KR101365913B1 - 이동 단말에서 핑퐁 방지 방법 및 장치 - Google Patents

이동 단말에서 핑퐁 방지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하기 위한 방법에 관한 것으로, 이동 단말의 이동 속도를 측정하는 과정과, 상기 이동 단말의 이동 속도에 따라 핸드 오버를 수행할 시점을 지시하는 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하는 과정과, 상기 핑퐁 방지 타이머 값이 만료될 때까지 다른 기지국으로의 핸드 오버를 수행하지 않는 과정을 포함한다.
Ping Pong, OFDM, Hand off, Hand over, Mobile Station

Description

이동 단말에서 핑퐁 방지 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PREVENTING PING PONG IN MOBILE TERMINAL}
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 절차를 보이고 있는 도면,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있는 도면,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 두 셀 사이를 이동하는 상황의 일 예를 보이고 있는 도면,
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 다중 셀 사이를 이동하는 상황의 일 예를 보이고 있는 도면,
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 핸드 오버 영역에 위치하는 예를 보이고 있는 도면,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 블록 구성을 보이고 있는 도면,
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 이동 통신 시스템에서 이동 단말(mobile station)의 핑퐁(ping-pong) 현상을 방지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템인 4세대(4th Generation) 통신 시스템에서 약 100Mbps의 전송 속도에 의해 다양한 서비스 품질(QoS: Quality of Service)을 지원하는 서비스들을 사용자에게 제공하기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.16 통신 시스템은 4세대 통신 시스템의 대표적인 예이다. 특히 IEEE 802.16e 통신 시스템은 IEEE 802.16a 통신 시스템에서 고려하지 않던 이동 단말의 이동성을 제공하는 통신 시스템이다.
도 1은 일반적인 IEEE 802.16e 통신 시스템의 구조를 개략적으로 보이고 있다.
도 1을 참조하면, IEEE 802.16e 통신 시스템은 다중 셀 구조를 가지며, 셀(100)을 관장하는 기지국(BS: Base Station)(110)과, 셀(150)을 관장하는 기지국(140)과, 다수의 이동 단말들(111, 113, 130, 151 및 153)로 구성된다. 그리고, 상기 기지국들(110, 140)과 상기 이동 단말들(111, 113, 130, 151 및 153)간의 신호 송수신은 직교 주파수 분할 다중/직교 주파수 분할 다중 접속(OFDM/OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiplexing/Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 방식을 사용하여 이루어진다.
상기 이동 단말들(111, 113, 130, 151 및 153) 중 이동 단말(130)은 상기 두 개의 셀(100, 150)의 경계 지역, 즉 핸드오버 영역에 존재한다. 예컨대, 상기 이동 단말(130)은 상기 기지국(110)과 신호를 송수신하는 중에 상기 기지국(140)이 관장하는 셀(150)쪽으로 이동할 수 있다. 이 경우, 상기 이동 단말(130)에게 서비스를 제공하는 서빙 기지국(serving BS)은 상기 기지국(110)에서 상기 기지국(140)으로 변경된다.
상기 이동 단말(130)은 현재 서빙 기지국, 즉 기지국(110)과의 신호 세기가 기준치 이하로 감소하게 되면, 상기 이동 단말(130)의 요구 혹은 기지국(110)의 요구에 따라 인접한 기지국, 즉 기지국(140)으로 핸드오버를 수행한다.
상기 이동 단말(130)은 상기 기지국(140)으로 핸드오버를 완료한 후, 상기 기지국(140)과 네트워크 재진입(network re-entry) 절차를 수행한다. 하지만, 상기 이동 단말(130)이 핸드오버 영역에 그대로 위치하거나, 느린 속도로 핸드오버 영역을 벗어나는 경우, 이전 서빙 기지국(110)과 새로운 서빙 기지국(140)의 채널 환경 유사로 인해 서빙 기지국이 빈번하게 변경되는 핑퐁 현상을 겪게 된다.
상기 이동 단말(130)은 핑퐁 현상을 겪게 되면, 빈번하게 네트워크 재진입 절차를 수행하여야 한다. 상기 네트워크 재진입 절차의 빈번한 수행은 시그널링 로드(signaling load)를 가중시켜 시스템 전체 성능을 저하시킨다. 그리고, 상기 네트워크 재진입 절차를 수행하는 동안 상기 이동 단말(130)은 기지국과의 신호 송수신이 불가능하다. 이는 상기 이동 단말(130)이 끊김 없는 서비스를 제공받을 수 없음을 의미한다. 게다가, 핸드오버 영역은 채널 환경이 열악하기 때문에 핑퐁 현상으로 인해 상기 이동 단말(130)에 의한 핸드오버 동작 중에 호가 단절될 수도 있다.
본 발명의 목적은 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하여 끊김 없는 서비스를 제공함에 있다.
본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하기 위한 방법은, 상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점에서 상기 이동 단말의 이동 속도를 기반으로 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하는 과정과, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값에 의해 핑퐁 방지 타이머를 구동하고, 상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색 동작을 수행하지 않으며, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료된 후에 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색을 재개하는 과정을 포함한다.
본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하기 위한 장치는, 상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점에서 상기 이동 단말의 이동 속도를 예측하는 속도 계산부와, 상기 예측한 이동 단말의 이동 속도를 기반으로 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하고, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값에 의해 핑퐁 방지 타이머를 구동하고, 상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색 동작을 수행하지 않으며, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료된 후에 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색을 재개하는 핸드오버 처리부를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 이동 단말(mobile station)의 핑퐁(ping pong) 현상 발생을 방지하기 위한 방법을 제안한다. 이를 위해 본 발명에서는 일정 시간 동안 핸드오버 발생을 억제시키기 위한 핑퐁 타이머(Tping-pong)를 새롭게 제안한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 절차를 보이고 있다. 즉 도 2에서는 핑퐁 현상 발생을 억제시킬 수 있는 핸드오버 절차를 보이고 있다.
도 2를 참조하면, 이동 단말(200)은 서빙 기지국(230)으로부터 주변 기지국들 정보(Neighbor list)가 포함된 주변 기지국 광고(MOB_NBR-ADV: Mobile Neighbor Advertisement) 메시지를 수신한다(201단계). 상기 이동 단말(200)은 상기 서빙 기지국(230) 및 상기 주변 기지국들 정보에 의해 확인한 주변 기지국들의 신호 세기를 측정하고, 미리 설정된 핸드오버 조건에 따라 핸드오버 여부를 결정한다. 예컨대, 상기 핸드오버 조건은 상기 서빙 기지국(230)의 신호 세기가 미리 설정된 기준 미만이거나 혹은 주변 기지국의 신호 세기가 상기 서빙 기지국(230)의 신호 세기보다 높은 경우이다. 상기 신호 세기의 일 예는 캐리어 대 간섭 잡음비(CINR: Carrier to Interference and Noise Ratio)가 될 수 있다.
상기 이동 단말(200)은 핸드오버가 필요하다고 판단하면, 핸드오버 대상 기지국들 정보, 즉 추천된 리스트(Recommended List)가 포함된 핸드오버 요구(MSHO-REQ: Mobile Station HandOver-REQuest) 메시지를 상기 서빙 기지국(230)으로 송신한다(203단계).
상기 서빙 기지국(230)은 상기 이동 단말(200)로부터 핸드오버 요구 메시지를 수신하고, 핸드오버 추천 기지국 정보(Recommended List)가 포함된 핸드오버 응답(BSHO-RSP: Base Station HandOver-ReSPonse) 메시지를 상기 이동 단말(200)로 송신한다(205단계). 일 예로 상기 핸드오버 추천 기지국 정보는 상기 서빙 기지국(230)이 주변 기지국들과의 협상(negotiation) 절차를 통해 결정할 수 있다.
상기 이동 단말(200)은 상기 서빙 기지국(230)으로부터 수신한 핸드오버 응답 메시지에 포함된 핸드오버 추천 기지국들 중 하나의 기지국을 선택하고, 상기 선택된 기지국(Target BS)에 관한 정보가 포함된 핸드오버 지시(HO-IND: HandOver INDication) 메시지를 상기 서빙 기지국(230)으로 송신한다(207단계). 이하 선택된 기지국을 타깃 기지국(260)이라 가정한다. 상기 타깃 기지국(260)은 상기 이동 단말(200)이 원하는 서비스를 제공해 줄 수 있는 기지국이다.
따라서, 상기 이동 단말(200)은 상기 타깃 기지국(260)과 네트워크 재진입 절차를 수행한다(209단계). 상기 네트워크 재진입 절차는 본 발명과 직접적인 연관이 없으므로 그 설명을 생략하기로 한다.
상기 타깃 기지국(260)과 네트워크 재진입 절차를 완료한 상기 이동 단말(200)은 핑퐁 현상을 방지하기 위한 타이머인 ‘Tping-pong’을 구동한다(211단계). 이후, 상기 이동 단말(200)은 상기 Tping-pong 타이머가 구동이 만료(213단계)될 때까지는 핸드오버 동작을 수행하지 않는다. 즉, 상기 이동 단말(200)은 상기 타깃 기지국(260)과 정상적으로 트래픽(traffic)을 송수신 할 수 있는 경우라면, 상기 Tping-pong 타이머가 만료되기 전까지는 핸드오버를 수행하지 않게 된다. 따라서, 상기 Tping-pong 타이머가 만료되기 전까지 핑퐁 현상이 발생하지 않게 된다. 여기서, 상기 Tping-pong 타이머가 구동하는 동안에도 기지국과 이동 단말은 핸드오버와 관련된 신호들을 제외하고는 트래픽 및 신호 송수신이 가능하다. 여기서 핸드오버와 관련된 신호는 스캐닝(scannig) 관련 메시지, 핸드오버 요구/응답 메시지, 핸드오버 지시 메시지 등을 포괄하는 의미를 가진다.
상기 Tping-pong 타이머가 만료된 후, 상기 이동 단말(200)은 상기 타깃 기지국(260)과 계속적으로 트래픽을 송수신하거나, 다른 기지국으로 핸드오버 할 수도 있다.
한편, 상기 Tping-pong 타이머는 하기 <표 1>과 같은 포맷을 가진다.
Figure 112006089193910-pat00001
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있다. 즉 도 3에서는 이동 단말이 핑퐁 현상 발생 방지하기 위한 제어 흐름을 보이고 있다.
도 3을 참조하면, 302단계에서 이동 단말은 미리 설정된 핸드오버 조건을 만족하면 현재 서빙 기지국에서 다른 기지국으로의 핸드오버를 결정하고 304단계로 진행한다. 상기 304단계에서 상기 이동 단말은 핸드오버 할 타깃 기지국을 선정하고 306단계로 진행한다. 상기 306단계에서 상기 이동 단말은 핸드오버 완료 후 상기 타깃 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하고 308단계로 진행한다. 상기 308단계에서 상기 이동 단말은 상기 타깃 기지국과의 네트워크 재진입 절차 완료 후, Tping-pong 타이머를 구동하고 310단계로 진행한다. 상기 310단계에서 상기 이동 단말은 Tping-pong 타이머의 구동을 만료한다. 상기 Tping-pong 타이머가 구동되는 동안 상기 이동 단말은 다른 기지국으로 핸드오버 하지 않는다.
그러나 본 발명의 제1 실시 예는 이동 단말이 두 셀 사이를 저속으로 이동할 경우에는 별 다른 문제없이 동작할 수 있다. 그러나 고속으로 여러 셀을 이동하거나 또는 핸드 오버 영역에 장시간 머무를 경우에는 핑퐁 방지 타이머로 인해 오히려 이동 단말의 정상적인 동작에 악영향을 줄 수 있다. 이와 같은 사항을 아래의 도 4 내지 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 두 셀 사이를 이동하는 상황의 일 예를 보이고 있다. 즉 도 4에서는 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 구비한 이동 단말이 두 셀 사이를 이동할 경우를 가정하고 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 다중 셀 사이를 이동하는 상황의 일 예를 보이고 있다. 즉 도 5에서는 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 구비한 이동 단말이 다중 셀 사이를 이동할 경우를 가정하고 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 이동 단말이 핸드오버 영역에 위치하는 예를 보이고 있다. 즉 도 6에서는 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 구비한 이동 단말이 핸드 오버 영역에 있을 경우를 가정하고 있다.
상술한 본 발명의 제1실시 예는 이동 단말이 새로운 서빙 기지국(new serving BS)로 새로운 네트워크 재진입을 완료한 뒤 타이머를 사용하여 일정 시간 동안 이동 단말의 핸드오버 시도를 막는 형태로 되어 있다. 이러한 방법은 도 4에서 보이고 있는 이동 단말(400)이 두 개의 셀 환경 또는 서빙 기지국(BS#1)(402)에서 타깃 기지국(target BS)(BS#2)(404)쪽으로 참조번호 406과 같이 직선으로 이동하는 경우에는 별 다른 문제없이 동작할 수 있다.
그러나 도 5에서 보이고 있는 다중 셀 환경에서 이동 단말(500)이 참조번호 508과 같이 고속으로 BS#1(502) ->BS#2(504) ->BS#3(506)의 경로로 이동하는 경우에는 실제로 타깃 기지국인 BS#3(506)로 핸드오버를 수행하여야 하지만 핑퐁 타이머로 인해 핸드오버를 수행할 수 없게 된다.
반대로 도 6에서 보이고 있는 이동 단말(600)이 BS#1(602)와 BS#2(604)의 중첩 영역인 핸드 오버 영역에 정지해있는 경우에는 타이머가 만료될 때마다 핑퐁 동작을 수행하게 된다.
따라서 핑퐁 현상을 방지하기 위한 타이머를 운용함에 있어서 핸드오버를 완료한 시점(이동 단말이 새로운 서빙 기지국으로 재 진입을 완료한 시점)에서 이동 단말의 이동 속도를 고려하여 타이머의 길이를 가변적으로 운용할 필요가 있다.
본 발명의 제2 실시 예에서는 이동 단말이 핸드오버 영역에서 겪는 핑퐁 현상을 방지하여, 사용자에게 연속적인 서비스를 지원하기 위한 것이다.
본 발명의 제2 실시 예가 앞서 설명한 제1 실시 예에 따른 핑퐁 방지 방법과 차별화되는 점은 핸드오버 수행 후 이동 단말의 속도에 따라 적절한 길이의 핑퐁 방지 타이머를 설정하는 것이다. 이렇게 함으로써 고속으로 이동하는 이동 단말이 핑퐁 방지 타이머로 인해, 필요한 핸드오버를 수행하지 못하거나 정지 또는 저속으로 이동하는 이동 단말에 대한 핑퐁 현상을 더 효과적으로 막을 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 블록 구성을 보이고 있다. 즉 도 7에서는 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 동작시키기 위한 이동 단말(700)의 블록 구성을 보이고 있다.
본 발명의 제2실시 예에 따른 이동 단말(700)은 기지국 신호를 수신하여 처리하거나 송신할 신호를 처리하는 신호 처리부(710), 상기 신호 처리부(710)가 기지국 신호를 처리하여 생성한 상대 지연(Relative Delay: 이하 "RD"라 한다.)을 이용하여 이동 단말의 속도를 결정하는 속도 계산부(720), 수신 신호 세기 지시자(Received Signal Strength Indicator: 이하 "RSSI"라 한다.) 및 반송 파 대 간섭 및 잡음 신호 비(Carrier to Interference and Noise Ratio: 이하 "CINR"이라 한다.)를 이용하여 핸드 오버 여부를 결정하는 핸드 오버 처리부(730)를 포함한다.
먼저, 신호 처리부(710)는 기지국으로부터 수신되는 신호를 처리한다. 예컨대 기지국이 와이브로 기지국이라면, 와이브로 신호를 처리할 것이다.
상기 신호 처리부(710)는 기지국으로 송신할 신호를 주파수 상승 변환하는 RF 송신부와 기지국으로부터 수신된 신호를 주파수 하강 변환하는 RF 수신부 및 기저 대역 처리부와 같은 일반적인 이동 단말의 데이터 및 신호 처리에 관한 블록들을 포함한다.
상기 신호 처리부(710)는 액티브 기지국(BS#1)(702)으로부터 수신된 프리엠블(Preamble) 신호를 이동 단말(700)이 자체적으로 생성한 프리엠블 신호와 시간 도메인 상관(Time domain correlation)을 하고, 그 상관 값이 최대가 되는 시간 옵셋(τ1)을 측정한다. 이 결과를 이용하여 기지국으로부터 신호가 어느 정도의 지연을 갖고 수신되었는지 알 수 있게 된다.
상기 BS#1(702)로부터 수신한 신호의 상관 값이 최대가 되는 시간 옵셋(τ1)을 측정한 뒤 신호 처리부(710)는 주변 기지국(Neighbor BS)들인 BS#2(704), BS#3(706),...BS#k(708) 각각에 대해서도 시간 옵셋(τk)을 측정하기 위한 동일한 동작을 수행한다.
이렇게 측정된 시간 옵셋인 τ1 와 τk을 이용하여 상기 신호 처리부(710)는 액티브 기지국(BS#1)(702) 신호에 대한 주변 기지국(BS#k(k는 2부터 n까지))(704~708) 신호의 상대적인 지연(Relative Delay)을 계산하여 속도 계산부(720)로 출력하는데 이는 아래의 <수학식 1>과 같다.
RDk,1(t)는 주변 기지국(BS#k)의 신호와 액티브 기지국(BS#1)의 신호의 상대 지연 값이다.
Figure 112011095534350-pat00002
또한 상기 신호 처리부(710)는 액티브 기지국(BS#1) 및 주변 기지국들(BS#2, BS#3,...BS#k)의 프리엠블 신호의 RSSI 및 CINR을 매 프레임 또는 특정 주기로 측정하여 핸드오버 처리부(730)로 보고한다. 다른 예로 상기 신호 처리부(710)는 측정한 RSSI 값 및 CINR 값의 평균(Averaging)을 취한 RSSI 값(
Figure 112011095534350-pat00003
) 및 CINR 값(
Figure 112011095534350-pat00004
)을 핸드 오버 처리부(730)로 전송할 수도 있다.
상기 속도 계산부(720)는 상기 신호 처리부(710)에서 측정한 상대 지연(RDk,1(t))을 이용하여 이동 단말의 이동 속도(Vm(t))를 계산한다. <수학식 1>을 통해 계산된 상대 지연(Relative Delay)은 액티브 기지국(BS#1)과 주변 기지국간의 도착 시간 차이(Time Difference Of Arrival : 이하 "TDOA"라 한다.)에 대한 측정 값이다. 이 값(RDk,1(t))에 광속(c)을 곱하면 아래의 <수학식 2>와 같은 거리 측정 값으로 나타낼 수 있다.
본 발명에서는 거리 측정 값으로 변환된 이 값을 ‘TDOA’라 정의한다.
Figure 112006089193910-pat00005
Figure 112006089193910-pat00006
: 액티브 기지국인 BS#1(702)과 주변 기지국들인 BS#k(708)간의 TDOA
Figure 112006089193910-pat00007
: 이동 단말(700)이 미리 알고 있는 기지국 #k의 위치(좌표값)
Figure 112006089193910-pat00008
: 이동 단말 u의 위치
이동 단말의 초기 추정 위치인
Figure 112006089193910-pat00009
에 대하여 선형화하면 아래의 <수학식 3>과 같다.
Figure 112011095534350-pat00030
Figure 112006089193910-pat00011
: (측정된 TDOA) - (초기 추정 위치로 계산한 TDOA)
Figure 112006089193910-pat00012
: 이동 단말의 위치 오차
Figure 112006089193910-pat00013
: 초기 추정 위치에서 기지국의 시선 행렬(line of sight matrix)로서 아래의 <수학식 4>을 사용하여 계산한다.
Figure 112011095534350-pat00014
Figure 112006089193910-pat00015
: 이동 단말(700)의 추정 위치와 BS#k간의 거리
상기 속도 계산부(720)에서 이동 단말(700)의 위치 및 속도를 계산하기 위한 알고리즘으로는 반복 최소 자승법(Iterative Least Square Method)과 확장 칼만 필터(extended Kalman Filter)를 이용한 방법을 사용할 수 있다.
상기 <수학식 3>의
Figure 112006089193910-pat00016
의 놈(norm)이 일정 값 이하가 될 때까지 반복 최소 자승법을 적용하면 아래의 <수학식 5>와 같이 이동 단말(700)의 위치를 계산할 수 있다.
Figure 112006089193910-pat00017
Figure 112006089193910-pat00018
Figure 112006089193910-pat00019
: 계산된 이동 단말의 위치
Figure 112006089193910-pat00020
: 이동 단말의 초기 추정 위치
일정 시간 간격(dt)에 대해 이동 단말의 위치 X(t), X(t+dt)를 구하면 이동 단말의 이동 속도는 아래의 <수학식 7>과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112011095534350-pat00021
상기 속도 계산부(720)는 상기와 같이 단위 시간당 이전의 위치와 현재의 위치의 이동한 거리를 통해 계산된 이동 단말(700)의 이동 속도 Vm(t)를 핸드 오버 처리부(730)로 출력한다.
상기 핸드 오버 처리부(730)는 핸드 오버에 관련된 시그널링 절차를 수행하고, 핑퐁 현상을 방지하기 위한 타이머를 구비한다. 상기 핸드 오버 처리부(730)는 상기 속도 계산부(720)로부터 출력된 이동 단말(700)의 속도에 따라 적절한 타이머 값을 설정하고, 그에 따라 핑퐁 방지 타이머를 동작시킨다.
삭제
본 발명의 제2 실시 예에 따라 핸드 오버 처리부(730)는 이동 단말(700)이 핸드 오버 절차를 수행하고, 새로운 기지국과 네트워크 재진입 절차를 완료한 후에 속도 계산부(720)에서 계산한 이동 단말(700)의 속도로 핑퐁 방지 타이머를 설정하며, 이 값은 타이머가 만료되기 전까지 주기적으로 갱신된다. 아울러 신호 처리부(710)로부터 수신한 RSSI 값과 CINR 값을 근거로 핸드 오버 여부를 결정하며, 핸드 오버를 결정하면, 타깃 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하게 신호 처리부(710)로 제어 신호를 전송한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따라 핸드 오버 처리부(730)는 속도 계산부(720)에서 측정한 이동 단말의 속도(Vm(t))를 이용하여 핑퐁 방지 타이머의 길이를 적절한 길이로 설정하여 동작시킨다. 본 발명의 제2 실시 예에 따라 핸드 오버 처리부(730)가 이동 단말(700)의 이동 속도에 따라 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 설정하는 예는 아래의 <표 2>를 참조하여 설정할 수 있을 것이다.
이동 단말의 이동 속도(km/h) 핑퐁 방지 타이머 값(Tping-pong value)
61~80 이상 1s
41~60 이상 3s
21~40 이상 6s
1~20 이상 12s
0(정지 상태) 24s
상기 <표 2>에 도시된 이동 단말의 이동 속도에 따른 핑퐁 방지 타이머의 값은 하나의 일 예이며 실제 환경에서는 다른 값으로 대체될 수 있다.
상기 <표 2>와 같이 이동 단말이 타이머를 설정한 이후에 핸드 오버 처리부(730)는 이동 속도가 변경될 수 있으므로 타이머 만료 전까지 주기적으로 타이머의 길이를 갱신한다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 이동 단말의 제어 흐름을 보이고 있다. 즉 도 8에서는 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)를 구비한 이동 단말(700)의 동작에 따른 제어 흐름을 보이고 있다.
800단계에서 이동 단말(700)은 셀 탐색을 수행하며, 데이터 송수신과 같은 일반적인 동작을 수행한다.
802단계에서 이동 단말(700)은 핸드 오버가 필요한지 검사한다. 이때는 서빙 기지국 및 주변 기지국들로부터 수신되는 RSSI 값 및 CINR 값을 이용할 수 있다.
상기 802단계의 검사결과 핸드 오버가 필요하다면, 이동 단말(700)은 804단계로 진행하여 핸드 오버를 결정하고, 806단계에서 핸드 오버할 타깃 기지국을 선정한다.
그리고 808단계에서 이동 단말(700)은 상기 806단계에서 선정된 타깃 기지국과 네트워크 재진입 절차를 수행하고, 810단계에서 이동 단말(700)은 이동 속도를 계산한다.
812단계에서 이동 단말(700)은 상기 계산된 이동 단말의 속도를 사용하여 핑퐁 방지 타이머(Tping-pong)가 만료되는 시간을 설정한다.
814단계에서 이동 단말(700)은 상기 812단계에서 설정된 타이머 값으로 Tping-pong 타이머를 구동시키며, 816단계에서 Tping-pong 타이머가 만료되었는지 검사한다.
상기 816단계의 검사결과 Tping-pong 타이머가 만료되었다면, 이동 단말(700)은 다시 800단계로 진행하여 셀 탐색 및 일반적인 동작을 수행하며, 타이머가 만료되지 않았다면, 810단계로 진행하여 이동 단말의 이동 속도를 다시 계산하고, 그 값을 사용하여 타이머가 만료되는 시간(타이머 값)를 재설정하게 된다.
이때 계산된 이동 단말의 이동 속도로 타이머 값을 설정하는 예는 상기 <표 2>와 같은 형식을 사용할 수 있을 것이다.
지금까지 본 발명은 제1 및 제2 실시 예를 통해 이동 단말에서 핑퐁 현상을 방지하기 위한 방법 및 장치를 제공하였다. 그러나 제1 실시 예는 고정된 길이의 핑퐁 현상 방지 타이머 값을 사용함으로 인해 도 5에 도시된 바와 같이 이동 단말의 이동 속도 및 셀 크기와 형태에 따라 필요한 핸드 오버를 수행하지 못함으로 인하여 연결이 끊어지는 현상이 발생할 수 있었다. 또한 도 6에서와 같이 이동 단말이 핸드 오버 영역에 정지해 있는 경우에는 타이머 값이 만료될 때마다 불필요한 핑퐁 현상이 발생될 수 있었다.
아울러 상술한 본 발명의 제2 실시 예에서는 이동 단말의 속도를 추정하기 위한 방법으로 와이브로 기지국으로부터 수신된 신호를 이용한 TDOA를 사용하였으나, GPS 신호를 사용하여 이동 단말의 이동 속도를 측정하여 핑퐁 방지 타이머 값을 설정할 수도 있을 것이다.
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 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에서 이동 단말은 핑퐁 방지(Tping-pong) 타이머 가 구동하는 동안 핸드오버를 수행하지 않음으로써 빈번한 핸드오버가 발생하는 것을 방지할 수 있는 이점이 존재하며, 아울러 고정된 핑퐁 방지 타이머 값이 아닌 이동 단말의 이동 속도에 따라 핑퐁 방지 타이머 값을 조절함으로 인해 이동 단말이 필요한 핸드오버를 수행하지 못하여 연결이 끊어지는 현상을 방지할 수 있으며, 저속으로 이동할 경우에는 핑퐁 현상을 더 효과적으로 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하기 위한 방법에 있어서,
    상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점에서, 상기 이동 단말의 액티브 기지국과 적어도 하나의 주변 기지국 각각으로부터 수신되는 신호들 간의 도착시간 차이(Time Difference Of Arrival) 값을 측정하는 과정과,
    상기 측정된 도착시간 차이 값을 이용하여 상기 이동 단말의 이동 속도를 예측하는 과정과,
    상기 이동 단말의 이동 속도를 기반으로 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하는 과정과,
    상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값에 의해 핑퐁 방지 타이머를 구동하고, 상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색 동작을 수행하지 않으며, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료된 후에 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색을 재개하는 과정을 포함하며,
    상기 이동 단말의 이동 속도를 기반으로 상기 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하는 과정은,
    상기 이동 단말의 이동 속도가 어느 범위에 해당되는지 확인하는 과정과,
    복수개의 이동 속도 범위에 일대일 맵핑된 핑퐁 방지 타이머 값들 중 해당 이동 속도 범위에 맵핑된 핑퐁 방지 타이머 값을 선택하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 주기적으로 이동 단말의 이동 속도를 예측하여 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값을 갱신하는 과정을 더 포함하는 이동 단말의 핑퐁 방지 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점은 상기 이동 단말이 핸드오버를 위해 선정된 타깃 기지국과의 네트워크 재진입 절차를 완료한 시점임을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 방법.
  5. 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 핑퐁 현상을 방지하기 위한 장치에 있어서,
    상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점에서 상기 이동 단말의 액티브 기지국과 적어도 하나의 주변 기지국간의 도착 시간 차이(Time Difference Of Arrival) 값을 측정하는 신호 처리부와,
    상기 측정된 도착시간 차이 값을 이용하여 상기 이동 단말의 이동 속도를 예측하는 속도 계산부와,
    상기 예측한 이동 단말의 이동 속도를 기반으로 핑퐁 방지 타이머 값을 설정하고, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값에 의해 핑퐁 방지 타이머를 구동하고, 상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색 동작을 수행하지 않으며, 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료된 후에 다른 기지국으로의 핸드오버를 위한 셀 탐색을 재개하는 핸드오버 처리부를 포함하며,
    상기 핸드오버 처리부는, 상기 이동 단말의 이동 속도가 어느 범위에 해당되는지 확인하고, 복수개의 이동 속도 범위에 일대일 맵핑된 핑퐁 방지 타이머 값들 중 해당 이동 속도 범위에 맵핑된 핑퐁 방지 타이머 값을 선택하여, 상기 핑퐁 방지 타이머 값을 설정함을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리부는, 각 주변 기지국에 대응하여 수신 신호 세기 지시자와 반송파 대 간섭 및 잡음 비 중 적어도 하나를 측정하여 상기 핸드오버 처리부로 제공함을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 속도 계산부는, 상기 구동한 핑퐁 방지 타이머에 의해 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값이 만료되기 전까지 주기적으로 상기 이동 단말의 이동 속도를 예측하여 상기 설정한 핑퐁 방지 타이머 값을 갱신하도록 상기 핸드오버 처리부로 제공함을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동 단말이 다른 기지국으로의 핸드오버를 완료한 시점은 상기 이동 단말이 핸드오버를 위해 선정된 타깃 기지국과의 네트워크 재진입 절차를 완료한 시점임을 특징으로 하는 이동 단말의 핑퐁 방지 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
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