KR20000038212A

KR20000038212A - 더미 fa를 이용한 기지국 내의 핸드오프 방법 및 그를 위한이동통신 기지국

Info

Publication number: KR20000038212A
Application number: KR1019980053118A
Authority: KR
Inventors: 이경수; 손희남; 정택섭; 유학성
Original assignee: 이상철; 한국통신프리텔 주식회사
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-07-05
Also published as: KR100309886B1

Abstract

본 발명은 더미 FA를 이용한 기지국 내의 핸드오프 방법 및 그를 위한 이동통신 기지국에 관한 것으로서, 그 이동통신 기지국은 서비스 하고자하는 지역을 적어도 두 개의 셀로 분할하고, 이동국과의 RF신호를 송수신하는 RF 처리부; RF 처리부 및 교환기 쪽의 신호를 변복조하고, 소정 주파수의 더미 FA를 발생하는 디지털 처리부; 교환기 쪽의 신호 및 트래픽에 대한 인터페이스를 담당하는 인터페이스부; 및 분할된 셀에 각각 상응하는 적어도 두 개의 섹터 중 적어도 하나에서는 더미(dummy) FA를 사용하여 핸드오프 발생시 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 수행되도록 제어하며, 교환기 쪽 및 이동국과의 호처리를 포함한 전반적인 제어를 수행하는 기지국 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 섹터간 FA 핸드 오프이므로 핸드오프 하기 위한 무선환경이 양호하다. 그리고 한 기지국 내의 FA간 하드핸드오프 성공률이 기지국 간의 FA간 하드핸드오프 성공률보다 높다.

Description

더미 ＦＡ를 이용한 기지국 내의 핸드오프 방법 및 그를 위한 이동통신 기지국

본 발명은 기지국에서의 핸드오프 방법 및 그를 위한 이동통신 기지국에 관한 것으로서, 특히 할당된 주파수(FA)간 하드 핸드오프 성공률을 높이기 위해 기지국 내의 섹터 간에 더미(dummy) FA를 사용하는 핸드오프 방법 및 그를 위한 이동통신 기지국에 관한 것이다.

이동통신 시스템의 가장 큰 특징 중의 하나는 가입단말기의 이동성을 보장하는 것이다. 이동성을 보장하기 위해 필요한 기술은 위치등록 기술과 핸드오프 기술이다. 핸드오프(Hand Off)란 사용자가 현재 서비스를 제공받고 있는 기지국 또는 섹터의 서비스 영역을 벗어나도 계속적으로 통화가 유지될 수 있도록 이동국과 기지국간의 통화채널을 인계해 주어 사용자의 이동성을 보장해주는 것을 말한다.

도 1에 도시된 바와 같이 기지국이 커버(cover)하는 셀 영역은 서로 겹쳐있어 기지국의 결정에 의해 더 나은 수신 감도를 가진 쪽으로 핸드오프가 일어난다. 지향성 안테나를 사용하면 안테나의 복사 방향에 있는 동일 채널의 기지국에만 주파수 간섭을 주기 때문에 그 만큼 동일 채널 간섭이 즐어들어 주파수 재사용 효율이 좋아진다. 보통 120°또는 180°의 섹터를 사용한다.

핸드오프시 아주 짧은 순간(150ms) 동안 채널이 절단되며, 새로운 셀에 이용가능한 채널이 없으면 핸드오프가 지연되거나 호가 절단된다. 이러한 핸드오프가 발생하게 되는 조건으로는 이동국과 기지국간의 신호 수신 강도, 비트에러율(Bit Error Rate), 이동국과 기지국 간의 거리, 기지국의 서비스 반경 등이 있다. 기지국의 서비스 반경은 시스템 용량 뿐만 아니라, 핸드오프와도 밀접한 관계가 있다. 상기 핸드오프의 성공여부는 서비스 품질을 좌우하는 중요한 요소이기도 하다.

핸드오프에는 소프트 핸드오프(soft hand off), 소프터 핸드오프(softer hand off) 및 하드 핸드오프(hard hand off)가 있다. 상기 소프트 핸드오프는 동일한 CDMA 주파수(FA)를 사용하는 인접 기지국간의 핸드오프이며, 이동국이 이전 기지국과 통신 단절없이 새로운 기지국과 통신을 개시하는 핸드오프이다. 기지국은 이동국에 할당된 모든 순방향 통화채널이 동일한 할당 주파수를 가질 경우에만 이동국에게 소프트 호 절체를 수행하라고 명령할 수 있다. 상기 소프터 핸드오프는 동일한 CDMA 주파수를 사용하는 동일 기지국 내 섹터간 핸드 오프이며, 이동국이 이전섹터와 통신단절없이 새로운 섹터와 통신을 개시하는 핸드 오프이다. 하드 핸드오프는 서로 다른 CDMA 주파수 상호간 또는 교환기(MSC)간의 핸드 오프를 말한다.

도 2는 서로 다른 CDMA 주파수 상호간의 하드 핸드오프 영역을 설명하기 위한 이동국의 핸드오프 신호레벨의 변화를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국 A 및 기지국 B가 있을 때, 빗금친 부분이 핸드오프 영역이다. 이를 보다 상세히 설명하면, CDMA에서는 통화개시 때, 예상되는 핸드오프 대상 기지국 목록 및 핸드오프 임계값들이 이동국에게 제공된다. 가입자는 관할 기지국의 신호추적 이외에도 모든 핸드오프 대상 기지국의 파일롯 신호들을 탐색하여 통화개시 초기에 제공된 임계값보다 우수한 모든 파일롯 신호를 계속 보유하고 있다. 이러한 목록은 이러한 정보가 요구되었을 때, 또는 기지국의 파일롯 신호가 통화유지에 필요한 최소값 이하로 떨어졌을 때 기지국으로 전송되며 핸드오프가 시작된다. 도 2에 도시된 바와 같이 핸드오프 영역은 새로운 기지국의 파일롯 신호가 T_ADD를 초과하는 순간부터 현재 서비스 중인 기지국의 파일롯 신호가 T_DROP 이하로 떨어지는 시간까지의 영역이다.

한편, 통화량이 증가하면 이를 수용하기 위하여 관련 기지국은 FA를 증설하게 된다. 이 경우 지역에 따라 사용되는 FA의 갯수가 다를 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 한 개의 FA를 사용하던 지역(300)에 한 개의 FA를 증설하게 되면, 두 개의 FA를 사용하는 지역(300)과 한 개의 FA를 사용하는 지역(310)이 서로 인접할 수 있다. 이 경우 이동국이 한 개의 FA를 사용하는 지역(310)에서 두 개의 FA를 사용하는 지역(300)으로 이동할 때에는 핸드 오프가 하나의 FA를 사용하는 지역(310)의 제1FA(34)에서 두 개의 FA를 사용하는 지역(300)의 제1FA(32)로 순조롭게 이루어진다.

그러나 반대로 두개의 FA를 사용하는 지역(300)에서 하나의 FA를 사용하는 지역(310)으로 이동국이 이동할 때에는 2FA 지역(300)의 제1FA(32)를 사용하고 있는 이동국은 1FA 지역(310)의 제1FA(34)로 핸드오프가 순조롭게 이루어지지만, 2FA 지역(300)의 제2FA(30)를 사용하고 있는 이동국은 핸드오프가 순조롭게 이루어지지 않는다. 즉, 2FA 지역(300)에서 제2FA(30)를 이용하는 이동국이 1FA지역(310)으로 이동할 때에는 상기 2FA지역(300)의 제2FA(30)에 대응하는 FA를 1FA 지역(310)에서 탐색하게 된다. 이 때, 상기 2FA지역(300)의 제2FA(30)에 대응하는 FA가 상기 한 1FA지역(310)에는 존재하지 않기 때문에 핸드오프가 실패하게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 한개의 FA를 사용하는 지역(310)에 트래픽 채널이 없는 더미(dummy) 주파수를 발생시켜 상기 2FA지역(300)의 제2FA(30)에 대응되는 더미 FA(36)를 제공하므로써 핸드오프가 이루어지게 한다. 이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 더미 FA(36)를 발견한 2FA지역(300)의 제2FA(30)의 이동국은 상기 더미 FA(36)의 파일롯(pilot)신호를 통해 상기 더미 FA(36)가 속한 기지국(기지국 B)의 정보를 획득한다. 이동국은 상기 정보를 해석하여 FA내에 트래픽 채널이 없으면, 2FA 지역(300)의 제2FA(30)에서 1FA 지역(310)의 제1FA(34)로 FA간 하드 핸드오프가 이루어진다.

그런데, 상기 더미 FA를 이용한 기지국 간의 하드핸드 오프에 있어서, 기지국 간에 위치하는 지형지물 등이 존재하게 되면, 하드 핸드오프의 성공률이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. 도 4는 이동국에서의 거리에 따른 기지국의 신호레벨을 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이 핸드오프 영역 근처에 높은 건물 등의 장애물이 존재하는 경우, 상기 장애물로 인한 신호레벨이 핸드오프 영역 경계가 아닌데도 불구하고 검출 임계선(T_ADD) 이하로 떨어질 수가 있다. 이렇게 되면 이동국이 핸드오프 영역에서 기지국의 신호를 제대로 검출하지 못함으로 인해 핸드오프가 원활하게 이루어지지 않고 통화가 단절될 수 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, FA간 하드 핸드오프 성공률을 높이기 위해, 더미 FA를 이용하여 기지국 내의 섹터간 핸드오프가 일어나게하는 이동통신 기지국에서의 핸드오프 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자하는 다른 기술적 과제는, 더미 FA를 이용하여 기지국 내의 섹터간 핸드오프가 일어나게하는 이동통신 기지국을 제공하는 것이다.

도 1은 핸드오프를 설명하기 위한 기지국의 위치관계를 도시한 것이다.

도 2는 서로 다른 CDMA 주파수 상호간의 하드 핸드오프 영역을 설명하기 위한 이동국의 핸드오프 신호레벨의 변화를 도시한 것이다.

도 3은 더미 FA를 이용한 하드 핸드오프 절차를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 이동국에서의 거리에 따른 기지국의 신호레벨을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명에 의한 기지국이 적용되는 망 구성의 일 예를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 일예에 해당하는 이동통신 기지국의 구성을 블록도로 도시한 것이다.

＜ 본 발명의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＞

610 : RF 처리부, 620 : 디지털 처리부

630 : 인터페이스부, 640 : 기지국 제어부

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 이동통신 기지국에서의 핸드오프 방법은, 하나의 기지국이 적어도 두개의 셀에 상응하는 적어도 두 개의 섹터를 커버하게 하는 단계; 상기 섹터 중 적어도 하나의 섹터에서는 더미(dummy) FA를 사용하는 단계; 및 핸드오프 발생시 상기 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 일어나게 하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한, 이동통신 기지국은,

교환기 쪽과 이동국 사이에 위치하여 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 기지국에 있어서, 서비스 하고자하는 지역을 적어도 두 개의 셀로 분할하고, 상기 이동국과의 RF신호를 송수신하는 RF 처리부; 상기 RF 처리부 및 교환기 쪽의 신호를 변복조하고, 소정 주파수의 더미 FA를 발생하는 디지털 처리부; 상기 교환기 쪽의 신호 및 트래픽에 대한 인터페이스를 담당하는 인터페이스부; 및 상기 분할된 셀에 각각 상응하는 적어도 두 개의 섹터 중 적어도 하나에서는 더미(dummy) FA를 사용하여 핸드오프 발생시 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 수행되도록 제어하며, 상기 교환기 쪽 및 이동국과의 호처리를 포함한 전반적인 제어를 수행하는 기지국 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 섹터는 두 개일 경우, 하나의 섹터에서는 두 개의 FA를 사용하고, 다른 하나의 섹터에서는 하나의 FA와 하나의 더미 FA를 사용함을 특징으로 한다.

또한 상기 섹터는 세 개 일 경우, 하나의 섹터에서는 세 개의 FA를 사용하고, 다른 하나의 섹터에서는 두 개의 FA와 하나의 더미 FA를 사용하고, 나머지 하나의 섹터에서는 하나의 FA와 두 개의 더미 FA를 사용함을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명에 의한 기지국이 적용되는 망 구성의 일 예를 도시한 것으로서, 제1FA(502) 및 제2FA(504)의 2개의 FA를 사용하는 기지국 C(500), 본 발명에 의한 두 개의 섹터를 갖는 기지국 A(510), 하나의 FA를 사용하는 기지국 B(520)를 포함한다.

상기 본 발명에 의한, 기지국 A(510)는 셀분할 수단으로 지향성 안테나를 사용하여 셀 분할을 하였다. 상기 분할된 두 개의 셀을 각각 섹터α, 섹터 β라 하면, 상기 기지국 A는 상기 섹터α, 섹터 β를 커버(cover)한다. 그리고 상기 섹터α에서는 두 개의 FA, 즉 제1FA(512) 및 제2FA(514)가 사용된다. 상기 두 개의 FA(512, 514)를 통해 섹터α와 기지국 C가 커버하는 지역(50)간의 핸드오프가 원활하게 이루어지게 한다. 예를 들어, 이동국이 기지국 C(500)가 커버하는 지역(50)에서 섹터α로 이동하게 되면, 기지국 C(500)의 제1FA(504)는 기지국 A의 제1FA(512)와 핸드오프가 일어나고, 기지국 C(500)의 제2FA(502)는 기지국 A의 제2FA(514)와 핸드오프가 일어난다.

반면, 상기 섹터 β에서는 제1FA(516)와 하나의 더미 FA(518)를 사용한다. 상기 제1FA(516)를 통해 섹터α와 기지국 B가 커버하는 지역(52)간의 핸드오프가 원활하게 이루어지게 한다. 예를 들어, 이동국이 기지국 B(520)가 커버하는 지역(52)에서 섹터 β로 이동하게 되면, 기지국 B(520)의 제1FA(522)는 기지국 A의 제1FA(516)와 핸드오프가 일어나게 되고, 그 반대도 마찬가지 원리로 핸드오프가 일어난다.

한편, 상기 섹터 β에서는 제1FA(516)외에 하나의 더미 FA(518)를 사용하는 이유는, 이동국이 기지국 C가 커버하는 지역(50)에서 기지국 B가 커버하는 지역(52)로 이동할 때, 핸드오프가 발생하게 되는데, 상기 핸드오프를 기지국 A 내에서 일어나게 하기 위한 것이다. 상기 기지국 A 내에서의 핸드 오프가 일어나는 과정은 상술한 기지국 간의 핸드오프가 일어나는 과정과 같은 원리이다. 즉, 상기 섹터 α 에서 섹터 β로 이동국이 이동할 경우를 보면, 상기 섹터 α의 제2FA(514)를 사용하고 있던 이동국은 섹터 β로 넘어가면, 상기 섹터 α의 제2FA(514)에 대응되는 FA를 상기 섹터 β에서 탐색하게 된다. 이 때, 상기 섹터 β의 더미 FA(518)를 발견한 섹터 α의 제2FA(514)를 사용하고 있던 이동국은 상기 섹터 β의 더미 FA(518)의 파일롯(pilot)신호를 통해 상기 더미 FA(516)가 속한 기지국(기지국 A)의 정보를 획득한다. 이동국은 상기 정보를 해석하여 트래픽 채널이 없으면, 섹터α의 제2FA(514)에서 섹터 β의 제1FA(516)로 FA간 핸드오프가 이루어진다.

도 6은 상기 본 발명의 일예에 해당하는 이동통신 기지국의 구성을 블록도로 도시한 것으로서, RF처리부(610), 디지털 처리부(620), 인터페이스부(630) 및 기지국 제어부(640)을 적어도 포함하여 이루어진다. 상기 이동통신 기지국은 통상적으로 교환기 쪽과 이동국 사이에 위치한다. 상기 교환기 쪽은 일반적으로 기지국 제어기(BSC)가 교환기에 앞서 위치한다.

상기 RF처리부(610)는 서비스 하고자하는 지역을 적어도 두 개의 셀로 분할하고, 상기 이동국과의 RF신호를 송수신한다. 즉 상기 디지털 처리부와 이동국 사이에서 순방향 링크 및 역방향 링크를 통하여 무선접속기능을 수행한다.

상기 디지털 처리부(620)는 상기 RF 처리부(610) 및 교환기 쪽의 신호를 변복조하고, 소정 주파수의 더미 FA를 발생한다. 즉, PCS 시스템에 있어서는 상기 디지털 처리부(620)는 상기 RF처리부(610)에서 주파수 하향변조된 수신신호를 CDMA 복조하여 BSC로 전달하고 BSC로부터의 기저대역신호를 CDMA 변조하여 RF처리부(610)로 전송한다.

상기 인터페이스부(630)는 상기 교환기 쪽의 신호 및 트래픽에 대한 인터페이스를 담당한다. 즉, 교환기 쪽의 BSC와의 신호 및 트래픽에 대한 패킷전송기능을 수행한다.

상기 기지국제어부(640)는 상기 분할된 셀에 각각 상응하는 적어도 두 개의 섹터 중 적어도 하나에서는 더미(dummy) FA를 사용하여 핸드오프 발생시 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 수행되도록 제어하며, 상기 교환기 쪽 및 이동국과의 호처리를 포함한 전반적인 제어를 수행한다. 상기 호처리에는 이동국과 기지국간의 송수신 프로토콜의 처리, 무선채널의 설정/해제, 핸드오프 등과 관련된 각종 호처리기능이 포함된다. 그리고 보다 나은 기능을 제공하기 위해서는 이동국 성능관련 품질특정/보고 및 이동국의 상태관리 기능등을 수행한다.

이상에서, 본 발명에 의한 이동통신 기지국에서의 상기 핸드오프는 종래와는 달리 하나의 기지국 내에서의 섹터간 핸드오프라는데 그 특징이 있다.

한편, 상술한 일 예에서는 섹터가 α,β 두 개일 경우를 설명하였지만, 상기 섹터가 세 개일 경우에도 같은 원리가 적용된다. 예를 들어, 섹터가 세개일 경우에는 하나의 섹터는 세 개의 FA를 사용하고, 다른 하나의 섹터는 두 개의 FA와 하나의 더미 FA를 사용하고, 나머지 하나의 섹터는 하나의 FA와 두 개의 더미 FA를 사용할 수 있다. 따라서 본 발명은 섹터가 적어도 두 개 이상일 경우에는 모두 본 발명의 기술적 사상에 포함된다는 것은 본 발명의 기술분야에 속하는 당업자에게는 명백하다 할 것이다.

본 발명에 의하면, 섹터간 FA 핸드 오프이므로 핸드오프 하기 위한 무선환경이 양호하다.

그리고 한 기지국 내의 FA간 하드핸드오프 성공률이 기지국 간의 FA간 하드핸드오프 성공률보다 높다. 따라서 이동국 사용자에게 높은 통화품질을 제공할 수 있다.

Claims

이동통신기지국의 핸드오프 방법에 있어서,

하나의 기지국이 적어도 두개의 셀에 상응하는 적어도 두 개의 섹터를 커버하게 하는 단계;

상기 섹터 중 적어도 하나의 섹터에서는 더미(dummy) FA를 사용하는 단계; 및

핸드오프 발생시 상기 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 일어나게 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 기지국에서의 핸드오프 방법.
교환기 쪽과 이동국 사이에 위치하여 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 기지국에 있어서,

서비스 하고자하는 지역을 적어도 두 개의 셀로 분할하고, 상기 이동국과의 RF신호를 송수신하는 RF 처리부;

상기 RF 처리부 및 교환기 쪽의 신호를 변복조하고, 소정 주파수의 더미 FA를 발생하는 디지털 처리부;

상기 교환기 쪽의 신호 및 트래픽에 대한 인터페이스를 담당하는 인터페이스부; 및

상기 분할된 셀에 각각 상응하는 적어도 두 개의 섹터 중 적어도 하나에서는 더미(dummy) FA를 사용하여 핸드오프 발생시 기지국 내에서 섹터 간 FA 핸드 오프가 수행되도록 제어하며, 상기 교환기 쪽 및 이동국과의 호처리를 포함한 전반적인 제어를 수행하는 기지국 제어부를 포함함을 특징으로 하는 이동통신 기지국.
제2항에 있어서, 상기 섹터는 두 개이며,

하나의 섹터에서는 두 개의 FA를 사용하고, 다른 하나의 섹터에서는 하나의 FA와 하나의 더미 FA를 사용함을 특징으로 하는 이동통신 기지국.
제2항에 있어서, 상기 섹터는 세 개이며,

하나의 섹터에서는 세 개의 FA를 사용하고, 다른 하나의 섹터에서는 두 개의 FA와 하나의 더미 FA를 사용하고, 나머지 하나의 섹터에서는 하나의 FA와 두 개의 더미 FA를 사용함을 특징으로 하는 이동통신 기지국.