KR20000031984A

KR20000031984A - 교환국간소프트핸드오프가지원되는이동통신시스템및교환국간핸드오프실행방법

Info

Publication number: KR20000031984A
Application number: KR1019980048270A
Authority: KR
Inventors: 최억우
Original assignee: 서평원; 엘지정보통신 주식회사
Priority date: 1998-11-11
Filing date: 1998-11-11
Publication date: 2000-06-05
Also published as: KR100407933B1; US6295452B1; CN1256597A; CN1247031C

Abstract

교환기간 핸드오프 시스템에 관한 것으로 특히, 이동통신 시스템의 교환기간의 핸드오프시 소프트 핸드오프를 적용하여 통화품질을 향상하기에 적당한 교환기간 핸드오프 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 교환기간 핸드오프 시스템은 회선 교환 서비스를 제공하는 복수개의 교환기와, 상기 교환기간에 음성 패킷과 제어 패킷의 통신 경로를 제공하는 복수개의 하위 마스터 교환국들과, 상기 하위 마스터 교환국들을 관리하는 상위 마스터 교환국으로 구성되어, 상기 임의의 교환기에서 다른 임의의 교환기로 제어 패킷이 전송될 때 상기 제어 패킷에 상기 교환기내의 각 엘리먼트 번호와, 상기 상위 마스터 교환국 번호와, 상기 하위 마스터 교환국 번호 및 상기 임의의 교환기 번호가 포함하여 송신됨을 특징으로 하는 교환기간 핸드오프 시스템.

Description

교환기간 핸드오프 시스템

본 발명은 교환기간 핸드오프 시스템 관한 것으로 특히, 이동통신 시스템의 교환기간의 핸드오프시 소프트 핸드오프를 적용하여 통화품질을 향상하기에 적당한 교환기간 핸드오프 시스템에 관한 것이다.

핸드오프란 기지국간의 계속적인 통화로를 연결시켜 주기 위하여 무선회선을 절체시켜 주는 기능으로서, 한정된 주파수 자원을 재 사용하여 주파수 효율을 높이고, 통신망의 구축이 가능하도록 한 것이다.

핸드오프에는 소프트 핸드오프(Soft Handoff)와 하드(Hard) 핸드오프와 휴지상태(Idle) 핸드오프가 있다.

소프트 핸드오프는 현재 서비스 중인 기지국과의 통신을 종료하기 전에 새로운 기지국과 통신을 하는 방식으로서, 사용하는 FA(Frequency Assignment)가 같은 기지국간에 이용되는 핸드오프 방법이다.

그리고, 하드 핸드오프는 현재 서비스중인 기지국과의 통신을 단절하고 새로운 기지국과 통신을 하는 방식으로 사용하는 FA 개수가 다른 기지국간에 이용되는 핸드오프 방법이다.

이와 같은 소프트 핸드오프나 하드 핸드오프는 이동 단말기에서 항상 통화 세기를 측정하여 일정치 이하로 통화 품질이 떨어지면 새로운 통화 채널을 확보하고 진행중인 호를 확보된 새로운 채널로 전환하는 과정이다.

그리고, 기지국간의 소프트 핸드오프, 하드 핸드오프 이외에도 교환기간의 하드 핸드오프가 있는데 교환기간 핸드오프는 교환기 사이에 소프트 핸드오프용 통화경로가 설정되지 않아 주로 하드 핸드오프로 이루어져 왔기 때문에 순간적으로 통화 단절이 발생하고 이로 인하여 전체 통화 품질을 저하시키는 문제점이 발생하게 되었다.

이와 같은 종래 소프트 핸드오프와 하드 핸드오프 방법을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 소프트 핸드오프 과정을 나타낸 도면이다.

일반적인 소프트 핸드오프는 도 1에 나타낸 바와 같이, 제 1 기지국과 제 2 기지국간의 경계지점에서는 제 1 기지국과 제 2 기지국으로 이동하는 이동 단말기(도시하지 않음)가 제 1, 제 2 기지국과 동시에 통화를 하고, 동시 통화 후에는 계속 제 2 기지국으로 이동하는 이동 단말기는 제 1 기지국의 신호가 통화하기에 부적절할 정도로 낮아지게 되므로 제 1 기지국과의 통화를 단절하고 제 2 기지국과만 통화를 하게 되어 핸드오프가 종료된다.

도 2는 일반적인 하드 핸드오프 과정을 나타낸 도면이다.

일반적인 하드 핸도오프는 도 2에 나타낸 바와 같이, 제 1 기지국과 제 2 기지국간의 경계지점에서 제 1 기지국에서 제 2 기지국으로 이동하는 이동 단말기(도시하지 않음)는 기존의 서비스를 제공받던 제 1 기지국과 통화를 단절하고, 제 2 기지국과 통화를 시작하여 핸드오프가 종료된다.

기지국 경계지역은 해당 기지국간의 신호가 미약하므로 하드 핸드오프 시에는 기존에 서비스를 제공받던 기지국과 통화를 단절한 후에 새로운 기지국과 통화를 하게 되므로 통화 단절(Call Drop)의 확률이 높아지게 된다.

이밖에 교환기간의 하드 핸드오프가 있는데 교환기간 하드 핸드오프는 서로 다른 교환기에 속해있는 기지국간을 이동할 경우 발생하는 핸드오프이다.

이와 같은 종래 하드 핸드오프중 특히, 교환기간의 하드 핸드오프에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

즉, 교환기간의 하드 핸드오프는 하드웨어에 의한 스위치에 의하여 이루어지므로 핸드오프시 음의 단절이 발생하여 이동 단말기의 호 처리시 순간적으로 통화 단절이 발생하고 이로 인해 전체 통화 품질을 저하시키며 심한 경우에는 통화가 끊기는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 교환기의 간의 핸드오프시 소프트 핸드오프가 가능하도록 하여 통화의 일시적인 단절을 초래하는 것을 방지하고 통화 품질을 향상시키기에 적당한 교환기의 핸드오프 시스템을 제공하는데 있다.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 회선 교환 서비스를 제공하는 복수개의 교환기와, 상기 교환기간에 음성 패킷과 제어 패킷의 통신 경로를 제공하는 복수개의 하위 마스터 교환국들과, 상기 하위 마스터 교환국들을 관리하는 상위 마스터 교환국으로 구성되어, 상기 임의의 교환기에서 다른 임의의 교환기로 제어 패킷이 전송될 때 상기 제어 패킷에 상기 교환기내의 각 엘리먼트 번호와, 상기 상위 마스터 교환국 번호와, 상기 하위 마스터 교환국 번호 및 상기 임의의 교환기 번호가 포함하여 송신되도록 한다.

도 1은 일반적인 소프트 핸드오프 과정을 나타낸 도면

도 2는 일반적인 하드 핸드오프 과정을 나타낸 도면

도 3은 본 발명 교환기간 소프트 핸드오프를 위한 망 구성도

도 4는 본 발명 교환기내의 각 엘리먼트들의 어드레스 체계를 나타낸 도면

도 5는 본 발명 중앙 및 지방 교환기의 내부 구성도

도 6은 본 발명 교환기간 소프트 핸드오프 절차를 나타낸 도면

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1, 2 : 중앙 교환국 11, 21 : 지방 교환국

31 : MIRA 32 : MINA

33 : MIGA 34 : MITA

100 : 교환기

이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명 교환기간 소프트 핸드오프를 위한 망 구성도이다.

본 발명 교환기간 소프트 핸드오프를 구현하기 위한 망 구성은 도 3에 나타낸 바와 같이, 회선 교환 서비스를 제공하는 복수개의 교환기(100a)···(100n)와, 교환기들 간의 소프트 핸드오프 경로를 제공하는 복수개의 지방 교환국(Master CDMA(Code Division Multiple Access)Inter-Network : MCIN)(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)와, 상기 복수개의 지방 교환국(11a)(11b)···(11n), (21a)(21b)···(21n)을 관리하는 제 1, 제 2 중앙 교환국(Top CDMA Inter- Network)(1)(2)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 교환기(100a)···(100n)는 이동통신 네트워크와 일반전화망 혹은 동일 이동통신망이나 다른 이동통신망에 있는 다른 교환기 사이의 사용자 트래픽(traffic)을 위한 접속점을 구성하는 시스템으로 고정망과 연동되어 이동통신 가입자에게 회선교환 서비스를 제공하고, 부가적인 기능으로는 이동전화 가입자의 위치를 추적하여 항상 이동전화 서비스를 제공 가능케 하고 이동장소가 바뀌더라도 통신서비스를 지속시켜 주는 핸드오프(HandOff)기능을 가지고 있다.

그리고, 각 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)은 두 개이상의 교환기를 보유하고 있는 교환국사당 하나씩 적용되어 국사 내 교환기(100a)···(100n)들간의 소프트 핸드오프용 통신 경로를 제공한다.

이때, 한 교환국사당 하나의 지방 교환국을 적용하는 이유는 국사 내 교환기들에 대한 운용 및 유지보수가 용이하고 적용되는 네트워크 장비 수량 감소의 효과도 있기 때문이다.

또한, 복수개의 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)을 관리하는 상위 네트워크(network) 장비인 제 1, 제 2 중앙 교환국(Top CDMA Inter-Network : TCIN)(1)(2)은 복수개의 지방 교환국(11a)(11b)···(11n), (21a)(21b)···(21n)만으로 교환기간 소프트 핸드오프를 수행할 경우에 발생할 수 있는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 핸드오프를 위해 임의의 한 지방 교환국이 상위에서 다른 지방 교환국들을 관리하는 구조로 되어 있을 경우 이동 가입자 수가 계속 증가하면서 교환기뿐만 아니라 지방 교환국의 수도 증가하게 되는데, 상위 지방 교환국이 수용할 수 있는 하위 지방 교환국의 수용 용량에 한계가 발생하기 때문에 상위 네트워크 장비로서 중앙 교환국을 두어 중앙 교환국과 지방 교환기간 연동된 지방 교환국간 소프트 핸드오프용 통신 경로를 제공한다.

이때, 복수개의 지방 교환국(예를 들어 제 2 지방 교환국(11b)(21b))중의 하나는 상기 제 1, 제 2 중앙 교환국(1)(2)내에 설치할 수도 있고 따로 설치할 수도 있다.

이와 같은 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)은 교환기(100a)(100b)간 전송되는 음성 패킷(packet)과 제어 패킷의 통신 경로를 제공하여 이동 가입자의 호 처리에 필요한 모든 물리적인 접속경로를 제공한다.

지방교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)은 교환기(100a)(100b)은 음성 데이터도 패킷으로 처리해야 되므로 높은 신뢰성이 요구되며, 각 음성 패킷의 처리 시간을 일정하게 유지하기 위하여 고속 라우팅(routing) 기능이 요구된다.

또한, 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)은 교환기(100a)(100b)간의 정합도 수백Km의 장거리 정합과 수십m의 단거리 정합, 고속/저 속의 정합등 다양하게 제공되어야 하므로 지방 교환국은 고속의 패킷 라우팅 기능과 다양한 접합 기능을 위해 패킷 전송을 위한 병렬 패킷 버스 유지보수를 위한 직렬 유지보수 버스와, 하드웨어 장애 및 경보 검출, 단문 메시지 전송을 위한 RS-422 인터페이스, 교환국사간 인터페이스를 이한 ITU-T G.703_T1/E1(Non-Frame /Non-Channelized) 및 교환국사내 인터페이스를 위한 TAXI 링크를 갖는다.

그리고, 하나의 교환국사내 교환기(100a)···(100n)들은 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)을 통해 통신 경로를 설정하고, 교환국사간 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)은 중앙 교환국(1)(2)을 통해 소프트 핸드오프용 통신 경로를 설정한다.

중앙 교환국(1)(2)도 지방 교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)과 마찬가지로 고속의 라우팅 기능과 지방교환국(11a)(11b)···(11n),(21a)(21b)···(21n)과 중앙 교환국(1)(2)간의 다양한 정합 기능이 요구된다.

이와 같은 교환기간 핸드오프를 위한 망 구성이 상위에서 하위를 관리하는 계층적 구조를 갖고 있으므로 핸드오프 처리뿐만 아니라 운용 및 유지보수도 용이하게 되었다.

이와 같은 계층적 구조에서 패킷(핸드오프 메시지)의 라우팅(routing)을 위한 어드레스 포맷(address format)을 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명 교환기내의 각 엘리먼트들의 어드레스 체계를 나타낸 도면이다.

본 발명 교환기내의 각 엘리먼트들의 어드레스 체계는 도 4에 나타낸 바와 같이, 교환기내의 각 엘리먼트 어드레스와, 중앙 교환국 그룹 번호와, 지방 교환국 번호 및 교환기 번호를 갖는다.

즉, 이동 통신망에서의 모든 엘리먼트들이 독립된 어드레스를 갖도록 하여 이동 통신망을 통하여 엘리먼트들간의 통신을 자유롭게 한 것이다.

도 5는 본 발명 중앙 및 지방 교환기의 내부 구성도이다.

본 발명 중앙 및 지방 교환기의 내부 구성은 도 5에 나타낸 바와 같이, 네트워크 마스터로서 네트워크 관리 및 확장기능을 수행하고 패킷 버스 및 유지보수 버스를 통하여 장애 및 경보를 겸출하고 보고하는 MIRA(Master Inter-working Routing Board Assembly)(31)와, TAXI(100Mbps) 링크를 통해 국사내 중앙 교환국과 연동하여 패킷 데이터를 전송하는 MIGA(Master Inter-working Gateway Board Assembly)(33)와 T1/E1 인터페이스를 통해 교환 국사간 중앙 교환국 또는 지방 교환국과 연동하여 패킷 데이터를 전송하는 MITA(Master Inter-working Trunk Board Assembly)(33)와, RS-422 인터페이스를 갖고 있어 CBG(Cell Broadcasting Gateway)와 같은 단문 서비스 장비와 같은 응용 장비들을 연동할 수 있다.

도 6은 본 발명 교환기간 소프트 핸드오프 절차를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명 교환기간 소프트 핸드오프 절차는 교환기간 소프트 핸드오프용 네트워크 장비인 지방 교환국(MCIN)과 중앙 교환국(TCIN)을 통하여 통신 링크가 설정되어 있는 경우로서 교환기간 소프트 핸드오프는 이동국(Mobile Station : MS)으로 부터 전송되는 메시지를 근거로 새로운 통화링크를 설정해 주는 ADD 절차와, 유지되던 통화링크를 회수하는 DROP 절차, 그리고 ADD, DROP 절차가 동시에 처리되는 SWAP 절차로 구분된다.

우선, 교환기간 소프트 핸드오프 ADD 절차를 설명하기로 한다.

통화중인 이동국(MS)는 인접 기지국의 파일럿(Pilot) 세기가 ADD 임계치(T(Threshold)_ADD)를 초과하면 인접 기지국 정보를 포함한 핸드오프 처리를 요구(Pilot Strength Measurement Message)한다.

기지국 제어기(BSC)는 핸드오프 처리 요구를 분석한 결과, 교환기간 소프트 핸드오프 ADD로 판단되면 대상 기지국으로 무선 자원 할당을 요구(Handoff Request)한다. 이에, 대상 기지국은 무선 자원을 할당한 후 통보(Handoff Assign)한다.

기지국 제어기는 다음 핸드오프를 위하여 대상 기지국 제어기로 ADD된 대상 기지국 구성 정보를 요구(Configuration Request)한다.

기지국 구성 정보(Configuration Response)를 수신한 기지국 제어기는 새로운 활성 집합 추가를 지시(Extended Handoff Direction Message)한다. 이에, 이동국(MS)은 새로운 통화 채널과 동조되고, 활성화 집합이 추가되었음을 통보(Handoff Completion Message)한다.

기지국 제어기는 자신의 활성 기지국 정보를 정리하고 대상 기지국 제어기로 ADD된 기지국의 이웃 기지국 정보를 요청(Configuration Request-neighbor)하여 새로운 이웃 기지국 정보(Configuration Response-neighbor)를 구성한다.

그다음, 교환기간 소프트 핸드오프 DROP 절차를 설명하기로 한다.

이동국(MS)은 현재 통화중인 기지국의 파일럿 세기가 DROP 임계치(T_DROP) 이하로 일정시간 동안 유지되면 핸드오프 처리를 요구(Pilot Strength Measurement Message)한다.

기지국 제어기는 교환기간 소프트 핸드오프로 판단되면 이동국(MS)으로 활성화 지합 수정을 지시(Extended Handoff Direction Message)하고, 이동국(MS)은 활성화 집합 수정되었음을 통보(Handoff Completion Message)한다.

기지국 제어기는 기지국으로 할당된 무선 자원 해제를 요구(TC Release)한다. 이에, 무선 자원을 해제한 기지국은 기지국 제어기로 통보(Acknowledge)한다.

마지막으로 교환기간 소프트 핸드오프 SWAP 절차를 설명하기로 한다.

우선, 이동국은 인접 기지국의 파일럿(Pilot) 세기가 ADD 임계치(T_ADD)를 초과하면서 동시에 현재 통화중인 기지국의 파일럿 세기가 DROP 임계치(T_DROP) 이하로 일정시간동안 유지되면 핸드오프 처리를 요구(Pilot Strength Measurement Message)한다.

기지국 제어기는 핸드오프 처리 요구를 분석한 결과, 교환기간 소프트 핸드오프 SWAP로 판단되면 무선 자원 할당을 요구 절차(Handoff Request, Handoff Assign)를 수행한다.

정상적인 무선 자원 할당을 통보 답은 기지국 제어기는 기지국 구성 정보 요구 절차(Configuration Request, Configuration Response)를 수행한다. 이어 새로운 활성 집합 추가 및 삭제를 지시(Extended Handoff Direction Message)하고 그 결과를 통보(Handoff Completion Message)받는다.

기지국 제어기는 이웃 기지국 정보를 요청(Configuration Request-neighbor)하고 그 결과를 (Configuration Response- neighbor)를 수신한후 무선 자원 해제 절차(TC Release, Acknowledge)를 수행한다.`

이상의 설명에서와 같은 본 발명 핸드오프 시스템은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 교환기간 통화 루프를 구성하여 교환기간 핸드오프시 통화의 중단 없이 다른 교환국으로 호를 연계하는 소프트 핸드오프 절차에 의하여 호를 유지시킴으로써 이동 가입자가 교환기와 교환기 사이의 서비스 영역을 통과 시에 호의 단절 없이 통화가 가능하여 이동 호의 통화 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

둘째, 동일 기종의 이동통신 시스템의 망을 통합할 경우 단문 서비스와 같은 글로벌한 응용 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

회선 교환 서비스를 제공하는 복수개의 교환기와;

상기 교환기간에 음성 패킷과 제어 패킷의 통신 경로를 제공하는 복수개의 하위 마스터 교환국들과;

상기 하위 마스터 교환국들을 관리하는 상위 마스터 교환국으로 구성되어,

상기 임의의 교환기에서 다른 임의의 교환기로 제어 패킷이 전송될 때 상기 제어 패킷에 상기 교환기내의 각 엘리먼트 번호와, 상기 상위 마스터 교환국 번호와, 상기 하위 마스터 교환국 번호 및 상기 임의의 교환기 번호가 포함하여 송신됨을 특징으로 하는 교환기간 핸드오프 시스템.