KR20000025936A - Soft hand-off method of digital mobile communication system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 부호분할 다중접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 이동통신시스템에 관한 것으로써, 특히 셀 경계 부근에서의 소프트 핸드오프방법에 관한 것이다.The present invention relates to a code division multiple access (CDMA) mobile communication system, and more particularly, to a soft handoff method near a cell boundary.
일반적으로, 이동통신시스템에서 이동단말이 한 기지국의 서비스영역을 벗어나서 새로운 셀로 진입할 때 핸드오프 기능에 의하여 통화가 지속될 수 있도록 한다. 이러한 핸드오프로는 하드 핸드오프(hard handoff)방법와 소프트 핸드오프(soft handoff)방법이 있다. 아날로그 셀룰러 시스템에서는 하드 핸드오프방법을 사용하는데, 이는 새로운 기지국과 이동국이 통화를 시작하기 전에 기존 기지국과의 링크를 절단한 후 새로운 기지국과 접속하는 방법이다. 따라서, 핸드오프가 일어날 때 짧은 시간동안 접속이 끊어지게 되어 음성품질이 저하된다.In general, in a mobile communication system, when a mobile terminal leaves a service area of a base station and enters a new cell, a call can be continued by a handoff function. Such handoffs include a hard handoff method and a soft handoff method. In an analog cellular system, a hard handoff method is used, in which a new base station and a mobile station disconnect a link with an existing base station before connecting to a new base station before starting a call. Therefore, when handoff occurs, the connection is disconnected for a short time and the voice quality is degraded.
한편, 디지털 이동통신시스템에서는 이동단말이 기존 셀 영역을 벗어나서 새로운 셀로 진입하는 경우, 중간에 기존 기지국과의 링크를 절단하지 않은 상태에서 새로운 기지국과의 링크를 새로 형성한다. 다시 말해서, 부호분할 다중접속(CDMA) 이동통신시스템에서의 핸드오프 절차를 살펴보면, 기존 기지국과의 접속, 양쪽 기지국과의 동시접속, 다음에 기존 기지국의 링크 절단이라는 순서를 밟는다. 이러한 종류의 핸드오프를 소프트 핸드오프(soft handoff)방법이라고 한다. 이러한 소프트 핸드오프는 통화단절의 가능성이 적으며, 통화 도중에 통화 링크가 절단되지 않기 때문에 사용자는 핸드오프를 감지하지 않게 된다.On the other hand, in the digital mobile communication system, when a mobile terminal enters a new cell out of an existing cell area, a link with a new base station is newly formed without breaking the link with the existing base station. In other words, the handoff procedure in a CDMA mobile communication system is a sequence of connection with an existing base station, simultaneous connection with both base stations, and then link disconnection of the existing base station. This kind of handoff is called a soft handoff method. This soft handoff is less likely to disconnect, and the user does not detect the handoff because the call link is not disconnected during the call.
종래의 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 살펴본다. 디지털 이동통신시스템에서는 호(call)가 시작될 때 미리 설정된 핸드오프 파라미터(T_COMP)의 임계값과 핸드오프가 발생할 가능성이 높은 타겟기지국 정보를 이동단말로 제공한다. 이동단말은 이동하면서 각 기지국들의 파일럿신호를 감시하여 현재 접속중인 관장기지국의 파일럿신호의 신호세기가 임계값 이하로 떨어졌을 경우에 핸드오프 요구 메시지를 전송한다. 이때, 새로운 타겟기지국은 이동단말을 위한 트래픽 채널을 할당한 후 관장기지국을 통해 핸드오프 수락 메시지를 상기 이동단말로 전달한다. 이동단말은 타겟기지국의 트래픽 채널을 복조하기 시작하면서 양기지국으로부터 수신된 두 신호를 다이버시티 결합을 하여 통화품질을 향상시킨다.A soft handoff method in a conventional digital mobile communication system will be described. The digital mobile communication system provides the mobile terminal with a threshold value of the preset handoff parameter (T_COMP) and target base station information that is likely to have a handoff when the call starts. The mobile station monitors the pilot signals of the base stations while moving and transmits a handoff request message when the signal strength of the pilot signal of the currently connected base station falls below a threshold. In this case, the new target base station allocates a traffic channel for the mobile terminal and then transmits a handoff acceptance message to the mobile terminal through the enema base station. The mobile station begins to demodulate the traffic channel of the target base station and improves call quality by diversity combining the two signals received from both base stations.
그러나, 상기한 소프트 핸드오프방법이 적용되는 디지털 이동통신시스템은 전파 환경 및 기지국 설치문제 등과 같은 여러 가지 이유로 인하여 셀들간에 서로 겹쳐지는 영역이 증가하면서, 하나의 이동단말이 여러 개의 트래픽 채널을 점유하는 소프트 핸드오프의 기간도 비례적으로 길어지므로 채널 사용률이 증가하여 전체적인 시스템의 성능 저하를 일으키게 되는 문제점이 있었다.However, in the digital mobile communication system to which the soft handoff method is applied, one mobile terminal occupies several traffic channels while the overlapping area between cells increases due to various reasons such as radio wave environment and base station installation problem. Since the duration of the soft handoff is also proportionally longer, there is a problem in that the channel utilization is increased, causing the performance of the overall system to decrease.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 통화 중인 임의의 이동단말이 셀 사이를 이동하여 소프트 핸드오프를 수행할 경우에, 이동단말의 통화품질에 따라 핸드오프 파라미터의 임계값을 가변시킴으로, 이동단말의 통화품질이 임계값보다 좋을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하지 않고, 이동단말의 통화품질이 임계값보다 좋지 않을 경우에는 상기 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하도록 하는 디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, when any mobile terminal in the call to move between cells to perform a soft handoff, handoff parameters according to the call quality of the mobile terminal If the call quality of the mobile terminal is better than the threshold, the target base station does not allocate a new traffic channel to the mobile terminal, and if the call quality of the mobile terminal is not better than the threshold, An object of the present invention is to provide a soft handoff method of a digital mobile communication system for allocating a new traffic channel.
또한, 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량에 비해 사용중인 총 송신전력량이 클 경우, 핸드오프 파라미터의 임계값을 가변시킴으로 이동단말의 소프트 핸드오프가 지연되도록 하는 디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.In addition, when the total amount of transmit power in use is greater than the total amount of transmit power allocated to the target base station, the soft handoff method of the digital mobile communication system is to delay the soft handoff of the mobile terminal by varying the threshold value of the handoff parameter. There is another purpose to provide.
도 1은 이동단말의 소프트 핸드오프시 각 영역별 트래픽 채널 점유 수를 나타낸 도면이고,1 is a diagram showing the number of occupied traffic channels in each area during soft handoff of a mobile station;
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도로서,2A to 2C are flowcharts illustrating a soft handoff method according to the present invention.
도 2a는 이동단말에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도,2A is a flowchart illustrating a soft handoff method in a mobile terminal;
도 2b는 관장기지국시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도,2b is a flowchart illustrating a soft handoff method in an enema base station system;
도 2c는 타겟기지국시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이다.2C is a flowchart illustrating a soft handoff method in the target base station system.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동단말과 관장기지국 및 타겟기지국을 포함하는 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a soft handoff method in a digital mobile communication system including a mobile terminal, an enema base station and a target base station.
상기 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지를 수신한 상기 관장기지국은, 이동단말의 통화품질과 상기 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 핸드오프 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.Upon receiving the handoff request message from the mobile terminal, the enema base station determines whether to perform handoff according to the call quality of the mobile terminal and the channel usage state of the target base station.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예를 상세하게 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 이동단말의 소프트 핸드오프시 각 영역별 트래픽 채널 점유 수를 나타낸 도면이다. 부호분할 다중접속(CDMA)의 디지털 이동통신시스템에서 한 셀을 중심으로 6개의 인접 셀들이 겹쳐져 배치된다. 여기서, A 영역에서는 3개의 셀들이 겹쳐지기 때문에 소프트 핸드오프 시에 이동단말은 3개의 트래픽 채널을 점유하고, B 영역에서 이동단말은 2개의 트래픽 채널을 점유한다. 오늘날, 상기한 셀들이 마이크로 셀화되면서 셀들이 겹쳐지는 영역이 증가하고, 잦은 소프트 핸드오프로 인한 이동통신시스템의 성능 저하가 발생한다.FIG. 1 is a diagram illustrating the number of traffic channel occupied by each region during soft handoff of a mobile station. In a digital divisional communication system of code division multiple access (CDMA), six adjacent cells are overlapped with respect to one cell. In this case, since three cells overlap in the region A, the mobile terminal occupies three traffic channels during soft handoff, and in the region B, the mobile terminal occupies two traffic channels. Today, as the above cells become microcells, the overlapping area of the cells increases, and the performance degradation of the mobile communication system occurs due to frequent soft handoff.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도로서, 도 2a는 이동단말에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이고, 도 2b는 관장기지국에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이며, 도 2c는 타겟기지국에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이다.2A to 2C are flowcharts illustrating a soft handoff method according to the present invention. FIG. 2A is a flowchart illustrating a soft handoff method in a mobile terminal, and FIG. 2B is a soft handoff method in an enema base station. 2C is a flowchart illustrating a soft handoff method at a target base station.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면서 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 설명하면 다음과 같다.The soft handoff method according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2A to 2C as follows.
본 발명에서, 관장기지국은 현재 이동단말로 트래픽 채널을 할당하고 있는 기지국으로 소프트 핸드오프를 관장하는 기지국이다. 타겟기지국은 이동단말이 이동하고자 하는 셀 내의 통신을 관장하는 기지국으로 이동단말이 이동하고자 하는 목적지의 기지국이다. 타겟기지국의 채널 사용상태 정보는 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량과 사용중인 총 송신전력량의 차에 의해 얻어진다.In the present invention, the governing base station is a base station that manages soft handoff to the base station that is currently assigning a traffic channel to the mobile terminal. The target base station is a base station of a destination to which the mobile terminal is to move to a base station that manages communication in a cell to which the mobile terminal is to move. The channel usage status information of the target base station is obtained by the difference between the total amount of transmit power allocated to the target base station and the total amount of transmit power in use.
통화 중인 이동단말은 관장기지국과 그의 인접기지국들의 파일럿신호를 입력받아 그 신호세기를 지속적으로 측정하고(101), 인접기지국에서 전파하는 파일럿신호와 관장기지국에서 전파하는 파일럿신호의 신호차를 계산한다. 이동단말이 관장기지국에서 멀어지면서 타겟기지국으로 가까워지면 두 기지국의 파일럿신호의 신호차가 핸드오프 파라미터(T_COMP)의 임계값보다 커지는데(102), 이때, 이동단말은 현재 T_COMP의 임계값과 현재 통화품질 정보를 포함하는 핸드오프 요구 메시지를 관장기지국으로 송신한다(103).The mobile terminal in a call receives the pilot signals of the enema base station and its neighboring base stations and continuously measures the signal strength (101), and calculates a signal difference between the pilot signals propagated in the neighboring base station and the pilot signals propagating in the enema base station. . As the mobile terminal moves closer to the target base station as it moves away from the enema base station, the signal difference between the pilot signals of the two base stations becomes larger than the threshold value of the handoff parameter (T_COMP) (102). A handoff request message containing the quality information is sent to the enema base station (103).
관장기지국은 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지가 수신되면(201), 타겟기지국시스템으로 전력량 파라미터 요구 메시지를 송신한다(202). 타겟기지국시스템은 관장기지국으로부터 전력량 파라미터 요구 메시지가 수신되면(301), 현재 타겟기지국이 사용하고 있는 총 송신전력량을 계산하여(302), 이 총 송신전력량과 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량을 비교하여 채널 사용상태 정보를 포함하는 전력량 파라미터를 관장기지국으로 송신한다(303).If the base station receives a handoff request message from the mobile terminal (201), and transmits a power amount parameter request message to the target base station system (202). When the target base station system receives the power amount parameter request message from the master base station (301), the target base station calculates the total amount of transmit power currently used by the target base station (302), and compares the total amount of transmit power with the total amount of transmit power allocated to the target base station. In step 303, the power amount parameter including the channel usage status information is transmitted to the base station.
관장기지국은 타겟기지국으로부터 전력량 파라미터가 수신되면(203), 이동단말로부터 수신한 통화품질 정보와 타겟기지국의 채널 사용상태 정보를 바탕으로 하여 새로운 T_COMP의 임계값을 계산한다(204). 또한, 관장기지국은 새로운 T_COMP의 임계값과 이동단말로부터 수신한 기존 T_COMP의 임계값을 비교한다(205).When receiving the power amount parameter from the target base station (203), the base station calculates a threshold value of the new T_COMP based on the call quality information received from the mobile terminal and the channel usage status information of the target base station (204). In addition, the base station compares the threshold of the new T_COMP with the threshold of the existing T_COMP received from the mobile terminal (205).
비교 결과, 새로운 T_COMP의 임계값이 기존 T_COMP의 임계값보다 클 경우, 관장기지국은 이동단말로 새로운 T_COMP 임계값을 포함한 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(210). 비교 결과, 새로운 T_COMP의 임계값이 작을 경우에는 타겟기지국으로 핸드오프 요구 메시지를 송신한다(206).As a result of the comparison, if the threshold value of the new T_COMP is larger than the threshold value of the existing T_COMP, the Node B base station transmits a handoff rejection message including the new T_COMP threshold value to the mobile station (210). As a result of the comparison, when the threshold value of the new T_COMP is small, a handoff request message is transmitted to the target base station (206).
타겟기지국은 관장기지국으로부터 핸드오프 요구 메시지가 수신되면(304), 트래픽 채널이 할당 가능한 지를 검사한다(305). 검사 결과, 트래픽 채널의 할당이 가능하면, 타겟기지국은 이동단말을 위한 트래픽 채널을 할당한(307) 다음 관장기지국으로 핸드오프 수락 메시지를 송신한다(308). 한편, 검사 결과 트래픽 채널의 할당이 가능하지 않으면, 타겟기지국은 관장기지국으로 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(306).When the target base station receives a handoff request message from the enema base station (304), it checks whether the traffic channel is assignable (305). As a result of the check, if the traffic channel can be allocated, the target base station allocates a traffic channel for the mobile terminal (307) and then transmits a handoff acceptance message to the enema base station (308). On the other hand, if the traffic channel assignment is not possible as a result of the check, the target base station transmits a handoff rejection message to the governing base station (306).
관장기지국은 타겟기지국으로부터 핸드오프 수락 메시지가 수신되면(207), 새로운 T_COMP의 임계값을 포함하는 핸드오프 수락 메시지를 이동단말로 송신한다(208). 그러나, 관장기지국이 핸드오프 거절 메시지를 수신한(209) 경우에는 이동단말로 새로운 T_COMP의 임계값을 포함하는 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(210).If the base station receives a handoff accept message from the target base station (207), it transmits a handoff accept message including the threshold of the new T_COMP to the mobile terminal (208). However, if the base station receives the handoff rejection message 209, the mobile station transmits the handoff rejection message including the threshold value of the new T_COMP to the mobile station (210).
이동단말은 관장기지국으로부터 핸드오프 수락 메시지가 수신되면(104), 기존의 T_COMP의 임계값을 새로운 T_COMP의 임계값으로 변경하고(105), 액티브 셋(active set)에 타겟기지국을 추가한다(106). 그 후, 관장기지국으로 핸드오프 완료 메시지를 송신하고(107), 타겟기지국의 트래픽 채널을 사용하기 시작한다(108). 한편, 이동단말이 관장기지국으로부터 핸드오프 거절 메시지를 수신한(109) 경우에는 기존의 T_COMP의 임계값을 새로운 T_COMP의 임계값으로 변경한(110) 후 기존의 트래픽 채널로 계속 통화한다.When the mobile terminal receives a handoff accept message from the enema base station (104), it changes the threshold of the existing T_COMP to the threshold of the new T_COMP (105) and adds the target base station to the active set (106). ). Thereafter, a handoff complete message is sent to the governing base station (107) and the traffic channel of the target base station begins to be used (108). On the other hand, when the mobile terminal receives a handoff rejection message from the enema base station (109), it changes the threshold value of the existing T_COMP to the threshold value of the new T_COMP (110) and continues to talk on the existing traffic channel.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 소프트 핸드오프 수행 시점을 결정하는 핸드오프 파라미터의 임계값을 이동단말의 통화품질과 타겟기지국의 총 송신전력량을 기준으로 가변시키고, 이 핸드오프 파라미터의 임계값을 기준으로 소프트 핸드오프 수행 여부를 결정한다. 즉, 이동단말의 통화품질이 좋고 타겟기지국의 총 송신전력량이 많을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 트래픽 채널을 할당하지 않으므로 전체 채널 사용률을 절감할 수 있고, 이동단말의 통화품질이 낮고 타겟기지국의 총 송신전력량이 적을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하므로 호의 절단을 예방하면서 이동단말의 통화품질을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the threshold of the handoff parameter for determining the time of performing the soft handoff is varied based on the call quality of the mobile terminal and the total amount of transmit power of the target base station, and the threshold of the handoff parameter. Determine whether to perform a soft handoff based on. That is, if the call quality of the mobile terminal is good and the total transmission power of the target base station is large, the target base station does not allocate traffic channels to the mobile terminal, thereby reducing the overall channel utilization rate, and the call quality of the mobile terminal is low and the target base station If the total amount of transmit power is small, the target base station allocates a new traffic channel to the mobile station, thereby improving call quality of the mobile station while preventing call truncation.
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