KR19980087248A - 핸드 오프 시스템에 관하여 개선된 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템 - Google Patents

핸드 오프 시스템에 관하여 개선된 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템 Download PDF

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가네꼬 히사시
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Abstract

이동 단말기(11)를 포함하는 이동 통신 시스템용 고정 설비(12, 28a, 28b)에서, 고정 설비는 제1 및 제2 무선 주파수로 할당되는 제1 및 제2 무선 존을 각각 커버한다. 이동 단말기는, 현재의 무선 주파수로서, 제1 및 제2 무선 주파수중 하나의 사용에 의해 고정 설비와 통신가능하고, 이동 단말기가 제1 및 제2 무선 존 사이의 경계 영역에서 제1 및 제2 무선 주파수의 또 다른 하나의 사용에 의해 고정 설비와 통신 가능한 핸드 오프의 요청을 나타내는 요청 신호를 생성할 수 있다. 고정 설비는 요청 신호에 응답하고 제2 무선 주파수가 이동 단말기에 의해 사용될 수 있는 지의 여부를 판단하는 판단 장치(43)을 가진다. 고정 설비는 판단 장치로부터 얻어진 판단 결과에 응답하여 현재의 무선 주파수를 통해 이동 단말기쪽으로 핸드 오프와 관계 있는 명령 신호(command signal)를 전송하는 신호 전송 장치(44)를 더 구비한다.

Description

핸드 오프 시스템에 관하여 개선된 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
본 발명은 이동 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 이동 단말기로부터 주 기지국까지 핸드 오프(hand-off)가 요청되는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템(terminal assisted handoff mobile communication system)에 관한 것이다.
셀룰러 시스템과 같은 이동 통신 시스템에서, 기지국 무선 디바이스 또는 무선 기지국은 각각의 무선 존(radio zones)으로 배열된다. 무선 존 사이의 경계에 도달하는 경우, 최상의 전파 상황하에서 기지국 무선 디바이스와 통신을 하기 위한 단말기는 통신을 지속하도록 하기 위해 신규 기지국 무선 디바이스와 통신을 시작한다. 이러한 기능을 핸드 오프 또는 핸드 오버(hand-over)라 불리운다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 시스템에서, 무선 존은 여러 스프레딩 코드(spreading codes)를 각각 이용하여 식별된다. 따라서, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 셀룰러 시스템 또는 시분할 다중 접속(TDMA) 셀룰러 시스템에 요구되는 바와 같이 각각의 무선 존에 여러 주파수를 할당할 필요는 없다. 즉, 동일 주파수가 각각의 무선 존내에 배열된 기지국 무선 디바이스에 할당될 수 있다. 따라서, CDMA 셀룰러 시스템에서, 무선 존 사이의 경계에 도달하는 경우, 임의의 기지국 무선 디바이스와 통신하는 단말기는 인접 무선 존에서 하나 이상의 기지국 무선 디바이스와도 또한 동시에 통신할 수 있다. 그래서, 연속하는 또는 순간 차단되지 않는 핸드 오프(non-hit hand-off)가 달성될 수 있다. 이러한 유형의 핸드 오프를 소프트 핸드 오프(soft hand-off)라 부르고, 여기서 단말기는 현재 무선 존에서 동일 주파수를 사용하여 현재 무선 존에서 인접 무선 존으로 시프트한다.
도 6은 종래 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 개략적으로 도시한다. 도시된 셀룰러 시스템은 기지국 제어기(주 기지국, 12) 및 여기에 연결된 기지국 무선 디바이스(10a, 10b)를 포함한다. 예를 들어, 스프레딩 코드(b1×b2)의 트래픽 채널상에서 무선 디바이스(10b)와 통신하는 단말기(11)가 인접 무선 존을 커버하는 무선 디바이스(10a)로부터 전송된 스프레딩 코드(a1)의 파이롯트 채널을 수신하고 계속하여 그것의 수신 레벨을 측정한다. 만약 측정된 수신 레벨이 미리 설정한 임계 값을 초과하면, 단말기(11)는 그것이 소프트 핸드 오프 무선 존으로 입력되었다는 것을 결정하고, 스프레딩 코드(b1×b2)의 트래픽 채널을 이용하여, 현재 통신중인 무선 디바이스(10a)의 식별 데이터를 전달하는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호(soft hand off start-up request signal)를 무선 디바이스(10b)로 전송한다.
기지국 무선 디바이스(10a, 10b)로부터 전송된 파이롯트 채널은 무선 존의 식별용으로, a1 및 b1과 같은 여러 스프레딩 코드에 의해 스프레드된다. IS-95-A에서, 스프레딩 코드(a1 및 b1)는 PN 코드열(pseudorandom noise code sequences)이고, 무선 존마다 다른 스프레딩 코드는 시간 오프셋에 의해 각 기지국 무선 디바이스에 할당된다.
기지국 제어기(12)는 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스(10b)를 경유하여 단말기(11)로부터 시작 요청 신호를 수신한다. 그 다음, 기지국 제어기(12)는 시작 요청 신호에 전달된 식별 데이터로 나타나는 기지국 무선 디바이스(10a)로 소프트 핸드 오프 시작 신호를 전송한다. 시작 신호로 수신함에 따라, 무선 디바이스(10a)는 단말기(11)과 통신하기 시작한다. 동시에, 기지국 제어기(12)는 무선 디바이스(10a)의 트래픽 채널에 사용될 스프레딩 코드(a1×a2)의 통지를 위해, 소프트 핸드 오프 명령 신호를 무선 디바이스(10b)를 경유하여 단말기(11)로 전송한다. 소프트 핸드 명령 신호의 수신함에 따라, 단말기(11)는, 무선 디바이스(10a)의 무선 존을 시프트(shift)시키기 위해, 신규 스프레딩 코드(a1×a2)를 인식하고 무선 디바이스(10b)와 통신하면서 무선 디바이스(10a)와 통신하기 시작한다.
상기 상술한 바와 같이, 통신중인 단말기는 인접 무선 존에서의 기지국 무선 디바이스로부터 전송된 파이롯트 채널의 수신 레벨을 측정하며, 만약 수신 레벨이 임계 값을 초과하면, 단말기는 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스를 경유하여 인접 기지국 제어기로 소프트 핸드 오프의 시작을 요청한다. 이러한 유형의 핸드 오프 시스템을 단말기 보조 핸드 오프 시스템이라 부르고, 이것은 단말기로부터 신호를 수신하기 위해 기지국 무선 디바이스에 제공되는 디바이스의 처리량 및 기지국 제어기의 처리량을 감소시킬 수 있다.
도 7은 종래 단말기 CDMA 셀룰러 시스템에서 단말기 구조를 상세하게 도시하는 블럭도이다. 단말기(11)는 안테나(16), 수신기(17), 전송기(23), 레이크 수신 섹션(rake receiving section, 15), 디코더(19), 수신 레벨 측정 섹션(21), 인코더(22) 및 제어기(20)를 구비한다.
안테나(16)를 통해 수신된 신호는 수신기(17)에서 기저대 신호(baseband signal)로 변환되고 다음에 레이크 수신 섹션(15)에 입력된다. 단말기(11)는 무게 및 크기를 감소시키기 위해 단지 하나의 수신기(17)를 포함한다. 그러나, 만약 인접 무선 존의 주파수가 현재 통신중인 무선 존의 것과 동일한 것이라면, 통신이 지속되면서, 단말기(11)는 인접 무선 존의 파이롯트 채널을 수신할 수 있고 그것의 수신 레벨을 측정할 수 있다.
레이크 수신 섹션(15)은 복수개의 상관기(correlators : 131내지 13n, n은 적어도 2인 정수)를 구비한다. 상관기(131내지 13n)에서는, 상호 다른 지연 시간을 갖는 스프레딩 코드가 셀룰러 시스템 특유의 다중 경로 페이딩(multipath fading)에서와 같이 다양한 전파 경로를 통해 들어오는 신호의 효율적인 수신을 위해 설정된다. 특히, 상관기(131내지 13n-1)에서는, 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스에 사용되는 스프레딩 코드가 그 기지국 무선 디바이스로부터 신호를 수신하기 위해 설정된다. 반면에, 상관기(13n)에서는, 인접 무선 존을 커버하는 기지국 무선 디바이스의 파이롯트 채널용으로 사용되는 스프레딩 코드가 설정된다.
레이크 수신 섹션(15)에 입력된 기저대 신호는 각각의 상관기(131내지 13n-1)에서 상관 복조되어 조합된 후, 디코더(19)에서 디코드되며, 제어기(20)로 송신된다. 반면에, 상관기(13n)에서, 인접 무선 존의 파이롯트 채널은 상관 복조된다. 수신 레벨 측정 섹션(21)은 상관기(13n)에서 상관 복조의 결과에 기초한 인접 무선 존의 파이롯트 채널의 수신 레벨을 도출하고 그들을 제어기(20)에 입력시킨다.
제어기(20)는 소프트 핸드 오프의 시작을 위한 미리 설정한 임계값을 기억하고 수신 레벨 측정 섹션(21)으로부터 수신된 인접 무선 존의 파이롯트 채널의 수신 레벨을 이미 설정한 임계값과 비교한다. 만약, 수신 레벨이 임계 값을 초과하면, 제어기(20)는 그 파이롯트 채널을 전송하는 기지국 무선 디바이스의 식별 데이터를 전달하는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호를 생성하고, 그것을 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스로 전송한다. 기지국 제어기는 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스를 경유하여 시작 요청 신호를 수신하고 식별 데이터로 나타나는 기지국 무선 디바이스에 소프트 핸드 오프 시작 신호를 전송한다. 그 다음, 소프트 핸드 오프가 수행되고 단말기와 인접 무선 존을 커버하는 기지국 무선 디바이스 사이의 통신이 시작된다.
도 8은 종래 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템에서 무선 존 구조를 개략적으로 도시한다. 도시된 무선 존 구조는 복수의 인접 무선 존(A, B 및 C)을 포함한다. 무선 존(A)은 주파수(f1)를 이용하는 셀(241)을 가지고 있고, 무선 존(B)은 주파수(f1)를 이용하는 셀(251) 및 주파수(fm)를 이용하는 셀(25m)을 가지고 있으며, 무선 존(C)는 주파수(f1)를 이용하는 셀(261) 및 주파수(fm)를 이용하는 셀(26m)을 가지고 있다. 무선 존(A-C)의 셀(241, 251, 및 261)이 서로 인접하고, 무선 존(B 및 C)의 셀(25m및 26m)이 서로 인접한다. 주파수(fm)를 이용한 셀은 각각의 무선 존(B 및 C)에 존재하는 반면, 무선 존(A)에는 존재하지 않는다. 이것은 각 기지국 무선 디바이스 사이의 크기에서의 차이에 기인한다.
전술한 무선 존 구조에서, 예를 들어, 셀(25m)과 통신을 시작하는 단말기(111)가 무선 존(C)의 셀(26m)로 이동시키거나 또는 셀(251)과 통신을 시작하는 단말기(112)가 무선 존(A)의 셀(241) 또는 무선 존(C)의 셀(261)로 이동시킬 때, 핸드 오프가 어떠한 문제도 없이 수행된다.
전술한 바와 같이, 단말기(11)는 단지 하나의 수신기(17)를 포함하므로, 통신 중에 다른 주파수 신호를 기저대 신호로 변환할 수 없다. 따라서, 단말기(11)가 향해지는 인접 무선 존(이후, 이 무선 존을 헤디드 무선 존(headed radio zone)으로 또한 언급됨)의 파이롯트 채널 주파수가 현재 사용하는 주파수와 다르다면, 단말기(11)은 헤디드 무선 존의 파이롯트 채널을 수신할 수 없다. 예를 들어, 주파수(fm)에서 셀(25m)과 통신을 시작하는 단말기(111)가 무선 존(A)으로 시프트된다고 가정하자. 이 경우에, 헤디드 무선 존에서 동일 주파수(fm)를 사용하는 어떠한 셀도 없으므로, 단말기(111)는 헤디드 무선 존(A)의 파이롯트 채널을 수신할 수 없다. 특히, 단말기(111)는 이 경우에서의 주파수(f1)에서 셀(241)의 파이롯트 채널을 수신할 수 없으므로, 주파수를 변화시키면서 핸드 오프를 수행할 수조차 없다. 따라서, IS-95-A의 단말기 보조 핸드 오프 시스템에서, 단말기(11)가 현재 사용중에 있는 주파수가 사용될 수 없는 무선 존으로 이동할 때, 핸드 오프가 달성될 수 없어 통신에서의 단절을 일으킨다. 주파수를 변화시키면서 수행되는 전술한 핸드 오프를 하드 핸드 오프(hard hand-off)라 부른다.
그러므로 본 발명의 목적은 단말기가 현재 사용중인 주파수가 사용되지 않는 무선 존으로 이동할 때 조차도 핸드 오프를 유연하게 수행할 수 있는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 계속되는 설명으로 명확해진다.
본 발명의 하나의 특징에 따라, 이동 단말기를 포함하는 이동 통신 시스템용 고정 설비를 제공한다. 고정 설비는 제1 및 제2 무선 주파수로 각각 할당되는 제1 및 제2 무선 존을 커버한다. 이동 단말기는, 현재 무선 주파수에 따라, 제1 및 제2 무선 주파수중 하나의 사용으로 고정 설비와 통신하고 이동 단말기가 제1 및 제2 무선 존 사이의 경계 영역에서 제1 및 제2 무선 주파수중 또 다른 하나의 사용으로 고정 설비와 통신할 수 있는, 핸드 오프의 요청을 나타내는 요청 신호를 생성할 수 있다. 고정 설비는 제2 무선 주파수가 이동 단말기에 의해 사용할 만한 것인지의 여부를 판단하기 위한 요청 신호에 응답하는 판단 수단을 구비한다. 판단 수단은 판단 결과를 생성한다. 고정 설비는 판단 수단에 접속되는 신호 전송 수단을 더 구비하는데 이는 판단 결과에 응답하여 현재 무선 주파수를 통해 이동 단말기 쪽으로 명령 신호를 전송하기 위한 것이다. 명령 신호는 핸드 오프와 관련이 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 주 기지국, 주 기지국에 연결되는 복수의 무선 기지국 및 이동 단말기를 포함하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템(terminal assisted handoff mobile communication system)을 제공하고, 각각의 상기 무선 기지국은 상호 다른 주파수의 복수의 셀을 포함하는 대응 무선 존을 커버하고, 제1 주파수에서 무선 기지국중의 하나와 통신 가능한 상기 이동 단말기는, 상기 제1 주파수에서 인접 무선 기지국으로부터 전송되는 파이롯트 채널의 측정 수신 레벨을 기초로 하여, 또 다른 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 주 기지국에 요청한다. 시스템은 인접 무선 기지국의 적어도 하나에서 제공되는 파이롯트 채널 전송 수단을 더 구비하고, 인접 무선 기지국의 적어도 하나는 각각의 다른 인접 무선 기지국의 무선 존에 존재하는 제1 주파수의 셀을 갖지 않으며, 파이롯트 채널 전송 수단은 제1 주파수를 사용한 파이롯트 채널을 계속 전송한다. 시스템은, 제1 주파수에서 상기 무선 기지국의 하나와 통신하는 이동 단말기가 파이롯트 채널 전송 수단으로부터 파이롯트 채널을 수신하고, 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 상기 주 기지국에 요청할 때, 제1 주파수 셀이 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 무선 기지국에 존재하지 않는다는 것을 결정하기 위한 결정 수단, 그리고 결정 수단에 연결되고 결정 수단으로부터 결정 결과에 응답하여, 통신중에 사용되는 제1 주파수를 이용한 이동 단말기로 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 하드 핸드 오프 명령 신호를 전송하는 명령 신호 전송 수단을 더 구비한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라, 주 기지국, 주 기지국에 연결되는 복수의 무선 기지국 및 이동 단말기를 포함하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템을 제공하고, 각각의 무선 기지국은 상호 다른 주파수의 복수의 셀을 포함하는 대응 무선 존을 커버하고, 제1 주파수에서 무선 기지국중의 하나와 통신 가능한 상기 이동 단말기는 제1 주파수에서 인접 무선 기지국으로부터 전송되는 파이롯트 채널의 측정 수신 레벨을 기초로 하여, 또 다른 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 상기 주 기지국에 요청한다. 시스템은 이동 단말기로무터 파이롯트 채널의 상기 수신 레벨을 수신하기 위한 수신 레벨 수신 수단, 수신 레벨 수신 수단에서 수신된 수신 레벨을 미리 설정된 임계 값과 비교하기 위한 수신 레벨 수신 수단에 연결되는 비교 수단, 및 결정 수단에 연결되고, 이동 단말기와의 통신에서 무선 기지국의 무선 존 이외의, 미리 설정한 임계값보다 큰 수신 레벨을 나타내는 무선 존이 존재할 때, 통신 중에 사용되는 제1 주파수를 이용한 이동 단말기에 소프트 핸드 오프의 수행을 명령하는 제1 명령 신호를 전송하고, 미리 설정한 임계값보다 큰 수신 레벨을 나타내는 어떠한 무선 존도 존재하지 않을 때, 통신 중에 사용되는 제1 주파수를 이용한 이동 단말기에 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 제2 명령 신호를 전송하기 위한 상기 비교 수단으로부터 비교 결과에 응답하는 명령 신호 전송 수단을 구비한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 도시하는 블럭도.
도 2는 도 1에서 기지국 무선 디바이스에 의해 커버되는 무선 존의 구조를 개략적으로 각각 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 도시하는 블럭도.
도 4는 도 3에 도시된 기지국 무선 디바이스에 의해 커버되고, 상기로부터 알 수 있는 무선 존을 개략적으로 각각 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2 실시에에 따른 셀룰러 시스템의 동작을 도시하는 흐름도.
도 6은 종래의 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7은 종래의 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템에서 단말기의 구조를 상세하게 도시하는 블럭도.
도 8은 종래의 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템에서 무선 존의 구조를 개략적으로 도시하는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 단말기
12 : 기지국 제어기
28a, 28b : 기지국 무선 디바이스
31a : 안테나
32a : 분배기/합성기
33 : 파이롯트 채널 전송기
43 : 명령 신호 전송 섹션
44 : 판단 섹션
이제, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 아래에 상술한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 도시하는 블럭도이다. 도 2는 도 1에 도시된 기지국 무선 디바이스에 의해 커버되는 무선 존의 구조를 개략적으로 각각 도시하는 도면이다. 본 실시예에서의 셀룰러 시스템은 공지된 단말기(11)을 그대로 사용하기 때문에, 하기 설명 또한 도 7에 도시된 단말기(11)의 구조를 참조한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 기지국으로서 기지국 무선 디바이스(28a, 28b)가 주 기지국으로서 기지국 제어기(12)에 연결된다. 기지국 무선 디바이스(28a)에 의해 커버되는 무선 존(A)은 주파수(f1내지 fn)를 이용하는 셀(411내지 41n)을 각각 가지고 있다. 기지국 무선 디바이스(28b)에 의해 커버되는 무선 존(B)은 주파수(f1내지 fn)를 이용하는 셀(421내지 42n)을 각각 가지고, 주파수(fm)를 이용하는 셀(42m)을 가지고 있다. 셀(411내지 41n)과 셀(421내지 42n)은 서로 인접하는 반면, 무선 존(B)의 셀(42m)에 인접하는 셀은 하나도 없다. 이것은 기지국 무선 디바이스(28a, 28b) 사이의 크기에서의 차이에 기인한다.
기지국 무선 디바이스(28a)는 안테나(31a), 분배기/합성기 (distributor/ synthesizer : 32a), 주파수(f1내지 fn)에 각각 대응하는 송수신기(30a1내지 30an), 무선 디바이스(28b)에 의해 커버되는 인접 무선 존(B)내의 셀(42m)의 주파수(fm)와 동일한 주파수의 파이롯트 채널을 계속 전송하기 위한 파이롯트 채널 전송기(33)을 구비한다. 분배기/합성기(32a)는 안테나(31a)를 경유하여 단말기(11)로부터 송수신기 (30a1내지 30an)로 각각 수신되는 신호를 분배하는 반면, 안테나(31a)를 경유하여 전송용 송수신기(30a1내지 30an)로부터 신호를 합성한다.
기지국 제어기(12)는 판단 섹션(44)을 가지고 있다. 통신중인 단말기(11)는 파이롯트 채널 전송기(33)로부터 파이롯트 채널을 수신하고 기지국 제어기(12)에 소프트 핸드 오프의 시작을 요청하고, 판단 섹션(44)은 무선 디바이스(28a)내의 파이롯트 채널의 주파수(fm)와 동일한 주파수의 어떠한 셀도 존재하지 않음을 판단한다.
기지국 무선 디바이스(28b)는 안테나(31b), 분배기/합성기 (32b), 주파수(f1내지 fn)에 각각 대응하는 송수신기(30b1내지 30bn), 주파수(fm)에 대응하는 송수신기(30bm), 및 제어기(40b)를 구비한다. 분배기/합성기(32b)는 안테나(31b)를 경유하여 단말기(11)로부터 송수신기(30b1내지 30bn)로 각각 수신되는 신호를 분배하는 반면, 안테나(31a)를 경유하여 전송용 송수신기(30b1내지 30bn)로부터의 신호를 합성한다. 제어기(40b)는 명령 신호 전송 섹션(43)을 가지고 있다. 판단 섹션(44)에서의 판단 결과에 응답하여, 명령 신호 전송 섹션(43)은 단말기(11)와의 통신용으로 현재 사용중인 주파수를 이용하여 하드 핸드 오프를 실행하기 위한 하드 핸드 오프 명령 신호(hard hand-off command signal)를 생성하고 그것을 단말기(11)에 전송한다.
본 실시예에 따른 셀룰러 시스템에서, 만약 현재 통신중인 무선 존의 셀 주파수와 동일한 주파수를 사용하는 셀이 인접 헤디드 무선 존에 존재한다면, 소프트 핸드 오프는 종래의 셀룰러 시스템에서와 같이 같은 방식으로 유연하게 달성될 수 있다. 따라서, 하기에서는 현재 통신중인 무선 존의 셀 주파수와 동일한 주파수를 사용하는 셀이 인접 헤디드 무선 존에 존재하지 않는 경우를 주로 설명한다.
예를 들어, 무선 존(B)에서 주파수(fm)를 가진 셀(42m)이 기지국 무선 디바이스(28b)에 의해 할당될 때, 단말기(11)는 무선 디바이스(28b)의 송수신기(30bm) 및 제어기(40b)를 경유하여 기지국 제어기(12)와 통신을 시작한다. 통신을 지속하는 동안, 단말기(11)는 도 2에 도시된 무선 존(A)으로 이동하면서, 무선 디바이스(28a)의 파이롯트 채널 전송기(33)로부터 전송되는 주파수(fm)의 파이롯트 채널을 수신한다. 단말기(11)에서, 수신 레벨 측정 섹션(21)은 파이롯트 채널의 수신 레벨을 측정하고 그것을 제어기(20)로 보낸다. 제어기(20)는 인코더(22), 전송기(23) 및 안테나(16)을 경유하여 기지국 무선 디바이스(28b)로 수신 레벨 신호를 전송한다.
제어기(20)는 무선 존(A)으로부터 파이롯트 채널의 수신 레벨을 미리 설정한 임계값과 비교한다. 만약 수신 레벨이 임계값을 초과하면, 제어기(20)는 기지국 무선 디바이스(28a)의 식별 데이터를 전달하는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호를 생성하기 위해, 무선 존(A)에 대한 소프트 핸드 오프가 가능한 위치에 단말기(11)가 도달하고 이를 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스(28b)에 전송하는 것을 결정한다.
기지국 무선 디바이스(28b)에서, 안테나(31b) 및 분배기/합성기(32b)를 경유하여 수신되는 시작 요청 신호가 주파수(fm)에 대한 송수신기(30bm)를 경유하여 제어기(40b)로 송신된다. 그 다음, 시작 요청 신호가 제어기(40b)로부터 기지국 제어기(12)로 송신될 때, 판단 섹션(44)은 단말기(11)가 소프트 핸드 오프에 의해 시프트될 주파수(fm)의 셀이 시작 요청 신호에 의해 식별되는 기지국 무선 디바이스(28a)에 존재하지 않는다는 것을 판단한다. 따라서, 기지국 제어기(12)는 하드 핸드 오프가 단말기(11)에 의해 가능한 주파수에 대응하는 기지국 무선 디바이스(28a, 28b)에서의 셀의 존재를 검사한다. 예를 들어, 만약 주파수(f1)를 사용하는 셀(411,421)이 무선 디바이스(28a 및 28b)에 의해 커버되는 무선 존(A 및 B)에서 둘 다 통화중이 아니면, 하드 핸드 오프 명령 신호가 무선 디바이스(28b)의 명령 신호 전송 섹션(43)에서 생성되고 분배기/합성기(32b) 및 안테나(31b)를 경유하여 단말기(11)로 전송된다.
하드 핸드 오프 명령 신호가 단말기(11)에 의해 현재 사용중인 주파수(fm)와 같은 주파수에서 전송되기 때문에, 단말기(11)는 이 신호를 그대로 수신한다. 단말기(11)에서는, 하드 핸드 오프 명령 신호에 따라, 수신기(17)는 현재 사용중인 주파수(fm)를 주파수(f1)로 전환하고, 따라서, 현재 통신중인 무선 디바이스(28b)의 무선 존(B)에서 주파수(f1)를 가지는 셀(421)에 대한 하드 핸드 오프가 실행된다. 그 후에, 주파수(f1)를 사용하는 셀(421)과 통신을 지속하는 동안, 단말기(11)는 제어기(20)에서 무선 디바이스(28a)의 식별 데이터를 전달하는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호를 생성하고 무선 디바이스(28b) 및 기지국 제어기(12)를 경유하여 무선 디바이스(28a)로 이 신호를 전송한다. 따라서, 단말기(11)는 무선 존(B)의 셀(421)로부터 무선 존(A)의 셀(411)까지 소프트 핸드 오프를 유연하게 수행한다.
이제, 본 발명의 바람직한 제2 실시예를 설명한다. 도 3은 본 실시예에 따른 단말기 보조 핸드 오프 CDMA 셀룰러 시스템의 구조를 도시하는 블럭도이다. 도 4는 도 3에 도시된 기지국 무선 디바이스에 의해 커버되는, 상기로부터 알 수 있는 각각의 무선 존을 개략적으로 도시한 도면이다. 도면에서, 무선 존(A)을 커버하는 기지국 무선 디바이스(28a), 무선 존(B)을 커버하는 기지국 무선 디바이스(28b) 및 무선 존(C)을 커버하는 기지국 무선 디바이스(28c)가 기지국 제어기(12)에 연결되어 있다. 기지국 무선 디바이스(28c)가 기지국 무선 디바이스(28b)와 동일한 구조를 가지기 때문에, 이에 대한 설명은 생략한다.
무선 존(A)은 주파수(f1내지 fn)를 각각 사용하는 복수개의 셀을 가지고 있다. 각각의 무선 존(B 및 C)은 주파수(f1내지 fn)를 각각 사용하는 복수개의 셀과 주파수(fm)를 사용하는 셀을 가지고 있다. 각각의 무선 존(A, B 및 C)에서 주파수(f1내지 fn)를 사용하는 셀은 서로 인접하는 반면, 무선 존(A)은 무선 존(B 및 C)에서 주파수(fm)를 사용하는 셀에 인접하는 어떠한 셀도 가지고 있지 않다. 이는 기지국 무선 디바이스(28a-28c) 사이의 크기에서의 차이에 기인한다.
기지국 무선 디바이스(28a)는 안테나(31a), 분배기/합성기(32a), 주파수(f1내지 fn)에 대응하는 송수신기(30a1내지 30an) 및 제어기(40a)를 구비한다. 기지국 무선 디바이스(28b)는 안테나(31b), 분배기/합성기 (32b), 주파수(f1내지 fn)에 대응하는 송수신기(30b1내지 30bn), 주파수(fm)에 대응하는 송수신기(30bm), 및 제어기(40b)를 구비한다.
제어기(40b)는 수신 레벨 수신 섹션(45), 비교 섹션(46) 및 명령 신호 전송 섹션(47)을 포함한다. 수신 레벨 수신 섹션(45)은 단말기(11)에서 측정되는 기지국 무선 디바이스(28a, 28b 및 28c)로부터 파이롯트 채널의 수신 레벨을 전송하고 이들 수신 레벨을 수신하도록 단말기(11)에 요청한다. 비교 섹션(46)은 수신 레벨 수신 섹션(45)에 수신된 수신 레벨을 미리 설정된 임계값과 비교한다.
만약, 비교 섹션(46)에서의 비교 결과로서, 서브젝트 기지국 무선 디바이스(단말기(11)와 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스)의 무선 존과는 다른, 수신 레벨이 임계값보다 큰 파이롯트 채널을 전송하는 무선 존이 존재한다면, 명령 신호 전송 섹션(47)은 소프트 핸드 오프의 수행을 명령하는 제1 명령 신호를 현재 사용중인 주파수를 사용하는 단말기(11)에 전송한다. 반면에, 만약 임계값보다 큰 수신 신호를 나타내는 어떠한 무선 존도 존재하지 않는다면, 명령 신호 전송 섹션(47)은 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 제2 명령 신호를 현재 사용중인 주파수를 사용하는 단말기에 전송한다.
도 5는 본 실시예에 따른 셀룰러 시스템의 동작을 도시하는 흐름도이다. 전술한 제1 실시예에서와 같이, 현재 사용중인 무선 존의 셀 주파수와 동일한 주파수를 사용하는 셀이 인접 헤디드 무선 존에 존재하지 않는 경우를 주로 예를 들어 설명한다.
예를 들어, 무선 존(B)에서 주파수(fm)를 사용하는 셀이 기지국 무선 디바이스(28b)에 의해 할당될 때, 단말기(11)는 무선 디바이스(28b)의 송수신기(30bm) 및 제어기(40b)를 경유하여 기지국 제어기(12)와 통신을 시작한다. 예를 들어, 도 4에서 무선 존(C)를 향하는 방향(D)으로 이동하는 중에, 단말기(11)는 통신을 지속하는 동안 기지국 무선 디바이스(28b) 및 모든 인접 기지국 디바이스(28a, 28c)로부터 전송되는 파이롯트 채널을 수신하고 수신 레벨 측정 섹션(21)에서 그의 수신 레벨을 측정한다. 더욱이, 제어기(20)는 수신 레벨 신호를 인코더(22), 전송기(23) 및 안테나(16)를 경유하여 기지국 무선 디바이스(28b)로 전송한다.
기지국 무선 디바이스(28b)에서, 무선 존(B)에서의 주파수(fm)에서 통신하는 단말기(11)의 존재 여부가 검사된다(단계 S1). 만약 주파수(fm)에서 통신하는 단말기(11)가 무선 존(B)에 존재한다면, 수신 레벨 수신 섹션(45)은 단말기(11)가 기지국 무선 디바이스(28a-28c)로부터의 주파수(fm)에 전송되는 파이롯트 채널의 수신 레벨을 통지하도록 요청하고 이들 수신 레벨을 수신한다(단계 S2).
기지국 무선 디바이스(28b)에서, 비교 섹션(46)은 단말기(11)로부터 수신되는 수신 레벨중에서 무선 존(B)으로부터 파이롯트 채널의 수신 레벨을 -12dB의 미리 설정한 임계값(A)과 비교한다(단계 S3). 예를 들어, 만약 수신 레벨이 -20dB이면, 수신 레벨은 임계값(A)보다 작다. 이것은 단말기(11)가 선정된 거리 이상인 기지국 무선 디바이스(28b)의 무선 존(B)으로부터 벗어나고 그래서 핸드 오프에 의해 다른 셀로의 시프트가 필요함을 의미한다.
다음으로, 비교 섹션(46)은 단말기(11)로부터 수신되는 수신 레벨들 중에서 무선 존(B)에서의 것과는 다른, 무선 존(A 및 C)으로부터 파이롯트 채널의 수신 레벨을 -16dB의 미리 설정한 임계값(A)과 비교한다(단계 S4). 이 경우에서, 주파수(fm)를 사용하는 셀이 무선 존(A)에 존재하는 것이 아니라 단지 무선 존(C)에 존재하기 때문에, 만약 무선 존(C)의 파이롯트 채널의 수신 레벨이 임계값(B)을 초과하면, 이는 무선 존(C)의 주파수(fm)를 가진 셀에 대한 소프트 핸드 오프가 가능한 것을 의미한다. 따라서, 명령 신호 전송 섹션(47)은 소프트 핸드 오프의 수행을 명령하는 제1 신호를 현재 사용중인 주파수를 사용하는 단말기(11)에 전송한다(단계 S5). 동시에, 기지국 무선 디바이스(28b)는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호를 기지국 제어기(12)를 경유하여 기지국 무선 디바이스(28c)에 전송하여, 무선 존(C)의 주파수(fm)의 셀로의 소프트 핸드 오프가 수행되도록 한다.
반면에, 기지국 무선 디바이스(28b)와 통신하는 단말기(11)가 도 4에서의 무선 존(A)을 향하는 방향(E)으로 이동할 때, 헤디드 무선 존(A)에서 주파수(fm)를 사용하는 어떠한 셀도 없다. 이 경우에, 단계 S4에서, 임계값(B)을 초과하는 파이롯트 채널의 어떠한 수신 레벨도 없다. 그래서, 기지국 무선 디바이스(28b)에서, 명령 신호 전송 섹션(47)은 서브젝트 무선 존(B)에서의 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 제2 신호를 현재 사용중인 주파수를 사용하는 단말기(11)에 전송한다.
단말기(11)에서, 수신된 제2 신호에 따라, 예를 들어 현재 통신중인 기지국 무선 디바이스(28b)의 무선 존(B)에서 주파수(f1)를 사용하는 셀로의 하드 핸드 오프를 수행하도록, 수신기(17)는 현재 사용중인 주파수(fm)를 주파수(f1)로 전환한다.
그 후에, 주파수(f1)를 가진 셀과 통신을 지속하는 동안, 단말기(11)는 제어기(20)에서 기지국 무선 디바이스(28a)의 식별 데이터를 전달하는 소프트 핸드 오프 시작 요청 신호를 생성하고 이 신호를 무선 디바이스(28b) 및 기지국 제어기(12)를 경유하여 무선 디바이스(28a)에 전송한다. 따라서, 단말기(11)는 무선 존(B)에서 주파수(f1)를 가진 셀로부터 무선 존(A)에서 주파수(f1)를 가지는 셀로 소프트 핸드 오프를 유연하게 수행한다.
전술한 제1 및 제2의 바람직한 실시예에서, 단말기(11)는 먼저 서브젝트 기지국 무선 디바이스[단말기(11)와 통신하는 기지국 무선 디바이스]의 무선 존에서 다른 주파수를 가지는 셀에 대해 하드 핸드 오프를 수행하고, 다음에 인접 무선 존에서 동일 주파수를 가지는 셀에 대해 소프트 핸드 오프를 수행한다. 그러나, 그것은 또한 단말기(11)가 서브젝트 기지국 무선 디바이스의 무선 존으로부터 인접하는 무선 존에서 다른 주파수를 가지는 셀에 직접 하드 핸드 오프를 수행하는 것으로 배열될 수 있다.
상기 상술한 바와 같이, 각각 전술한 제1 및 제2의 바람직한 실시예에 따른 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템에서, 단말기가 현재 사용중인 주파수가 사용될 수 없는 무선 존으로 이동할 때 조차도, 핸드 오프가 유연하게 수행될 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예의 관점에서 상술되는 동안, 본 발명이 거기에 제한되는 것이 아니라 첨부 청구항에 정의된 바와 같이 본 발명의 원리를 별도로 하지 않고도 다양한 방법으로 실시될 수 있다.

Claims (10)

  1. 이동 단말기를 포함하는 이동 통신 시스템용 고정 설비로서, 상기 고정 설비는 제1 및 제2 무선 주파수로 각각 할당되는 제1 및 제2 무선 존을 커버하고, 상기 이동 단말기는, 현재의 무선 주파수로서, 상기 제1 및 제2 무선 주파수중 하나의 사용에 의해 상기 고정 설비와 통신가능하고, 상기 이동 단말기가 상기 제1 및 제2 무선 존 사이의 경계 영역에서 상기 제1 및 제2 무선 주파수의 또 다른 하나의 사용에 의해 상기 고정 설비와 통신 가능한 핸드 오프의 요청을 나타내는 요청 신호를 생성할 수 있는 상기 고정 설비에 있어서, 상기 제2 무선 주파수가 상기 이동 단말기에 의해 사용될 수 있는 지의 여부를 판단하기 위해 상기 요청 신호에 응답하여, 판단 결과를 생성하는 판단 수단; 및 상기 판단 결과에 응답하여 상기 현재의 무선 주파수를 통해 상기 이동 단말기를 향해, 상기 핸드 오프와 관계 있는 명령 신호(command signal)를 전송하기 위해 상기 판단 수단에 연결되는 신호 전송 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 고정 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 무선 존은 상기 제2 무선 주파수와 동일한 추가의 무선 주파수로 더 할당되고, 상기 제2 무선 존은 상기 제1 무선 주파수와 동일한 추가의 무선 주파수로 할당되며, 상기 이동 단말기는 상기 현재의 무선 주파수 대신에 상기 추가의 무선 주파수중 하나를 사용함으로써 상기 고정 설비와 통신할 수 있는 것을 특징으로 하는 고정 설비.
  3. 제1항에 있어서, 상기 신호 전송 수단을 포함하는 주 기지국; 상기 제1 무선 존을 커버하기 위해 상기 주 기지국에 연결되는 제1 무선 기지국; 및 상기 제2 무선 존을 커버하기 위해 상기 주 기지국에 연결되고 상기 제1 무선 주파수를 사용하여 파이롯트 채널을 전송하기 위한 파이롯트 채널 전송 수단을 갖는 제2 무선 기지국을 구비하되, 상기 이동 단말기는 상기 파이롯트 채널에 응답하여 상기 요청 신호를 생성하고, 상기 판단 수단은, 각각의 상기 제1 및 상기 제2 무선 기지국에 포함되고 상기 제2 무선 기지국이 상기 제1 무선 주파수와 동일한 무선 주파수를 사용하는 지의 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 고정 설비.
  4. 제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2 무선 기지국이 파이롯트 채널을 생성하고, 상기 이동 단말기는 상기 파이롯트 채널에 응답하여 상기 파이롯트 채널의 수신 레벨을 생성하며, 상기 판단 수단은, 상기 수신 레벨을 수신하는 수신 수단; 및 상기 수신 레벨을 미리 설정한 임계 값과 비교하기 위해 상기 수신 수단 및 상기 신호 전송 수단에 연결되어 비교 결과를 생성하는 비교 수단을 구비하되, 상기 신호 전송 수단은, 상기 수신 레벨이 상기 미리 설정한 임계 값보다 클 때 상기 비교 결과에 응답하여 상기 현재의 무선 주파수를 사용하여 상기 이동 단말기로 제1 명령 신호를 상기 명령 신호로 전송하고, 상기 수신 레벨이 상기 미리 설정한 임계 값보다 크지 않을 때 상기 비교 결과에 응답하여 상기 현재의 무선 주파수를 사용하여 상기 이동 단말기로 제2 명령 신호를 상기 제2 명령 신호로서 전송하되, 상기 제1 명령 신호는, 상기 이동 단말기가 상기 경계 영역에서 주파수 변화 없이 상기 고정 설비와 통신 가능한 소프트 핸드 오프(soft hand-off)의 수행을 명령하고, 상기 제2 명령 신호는, 상기 이동 단말기가 상기 경계 영역에서 주파수 변화로 상기 고정 설비와 통신 가능한 하드 핸드 오프(hard hand-off)의 수행을 명령하는 것을 특징으로 하는 고정 설비.
  5. 주 기지국, 상기 주 기지국에 연결되는 복수의 무선 기지국 및 이동 단말기를 포함하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템(terminal assisted mobile communication system)으로서, 각각의 상기 무선 기지국은 상호 다른 주파수를 가진 복수의 셀을 포함하는 대응 무선 존을 커버하고, 제1 주파수에서 무선 기지국중의 하나와 통신 하는 상기 이동 단말기는 상기 제1 주파수에서 인접 무선 기지국으로부터 전송되는 파이롯트 채널의 측정 수신 레벨을 기초로 하여, 또 다른 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 상기 주 기지국에 요청하는 단말기 보조 핸드 오프 이동통신 시스템에 있어서, 각각의 다른 인접 무선 기지국의 무선 존에 존재하는 상기 제1 주파수를 가진 셀을 갖지 않는 인접 무선 기지국의 적어도 하나에 제공되되, 상기 제1 주파수를 사용하여 파이롯트 채널을 계속 전송하는 파이롯트 채널 전송 수단; 상기 제1 주파수에서 상기 무선 기지국의 하나와 통신하는 이동 단말기가 상기 파이롯트 채널 전송 수단으로부터 파이롯트 채널을 수신하고, 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 상기 주 기지국에 요청할 때, 상기 제1 주파수를 가진 셀이 상기 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 상기 무선 기지국에 존재하지 않는다는 것을 판정하기 위한 판단 수단; 및 상기 판정 수단에 연결되고 통신중에 사용되는 상기 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 단말기로 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 하드 핸드 오프 명령 신호를 전송하기 위해 상기 판정 수단으로부터 판정 결과에 응답하는 명령 신호 전송 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 명령 신호 전송 수단으로부터 상기 하드 핸드 오프 신호에 응답하여, 상기 이동 단말기는 상기 이동 단말기와 통신하는 상기 무선 기지국에 의해 커버되는 상기 무선 존내의 상기 제1 주파수 이외의 제2 주파수를 가진 셀로 하드 핸드 오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 명령 신호 전송 수단으로부터 상기 하드 핸드 오프 신호에 응답하여, 상기 이동 단말기는 상기 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 상기 무선 기지국에 의해 커버되는 상기 무선 존내의 상기 제1 주파수 이외의 제2 주파수를 가진 셀에 직접 하드 핸드 오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
  8. 주 기지국, 상기 주 기지국에 연결되는 복수의 무선 기지국 및 이동 단말기를 포함하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템(terminal assisted handoff mobile communication system)으로서, 각각의 상기 무선 기지국은 상호 다른 주파수를 가진 복수의 셀을 포함하는 대응 무선 존을 커버하고, 제1 주파수에서 무선 기지국중의 하나와 통신 하는 상기 이동 단말기는 상기 제1 주파수에서 인접 무선 기지국으로부터 전송되는 파이롯트 채널의 측정 수신 레벨을 기초로 하여, 또 다른 무선 기지국으로의 소프트 핸드 오프의 시작을 상기 주 기지국에 요청하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템에 있어서, 상기 이동 단말기로부터 파이롯트 채널의 상기 수신 레벨을 수신하기 위한 수신 레벨 수신 ; 상기 수신 레벨 수신 수단에서 수신된 수신 레벨을 미리 설정된 임계 값과 비교하기 위해 상기 수신 레벨 수신 수단에 연결되는 비교 수단; 및 상기 비교 수단에 연결되고, 상기 비교 수단으로부터 비교 결과에 응답하되, 상기 이동 단말기와 통신하는 무선 기지국의 무선 존 이외의, 수신 레벨이 미리 설정한 임계값보다 큰것을 나타내는 무선 존이 존재할 때, 통신 중에 사용되는 상기 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 단말기에 소프트 핸드 오프의 수행을 명령하는 제1 명령 신호를 전송하고, 상기 수신 레벨이 상기 미리 설정한 임계값보다 큰 것을 나타내는 어떠한 무선 존도 존재하지 않을 때, 통신 중에 사용되는 상기 제1 주파수를 이용하여 상기 이동 단말기에 하드 핸드 오프의 수행을 명령하는 제2 명령 신호를 전송하기 위한 명령 신호 전송 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 명령 신호 전송 수단으로부터 상기 제2 명령 신호에 응답하여, 상기 이동 단말기는 상기 이동 단말기와 통신하는 상기 무선 기지국에 의해 커버되는 상기 무선 존에서 상기 제1 주파수 이외의 제2 주파수를 가진 셀로 하드 핸드 오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 명령 신호 전송 수단으로부터 상기 제2 명령 신호에 응답하여, 상기 이동 단말기는 상기 수신된 파이롯트 채널을 전송하는 상기 무선 기지국에 의해 커버되는 상기 무선 존에서 상기 제1 주파수 이외의 제2 주파수를 가진 셀에 직접 하드 핸드 오프를 수행하는 것을 특징으로 하는 단말기 보조 핸드 오프 이동 통신 시스템.
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