KR20000001856A

KR20000001856A - 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법

Info

Publication number: KR20000001856A
Application number: KR1019980022322A
Authority: KR
Inventors: 이상민; 황철주
Original assignee: 김영환; 현대전자산업 주식회사
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2000-01-15
Also published as: US6434387B1; KR100264787B1

Abstract

본 발명은 사용자 수의 증가에 따른 기지국 서비스 반경의 변화를 구하고 더미 파일롯(Dummy Pilot) 방식을 사용하는 CDMA 채널의 전송 출력을 적절히 변화시켜 서비스 반경을 조정 함으로써 핸드오프 성공률을 높이고 호 실패를 줄이도록 한 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 기지국에서 사용자수에 대한 기지국 출력 변화를 데이터 베이스화하여 내부 메모리에 저장하고, 각 CDMA 채널에 사용중인 채널이 몇 개인지 검출하여 메모리에 저장한다. 이동국은 현재 서비스중인 기지국의 파일롯 전력세기를 측정한 후 저장하고, 이웃 기지국의 파일롯 세기를 계속적으로 탐색하여 이동국이 보유한 파일롯 옵셋 리스트중 이웃집합에 포함되어 있는 파일롯의 세기가 임계치를 초과하면 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지를 전송해주는 준다. 그러면 기지국은 파일롯 세기 측정 메시지를 분석하여 하드 핸드오프 절차를 판단하고 하드 핸드오프를 지시한다. 아울러 기지국은 하드 핸드오프시 사용자수에 따라 해당 CDMA 채널의 전송 출력을 조정하여 CDMA 채널간 서비스 영역을 일치시킨다.

Description

이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 사용자 수의 증가에 따른 기지국 서비스 반경의 변화를 구하고 더미 파일롯(Dummy Pilot) 방식을 사용하는 CDMA 채널의 전송 출력을 적절히 변화시켜 서비스 반경을 조정 함으로써 핸드오프 성공률을 높이고 호 실패를 줄이도록 한 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신 시스템(예를 들어, CDMA를 이용한 셀룰라 이동통신 시스템, 개인 휴대 통신 시스템(PCS), 위성 통신 시스템 등등)에서는 기지국A의 전파경계와 기지국B의 전파 경계가 공유되는 지역인 핸드오프(Hand-Off)영역이 존재한다.

이러한 핸드오프 영역에서는 효율적인 핸드오프가 이루어져야만 통화의 연속성(통화 단절 방지)을 유지할 수 있으며, 전력 낭비를 방지할 수 있다.

첨부한 도면 도1은 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국간의 핸드오프 경계를 나타낸 도면으로서, 도1에서 부호 C의 영역이 상기에서 말한 핸드오프 영역이다.

첨부한 도면 도2는 일반적인 이동통신 시스템에서 기지국 핸드오프 영역을 나타낸 그래프이다.

CDMA 시스템에서는 통화시 예상되는 핸드오프 대상 기지국 목록 및 핸드오프 임계값들을 기지국 페이징 채널을 통해 이동국에 전송한다. 이동국은 현재 서비스중인 기지국의 파일롯 신호의 세기 뿐만 아니라 핸드오프 대상 이웃 기지국의 파일롯 세기도 탐색하여 임계값과 비교한다.

도2에서 핸드오프 영역(핸드오프 지역)은 이웃 기지국의 파일롯 신호의 세기가 임계치(T_ADD)를 초과하는 순간부터 현재 서비스 중인 기지국의 파일롯 신호의 세기가 임계치(T_DROP) 이하로 떨어지는 순간에서 T_TDROP 지연된 시간까지의 영역이다.

이러한 핸드오프 영역에서는 효율적인 핸드오프 제어가 이루어져야 한다.

종래의 부호 분할 다중 접속 방식(CDMA : Code Division Multiple Access)을 사용하는 셀룰라 이동 통신 시스템에서 핸드오프 제어방법을 살펴보면, 사용자수가 많은 도심 밀집 지역과 사용자수가 적은 시골 외곽 지역이 접하는 곳에서는 CDMA 채널수가 서로 다른 기지국들이 접해있어 사용자(이동국)가 그 기지국 사이를 지나갈 때 핸드 오프 실패가 발생하게 된다.

이러한 경우 핸드오프 실패를 방지하기 위하여 통화 채널은 없고 오버헤드 채널만 존재하는 더미 파일롯(Dummy Pilot) 방식을 사용한다.

즉, CDMA 채널수가 서로 다른 기지국들이 접해 있는 곳에서 CDMA 채널간 하드 핸드오프시 비용 절약을 위해 더미 파일롯(Dummy Pilot)을 이용하여 하드 핸드 오프를 지원하게 된다.

다시 말해, 도1에 도시된 바와 같이, 기지국A는 CDMA 채널이 FA0와 FA1으로 2개이지만, 기지국B는 CDMA 채널로 FA0만을 가지고 있을 경우, 두 기지국 사이의 하드 핸드 오프를 위해 통화 채널이 없고 오버헤드 채널만 존재하는 더미 파일롯을 사용할 수 있다.

그러나 사용자 수의 증가는 간섭의 증가로 작용하여 기지국 서비스 반경을 줄이므로 통화 채널이 있는 CDMA 채널 FA0는 서비스 반경이 크게 축소되고 통화 채널이 없는 FA1의 서비스 반경은 거의 변화가 없어 두 기지국 사이의 서비스 반경의 차이가 발생 한다. 이때 기지국A에서 FA1을 사용하여 통화를 하면서 기지국B로 이동할 경우 하드 핸드 오프가 발생하며, FA0와 FA1의 서비스 반경의 차이로 하드 핸드 오프는 실패된다.

즉, 사용자 수가 증가함에 따라 기지국의 서비스 반경이 줄어들기 때문에 더미 파일롯(Dummy Pilot)을 사용하는 CDMA 채널과 그 더미 파일롯을 사용하지 않는 채널 사이의 서비스 반경의 차이로 하드 핸드 오프 실패가 발생하는 문제점을 발생 하였다.

또한, 기지국A와 기지국B의 핸드오프 영역인 D영역에서 사용자가 통화를 시도하는 경우에도 서비스 반경이 줄어들기 때문에 호 실패가 발생하게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 이동통신 시스템의 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명은 사용자 수의 증가에 따른 기지국 서비스 반경의 변화를 구하고 더미 파일롯(Dummy Pilot) 방식을 사용하는 CDMA 채널의 전송 출력을 적절히 변화시켜 서비스 반경을 조정 함으로써 핸드오프 성공률을 높이고 호 실패를 줄이도록 한 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 방법은,

핸드오프 제어 방법에 있어서,

기지국은 사용자수에 대한 기지국 출력 변화를 데이터 베이스화하여 내부 메모리에 저장하고, 각 CDMA 채널에 사용중인 채널이 몇 개인지 검출하여 상기 메모리에 저장하는 단계와;

이동국은 현재 서비스중인 기지국의 파일롯 전력세기를 측정한 후 저장하고, 이웃 기지국의 파일롯 세기를 계속적으로 탐색하여 이동국이 보유한 파일롯 옵셋 리스트중 이웃집합에 포함되어 있는 파일롯의 세기가 임계치를 초과하면 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지를 전송해주는 단계와;

상기 파일롯 세기 측정 메시지를 전송받은 기지국은 그 파일롯 세기 측정 메시지를 분석하여 하드 핸드오프 절차를 판단하고 하드 핸드오프를 지시하는 단계와;

상기 하드 핸드오프 지시후 기지국은 사용자수에 따라 해당 트래픽 채널 출력을 조정하여 서비스 영역을 일치시키는 단계와;

상기 기지국은 이동국에 순방향 전력과 코드 채널을 할당해주는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기에서, 기지국 호처리기의 CDMA 채널의 전송 출력 조정은, 사용자 수가 증가할수록 해당 CDMA 채널의 전송 출력을 상대적으로 증가시키는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 기지국간 핸드오프 경계를 나타낸 도면,

도 2는 일반적인 이동통신 시스템의 기지국 핸드오프 영역도,

도 3은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 개략 구성도,

도 4는 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법을 보인 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:고주파 제어부 2:업 컨버터

3:선형 전력 증폭기 4:송신 프론트-엔드부

5,6:송수신 안테나 7:이동국

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도3은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 개략 구성도이다.

이에 도시된 바와 같이, 이동국으로 송신할 중간주파수(IF)를 출력하는 고주파 제어부(1)와, 상기 고주파 제어부(1)에서 출력되는 4.95MHz의 중간 주파수 신호를 UHF신호로 상향 변환하는 업 컨버터(2)와, 상기 업 컨버터(2)에서 얻어지는 UHF신호를 소정 레벨로 증폭하는 선형 전력 증폭기(3)와, 상기 선형 전력 증폭기(3)에서 얻어지는 송신신호를 대역 제한하여 CDMA 주파수 대역폭으로 조절하는 송신 프론트-엔드부(4)와, 기지국내의 송수신 안테나(5)와, 이동국내의 송수신 안테나(6)와, 상기 송수신 안테나(6)를 통해 상기 기지국과 데이터를 송수신하는 이동국(7)으로 구성된다.

이와 같이 구성된 이동통신 시스템은, 먼저 기지국내의 고주파 제어부(1)에서 이동국으로 송신할 신호의 중간 주파수를 발생하게 되고, 업 컨버터(2)는 그 4.95MHz의 중간 주파수 신호를 UHF신호로 상향 변환하여 선형 전력 증폭기(3)에 전달해준다. 상기 선형 전력 증폭기(3)는 입력되는 UHF신호를 적정 레벨로 증폭하여 송신 프론트-엔드부(4)에 전달해주게 되며, 상기 송신 프론트-엔드부(4)는 대역 통과 필터를 이용하여 그 UHF신호를 CDMA주파수 대역폭인 1.23MHz로 대역 제한한 후 송신단을 이용하여 이동국으로 송신해준다. 여기서 기지국 출력은 업 컨버터(2)의 플로워(Flower) 감쇄기를 통해 잡음 지수를 변화시켜 조정이 가능하며, 사용자수의 변화에 따라 기지국 출력은 기지국 잡음의 산술적인 계산과 실험적인 측정으로 가능하다.

첨부한 도면 도4는 본 발명에 의한 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법을 보인 흐름도이다.

이에 도시된 바와 같이, 기지국은 사용자수에 대한 기지국 출력 변화를 데이터 베이스화하여 내부 메모리에 저장하고, 아울러 각 CDMA 채널에 사용중인 채널이 몇 개인지 검출하여 상기 메모리에 저장하는 단계(ST1)와; 이동국은 현재 서비스중인 기지국의 파일롯 전력세기를 측정한 후 저장하고, 이웃 기지국의 파일롯 세기를 계속적으로 탐색하여 이동국이 보유한 파일롯 옵셋 리스트중 이웃집합에 포함되어 있는 파일롯의 세기가 임계치를 초과하면 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지를 전송해주는 단계(ST2 - ST4))와; 상기 파일롯 세기 측정 메시지를 전송받은 기지국내의 호제어기는 그 파일롯 세기 측정 메시지를 분석하여 하드 핸드오프 절차를 판단하고 하드 핸드오프를 지시하는 단계(ST5)와; 상기 하드 핸드오프 지시후 기지국 호처리기는 사용자수에 따라 해당 트래픽 채널 출력을 조정하여 서비스 영역을 일치시키는 단계(ST6)와; 상기 기지국 호처리기는 이동국에 순방향 전력과 코드 채널을 할당해주는 단계(ST7)로 이루어짐진다.

이와 같이 이루어진 본 발명에 의한 핸드오프 제어방법은 다음과 같다.

먼저, 기지국내의 호처리 블록(BTS Control Processor : BCP)은 사용자수에 대한 기지국 출력 변화에 대한 테이블을 작성하여 내부 메모리에 저장한다. 즉, 사용자수가 증가할수록 트래픽 채널 출력이 상대적으로 증가하도록 하는 기지국 출력 변화에 대한 테이블을 데이터 베이스화하여 내부 메모리에 저장하게 된다. 아울러 기지국내의 호 처리기는 각 CDMA 채널(Frequency Assignment : FA)에 사용중인 채널이 몇 개인지 파악하여 상기 내부 메모리에 저장한다(ST1).

이와 같은 상태에서 이동국은 서비스중인 기지국의 파일롯 전력세기를 측정한다(ST2). 그리고 이웃 기지국의 파일롯 세기를 계속해서 탐색하여 이동국이 보유한 파일롯 옵셋 리스트중 이웃집합(Neighbor List)에 포함되어 있는 파일롯의 세기가 임계치(T_ADD)를 초과하면, 이동국은 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지(Piolt Strength Measurement Message ; PSMM)를 전송한다(ST3 - ST4).

상기 파일롯 세기 측정 메시지(PSMM)를 전송 받은 기지국내의 호 제어 블록(Call Control Process ; CCP)은 파일롯 세기 측정 메시지(PSMM)를 분석하여 하드 핸드오프 절차를 판단하고, 하드 핸드오프로 판단되면 하드 핸드오프 절차를 이동국에 지시한다(ST5).

그리고 기지국내의 호 처리기(Call Control Process : CCP)는 하드 핸드오프시 사용자수를 계산하여 해당 CDMA 채널의 전송 출력(Traffic Channel Gain)을 결정한다(ST6). 여기서 사용자수에 대한 해당 CDMA 채널의 전송 출력은 이미 단계(ST1)에서 데이터 베이스화 되어 있으므로, 사용자수만 계산하면 용이하게 CDMA 채널의 전송 출력을 결정할 수 있다.

다음으로, 그 결정된 CDMA 채널의 전송 출력에 의거 순방향 전력과 코드 채널을 이동국에 할당해주어 주파수간 하드 핸드오프가 이루어지도록 한다(ST7).

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은, CDMA 채널간 하드 핸드오프시 사용자 수에 따라 각 CDMA 채널간의 서비스 반경을 조정해줌으로써 핸드오프 성공률을 높이고, 호 실패율도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims

이동통신 시스템의 핸드오프 제어 방법에 있어서,

기지국에서 사용자수에 대한 기지국 출력 변화를 데이터 베이스화하여 내부 메모리에 저장하고, 각 CDMA 채널에 사용중인 채널이 몇 개인지 검출하여 상기 메모리에 저장하는 단계와;

이동국은 현재 서비스중인 기지국의 파일롯 전력세기를 측정한 후 저장하고, 이웃 기지국의 파일롯 세기를 계속적으로 탐색하여 이동국이 보유한 파일롯 옵셋 리스트중 이웃집합에 포함되어 있는 파일롯의 세기가 임계치를 초과하면 기지국으로 파일롯 세기 측정 메시지를 전송해주는 단계와;

상기 파일롯 세기 측정 메시지를 전송받은 기지국은 그 파일롯 세기 측정 메시지를 분석하여 하드 핸드오프 절차를 판단하고 하드 핸드오프를 지시하는 단계와;

상기 하드 핸드오프 지시후 기지국은 사용자수에 따라 해당 CDMA 채널의 전송 출력을 조정하여 CDMA 채널간 서비스 영역을 일치시키는 단계와;

상기 기지국은 이동국에 순방향 전력과 코드 채널을 할당해주는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 기지국의 CDMA 채널의 전송 출력 조정은,

사용자 수가 증가할수록 CDMA 채널의 전송 출력을 상대적으로 증가시키는 방향으로 CDMA 채널의 전송 출력을 조정하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템의 핸드오프 제어방법.