KR101085604B1 - 이동 통신 시스템에서 핸드오버 수행을 위한 시스템 및방법 - Google Patents

이동 통신 시스템에서 핸드오버 수행을 위한 시스템 및방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서, 이동국이 다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하고, 상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보를 복호화하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값들을 계산하고, 상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하고, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청한다.
핸드오버, 기준 신호, 셀 상태 정보, 코드 분할 다중 접속

Description

이동 통신 시스템에서 핸드오버 수행을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PERFORMING HANDOVER IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래의 이동국의 핸드오버 수행과 관련한 이동 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 종래의 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 과정을 도시한 흐름도
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 요구 과정을 도시한 흐름도
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 요구 과정을 도시한 흐름도
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 이동국의 장치 구조를 도시한 블록도
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동국의 조합 연산기를 상세하게 도시한 블록도
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동국의 조합 연산기를 상세하게 도시한 블록도
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동국(mobile station)이 수행하는 핸드오버 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 셀룰라 구조를 가지는 이동 통신 시스템에서 기지국(base station)은 하나의 셀(cell)을 관할하며, 상기 셀에 위치한 이동국들에 서비스를 제공한다. 여기서, 상기 셀은 다수의 섹터(sector)들로 구분할 수도 있다. 상기 이동국은 현재 서비스를 제공받고 있는 셀에서 인접한 다른 셀로 이동할 수 있다. 이 때 상기 이동국은 현재 셀의 기지국, 즉 서빙(serving) 기지국에서 다른 셀의 기지국, 즉 타겟(target) 기지국과 호(call)를 설정한다. 이를 핸드오버라 하며, 이동 통신 시스템에서 상기 핸드오버는 상기 이동국의 통화 품질 유지 및 서비스 제공과 관련하여 매우 중요하게 고려해야 한다.
그러면, 도 1을 참조하여 종래의 이동국의 핸드오버와 관련한 이동 통신 시스템 구조에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 종래의 이동국의 핸드오버 수행과 관련한 이동 통신 시스템 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 도 1을 참조하면, 먼저 상기 이동 통신 시스템은 적어도 하나의 셀로 이루어진 다중 셀 구조를 가진다. 즉, 셀(100)과 셀(150)을 가지며, 상기 셀(100)을 관장하는 기지국(110)과, 상기 셀(150)을 관장하는 기지국(140)이 존재한다. 상기 기지국들(100, 150)은 다수의 이동국들(111, 113, 130, 151, 153)에 서비스를 제공한다. 상기 기지국과 이동국들간의 신호 송수신은 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 방식 또는 직교 주파수 분할 다중 방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 또는 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하여 이루어질 수 있다.
여기서, 상기 이동국들(111, 113, 130, 151, 153) 중 이동국(130)은 상기 셀(100)과 셀(150)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재한다. 따라서, 상기 이동국(130)은 미리 결정된 핸드오버 조건을 만족함에 따라 어느 하나의 셀로 핸드오버를 수행할 수 있다.
그러면, 도 2를 참조하여 종래의 이동국이 수행하는 핸드오버 과정을 설명하기로 한다.
도 2는 종래의 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 2를 참조하면, 먼저 202단계에서 상기 이동국은 인접 기지국들로부터 송신되는 파일럿(pilot) 신호들을 수신하고 204단계로 진행한다. 상기 204단계에서 상기 이동국은 상기 인접 기지국들로부터 수신한 파일럿 신호들의 세기를 측정하고 206단계로 진행한다. 상기 206단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 각 인접 기지국들의 파일럿 신호 세기가 미리 설정된 기준값 이상인 경우 208단계로 진행하고, 기준값 미만인 경우 202단계 이후를 다시 수행한다.
상기 208단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 파일럿 신호 세기와, 해당 기지국의 구별을 위한 의사 잡음 오프셋(Pseudo Noise Offset)을 포함한 메시지를 상기 서빙 기지국으로 송신한다. 이후, 상기 서빙 기지국은 상기 메시지를 수신하고, 소정의 핸드오버 조건을 만족하는 타겟 기지국을 결정하여 상기 이동국에 핸드오버를 요구한다.
상술한 바와 같이, 종래의 핸드오버 과정에서, 이동국은 인접 기지국들로부터 수신되는 파일럿 신호 세기를 측정하고, 미리 설정된 기준값 이상을 가지는 인접 기지국 정보와, 상기 인접 기지국의 파일럿 신호 세기를 메시지에 포함하여 서빙 기지국으로 송신한다. 상기 서빙 기지국은 상기 이동국으로부터 수신한 메시지를 참조하여 상기 이동국이 핸드오버할 타겟 기지국을 결정하고, 상기 결정된 정보를 상기 이동국으로 통보함으로써 상기 이동국의 핸드오버를 요구한다. 상기 이동국은 상기 서빙 기지국의 핸드오버 요구에 따라 상기 타겟 기지국으로 핸드오버를 수행한다.
그러나, 상기 이동국이 핸드오버한 타겟 기지국의 파일럿 신호 세기가 다른 기지국들의 파일럿 신호 세기보다 크다고 할지라도, 상기 이동국은 상기 타겟 기지국으로부터 만족할 만할 서비스를 제공받지 못할 수도 있다. 다시 말하자면, 상기 타겟 기지국은 셀 로드량이 많은 경우 상기 핸드오버한 이동국에 할당할 채널 수가 부족하게 된다. 이 경우, 상기 이동국은 핸드오버하기 전의 기지국으로부터 할당받을 채널 용량이 더 많을 수도 있음에도 불구하고, 오직 파일럿 신호 세기만을 고려한 핸드오버 수행으로 인해 할당받는 채널 용량은 감소하게 된다는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 이동국이 핸드오버를 결정 및 요구하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이동 통신 시스템에서 이동국은 기준 신호 세기와 셀 상태 정보를 고려하여 핸드오버를 결정 및 요구하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1방법은; 이동 통신 시스템에서, 이동국이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 과정과, 상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하는 과정과, 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보를 복호화하는 과정과, 상기 다수의 기지국들 각각의 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값들을 계산하는 과정과, 상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정과, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2방법은; 이동 통신 시스템에서, 이동국이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서, 다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 과정과, 상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하는 과정과, 상기 기준 신호들 중 기준 신호 세기가 제2기준값 이상인 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호화하는 과정과, 상기 제2기준값 이상인 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값을 계산하는 과정과, 상기 계산한 조합값이 제1기준값 이상인 경우, 상기 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정과, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제1시스템은; 이동 통신 시스템에서, 핸드오버를 수행하는 시스템에 있어서, 이동국과, 다수의 기지국들을 포함하며, 상기 이동국은 상기 다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하고, 상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보를 복호화하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값들을 계산하고, 상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하고, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청함을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제2시스템은; 이동 통신 시스템에서, 핸드오버를 수행하는 시스템에 있어서, 이동국과, 다수의 기지국들을 포함하며, 상기 이동국은 상기 다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하고, 상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하고, 상기 기준 신호들 중 기준 신호 세기가 제2기준값 이상인 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호화하고, 상기 제2기준값 이상인 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값을 계산하고, 상기 계산한 조합값이 제1기준값 이상인 경우, 상기 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하고, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동국(mobile station)이 기지국들이 송신하는 기준 신호(reference signal)를 수신하면, 상기 기준 신호의 세기를 측정하고, 상기 기준 신호에 포함된 기지국의 셀 상태 정보를 복호하고, 상기 기준 세기와 셀 상태 정보 조합을 고려하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 서빙 기지국으로 핸드오버를 요구하는 방안을 제안한다.
여기서, 상기 기준 신호는 기지국이 송신하는 프리앰블(preamble) 또는 파일럿(pilot) 신호와 같이 이동국의 동기 획득 및 채널 추정에 사용되는 신호를 의미한다. 상기 채널 추정을 위해 사용되는 신호(즉, 프리앰블 신호 또는 파일럿 신호) 들은 상기 채널 추정 뿐만이 아니라 초기 무선 접속 및 핸드오버시에 최적의 수신 성능을 제공하는 기지국을 인식하기 위해 필요한 셀 사이트(cell-site) 검색 또는 프레임 동기 오차를 줄이기 위해 사용되기도 한다. 한편, 상기 프리앰블 신호는 전송하고자 하는 실제 데이터보다 앞서 전송되므로 프리앰블 신호라 칭하며, 실제 전송하고자 하는 데이터 심볼들 사이에 삽입하여 전송하는 미드앰블(Mid-amble) 신호로 구현할 수도 있다. 이 때, 미드앰블 신호는 파일럿 신호라 칭하기도 한다. 따라서, 후술하는 기준 신호는 프리앰블 신호 또는 파일럿 신호 개념을 모두 포함하며, 파일럿 신호 세기는 프리앰블 신호 세기와 동일한 의미로 사용하기로 한다.
그리고, 상기 셀 상태 정보는 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, 이하 'CDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 이동국들에 할당 가능한 채널의 송신 전력 비를, 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, 이하 'OFDMA'라 칭하기로 한다) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 해당 기지국이 이동국들에 할당 가능한 서브 채널 수를 의미한다. CDMA 및 OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서 상기 셀 상태 정보는 상기 기준 신호에 포함되어 이동국들로 송신된다. 또한, 상기 셀 상태 정보는 기준 신호에 포함되지 않고 기지국이 방송 메시지 형태로 이동국들로 송신할 수도 있다. 이후에서는 상기 셀 상태 정보가 기준 신호에 포함되어 이동국들로 송신되는 것으로 가정하며, 바람직한 실시예들로 CDMA 방식과 OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템들로 구분하여 이동국이 결정 및 요구하는 핸드오버에 대해 설명하기로 한다.
1. CDMA 이동 통신 시스템에서 핸드오버
먼저, 이동국은 할당된 채널의 신호 전력 대 잡음 전력비, 즉 채널 용량을 하기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112005020047428-pat00001
상기 수학식 1에서, C는 이동국이 해당 기지국으로부터의 사용할 수 있는 채널 용량을 의미하며, Ec는 칩 전력을 의미하며, Ior은 이동국이 해당 기지국으로부터 수신한 전체 전력을 의미한다. 따라서,
Figure 112005020047428-pat00002
는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력 비를 의미한다. 또한,
Figure 112005020047428-pat00003
는 상기 이동국이 통신 수행 중인 해당 기지국을 제외한 시스템의 모든 기지국들로부터 수신하는 전체 전력을 의미한다. 따라서,
Figure 112005020047428-pat00004
는 이동국이 수신하는 모든 기지국들의 수신 전력 대비 잡음 전력을 의미한다.
한편, 이동국이 수신하는 순방향 파일럿 채널의 전력 대 잡음 전력비, 즉 기준 신호 세기는 하기 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. 여기서, 상기 기준 신호를 파일럿 신호라 칭하기라 한다.
Figure 112005020047428-pat00005
상기 수학식 2에서,
Figure 112005020047428-pat00006
는 해당 기지국 전체 송신 전력 중 파일럿 신호 송신 전력의 비를 의미한다. 상기 수학식 2를 상기 수학식 1에 대입하여 상기 수학식 1을 다시 정리하면 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112005020047428-pat00007
상술한 바와 같이, 본 발명에서 이동국은 각 기지국들로부터 수신하는 기준 신호의 세기와, 셀 상태 정보를 고려하여 핸드오버할 타겟 기지국을 선정할 수 있다. 따라서, 상기 수학식 3에서
Figure 112005020047428-pat00008
는 이동국이 이미 알고 있는 값이므로, 상기 수학식 3이 최대값을 가지기 위해서는 파일럿 신호 세기와,
Figure 112005020047428-pat00009
의 조합이 최대가 되어야 한다. 이러한 조합이 최대가 되기 위한 함수를 하기 수학식 4에 나타내었다.
Figure 112005020047428-pat00010
상기 수학식 4는 파일럿 신호 세기, 즉 기준 신호 세기와 해당 기지국의 셀 상태 정보의 조합을 나타낸 함수로, 상기 함수가 최대값을 가지는 기지국이 상기 이동국이 핸드오버 하기로 결정할 수 있는 타겟 기지국이 된다.
즉, 이동국은 다수의 기지국들로부터 기준 신호들 및 각 셀의 상태 정보를 수신하면, 상기 수학식 4를 이용해 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보 조합이 최대값을 가지는 기지국을 결정한다. 상기 선택된 기지국의 조합값(C')이 미리 설정한 제1 기준값 이상인 경우 상기 이동국은 현재 서빙 기지국으로 상기 선택된 기지국으로 핸드오버함을 알린다. 한편, 상기 이동국은 상기 수학식 4를 이용한 조합값을 계산하기 전에 기준 신호를 수신하고, 상기 기준 신호 세기가 미리 설정한 제2 기준값 이상인 경우에만 셀 상태 정보를 복호하고, 상기 계산한 기준 신호 세기와 셀 상태 정보를 고려한 조합값을 계산하는 방안을 고려할 수도 있다.
2. OFDMA 이동 통신 시스템에서 핸드오버
OFDMA 이동 통신 시스템에서 기지국은 서브 캐리어(sub-carrier) 또는 서브 채널(sub-channel) 단위로 이동국들에 채널을 할당한다. 여기서, 상기 서브 채널은 적어도 하나의 서브 캐리어로 이루어진다.
OFDMA 이동 통신 시스템에서는 상기 수학식 1 내지 3을 하기 수학식 5 내지 7과 같이 변형하여 나타낼 수 있다.
Figure 112005020047428-pat00011
Figure 112005020047428-pat00012
Figure 112005020047428-pat00013
상기 수학식 5 내지 7에서, Nsch는 기지국이 이동국들에 할당 가능한 서브 채널 수를 의미하며, B1은 프리앰블 신호의 부스팅(boosting) 상수를 의미하며, B2는 서브 채널당 트래픽 전력 상수를 의미한다.
OFDMA 이동 통신 시스템에서 프리앰블 신호는 전 대역 신호이며, 기지국은 이동국의 동기 획득 향상을 위해 데이터 전력보다 B1배 만큼 부스팅하여 송신한다. 또한, OFDMA 이동 통신 시스템에서 이동국이 사용할 수 있는 채널 용량은 서브 채널 함수로 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 수학식 4에 나타낸 바와 유사하게 본 발명에 따른 OFDMA 이동 통신 시스템에서도 파일럿 신호 세기와 셀 상태 정보 조합이 최대값을 가지는 기지국을 상기 이동국이 핸드오버할 수 있는 타겟 기지국으로 결정할 수 있다. 여기서, OFDMA 이동 통신 시스템에서 상기 셀 상태 정보는 상술한 바와 같이 이동국들에 할당 가능한 여분의 서브 채널 수를 의미한다. 하기 수학식 8에 OFDMA 이동 통신 시스템에서 파일럿 신호 세기와 할당 가능한 서브 채널 수의 조합을 고려한 함수를 나타내었다.
Figure 112005020047428-pat00014
상술한 바와 같이, CDMA 이동 통신 시스템에서 이동국은 기지국들로부터 수신하는 기준 신호들의 세기를 측정하고, 상기 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호한다. 여기서, 상기 셀 상태 정보는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력 비를 의미하며, 상기 이동국은 상기 기준 신호 세기와 셀 상태 정보 조합이 최대값을 가지는 기지국을 선정하여 서빙 기지국으로 핸드오버 요구한다.
한편, OFDMA 이동 통신 시스템에서 이동국은 기지국들로부터 수신하는 기준 신호들의 세기를 측정하고, 상기 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호한다. 여기서, 상기 셀 상태 정보는 이동국들에 할당 가능한 여분의 서브 채널 수를 의미하 며, 상기 이동국은 상기 기준 신호 세기와 셀 상태 정보 조합이 최대값을 가지는 기지국을 선정하여 서빙 기지국으로 핸드오버 요구한다.
상기 CDMA 이동 통신 시스템 및 OFDMA 이동 통신 시스템에서 셀 상태 정보는 일정 시간의 평균값이며, 기준 신호 일부를 천공(puncturing)하여 상기 셀 상태 정보를 삽입할 수 있다. 상기 셀 상태 정보를 삽입하는 방법은 상기 천공 방법을 이용한 삽입 방법외에도 프리앰블 설계 방법과 연관되어 다양한 방법으로 구현될 수 있음은 자명하다. 상기 프리앰블 설계 방법은 본 발명의 요지를 벗어나므로 그 설명을 생략하기로 한다. 한편, 각 기지국들은 자신들의 셀 로드량에 상응하게 기준 신호 송신에 사용되는 전력을 변화시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 요구 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 3을 참조하면, 먼저 302단계에서 상기 이동국은 다수의 기지국들로부터 기준 신호 및 셀 상태 정보를 수신하고 304단계로 진행한다. 상기 304단계에서 상기 이동국은 상기 수신한 기준 신호의 세기를 측정하고 306단계로 진행한다. 상기 306단계에서 상기 이동국은 상기 수신한 셀 상태 정보를 복호하고 308단계로 진행한다. 상기 셀 상태 정보는 CDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력 비가 되며, OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 이동국들에 할당 가능한 여분의 서브 채널 수가 된다. 상기 308단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값(C')을 계산하고 310단계로 진행한다. 상기 310단계에서 상기 이동국은 상기 계산한 조합값이 미리 설정한 제1 기준값 이상이면 312단계로 진행하고, 미만이면 302단계로 되돌아간다. 상기 312단계에서 상기 이동국은 서빙 기지국으로 조합값이 최대값을 가지는 타겟 기지국을 결정하여 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 해야함을 요구한다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동 통신 시스템에서 이동국이 수행하는 핸드오버 요구 과정을 도시한 흐름도이다.
상기 도 4를 참조하면, 먼저 402단계에서 상기 이동국은 다수의 기지국들로부터 기준 신호 및 셀 상태 정보를 수신하고 404단계로 진행한다. 상기 404단계에서 상기 이동국은 상기 수신한 기준 신호의 세기를 측정하고 406단계로 진행한다. 상기 406단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 기준 신호 세기가 미리 설정한 제2 기준값 이상인 경우 408단계로 진행하고, 미만인 경우 402단계로 되돌아간다. 상기 408단계에서 상기 이동국은 상기 수신한 셀 상태 정보를 복호하고 410단계로 진행한다. 상기 셀 상태 정보는 CDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력 비가 되며, OFDMA 방식을 사용하는 이동 통신 시스템에서는 이동국들에 할당 가능한 여분의 서브 채널 수가 된다. 상기 410단계에서 상기 이동국은 상기 측정한 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값(C')을 계산하고 412단계로 진행한다. 상기 412단계에서 상기 이동국은 상기 계산한 조합값이 미리 설정한 제1 기준값 이상이면 414단계로 진행하고, 미만이면 402단계로 되돌아간다. 상기 414단계에서 상기 이동국은 서빙 기지국으로 조합값이 최대값을 가지는 타겟 기지국을 결정하여 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로 핸드오버 해야함을 요구한다.
한편, 상기 도 3 및 도 4에서 상기 이동국은 다수의 기지국들로부터 기준 신호들을 수신하고, 상기 수신한 모든 기준 신호들 및 셀 상태 정보들을 고려하여 계산한 조합값들 중 제1 기준값 이상이면서 최대 조합값을 가지는 하나의 기지국을 핸드오버 할 타겟 기지국으로 결정할 수도 있고, 순차적으로 조합값을 계산하던 중 상기 제1 기준값 이상인 기지국 검출시 상기 검출한 기지국을 핸드오버 할 타겟 기지국으로 결정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 이동국의 장치 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 5를 참조하면, 상기 이동국은 송신단과 수신단으로 구분할 수 있다. 먼저, 수신단은 필터(filter)와 전처리기(front end unit) 등으로 구성된 무선 주파수(Radio Frequncy) 처리기(이하, 'RF 처리기'라 칭하기로 한다)(502)와, 기지국으로부터 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털(Analog to Digital) 변환기(이하, 'A/D 변환기'라 칭하기로 한다)(504)와, 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값을 계산하는 조합 연산기(506)와, 상기 조합 연산기(506)에 의해 계산된 조합값과 미리 설정한 제1 기준값을 비교하는 비교기(507)와, 디지털 신호를 복조하는 복조기(508)와, 디코더(decoder)(510) 포함한다.
한편, 송신단은 송신 신호 부호화를 수행하는 인코더(encoder)(514)와, 송신 신호 변조를 수행하는 변조기(516)와, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그(Digital to Analog) 변환기(이하, 'D/A변환기'라 칭하기로 한다 )(518)와, RF 처리기(520)를 포함한다. 상기 송신단과 수신단간에는 상위 계층(Upper layer)의 메시지 처리 및 메시지 생성을 위한 상위 계층 처리부(512)가 존재한다.
상기 이동국은 기지국으로부터 기준 신호를 수신하면, RF 처리기(502)와, A/D 변환기(504)를 거쳐 조합 연산기(506)로 신호가 입력된다. 상기 조합 연산기(506)는 기준 신호의 세기를 측정하고, 셀 상태 정보를 검출하고, 상기 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값(C')을 계산하고 비교기(507)로 출력한다. 상기 비교기(507)는 상기 계산된 조합값이 미리 설정한 제1 기준값 이상인지 비교하고, 제1 기준값 이상인 경우 상위 계층 처리부(512)로 출력한다. 상기 상위 계층 처리부(512)는 이동국의 핸드오버 요구 메시지를 생성한다. 상기 생성된 핸드오버 메시지는 송신단의 장치들(514, 516, 518, 520)을 통해 기지국으로 송신된다.
한편, 도 5는 CDMA 방식 또는 OFDMA 방식을 사용하는 이동국에 모두 적용 가능하다. 예컨대, OFDMA 방식을 사용하는 이동국인 경우 역고속 푸리에 변환기(Inverse Fast Fourier Transform) 및 고속 푸리에 변환기, 직렬/병렬 변환기 및 병렬/직렬 변환기 등과 같은 장치들이 더 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 이동국의 조합 연산기를 상세하게 도시한 블록도이다.
상기 도 6을 참조하면, 제1 실시예에 따른 조합 연산기(506)는 기준 신호 세기 측정기(602)와, 셀 상태 정보 검출기(604) 및 채널 용량 계산기(606)를 포함한다.
상기 기준 신호 세기 측정기(602)는 기준 신호를 검출하고, 상기 기준 신호의 세기를 측정한다. 상기 셀 상태 정보 검출기(604)는 상기 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 검출한다. 상기 채널 용량 계산기(606)는 상기 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값(C')을 계산한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 이동국의 조합 연산기를 상세하게 도시한 블록도이다.
상기 도 7을 참조하면, 제1 실시예에 따른 조합 연산기(506)는 기준 신호 세기 측정기(702)와, 기준 신호 세기 비교기(704)와, 셀 상태 정보 검출기(706)와, 채널 용량 계산기(708)를 포함한다.
상기 기준 신호 세기 측정기(702)는 기준 신호를 검출하고, 상기 기준 신호의 세기를 측정한다. 상기 기준 신호 세기 비교기(704)는 상기 측정한 기준 신호 세기가 미리 설정한 제2 기준값 이상인 경우 셀 상태 정보 검출기(706)로 셀 상태 정보 검출을 수행하라는 제어 신호를 출력한다. 상기 셀 상태 정보 검출기(706)는 상기 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 검출한다. 상기 채널 용량 계산기(708)는 상기 기준 신호 세기 및 셀 상태 정보를 고려한 조합값(C')을 계산한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동국은 기지국들로부터 수신한 기준 신호의 세기 및 셀 상태 정보를 고려하여 핸드오버 할 타겟 기지국을 결정하고, 서빙 기지국으로 핸드오버를 요구함으로써 채널 품질 및 데이터 처리율(throughput)을 최대화한 핸드오버를 수행할 수 있다.

Claims (20)

  1. 이동 통신 시스템에서, 이동국이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보를 복호화하는 과정과,
    상기 다수의 기지국들 각각의 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값들을 계산하는 과정과,
    상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정과,
    현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보 및 상기 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보 중 하나를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 상기 이동 통신 시스템이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보를 포함하며,
    상기 이동 통신 시스템이 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 상기 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정은;
    상기 계산한 조합값들 중 상기 제1기준값 이상이면서, 최대 조합값을 갖는 기지국을 상기 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정을 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준 신호들 각각은 프리앰블 신호 및 파일럿 신호 중 하나를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  6. 이동 통신 시스템에서, 이동국이 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 과정과,
    상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하는 과정과,
    상기 기준 신호들 중 기준 신호 세기가 제2기준값 이상인 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호화하는 과정과,
    상기 제2기준값 이상인 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값을 계산하는 과정과,
    상기 계산한 조합값이 제1기준값 이상인 경우, 상기 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정과,
    현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 과정을 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보 및 상기 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보 중 하나를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 상기 이동 통신 시스템이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보를 포함하며,
    상기 이동 통신 시스템이 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 상기 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버 할 타겟 기지국으로 결정하는 과정은;
    상기 계산한 조합값이 상기 제1기준값 이상이면서, 최대 조합값을 가지는 기지국을 상기 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하는 과정을 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 기준 신호들 각각은 프리앰블 신호 및 파일럿 신호 중 하나를 포함하는 핸드오버를 수행하는 방법.
  11. 이동 통신 시스템에서 이동국에 있어서,
    다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 수신부와,
    상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보를 복호화하고, 상기 다수의 기지국들 각각의 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값들을 계산하는 조합 연산기와,
    상기 계산한 조합값들 중 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하고, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 제어부를 포함하는 이동국.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보 및 상기 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보 중 하나를 포함하는 이동국.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 상기 이동 통신 시스템이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보를 포함하며,
    상기 이동 통신 시스템이 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 상기 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보를 포함하는 이동국.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계산한 조합값들 중 상기 제1기준값 이상이면서, 최대 조합값을 갖는 기지국을 상기 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정함을 특징으로 하는 이동국.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기준 신호들 각각은 프리앰블 신호 및 파일럿 신호 중 하나를 포함하는이동국.
  16. 이동 통신 시스템에서 이동국에 있어서,
    다수의 기지국들로부터 상기 다수의 기지국들 각각의 셀 상태 정보가 포함된 기준 신호들을 수신하는 수신부와,
    상기 기준 신호들 각각의 세기를 측정하고, 상기 기준 신호들 중 기준 신호 세기가 제2기준값 이상인 기준 신호에 포함된 셀 상태 정보를 복호화하고, 상기 제2기준값 이상인 기준 신호 세기 및 상기 복호화한 셀 상태 정보를 조합한 조합값을 계산하는 조합 연산기와,
    상기 계산한 조합값이 제1기준값 이상인 경우, 상기 제1기준값 이상의 조합값을 갖는 기지국을 핸드오버할 타겟 기지국으로 결정하고, 현재 서비스를 제공받고 있는 서빙 기지국으로 상기 타겟 기지국으로의 핸드오버를 요청하는 제어부를 포함하는 이동국.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보 및 및 상기 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보 중 하나를 포함하는 이동국.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 셀 상태 정보는 상기 이동 통신 시스템이 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 해당 기지국에서 이동국들에 할당 가능한 서브 채널의 수를 나타내는 정보를 포함하며,
    상기 이동 통신 시스템이 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 방식을 사용하는 이동 통신 시스템인 경우, 상기 해당 기지국의 전체 송신 전력 중 상기 이동국에 할당 가능한 채널의 송신 전력의 비를 나타내는 정보를 포함하는 이동국.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 계산한 조합값이 상기 제1기준값 이상이면서, 최대 조합값을 가지는 기지국을 상기 핸드오버 할 타겟 기지국으로 결정함을 특징으로 하는 이동국.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 기준 신호들 각각은 프리앰블 신호 및 파일럿 신호 중 하나를 포함하는 이동국.
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