is not changed or becomes smaller for a predetermined time, the handoff is also performed according to the change of direction of the terminal. Thereafter, the terminal terminates the present algorithm.

상술한 핸드오프 과정은, 두 개의 기지국(기지국 1, 기지국 2)사이에서 핸드오프를 수행하는 것을 예를 들어 설명하였다. 만일, 다수의 인접 기지국으로부터 신호가 수신될 경우, 각 기지국의 활성 안테나 수, SINR, 이동성을 고려하여 핸드오프를 수행할 기지국의 선택한다. The above-described handoff procedure has been described by taking a handoff between two base stations (base station 1 and base station 2). If signals are received from a plurality of neighboring base stations, the base station for handoff is selected in consideration of the number of active antennas, SINR, and mobility of each base station.

먼저, 상기 활성 안테나 수를 이용하는 방법은, 여러 기지국의 다중 안테나 에서 전송되는 신호를 감지한 후, 가장 많은 활성 안테나가 감지되는 기지국을 선택하여 현재 통신 중인 기지국의 활성 안테나 수와 상기 선택된 기지국의 활성 안테나 수를 비교하여 핸드오프를 결정한다.First, the method using the number of active antennas, after detecting a signal transmitted from multiple antennas of several base stations, and then selects the base station that the most active antenna is detected by the number of active antennas of the base station currently communicating and the active of the selected base station The handoff is determined by comparing the number of antennas.

다음으로, 수신신호의 SINR을 이용하는 방법은, 여러 기지국에서 전송되는 신호를 비교하여 다중 안테나를 이용하여 최상의 SINR 값을 얻을 수 있는 기지국을 선택한다. 이후, 현재 통신 중인 기지국으로부터 수신되는 신호의 SINR 값과 상기 선택된 기지국의 SINR 값을 비교하여 핸드오프를 결정한다.Next, in the method using the SINR of the received signal, a base station that can obtain the best SINR value by using multiple antennas by comparing signals transmitted from several base stations is selected. Thereafter, the SINR value of the signal received from the base station currently communicating with the SINR value of the selected base station is compared to determine the handoff.

마지막으로 상기 단말의 이동성을 이용하는 방법은, 여러 기지국의 활성 안테나 수가 가장 많거나, 수신신호의 SINR이 가장 좋은 기지국을 선택한 후, 상기 단말의 이동 방향과 상기 선택된 기지국의 위치를 확인하여, 상기 단말의 이동방향과 상기 선택된 기지국의 위치가 일치하는 기지국을 선택한다. 즉, 상기 활성 안테나 수가 많거나, 수신 SINR이 좋아도 상기 기지국이 상기 단말의 이동방향과 반대 방향에 존재하는 경우가 발생할 수 있기 때문에 보다 정확한 핸드오프를 수행하기 위해 상기 단말의 이동성을 고려한다.Finally, the method using the mobility of the terminal, after selecting the base station with the highest number of active antennas of the various base stations or the best SINR of the received signal, and confirms the movement direction of the terminal and the position of the selected base station, the terminal The base station selects a base station in which the moving direction of and the position of the selected base station match. That is, even if the number of active antennas is high or the reception SINR is good, the base station may exist in a direction opposite to the moving direction of the terminal, so that mobility of the terminal is considered to perform a more accurate handoff.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

상술한 바와 같이, 다중 안테나를 사용하는 무선 통신시스템에서 활성 안테나 수 및 단말의 이동성을 고려하여 핸드오프를 수행하므로, 단일 안테나 시스템보다 효율적이고 정확한 핸드오프를 수행할 수 있다.As described above, since the handoff is performed in consideration of the number of active antennas and the mobility of the UE in a wireless communication system using multiple antennas, it is possible to perform a more efficient and accurate handoff than a single antenna system.

Claims (13)

다중안테나 시스템에서 핸드오프를 수행하기 위한 장치에 있어서,An apparatus for performing handoff in a multiple antenna system, the apparatus comprising: 수신신호의 채널을 추정하고 상기 수신신호의 상태 정보를 확인하는 채널 추정기와,A channel estimator for estimating a channel of a received signal and confirming state information of the received signal; 상기 채널 추정기에서 확인된 상기 수신신호의 상태 정보를 이용하여 기지국들의 활성 안테나 수를 확인하는 활성 안테나 확인부와,An active antenna checking unit for checking the number of active antennas of base stations using the state information of the received signal confirmed by the channel estimator; 상기 확인된 기지국들의 활성 안테나 수를 이용하여 핸드오프를 결정하는 핸드오프 결정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.And a handoff determiner for determining a handoff using the identified number of active antennas of the base stations. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신신호의 상태정보는, 상기 수신신호의 신호대 간섭 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio) 또는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)인 것을 특징으로 하는 장치.And the state information of the received signal is a signal to interference and noise ratio or a carrier to interference and noise ratio of the received signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 활성 안테나 확인부는,The active antenna checking unit, 상기 수신신호의 상태정보를 미리 설정된 기준값과 비교하여 상기 기준값보 다 크면 활성 안테나로 인식하는 것을 특징으로 하는 장치.And comparing the state information of the received signal with a preset reference value and recognizing it as an active antenna if it is larger than the reference value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 핸드오프 결정기는,The handoff determiner, 현재 통신 중인 기지국의 활성 안테나 수와 핸드오프를 수행할 기지국의 활성 안테나 수를 비교하여 상기 핸드오프를 수행할 기지국의 활성 안테나 수가 많을 경우 핸드오프 수행을 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.And comparing the number of active antennas of the base station to be handed off with the number of active antennas of the base station to be handed off, and determining the handoff when the number of active antennas of the base station to be handed off is large. 다중 안테나 시스템의 단말에서 핸드오프를 수행하기 위한 방법에 있어서,A method for performing handoff at a terminal of a multi-antenna system, 제 1 기지국과 통신 중, 적어도 하나의 인접 기지국의 신호가 수신되는지 확인하는 과정과,Checking whether a signal from at least one neighboring base station is received during communication with the first base station; 적어도 하나의 인접 기지국의 신호가 수신되는 경우, 신호를 수신한 적어도 하나의 인접 기지국의 활성 안테나 수와 신호대 간섭 잡음비 중 어느 하나를 이용하여 상기 신호를 수신 한 적어도 하나의 인접 기지국 중 어느 하나의 제 2 기지국을 선택하는 과정과,When a signal of at least one neighboring base station is received, a signal of at least one neighboring base station receiving the signal using any one of the number of active antennas and the signal-to-interference noise ratio of the at least one neighboring base station receiving the signal. 2 selecting a base station, 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 활성 안테나 수와 신호대 간섭 잡음비 중 어느 하나를 비교하는 과정과,Comparing any one of the number of active antennas and a signal-to-interference noise ratio of the first base station and the second base station; 상기 제 2 기지국의 활성 안테나 수가 상기 제 1 기지국의 활성 안테나 수보다 많거나, 상기 제 2 기지국의 신호대 간섭 잡음비가 상기 제 1 기지국의 신호대 간섭 잡음비보다 큰 경우, 상기 제 2 기지국으로 핸드오프를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.When the number of active antennas of the second base station is greater than the number of active antennas of the first base station or the signal-to-interference noise ratio of the second base station is larger than the signal-to-interference noise ratio of the first base station, handoff is performed to the second base station. Method comprising the step of doing. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 기지국을 선택하는 과정은,The step of selecting the second base station, 상기 신호를 수신한 각 인접 기지국의 수신신호를 이용하여 각 인접 기지국의 활성 안테나 수를 확인하는 과정과,Confirming the number of active antennas of each neighboring base station by using the received signal of each neighboring base station receiving the signal; 상기 신호를 수신한 적어도 하나의 인접 기지국 중 활성 안테나 수가 가장 많은 인접 기지국을 제 2 기지국으로 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And selecting a neighbor base station having the largest number of active antennas among the at least one neighbor base station receiving the signal as a second base station. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 각 인접 기지국의 활성 안테나의 수의 확인은,Confirmation of the number of active antennas of each neighboring base station, 상기 각 인접 기지국의 수신신호의 상태 정보를 확인하는 과정과,Checking the state information of the received signal of each neighboring base station; 상기 각 인접 기지국의 수신신호의 상태정보를 미리 설정된 기준 값과 비교하는 과정과,Comparing the state information of the received signal of each neighboring base station with a preset reference value; 상기 각 인접 기지국의 수신신호 중 상태 정보가 기준 값보다 큰 수신신호를 전송한 상기 각 인접 기지국의 안테나가 활성 안테나인 것으로 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And confirming that an antenna of each neighboring base station transmitting a received signal whose state information is greater than a reference value among the received signals of the neighboring base stations is an active antenna. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 기지국을 선택하는 과정은,The step of selecting the second base station, 상기 신호를 수신한 각 인접 기지국의 수신신호를 이용하여 각 인접 기지국의 신호대 간섭 잡음비를 확인하는 과정과,Checking a signal-to-interference noise ratio of each neighboring base station by using the received signal of each neighboring base station receiving the signal; 상기 신호를 수신한 적어도 하나의 인접 기지국 중 신호대 간섭 잡음비가 가장 좋은 기지국을 제 2 기지국으로 선택하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And selecting a base station having the best signal-to-interference noise ratio among the at least one adjacent base station receiving the signal as a second base station. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 활성 안테나 수와 신호대 간섭 잡음비 중 어느 하나를 비교하는 과정은,Comparing any one of the number of active antennas and the signal-to-interference noise ratio of the first base station and the second base station, 상기 제 1 기지국의 활성 안테나 수 또는 신호대 간섭 잡음비를 확인하는 과정과,Checking the number of active antennas or a signal-to-interference noise ratio of the first base station; 상기 제 1 기지국과 상기 제 2 기지국의 활성 안테나 수와 신호대 간섭 잡음비 중 어느 하나를 비교하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And comparing any one of the number of active antennas and a signal-to-interference noise ratio of the first base station and the second base station. 제 9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 제 1 기지국의 활성 안테나 수 또는 신호대 간섭 잡음비를 확인하는 과정은,Determining the number of active antennas or the signal-to-interference noise ratio of the first base station, 상기 제 1 기지국의 활성 안테나 수를 확인하는 경우, 상기 제 1 기지국의 수신신호의 상태정보를 확인하는 과정과,When checking the number of active antennas of the first base station, checking the state information of the received signal of the first base station; 상기 제 1 기지국의 수신신호의 상태정보를 미리 설정된 기준 값과 비교하는 과정과,Comparing the state information of the received signal of the first base station with a preset reference value; 상기 제 1 기지국의 수신 신호 중 상태정보가 상기 기준 값보다 큰 수신신호를 전송한 상기 제 1 기지국의 안테나가 활성 안테나인 것으로 확인하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And confirming that the antenna of the first base station which has transmitted the received signal whose status information is greater than the reference value among the received signals of the first base station is an active antenna. 제 10항에 있어서,The method of claim 10, 상기 수신신호의 상태 정보는, 신호대 간섭 잡음비 또는 CINR(Carrier to Interference and Noise Ratio)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.The state information of the received signal includes a signal to interference noise ratio or CINR (Carrier to Interference and Noise Ratio). 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제 2 기지국을 선택한 후, 상기 단말의 이동방향을 확인하는 과정과,Checking the moving direction of the terminal after selecting the second base station; 상기 단말의 이동방향과 상기 제 2 기지국의 위치가 일치하는 경우, 상기 제 2 기지국으로 핸드오프를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.If the movement direction of the terminal and the position of the second base station is the same, further comprising the step of performing a handoff to the second base station. 제 12항에 있어서,The method of claim 12, 상기 단말의 이동방향은, 위성항법장치(Global Positioning System)를 이용하여 확인하는 것을 특징으로 하는 방법.The moving direction of the terminal, characterized in that for confirming by using a global positioning system (Global Positioning System).
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US6381458B1 (en) 1998-05-15 2002-04-30 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and system for soft handoff control based on access network capacity

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