KR101172916B1

KR101172916B1 - 부호분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어방법 및 장치

Info

Publication number: KR101172916B1
Application number: KR1020060013644A
Authority: KR
Inventors: 강동준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2006-02-13
Publication date: 2012-08-10
Also published as: KR20070081603A

Abstract

본 발명은 부호 분할 다중접속 시스템에서 이동 단말이 복수 개의 파일럿 셋 단위로 액티브 셋과 후보 셋을 포함하는 파일럿 셋들을 모두 탐색하고, 상기 탐색된 파일럿 셋들의 평가 결과에 따라 파일럿 셋의 변경이 필요한지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 따라 해당 파일럿 셋에 대응되는 제1기지국으로 핸드 오프를 수행할지 여부를 결정한다.

파일럿 셋, 핸드 오프, 다중 탐색, 자원, 처리 시간

Description

부호분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법 및 장치{HANDOFF CONTROL METHOD AND APPARATUS OF A MOBILE TERMINAL IN A CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}

도 1은 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프를 위한 셋 관리 방법을 나타낸 순서도

도 2는 종래 CDMA 시스템에서 파일럿 오프셋 탐색 과정의 일 예를 나타낸 도면

도 3a는 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프를 위한 파일럿 셋의 평가를 수행하는 과정을 나타낸 도면

도 3b는 도 3a에서 파일럿 셋의 평가에 따라 이동 단말이 PSMM의 전송 여부를 판단하는 과정을 나타낸 도면

도 4는 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프 시 이동 단말과 기지국간에 주고받는 메시지들을 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 이동 단말의 셋 관리 방법을 나타낸 순서도

도 6은 본 발명의 일 관점에 따른 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법을 나타낸 도면

도 7은 본 발명의 다른 관점에 따른 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법을 나 타낸 순서도

도 8은 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 핸드 오프 시 이동 단말과 기지국간에 주고받는 메시지들을 나타낸 도면

도 9는 본 발명에 따른 핸드 오프 제어 장치의 구성을 도시한 블록도

본 발명은 이동통신 시스템의 핸드 오프에 대한 것으로서, 특히 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access : CDMA) 시스템에서 기지국의 자원(resource)을 절감하고, 이동 단말의 핸드 오프(hand-off) 처리 시간을 줄일 수 있는 핸드 오프 제어 방법 및 장치에 대한 것이다.

일반적인 CDMA 시스템에서 각 기지국은 동일한 확산 코드를 가지면서 기지국마다 서로 다른 지연 즉, 파일럿 오프셋(Pilot Offset)(PN offset)을 갖는 PN 코드열(short PN codes)(이하, "파일럿 채널 신호")를 이동 단말로 전송하고, 이동 단말은 파일럿 채널 신호를 탐색하여 특정 기지국을 인식함은 물론 기지국과 동기를 맞춘 후 통신을 수행한다. 또한 이동 단말은 이동 시 기지국 간 핸드 오프를 위해 현재 통신중인 기지국과 인접 기지국들의 파일럿 채널 신호의 세기(Ec/Io)를 계속적으로 모니터링해야 한다. CDMA 시스템에서 기지국들이 사용할 수 있는 파일럿 오프셋의 개수는 총 512개이며, 기지국마다 하나의 파일럿 오프셋이 할당된다. 그리 고 CDMA 시스템에서 파일럿 오프셋들은 일반적으로 액티브 셋(Active Set), 후보 셋(Candidate Set), 네이버 셋(Neighor Set) 및 잔여 셋(Remaining Set)의 4 가지 셋으로 구분되어 관리된다.

상기 액티브 셋은 현재 이동 단말과 호가 열려 있거나, 이동 단말이 동기 채널이나 호출 채널을 수신하고 있는 기지국들의 파일럿 오프셋들의 집합이고, 상기 네이버 셋은 상기 액티브 셋에 속한 기지국들의 주변에 위치된 기지국들의 파일럿 오프셋들의 집합이다. 상기 네이버 셋은 상기 액티브 셋에 속한 기지국이 이동 단말로 메시지를 전송하여 알려준다. 상기 후보 셋은 상기 네이버 셋 중 그 파일럿 채널의 에너지 값이 소정 임계값 보다 큰 파일럿 오프셋들의 집합으로 이동 단말이 파일럿 채널 신호를 지속적으로 모니터링하여 갱신한다. 상기 잔여 셋은 상기 액티브 셋, 후보 셋 및 네이버 셋에 속하지 않는 나머지 파일럿 오프셋들의 집합이다. 이동 단말이 기지국으로부터 전송되는 파일럿 채널 신호의 에너지를 모니터링하고, 그 결과에 따라 각 셋들을 갱신하거나 기지국으로 핸드 오프 요청을 하는 일련의 과정을 통틀어 셋 관리(Set Maintenance)라 부른다. 이동 단말은 상기한 액티브 셋, 후보 셋, 네이버 셋 및 잔여 셋의 수량을 제한하여 관리하고 있다. 이는 파일럿 오프셋의 분류를 명확히 정의하고 이들간의 처리를 위한 것이다.

이동 단말은 트래픽 상태에서 최적의 경로를 유지하기 위해 지속적으로 액티브 셋, 후보 셋, 네이버 셋 및 잔여 셋을 검색한다. 또한 파일럿 오프셋간의 이동이 필요한 경우 이동 단말은 트리거링(triggering)을 함으로서 핸드 오프(soft handoff 또는 softer handoff)를 통해 파일럿 오프셋간 이동을 할 수 있다. 일반적 으로 액티브 셋에서 후보 셋 또는 네이버 셋으로 이동하거나 후보 셋에서 액티브 셋으로 이동할 때 이동 단말은 핸드 오프를 수행하기 위해 파일럿 세기 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message : PSMM)을 기지국으로 전송함으로써 파일럿 오프셋간 이동을 수행하게 된다.

따라서 상기 PSMM이 전송되는 횟수는 이동 단말의 핸드 오프 횟수와 동일하다. 즉 PSMM의 전송 횟수가 많다는 것은 핸드 오프가 빈번하게 수행된다는 의미이며, PSMM의 전송 횟수가 적다는 것은 핸드 오프 횟수가 적다는 의미이다. 실제 필드 상황에서 핸드 오프는 많이 발생할 수도 있고, 적게 발생할 수도 있다. 일반적으로 기지국의 밀집도가 높고, 전계 강도가 불균일한 파일럿 오염(pilot pollution) 지역에서는 핸드 오프가 많이 발생하며, 시외 지역과 같이 기지국 밀집도가 낮고 전계 강도가 강한 지역에서는 핸드 오프가 적게 발생한다. 기지국의 자원이 부족하여 핸드 오프를 지원하지 못하거나 이동 단말 핸드 오프 처리 시간이 부족해지는 문제는 핸드 오프가 많이 발생하는 지역에서 확률적으로 많이 발생한다.

도 1은 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프를 위한 셋 관리 방법을 나타낸 순서도로서, 이는 파일럿 오프셋의 탐색 스케쥴링(Search scheduling)을 나타낸 것이다.

도 1에서 이동 단말은 먼저 101 단계에서 액티브 셋을 모두 탐색한 후, 105 단계에서 후보 셋을 모두 탐색한다. 그리고 109 단계에서 네이버 셋을 모두 탐색한 후, 상기 101 단계로 이동하여 이후 동작을 반복한다. 도 1의 예에서 탐색 스케쥴 링의 순서는 액티브 셋(A)의 개수가 i개, 후보 셋(C)의 개수가 j개, 이웃 셋(N)의 개수가 k개라고 하면 A1, A2,..., Ai, C1, C2,..., Cj, N1, N2,..., Nk의 순서로 셋 탐색을 수행하게 된다.

도 2는 종래 CDMA 시스템에서 파일럿 오프셋 탐색 과정의 일 예를 나타낸 것으로서, 이는 예컨대 액티브 셋과 후보 셋에 대한 파일럿 셋 탐색 알고리즘을 나타낸 것이다. 이하에서 파일럿 오프셋을 간략히 파일럿 셋이라 칭하기로 한다. 이동 단말은 트래픽 상태에서 최적의 경로를 유지하기 위해 충분한 전계 강도를 가지는 액티브 셋과 후보 셋을 네이버 셋에 비해 자주 탐색하므로 네이버 셋에 대한 설명은 도 2에서 제외하기로 한다. 도 2에서 이동 단말은 각 파일럿 셋을 단일 탐색(Single Search)한 후, 탐색된 파일럿 셋의 에너지 세기를 측정하는 방식으로 셋간 이동이 필요한지 평가(evaluation)하여 액티브 셋에서 드롭(drop)될 것인지, 후보 셋에서 액티브 셋으로 승격(promote)할 것인지 결정하게 된다.

도 3a는 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프를 위한 파일럿 셋의 평가가 수행되는 과정을 나타낸 것이고, 도 3b는 도 3a에서 파일럿 셋의 평가에 따라 이동 단말이 PSMM의 전송 여부를 판단하는 과정을 나타낸 것이다.

즉 도 3b의 301 단계에서 파일럿 셋의 평가 결과에 따라 303 단계에서 이동 단말의 핸드 오프 조건을 판별하여 PSMM의 전송 여부를 결정하고, 상기 303 단계에서 핸드 오프 조건을 만족하지 못하는 경우 305 단계와 같이 PSMM은 전송되지 않는다. 그리고 상기 303 단계에서 핸드 오프 조건을 만족하는 경우 이동 단말은 307 단계와 같이 기지국으로 PSMM을 전송하여 셋간 이동을 수행한다. 이때 파일럿 셋의 탐색 속도(search rate)는 각 파일럿 셋당 10ms(100Hz)를 유지하도록 관리한다.

종래 이동 단말은 상기와 같이 예컨대, 10ms에 한 번씩 단일 탐색을 수행하며, 인터럽트 횟수와 탐색 결과에 대한 처리 시간의 증가로 인해 내부 소프트웨어에 부담이 증가된다. 또한 이동 단말은 각 파일럿 셋을 단일 탐색한 후, 평가를 통해 핸드 오프를 수행할 지 결정하며, 이때 비슷한 전계 강도를 가지는 파일럿이 여러 개가 수신되는 파일럿 오염(pilot pollution) 지역에서는 단말에서 PSMM을 연속적으로 전송할 확률이 높다. 예를 들어 다수의 액티브 셋이 존재하는 상황에서 액티브 셋 A1을 드롭시키기 위해 PSMM을 전송한 뒤 액티브 셋 A2를 드롭시키기 위해 PSMM을 연속적으로 전송할 수 있고, 액티브 셋 Ai를 드롭시키기 위해 PSMM을 전송한 뒤 후보 셋 C1을 액티브 셋으로 승격시키기 위해 PSMM을 연속적으로 전송 할 수 있다.

즉 도 4는 종래 CDMA 시스템에서 핸드 오프 시 이동 단말과 기지국간에 주고받는 메시지들을 나타낸 도면이다. 도 4를 살펴보면, 핸드 오프를 요청하는 단말은 401 단계에서 기지국으로 PSMM을 전송하고, 이를 수신한 기지국은 403 단계에서 단말로 핸드 오프 지시 메시지(Handoff Direction Message : HDM)를 전송한다. 405 단계에서 HDM을 수신한 단말은 기지국으로 핸드 오프 완료 메시지(Handoff Completion Message : HCM)를 전송하고, 407 단계에서 기지국은 단말로 네이버 셋을 알리는 네이버 리스트 갱신 메시지(Neighbor List Update Message : NLUM)를 전송한다.

그러나 단일 탐색을 수행할 때 탐색 속도를 10ms로 설정하였으므로 이동 단 말에서는 최악의 경우 10ms에 한 번씩 도 4와 같이 기지국으로 PSMM을 전송하여 핸드 오프를 요청하게 된다. 이러한 연속적이거나 불필요한 핸드 오프 요청으로 인해 이동 단말에서는 메시지를 처리하기 위한 처리 시간이 증가하고, 기지국에서는 다른 단말에게 할당할 수 있는 자원을 낭비하는 문제점이 발생된다.

본 발명은 부호분할 다중접속 시스템에서 기지국의 자원을 절감함과 아울러 핸드 오프 처리 시간을 줄일 수 있는 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법과 장치를 제공한다.

또한 본 발명은 부호분할 다중접속 시스템에서 파일럿 셋 탐색 시 다중 탐색을 수행하는 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법과 장치를 제공한다.

본 발명에서 제안하는 방법은; 부호 분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법에 있어서, 복수 개의 파일럿 셋 단위로 액티브 셋과 후보 셋을 포함하는 파일럿 셋들을 모두 탐색하는 과정과, 상기 탐색된 파일럿 셋들의 평가 결과에 따라 파일럿 셋의 변경이 필요한지 여부를 결정하는 과정과, 상기 결정 결과에 따라 해당 파일럿 셋에 대응되는 제1기지국으로 핸드 오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정을 포함한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 부호 분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어 장치에 있어서, 복수 개의 파일럿 셋 단위로 액티브 셋과 후보 셋을 포함하는 파일럿 셋들을 모두 탐색하는 파일럿 탐색기와, 상기 탐색된 파일럿 셋들의 평가 결과에 따라 파일럿 셋의 변경이 필요한지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 따라 해당 파일럿 셋에 대응되는 제1기지국으로 핸드 오프를 수행할지 여부를 결정하는 제어기를 포함한다.

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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.

먼저 본 발명은 두 가지 관점에서 설명될 것이다. 본 발명의 첫 번째 관점은 종래 도 3a에서 설명한 바와 같이 파일럿 셋 탐색 시마다 셋간 이동이 필요한지 평가(evaluation)하는 단일 탐색 방식 대신에 액티브 셋과 후보 셋을 모두 탐색한 후, 셋간 이동이 필요한지 평가하여 핸드 오프를 결정하는 다중 탐색을 수행하여 핸드 오프를 수행함으로써 불필요하거나 중복적인 핸드 오프 발생을 줄이는 핸드 오프 제어 방법을 제안한 것이다.

또한 본 발명의 두 번째 관점은 이동 단말이 기지국으로 PSMM을 전송한 뒤 핸드 오프 처리를 위한 특정 구간에서는 이동 단말이 다른 PSMM을 기지국으로 전송하지 못하도록 하여 연속적이거나 불필요한 핸드 오프 요청으로 인해 발생되는 이동 단말의 처리 시간 증가와 기지국의 자원 낭비를 줄일 수 있는 핸드 오프 제어 방법을 제안한 것이다.

이하 하기 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 첫 번째 관점에 따른 핸드 오프 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명에 따른 이동 단말의 셋 관리 방법을 나타낸 순서도이다.

먼저 501 단계에서 이동 단말은 본 발명의 탐색 스케쥴링 알고리즘을 사용하여 액티브 셋과 후보 셋을 모두 포함하는 파일럿 셋들에 대해 한 번에 4개씩 다중 탐색을 수행한다. 상기 다중 탐색은 예컨대, 단일 탐색에 비해 1회 탐색 시간은 3~4배 늘어나고, 인터럽트 횟수도 1/3 ~ 1/4로 줄어들기 때문에 단말내에서 셋 관리를 수행하는 소프트웨어의 부담을 줄일 수 있다.

이후 네이버 셋을 N1, N2, N3 셋으로 구분하는 경우 503 단계에서 이동 단말은 N1 셋이 존재하는 지 확인하여 존재하는 경우 505 단계로 진행하여 N1 셋의 리스트 중 하나를 탐색한다. 상기 503 단계에서 N1 셋이 존재하지 않거나 상기 505 단계에 따라 N1 셋중 하나의 탐색이 완료된 경우 이동 단말은 N2 셋과 N3 셋이 존재하는 지 확인하여 존재하는 경우 509 단계로 진행하여 N2 셋 및 N3 셋의 리스트 중 하나를 탐색한다. 상기 507 단계에서 N2 셋 및 N3 셋이 존재하지 않거나 상기 509 단계에 따라 N2 셋 및 N3 셋 중 하나의 탐색이 완료된 경우 이동 단말은 상기 501 단계로 진행하여 액티브 셋과 후보 셋의 다중 탐색을 다시 재개한다.

따라서 도 5의 셋 관리 방법에 따른 탐색 스케쥴링(Search scheduling) 순서는 액티브 셋(A)의 개수가 i개, 후보 셋(C)의 개수가 j개, 그리고 네이버 셋1 내지 네이버 셋3(N1 셋~N3 셋)의 개수가 각각 k, m, n이라 했을 때 이동 단말은 예컨대, A1,A2,...,Ai,C1,C2,...,Cj,N11,N21,A1,A2,...,Ai,C1,C2,...,Cj,N12,N22,..., A1,A2,...,Ai,C1,C2,...,Cj,N1k,N2m, A1,A2,...,Ai,C1,C2,...,Cj,N11,N31, ...의 순서로 탐색을 수행하게 된다.

도 6은 본 발명의 일 관점에 따른 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법의 일 예를 나타낸 도면으로서, 도 6에서 이동 단말은 다중 탐색 방법을 사용하여 예컨대, 파일럿 셋을 한 번에 4개씩 탐색하며, 액티브 셋과 후보 셋의 탐색이 완료된 후, 핸드 오프를 수행할지 판단한다.

도 6에서 케이스(CASE) 1은 액티브 셋 3개와 후보 셋 4개인 경우로 이동 단말은 첫 번째 다중 탐색에서 액티브 셋(A1~A3)을 모두 탐색했기에 액티브 셋에 대한 평가를 수행하고, 두 번째 다중 탐색에서는 후보 셋(C1~C4)을 모두 탐색했기에 후보 셋에 대한 평가를 수행한다. 이때 이동 단말은 종래 단일 탐색 방식에서와 같이 매 탐색 시마다 셋 평가를 수행하고, 핸드 오프를 위한 PSMM을 기지국으로 전송할지 여부를 결정하는 것이 아니라, 액티브 셋과 후보 셋에 대한 평가를 모두 완료한 후 핸드 오프를 위한 PSMM을 기지국으로 전송할지 여부를 결정한다. 도 6에서 케이스(CASE) 2는 액티브 셋 5개와 후보 셋 3개인 경우로 이동 단말은 첫 번째 다중 탐색에서 액티브 셋(A1~A5)을 모두 탐색하지 못했기에 평가를 수행하지 못하고, 두 번째 다중 탐색에서 액티브 셋과 후보 셋(C1~C3)을 모두 탐색하여 각 셋에 대한 평가를 완료한 후, 핸드 오프 검사를 수행한다.

이하 하기 도 7 및 도 8을 참조하여 본 발명의 두 번째 관점에 따른 핸드 오프 제어 방법을 상세히 설명하기로 한다.

파일럿 오염 지역에서는 상기한 다중 탐색을 수행하더라도 비슷한 전계 강도를 가지는 파일럿 셋이 다수 개 존재할 수 있으며, 그 결과 soft handoff 또는 softer handoff가 빈번하게 발생하게 된다. 그러나 핸드 오프가 발생된 시점에 핸 드 오프를 수행하지 않으면, 트래픽 상태에서는 호 드롭(call drop)으로 이어질 수 있기에 빈번한 핸드 오프가 발생한다고 해서 아무 시점에서나 핸드 오프를 줄일 수는 없다.

따라서 본 발명에서는 이동 단말이 PSMM을 전송한 후 기지국이 PSMM을 인식하고 이동 단말로 BS ACK을 전송하기 전까지 또는 기지국이 HDM을 전송한 후 이를 인식한 이동 단말이 기지국으로 HCM을 전송하기 전까지 새로운 PSMM을 올리지 못하도록 하는 방법을 제안한다.

즉 이동 단말이 탐색한 파일럿 셋이 액티브 셋에서 드롭(drop)될 것인지 또는 후보 셋에서 액티브 셋으로 승격(promote)될 것인지 판단하여 핸드 오프를 수행하기 위해 PSMM을 전송하였는데 이동 단말이 기지국으로 전송한 PSMM을 인식하지도 못하는 상황에서 다른 핸드 오프를 위해 PSMM을 전송한다는 것은 불필요한 핸드 오프 요청이므로 본 발명에서는 이동 단말이 PSMM 전송에 대한 BS ACK을 수신한 후에 다른 핸드 오프를 위한 PSMM을 전송하도록 한다. 이러한 과정에서 PSMM을 전송하는 시간은 최대 400ms정도가 소요될 수 있다.

또한 이동 단말이 액티브 셋 갱신을 수행하는 동안에 핸드 오프를 위해 새로운 PSMM을 요청하는 것은 중복적인 핸드 오프 요청이므로 본 발명에서는 이동 단말이 기지국으로부터 HDM을 수신하여 액티브 셋 갱신을 통해 핸드 오프를 수행한 후 기지국으로 HCM을 전송하기 전까지 다른 PSMM을 전송하지 않도록 한다. 이러한 과정에서 PSMM을 전송하는 시간은 최대 100ms정도가 소요될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 관점에 따른 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법을 나 타낸 순서도로서, 이는 이동 단말이 핸드 오프 요청을 위한 PSMM을 전송하는 다양한 경우를 전송 시점별로 구분하여 도시한 것이다.

먼저 PSMM을 전송하는 CASE1을 설명하면, 701 단계에서 이동 단말은 모든 액티브 셋을 탐색하고, 703 단계에서 액티브 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가(evaluation)를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한다. 상기 703 단계에서 PSMM의 전송이 필요한 것으로 결정된 경우 705 단계에서 이동 단말은 모든 후보 셋을 탐색하고, 707 단계에서 후보 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한다.

상기 707 단계에서 PSMM의 전송이 필요한 경우 이동 단말은 709 단계에서 현재 전송하려하는 PSMM이 이전 PSMM 전송에 따른 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간에 속하는 지 체크하여 711 단계에서 상기 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간에 속하는 것으로 판정된 경우 이동 단말은 713 단계에 따라 현재 PSMM를 전송하지 않는다. 반면 상기 711 단계에서 상기 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간에 속하지 않는 것으로 판정된 경우 이동 단말은 715 단계에 따라 기지국으로 현재 PSMM을 전송한다.

따라서 상기한 CASE1의 경우 이동 단말은 액티브 셋과 후보 셋에서 PSMM을 전송할 수 있다.

다음으로 PSMM을 전송하는 CASE2를 설명하면, 이동 단말은 상기한 701 단계 내지 705 단계의 동작을 수행한 후, 707 단계에서 후보 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한다. 상기 707 단 계에서 PSMM의 전송이 필요하지 않은 경우 이동 단말은 709 내지 715 단계에서 현재 전송하려하는 PSMM이 이전 PSMM 전송에 따른 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간에 속하는 지 체크하여 해당 구간에 속하지 않은 경우 기지국으로 현재 PSMM을 전송한다.

따라서 상기한 CASE2의 경우 이동 단말은 액티브 셋에서 PSMM을 전송할 수 있다.

다음으로 PSMM을 전송하는 CASE3을 설명하면, 701 단계에서 이동 단말은 모든 액티브 셋을 탐색하고, 703 단계에서 액티브 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가(evaluation)를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한다. 상기 703 단계에서 PSMM의 전송이 필요하지 않은 것으로 결정된 경우 717 단계에서 이동 단말은 모든 후보 셋을 탐색하고, 719 단계에서 후보 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한다.

상기 719 단계에서 PSMM의 전송이 필요한 경우 이동 단말은 709 내지 715 단계에서 현재 전송하려하는 PSMM이 이전 PSMM 전송에 따른 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간에 속하는 지 체크하여 해당 구간에 속하지 않은 경우 기지국으로 현재 PSMM을 전송한다.

따라서 상기한 CASE3의 경우 이동 단말은 후보 셋에서 PSMM을 전송할 수 있다.

마지막으로 CASE4를 설명하면, 이 경우는 703 단계에서 액티브 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가(evaluation)를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부 를 결정한 결과 PSMM의 전송이 필요하지 않은 것으로 결정되고, 719 단계에서 후보 셋에서 셋간 이동이 필요한지 평가를 수행하여 핸드 오프를 위한 PSMM의 전송 여부를 결정한 결과 PSMM의 전송이 필요하지 않은 것으로 결정된 경우이다.

상기한 CASE4의 경우 이동 단말은 액티브 셋과 후보 셋에서 모두 PSMM을 전송할 수 없다. 따라서 상기한 도 7의 실시 예에 의하면, 이동 단말은 CASE1~3의 경우에 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간을 피하여 액티브 셋 및/또는 후보 셋에서 PSMM을 전송할 수 있으며, 이를 통해 불필요하거나 중복적인 핸드 오프 발생을 줄일 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 CDMA 시스템에서 핸드 오프 시 이동 단말과 기지국간에 주고받는 메시지들을 나타낸 도면으로서, 도 8에서 음영으로 도시된 구간은 PSMM의 전송이 금지되는 상기 PSMM~BS ACK 구간 또는 HDM~HCM 구간을 나타낸 것이다.

즉 801 단계에서 이동 단말이 기지국으로 PSMM을 전송한 후, 803 단계에서 기지국이 이동 단말로 확인 메시지로 BS ACK를 전송하기 전이나 805 단계에서 이동 단말이 기지국으로부터 HDM을 수신한 후, 응답으로 807 단계에서 MS ACK를 전송하고 809 단계에서 HCM를 전송하기 전에는 이동 단말은 새로운 PSMM을 전송하지 않아 불필요하거나 중복적인 핸드 오프 발생을 줄일 수 있다. 다만 도 8에서 803 단계와 805 단계의 사이 구간이나 809 단계 이후의 구간에서는 새로운 PSMM의 전송이 가능하다.

상기한 본 발명의 방법을 고속으로 이동중인 단말 또는 파일럿 오염 지역의 단말에 대해 실험한 결과 다중 탐색을 수행하여 액티브 셋과 후보 셋을 모두 탐색한 후, 핸드 오프를 수행할 지 판단하는 방법을 사용하여 불필요한 핸드 오프 비율을 평균적으로 3~4% 정도 줄일 수 있었다. 또한 이동 단말이 기지국으로 PSMM을 전송한 후, 기지국에서 PSMM을 인식하고 BS ACK을 보내기 전까지 다른 PSMM을 올리지 못하도록 하는 방법을 사용하여 중복적인 핸드 오프 비율을 평균 12%정도 줄일 수 있었으며, 기지국으로부터 HDM을 수신하여 액티브 셋 갱신을 통해 핸드 오프를 수행한 후 이동 단말이 HCM을 전송하기 전까지 다른 PSMM을 올리지 못하도록 하는 방법을 사용하여 중복적인 핸드 오프 비율을 평균 3~4%정도 줄일 수 있었다. 또한 상기한 본 발명의 방법을 적용하면, 이동 단말이 트리거링(triggering)하는 핸드 오프의 횟수는 줄어들지만, 줄어든 핸드 오프 횟수가 불필요하거나 중복적인 것이므로 이동 단말의 성능에는 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 핸드 오프 제어 장치의 구성을 도시한 도면으로서, 이는 이동 단말에 구비되는 일반적인 파일럿 탐색기에 상기 파일럿 탐색기를 제어하여 본 발명에 따라 다중 탐색을 수행한 후, 핸드 오프 여부를 결정하는 제어기를 구비하여 구성된 것이다.

도 9에서 안테나(901)와 수신기(903)를 통해 수신된 기지국의 파일럿 채널 신호는 I(In-Phase) 성분과 Q(Quadrature) 성분으로 분리되어 역확산기(905)로 입력된다. 그리고 PN 생성기(915)와 PN 마스킹(917)은 제어기(919)의 제어 하에 파일럿 셋에 해당하는 PN 코드들을 생성하고, 역확산기(905)는 입력된 PN 코드들을 이용하여 I, Q 신호 성분을 역확산한다. 그리고 상기 역확산된 신호들은 코히어런트 (coherent) 누산기(907)를 통해 순차로 누적되어 계산된 후, 에너지 계산기(909)로 전달된다.

상기 에너지 계산기(909)는 누적된 I, Q 신호 성분들을 제곱 및 가산하여 파일럿 채널 신호의 에너지를 계산하며, 넌 코히어런트 누산기(911)는 일정 시간 동안 구해진 에너지를 누산하여 평균 값을 산출한다. 정렬기(913)는 파일럿 셋들에 대해 산출된 평균 에너지를 정렬하고, 제어기(919)는 상기 정렬된 평균 에너지 값들을 읽어서 미리 정해진 루틴에 따라 파일럿 채널의 포착(acquisition), 핑거 할당(finger assignment) 그리고 셋 관리(set maintenance) 등의 동작을 수행함과 아울러 본 발명에 따라 액티브 셋과 후보 셋을 모두 탐색하는 다중 탐색을 수행하고, 해당 파일럿 셋을 평가하여 핸드 오프 여부를 결정한다.

한편 상기 제어기(919)는 핸드 오프 결정 시 도시되지 않은 송신 모듈을 통해 PSMM을 생성하여 상기 도 7 및 도 8의 방법에 따라 PSMM 메시지를 기지국으로 전송하도록 구성된다. 그리고 메모리(921)는 상기 제어기(919)의 파일럿 탐색과 셋 관리를 위한 각 셋들의 파일럿 오프셋들과 그 다중 탐색 결과를 저장한다. 도 9에서 상기 메모리(921)는 제어부(919)와 분리하여 구성하였으나 상기 메모리(921)는 제어부(919)내에 포함될 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 파일럿 셋 탐색 시 액티브 셋과 후보 셋을 모두 탐색한 후, 셋간 이동이 필요한지 평가하는 다중 탐색을 수행하여 핸드 오프를 수행함으로써 불필요하거나 중복적인 핸드 오프 발생을 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 이동 단말이 PSMM을 전송한 뒤 핸드 오프 처리를 위한 특정 구간에서는 다른 PSMM을 기지국으로 전송하지 못하도록 하여 연속적이거나 불필요한 핸드 오프 요청을 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 CDMA 단말의 트래픽 상태에서 단말의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims

부호 분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어 방법에 있어서,

복수 개의 파일럿 셋 단위로 액티브 셋과 후보 셋을 포함하는 파일럿 셋들을 모두 탐색하는 과정과,

상기 탐색된 파일럿 셋들의 평가 결과에 따라 파일럿 셋의 변경이 필요한지 여부를 결정하는 과정과,

상기 결정 결과에 따라 해당 파일럿 셋에 대응되는 제1기지국으로 핸드 오프를 수행할지 여부를 결정하는 과정을 포함하는 핸드 오프 제어 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 핸드 오프를 수행할 것이 결정된 경우, 서빙 기지국으로 핸드 오프 요청을 위한 파일럿 세기 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message : PSMM)를 전송하는 과정을 더 포함하는 핸드 오프 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 PSMM을 전송한 후 상기 서빙 기지국으로부터 응답 메시지가 수신되는지 여부를 판단하는 과정과,

상기 판단 결과에 따라 상기 제1기지국과 다른 제2기지국으로의 핸드 오프를 위한 PSMM을 상기 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 핸드 오프 제어 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 서빙 기지국으로부터 핸드 오프 지시 메시지(Handoff Direction Message : HDM)를 수신하는 과정과,

상기 서빙 기지국으로 핸드 오프 완료 메시지(Handoff Completion Message : HCM)를 전송하였는지 여부를 판단하는 과정과,

상기 판단 결과에 따라 상기 제1기지국과 다른 제2기지국으로의 핸드 오프를 위한 PSMM을 상기 서빙 기지국으로 전송하는 과정을 더 포함하는 핸드 오프 제어 방법.
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부호 분할 다중접속 시스템에서 이동 단말의 핸드 오프 제어 장치에 있어서,

복수 개의 파일럿 셋 단위로 액티브 셋과 후보 셋을 포함하는 파일럿 셋들을 모두 탐색하는 파일럿 탐색기와,

상기 탐색된 파일럿 셋들의 평가 결과에 따라 파일럿 셋의 변경이 필요한지 여부를 결정하고, 상기 결정 결과에 따라 해당 파일럿 셋에 대응되는 제1기지국으로 핸드 오프를 수행할지 여부를 결정하는 제어기를 포함하는 핸드 오프 제어 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 핸드 오프를 수행할 것이 결정된 경우, 상기 제어기의 제어에 따라 서빙 기지국으로 핸드 오프 요청을 위한 파일럿 세기 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message : PSMM)를 전송하는 송신기를 더 포함하는 핸드 오프 제어 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 서빙 기지국으로부터 응답 메시지를 수신하는 수신기를 더 포함하며,

상기 제어기는 상기 PSMM가 전송된 후 상기 서빙 기지국으로부터 상기 응답 메시지가 수신되는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 제1기지국과 다른 제2기지국으로의 핸드 오프를 위한 PSMM을 상기 서빙 기지국으로 전송하도록 상기 송신기를 제어함을 특징으로 하는 핸드 오프 제어 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 서빙 기지국으로부터 핸드 오프 지시 메시지(Handoff Direction Message : HDM)를 수신하는 수신기를 더 포함하며,

상기 제어기는 상기 핸드 오프 지시 메시지가 수신되면, 상기 서빙 기지국으로 핸드 오프 완료 메시지(Handoff Completion Message : HCM)가 전송되었는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 상기 제1기지국과 다른 제2기지국으로의 핸드 오프를 위한 PSMM을 상기 서빙 기지국으로 전송하도록 상기 송신기를 제어함을 특징으로 하는 핸드 오프 제어 장치.