KR20010037285A - 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법 - Google Patents

계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법과 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 개인통신, 이동통신, 및 차세대 이동통신(IMT-2000) 등과 같이 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에 있어서 호 설정시 혹은 설정된 호에 대해 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시켜 망 성능을 향상시키기 위한 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법과, 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신시스템에 적용되는 계층적인 셀 환경하에서의 셀 할당 방법에 있어서, 사용자의 서비스 요구 수준을 만족시키는 호를 설정하기 위하여, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 제 1 단계; 이동단말의 최초 호 설정시에, 상기 이동단말의 요구전송속도를 만족하는 셀들을 결정하는 제 2 단계; 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제 3 단계; 및 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 계층 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템 등에 이용됨.

Description

계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법{METHOD FOR CELL ASSIGNMENT AND INTER-CELL HANDOFF CALL HANDLING IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS UNDER HIERARCHICAL CELL ENVIRONMENT}
본 발명은 개인통신, 이동통신, 및 차세대 이동통신(IMT-2000) 등과 같이 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 가입자의 서비스 요구수준 및 이동성을 고려하여 호 설정시 혹은 설정된 호에 대해 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시킴으로써, 망 성능을 향상시킬 수 있도록 한 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법과, 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
도 1 은 일반적인 무선통신시스템의 구성 예시도이다. 이는 코드분할다중접속(CDMA) 디지털 이동전화 시스템의 구성을 나타낸다.
이동국(MS)(11)은 기지국(12)과 무선으로 통신하여 호접속 및 트래픽 메시지를 송수신하고, 사용자를 기지국(12)에 접속시켜 음성변환 및 착/발신 통화를 위한 신호처리 기능을 한다.
기지국(BTS)(12)은 이동국(11)과 무선으로 통신하여 호접속, 및 트래픽 데이터의 송수신 등 호제어 기능을 수행하며, 제어국(13)과 유선으로 접속하여 이동국(11)이 송신하는 호접속 또는 트래픽 메시지를 제어국(13)으로 전송하거나 제어국(13)이 이동국(11)으로 전송하는 메시지를 이동국(11)으로 송신하는 기능을 한다. 또한, 제어국(13)과의 통신을 위한 신호처리, 및 운용국과 통신하여 유지보수 처리 기능을 한다. 여기서, 기지국(12)은 1개 이상의 영역으로 나누어 서비스를 제공하며, 이를 셀(Cell)이라 한다.
제어국(13)은 다수의 기지국(12)과 접속하여 기지국(12)과 교환국(14) 사이에서 발/착신, 및 핸드오프 등 호처리 기능을 수행하며, 기지국(12)의 유지보수를 위한 기능을 한다.
교환국(14)은 제어국(13)과 공중교환전화망(PSTN) 및 타 교환국(14)과 접속하여 이동전화 발/착신 호처리, 핸드오프 처리, 시스템 유지보수, 및 운용관리 기능을 한다.
일반적으로, 이동통신시스템은 주파수 사용효율 및 전력소모 등의 문제로 인하여 서비스 지역에 여러개의 기지국(12)을 배치하고, 동일 기지국(12)내에서도 섹터로 나누어 서비스를 제공한다. 이러한 경우 이동국(11)이 통화중에 이동을 하면 통화의 연속성을 유지시켜 주기 위하여 다른 기지국(12) 또는 다른 셀의 무선채널과 끊임없이 접속시켜 주는 핸드오프(Handoff) 기능을 제공한다.
코드분할다중접속(CDMA) 디지털 이동통신시스템에서 제공되는 핸드오프 서비스에는 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 방법과 하드 핸드오프(Hard Handoff) 방법이 있다.
소프트 핸드오프(Soft Handoff) 방법은 이동국(11)이 서비스중인 기지국(12)과 인접 기지국(12) 사이에 있는 동안 동시에 두 개의 기지국(12)으로부터 통화채널을 할당받아 통화하는 것을 말하고, 하드 핸드오프(Hard Handoff) 방법은 서비스 중인 기지국(12)과 인접 기지국(12)에서 사용되는 주파수 채널 수가 서로 다를 때 현재 주파수를 단절하고 인접 기지국이 지원하는 새로운 주파수를 바꾸어 통화를 계속하는 것을 말한다.
소프트 핸드오프 방법은 이동국(11)이 기존의 통화하고 있던 기지국(12)과의 통화 단절없이 새로운 기지국(12)과 통화를 개시하여 결과적으로 두 개의 기지국(12)과 동시에 통화를 지속하는 것으로서, 주로 두 기지국(12)간의 경계지역에서 발생된다. 따라서, 소프트 핸드오프는 이웃하는 다른 기지국(12)간에 발생된다.
현재, 이동통신의 수요가 급증하면서, 가입자는 더욱 다양한 전송속도의 서비스를 요구하고 있으며, 더욱 안정적이면서 성능이 향상된 이동통신서비스를 원하고 있다.
그런데, 현재 운용되고 있는 종래의 이동통신시스템에서는 각 기지국(12)이 담당하고 있는 커버리지 영역의 셀들이 동일한 전송속도를 가지는 같은 수준의 셀이므로 셀들간의 경계지역에서 기존의 핸드오프 방법 등을 이용하여 적절한 셀로 설정을 변경해 간다.
그러나, 본 발명에서 설명하는 바와 같이 무선통신시스템에서 다양한 속도의 서비스를 동시에 제공하기 위해서는 서로 다른 수준의 셀들이 설치되어야 하며, 이러한 셀들은 평면적으로 구성될 뿐만아니라 계층적으로 구성되어 계층 셀 환경을 이루게 된다. 이때, 동일한 수준(종류)의 셀들간의 핸드오프 뿐만아니라 중첩된 셀들간의 핸드오프를 고려하여야 하는데, 기존의 평면적인 셀 환경에서 사용하던 핸드오프 방법으로는 망의 성능을 향상시킬 수 없으며, 사용자의 다양한 복잡한 요구사항 변화에 적절히 대응할 수 없다.
본 발명의 이해를 돕기 위하여 기존의 이동통신시스템에서 사용되는 평면적인 셀들간의 일반적인 핸드오프 방법에 대하여 상세히 설명한다.
이동국(11)은 여러 기지국(12)이 담당하는 커버리지 영역을 이동하면서, 각 기지국(12)의 파일럿 신호의 세기가 큰 기지국(12)으로 핸드오프된다. 즉, 각 기지국(12)은 일정한 서비스 지역(셀)을 가지게 되는데, 이동국(11)의 위치에 따라서 서비스를 지원하는 기지국(12)이 변하게 된다. 예를 들면, 이동국(11)이 기지국A의 서비스 지역으로부터 기지국B의 서비스 지역으로 이동하고 있을 경우, 기지국A로부터 수신되는 파일럿 신호는 점점 감소하게 되고, 반대로 기지국B로부터 수신되는 파일럿 신호는 점차 증가하게 되므로, 기지국A로 부터 기지국B로 핸드오프가 발생하게 된다. 이러한 핸드오프 방법으로는 하드 핸드오프 및 소프트 핸드오프 등이 있다.
이러한 평면적인 환경의 이동통신시스템에서 핸드오프 시점을 결정하기 위하여 사용되는 파일럿 세기를 측정하는 파라미터는 다음과 같다.
T_ADD는 인접집합(Neighboring Set)의 기지국이 후보집합(Candidate Set)으로 들어가기 위해 만족해야 하는 기지국 파일럿 세기의 값이다.
T_DROP은 기지국이 활성집합(Active Set)에 남기 위한 최저 신호 레벨값이다.
T_HYSTERESIS는 후보집합의 기지국이 활성집합으로 들어가기 위한 후보집합의 파일럿세기와 활성집합의 파일럿세기의 차이값 및 활성집합에 속해 있는 파일럿들의 세기 차이값을 비교하는 값이다.
T_TDROP은 활성집합에 속한 파일럿이 활성집합에서 삭제되기 위해서 필요한 채널 드롭 타이머 값이다.
ADD는 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 이동국(11)이 인접섹터 또는 셀로 이동할 때 인접섹터 또는 셀의 파일럿이 활성집합으로 추가되는 것을 말한다.
DROP은 코드분할다중접속(CDMA) 핸드오프 방식에서 활성집합에 존재하는 파일럿이 삭제되는 것을 말한다.
Ec/Io는 수신 대역폭내의 총 전력 스펙트럼 밀도(Io)에 대한 하나의 의사잡음(PN) 칩 주기동안 누적된 파일럿 에너지(Ec)와의 비율이다.
이동국(12)이 기지국A에서 기지국B의 영역으로 이동해 감에 따라, 기지국A의 파일럿 신호는 점차적으로 감소하고, 기지국B의 신호는 증가한다.
소프트 핸드오프 방식에서는 파일럿 신호의 세기 기준 T_ADD보다 파일럿 신호세기가 커지면 핸드오프를 시작한다. 즉, 이동국(11)이 기지국A의 채널을 점유한 상태에서 기지국B의 파일럿 신호세기가 T_ADD를 넘는 위치에서 기지국(12)의 채널을 추가적으로 요구함으로써, 핸드오프를 시작한다.
이후, 이동국(11)이 계속해서 기지국B의 방향으로 움직임에 따라, 기지국A의 파일럿 신호세기가 감소한다. 만약, 이 세기가 T_DROP보다 작은 상태로 T_TDROP의 시간 이상 유지되면, 이동국(11)은 기지국A의 점유채널을 해제하고 소프트 핸드오프를 끝낸다.
한편, 하드 핸드오프 방식의 경우에는, 기지국A의 파일럿 신호세기보다 기지국B의 세기가 일정 기준 T_HARD 이상 커지면, 순간적으로 이동국(11)이 점유하고 있던 기지국A의 채널을 해제하고 기지국B의 채널을 점유하는 핸드오프 과정을 실행한다. 여기서, 하드 핸드오프에서의 T_HARD는 이동국(11)이 통신채널의 페이딩 변화에 기지국A와 기지국B간의 반복적인 핸드오프 실행을 막기 위함이다.
이처럼, 종래의 평면적인 셀 환경에서 사용하던 핸드오프 방법으로는 이동통신의 수요가 급증하면서 점차 셀 반경이 축소되는(매크로셀→마이크로셀→피코셀) 현실에 비추어 볼 때, 무선 망의 성능을 향상시킬 수 없으며, 사용자의 다양한 복잡한 요구사항 변화에 적절히 대응할 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 무선통신시스템에서 다양한 속도의 서비스를 동시에 제공하기 위해서는 서로 다른 수준의 셀들이 설치되어야 하며, 이러한 셀들은 평면적으로 구성될 뿐만아니라 계층적으로 구성되어 계층 셀 환경을 이루게 된다. 이러한 계층 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템에 있어서 서로 다른 종류의 셀들이 중첩되는 지역에서 이동국(11)이 새로운 호를 설정하거나 서비스 제공중에 서비스 요구사항 및 이동성 등이 변경되었을 때, 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시킴으로써 망 자원을 보다 적절히 사용하여 망의 성능을 향상시킬 수 있는 방안이 필수적으로 요구된다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 개인통신, 이동통신, 및 차세대 이동통신(IMT-2000) 등과 같이 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에 있어서 호 설정시 혹은 설정된 호에 대해 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시켜 망 성능을 향상시키기 위한 셀 할당 및 셀간 핸드오프 호처리 방법과, 그를 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 일반적인 무선통신시스템의 구성 예시도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템의 구성 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 셀 할당 방법에 대한 일실시예 흐름도.
도 4 는 본 발명에 따른 셀간 핸드오프 호처리 방법에 대한 일실시예 흐름도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 이동국(MS) 12 : 기지국(BTS)
13 : 제어국(BSC) 14 : 교환국(MSC)
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신시스템에 적용되는 계층적인 셀 환경하에서의 셀 할당 방법에 있어서, 사용자의 서비스 요구 수준을 만족시키는 호를 설정하기 위하여, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 제 1 단계; 이동단말의 최초 호 설정시에, 상기 이동단말의 요구전송속도를 만족하는 셀들을 결정하는 제 2 단계; 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제 3 단계; 및 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 무선통신시스템에 적용되는 계층적인 셀 환경하에서의 셀간 핸드오프 호처리 방법에 있어서, 서비스 제공중에 사용자의 전송속도 변경 요구가 있어 호를 최적의 셀로 핸드오프하기 위하여, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 제 1 단계; 호가 설정되어 사용중에, 가입자의 전송속도 변경요청에 따른 변경 요구된 전송속도를 만족시키는 셀들을 결정하는 제 2 단계; 이동단말의 이동성 변화시에, 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제 3 단계; 및 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 핸드오프하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 프로세서를 구비한 무선통신시스템에, 사용자의 서비스 요구 수준을 만족시키는 호를 설정하기 위하여, 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 기능; 이동단말의 최초 호 설정시에, 상기 이동단말의 요구전송속도를 만족하는 셀들을 결정하는 기능; 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 기능; 및 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
그리고, 본 발명은 프로세서를 구비한 무선통신시스템에, 서비스 제공중에 사용자의 전송속도 변경 요구가 있어 호를 최적의 셀로 핸드오프하기 위하여, 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 기능; 호가 설정되어 사용중에, 가입자의 전송속도 변경요청에 따른 변경 요구된 전송속도를 만족시키는 셀들을 결정하는 기능; 이동단말의 이동성 변화시에, 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 기능; 및 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 핸드오프하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명은 프로세서를 구비한 무선통신시스템에, 최초 호 설정 및 핸드오프 이전에 계층적인 셀중 각 셀들의 수준을 결정하는 제1 기능; 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 핸드오프를 위한 예비율을 결정하는 제2 기능; 상기 계층적인 셀중 각 셀들별로 현재 사용중인 사용율 및 예비율을 결정하는 제3 기능; 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 IMT-2000 등과 같이 계층적인 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템에 있어서 서로 다른 종류의 셀들이 중첩되는 지역에서 이동단말이 새로운 호를 설정하거나, 서비스 제공중에 서비스 요구사항 및 이동성 등이 변경되었을 경우에, 이를 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시킴으로써, 망 자원을 보다 적절히 사용하여 망의 성능을 향상시키고 전체 사용자 수를 늘릴 수 있다. 즉, 본 발명은 여러 종류의 서로 다른 전송속도를 제공하는 셀들이 중첩되는 계층적인 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템에서 가입자의 서비스 요구수준 및 이동성을 고려하여 여러 계층의 셀중에서 최적의 셀을 이동단말에게 할당함으로써, 가입자의 전송속도 변화 및 이동속도의 변화에 따른 핸드오프를 줄여 망의 성능을 향상시키고 총 사용자 용량을 증대시킬 수 있다.
본 발명은 계층적인 셀 환경을 제공하는 IMT-2000 등과 같은 무선통신시스템에서의 계층 셀간에 핸드오프 문제를 해결하기 위하여, 여러 중첩된 셀들안에 이동단말이 위치했을 경우에, 이러한 셀들중 이동단말이 요구하는 서비스 수준을 만족시킬 수 있는 모든 셀을 통해 이동단말이 서비스를 제공받을 수 있으나 망의 성능향상 및 안정적인 서비스를 위하여 여러 계층의 셀들중 보다 적절한 셀로 호를 할당 및 핸드오프시킴으로써, 망의 최대 사용자수를 늘릴 수 있으며, 갑작스러운 사용자의 전송속도 변화요구 및 이동성 변화에도 능동적으로 대처할 수 있어 사용자 만족도를 높일 수 있다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템의 구성 예시도로서, 여러 종류의 서로 다른 전송속도를 제공하는 셀들이 중첩되는 계층적인 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템을 나타낸다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 셀 반경이 축소됨에 따라 매크로 셀(Macro-Cell), 마이크로 셀(Micro-Cell), 피코 셀(Pico-Cell)과 같이 계층적인 셀 환경을 제공하는 IMT-2000 등과 같은 무선통신환경하의 서로 다른 종류의 셀들이 중첩되는 지역에서, 이동국(11)이 새로운 호를 설정하거나 서비스 제공중에 서비스 요구사항 및 이동성 등이 변경되었을 때, 이를 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시킨다.
도 3 은 본 발명에 따른 셀 할당 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 무선통신시스템의 계층 셀 환경하에서 신규 호 설정을 위한 셀 할당 절차를 나타낸다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 셀 할당 방법은, 먼저 무선통신시스템에서 각 셀들의 수준(C_LEVEL_IDX)을 미리 결정하여 셀들에 할당하고 관리한다. 예를 들면, IMT-2000 등과 같은 4계층으로 구성되는 무선통신시스템에서는 메가(Mega) 셀에 0을 할당하고, 매크로(Macro) 셀에 1을, 마이크로(Micro) 셀에 2를, 그리고 피코(Pico) 셀에 3을 할당할 수 있다.
그리고, 각 셀별로 전체 무선통신시스템 자원중에서 원활한 핸드오프를 위해 일부 자원을 사용하지 않고 예비로 남겨둘 수 있는데, 이때 각 셀들의 특성에 따라 핸드오프 예비율(C_HO_RATE)을 다르게 할당할 수 있다. 예를 들면, 메가(Mega) 셀의 경우 10%, 매크로(Macro) 셀의 경우 15%, 마이크로(Micro) 셀의 경우 20% 및 피코(Pico) 셀의 경우 25%와 같이 핸드오프 예비율을 할당할 수 있다.
또한, 무선통신시스템에서 각 셀들별로 현재 사용중인 사용율(C_UTIL) 및 예비율(C_SPARE_RATE)을 항상 계산하며 관리한다. 여기서, 사용율(C_UTIL)은 초기값으로 0을 할당하고, 가입자들의 호 연결 및 핸드오프로 인해 계속적으로 변하게 되는데, 그 값은 0에서부터 100-핸드오프 예비율(C_HO_RATE)까지 변화가 가능하다. 그리고, 예비율(C_SPARE_RATE)은 100-핸드오프 예비율(C_HO_RATE)-사용율(C_UTIL)과 같이 계산되며, 호 할당 및 핸드오프 판단기준으로 사용된다.
또한, 이동국(11)의 호 설정 및 핸드오프를 위한 모든 가능한 셀들을 관리하는 셀 리스트(CELL_LIST)는 여러 셀들로 구성되며, 각 셀들의 세부값으로는 CELL_ID, C_LVL_IDX, C_UTIL, C_SPARE_RATE, C_HO_RATE 등이 해당된다.
또한, 이동국(11)의 이동성을 판단하기 위하여 이동국(11)의 이동속도 및 핸드오프 횟수를 평가하여 이동성척도(T_MOBIL)를 계산한다. 여기서, 이동성척도는 각 셀들의 수준과 같은 종류로 하며, 예를 들면 시속 80Km이상이면 0을, 30Km이상이면 1을, 4Km이상이면 2를, 0Km이상이면 3을 할당하여 사용할 수 있다(301).
이후, 이동국(11)이 새로운 호 연결을 시도하거나 요청하면(302), 주기적으로 측정된 파일럿(Pilot)의 수신강도가 일정수준(T_ADD) 이상이고 이동국(11)이 요구하는 전송속도를 만족하는 셀들의 리스트(CELL_LIST)를 작성한다(303).
이후, 주기적으로 측정된 파일럿(Pilot)의 수신강도가 T_ADD 이상이고 이동국(11)이 요구하는 전송속도를 만족하는 셀들의 리스트(CELL_LIST)를 검색한다(304).
검색결과, 이 셀들의 리스트에 값들이 하나도 없으면, 가입자의 요구를 만족하는 셀이 없으므로 호를 연결할 수 없으며 서비스 제공이 불가능하므로(305) 새로운 호 연결을 시도한다(302).
검색결과, 셀들의 리스트가 어떤 값을 가지고 있으면, 보다 적절한 셀을 선택하기 위하여 현재 이동단말의 이동성척도(T_MOBIL)를 계산한다(306). 이후에, 셀 리스트(CELL_LIST)중 이동국(11)의 이동성척도(T_MOBIL)와 같은 수준의 셀(C_LEVEL_IDX)이 있는지를 분석한다(307).
분석결과, 셀 리스트중 이동국(11)의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 있으면, 그 셀로 호를 연결하고(308), 호를 종료한 후에(309) 새로운 호 연결을 시도한다(302).
분석결과, 셀 리스트중 이동국(11)의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 없으면, 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀(C_LVL_IDX 〈 T_MOBIL)들이 있는지를 판단하여(310) 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀이 있는 경우에 셀 리스트중 예비율이 가장 큰 셀(Max C_SPARE_RATE) 혹은 사용율이 가장 낮은 셀(Min C_UTIL)을 선택하여(311) 호를 연결한다(308). 이때, 만약 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀이 없는 경우에는 할 수 없이 전송속도를 만족하는 나머지 셀들중 가장 넓은 영역을 담당하는(Min C_LVL_IDX) 셀을 선택하여(312) 호를 연결한다(308).
본 실시예에서는 이러한 방식으로 호를 연결함으로써 가입자의 요구사항을 만족시키면서 계층적인 셀을 보다 적절히 사용할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 셀간 핸드오프 호처리 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 무선통신시스템의 계층 셀 환경하에서 서비스 제공중인 호의 망 성능 향상을 위한 핸드오프 절차를 나타낸다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 셀간 핸드오프 호처리 방법은, 먼저 상기 도 3과 같이 무선통신시스템에서 각 셀들의 수준(C_LEVEL_IDX)을 미리 결정하여 셀들에 할당하고 관리한다. 예를 들면, IMT-2000 등과 같은 4계층으로 구성되는 무선통신시스템에서는 메가(Mega) 셀에 0을 할당하고, 매크로(Macro) 셀에 1을, 마이크로(Micro) 셀에 2를, 그리고 피코(Pico) 셀에 3을 할당할 수 있다.
그리고, 각 셀별로 전체 무선통신시스템 자원중에서 원활한 핸드오프를 위해 일부 자원을 사용하지 않고 예비로 남겨둘 수 있는데, 이때 각 셀들의 특성에 따라 핸드오프 예비율(C_HO_RATE)을 다르게 할당할 수 있다. 예를 들면, 메가(Mega) 셀의 경우 10%, 매크로(Macro) 셀의 경우 15%, 마이크로(Micro) 셀의 경우 20% 및 피코(Pico) 셀의 경우 25%와 같이 핸드오프 예비율을 할당할 수 있다.
또한, 무선통신시스템에서 각 셀들별로 현재 사용중인 사용율(C_UTIL) 및 예비율(C_SPARE_RATE)을 항상 계산하며 관리한다. 여기서, 사용율(C_UTIL)은 초기값으로 0을 할당하고, 가입자들의 호 연결 및 핸드오프로 인해 계속적으로 변하게 되는데, 그 값은 0에서부터 100-핸드오프 예비율(C_HO_RATE)까지 변화가 가능하다. 그리고, 예비율(C_SPARE_RATE)은 100-핸드오프 예비율(C_HO_RATE)-사용율(C_UTIL)과 같이 계산되며, 호 할당 및 핸드오프 판단기준으로 사용된다.
또한, 이동국(11)의 호 설정 및 핸드오프를 위한 모든 가능한 셀들을 관리하는 셀 리스트(CELL_LIST)는 여러 셀들로 구성되며, 각 셀들의 세부값으로는 CELL_ID, C_LVL_IDX, C_UTIL, C_SPARE_RATE, C_HO_RATE 등이 해당된다.
또한, 이동국(11)의 이동성을 판단하기 위하여 이동국(11)의 이동속도 및 핸드오프 횟수를 평가하여 이동성척도(T_MOBIL)를 계산한다. 여기서, 이동성척도는 각 셀들의 수준과 같은 종류로 하며, 예를 들면 시속 80Km이상이면 0을, 30Km이상이면 1을, 4Km이상이면 2를, 0Km이상이면 3을 할당하여 사용할 수 있다(401).
이후, 이동국(11)이 서비스를 제공받고 있는 도중에 전송속도에 대한 변경(즉, 핸드오프 요인이 발생)이 있는지를 분석한다(402).
분석결과, 전송속도에 대한 변경(즉, 핸드오프 요인이 발생)되면, 주기적으로 측정된 파일럿(Pilot)의 수신강도가 일정수준(T_ADD) 이상이고 이동국(11)이 요구하는 전송속도를 만족하는 셀들의 리스트(CELL_LIST)를 재작성한다(403).
이후, 주기적으로 측정된 파일럿(Pilot)의 수신강도가 T_ADD 이상이고 이동국(11)이 요구하는 전송속도를 만족하는 재작성된 셀들의 리스트(CELL_LIST)를 검색한다(404).
검색결과, 이 셀들의 리스트에 값들이 하나도 없으면, 가입자의 요구를 만족하는 셀이 없으므로 호를 새로이 설정하거나 핸드오프할수 없으므로 서비스 제공이 불가능하다(405).
검색결과, 셀들의 리스트가 어떤 값을 가지고 있으면, 보다 적절한 셀을 선택하기 위하여 현재 이동단말의 이동성척도(T_MOBIL)를 다시 계산한다(406). 이후에, 셀 리스트(CELL_LIST)중 이동국(11)의 이동성척도(T_MOBIL)와 같은 수준의 셀(C_LEVEL_IDX)이 있는지를 분석한다(407).
분석결과, 셀 리스트중 이동국(11)의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 있으면, 그 셀로 호를 핸드오프시킨 후에(408), 다시 이동국(11)이 서비스를 제공받고 있는 도중에 전송속도에 대한 변경(즉, 핸드오프 요인이 발생)이 있는지를 분석한다(402).
분석결과, 셀 리스트중 이동국(11)의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 없으면, 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀(C_LVL_IDX 〈 T_MOBIL)들이 있는지를 판단하여(409) 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀이 있는 경우에 셀 리스트중 예비율이 가장 큰 셀(Max C_SPARE_RATE) 혹은 사용율이 가장 낮은 셀(Min C_UTIL)을 선택하여(410) 호를 핸드오프시킨(408). 이때, 만약 이동국(11)의 이동성척도보다 넓은 셀이 없는 경우에는 할 수 없이 전송속도를 만족하는 나머지 셀들중 가장 넓은 영역을 담당하는(Min C_LVL_IDX) 셀을 선택하여(411) 호를 핸드오프시킨다(308).
본 실시예에서는 이러한 방식으로 호를 핸드오프시킴으로써 가입자의 요구사항을 만족시키면서 계층적인 셀을 보다 적절히 사용할 수 있다.
이상에서와 같이, 본 실시예에서는 IMT-2000과 같이 계층적인 셀 환경을 제공하는 무선통신시스템에 있어서 서로 다른 종류의 셀들이 중첩되는 지역에서 이동단말이 새로운 호를 설정하거나, 서비스 제공중에 서비스 요구사항 및 이동성 등이 변경되었을 경우에, 이를 적절한 셀로 할당 또는 핸드오프시킴을 가정하였으나, IMT-2000 뿐만아니라 점차 셀 반경이 축소되고 있는 현실에 비춰볼 때 계층 셀을갖는 셀룰라, 개인휴대통신시스템(PCS : Personal Communication System), 및 무선주파수시스템(TRS : Trunked Radio System) 등과 같은 개인통신, 이동통신, 그외 무선통신 등에도 이용될 수 있음은 자명하다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 계층 셀 환경의 무선통신시스템에서 이동단말의 호 설정 요구 및 전송속도 변경 요구를 만족시키기 위해 이동단말의 요구전송 속도 및 이동성을 고려하여 서비스 제공이 가능한 셀들중 각 셀의 현재 이용정도를 계산하여 가장 부하가 적은 셀로 호를 할당 혹은 핸드오프시킴으로써, 전체적인 사용자 수를 증가시킬 수 있어 망의 성능을 향상시킬 수 있고, 가입자들에게 안정적인 서비스를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 무선통신시스템에 적용되는 계층적인 셀 환경하에서의 셀 할당 방법에 있어서,
    사용자의 서비스 요구 수준을 만족시키는 호를 설정하기 위하여, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 제 1 단계;
    이동단말의 최초 호 설정시에, 상기 이동단말의 요구전송속도를 만족하는 셀들을 결정하는 제 2 단계;
    상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제 3 단계; 및
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 4 단계
    를 포함하여 이루어진 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준(C_LVL_IDX)을 관리하고, 핸드오프를 위한 예비율(C_HO_RATE)을 서로 다르게 관리하며, 각 셀들의 사용율(C_UTIL) 및 예비율(C_SPARE_RATE)을 계산 및 관리하고, 상기 이동단말의 이동성척도(T_MOBIL)을 계산하고 관리하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중에서 상기 이동단말의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 있는지를 비교하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 있으면, 같은 수준의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 6 단계;
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 없으면, 더 넓은 범위를 담당하는 셀들중 예비율이 가장 높거나 사용율이 가장 낮은 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 7 단계; 및
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 없고 상기 이동성척도보다 더 작은 셀들만이 있으면, 상기 이동성척도보다 더 작은 셀들중 가장 넓은 범위를 커버하는 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 8 단계
    를 포함하여 이루어진 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동성척도는,
    실질적으로, 상기 이동단말의 이동속도 및 핸드오프 횟수를 바탕으로 계산되되, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준과 같은 종류인 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 예비율은,
    상기 계층적인 셀중 각 셀의 특성에 따라 달리 설정되는 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀 할당 방법.
  6. 무선통신시스템에 적용되는 계층적인 셀 환경하에서의 셀간 핸드오프 호처리 방법에 있어서,
    서비스 제공중에 사용자의 전송속도 변경 요구가 있어 호를 최적의 셀로 핸드오프하기 위하여, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 제 1 단계;
    호가 설정되어 사용중에, 가입자의 전송속도 변경요청에 따른 변경 요구된 전송속도를 만족시키는 셀들을 결정하는 제 2 단계;
    이동단말의 이동성 변화시에, 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 제 3 단계; 및
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 핸드오프하는 제 4 단계
    를 포함하여 이루어진 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀간 핸드오프 호처리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준(C_LVL_IDX)을 관리하고, 핸드오프를 위한 예비율(C_HO_RATE)을 서로 다르게 관리하며, 각 셀들의 사용율(C_UTIL) 및 예비율(C_SPARE_RATE)을 계산 및 관리하고, 상기 이동단말의 이동성척도(T_MOBIL)을 계산하고 관리하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀간 핸드오프 호처리 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 4 단계는,
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중에서 상기 이동단말의 이동성척도와 같은 수준의 셀이 있는지를 비교하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 있으면, 같은 수준의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 6 단계;
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 없으면, 더 넓은 범위를 담당하는 셀들중 예비율이 가장 높거나 사용율이 가장 낮은 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 7 단계; 및
    상기 제 5 단계의 비교결과, 상기 이동성척도와 같은 셀 수준의 셀이 없고 상기 이동성척도보다 더 작은 셀들만이 있으면, 상기 이동성척도보다 더 작은 셀들중 가장 넓은 범위를 커버하는 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 제 8 단계
    를 포함하여 이루어진 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀간 핸드오프 호처리 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 이동성척도는,
    실질적으로, 상기 이동단말의 이동속도 및 핸드오프 횟수를 바탕으로 계산되되, 상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준과 같은 종류인 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀간 핸드오프 호처리 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 예비율은,
    상기 계층적인 셀중 각 셀의 특성에 따라 달리 설정되는 것을 특징으로 하는 계층 셀 환경하의 무선통신시스템에서 셀간 핸드오프 호처리 방법.
  11. 프로세서를 구비한 무선통신시스템에,
    사용자의 서비스 요구 수준을 만족시키는 호를 설정하기 위하여, 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 기능;
    이동단말의 최초 호 설정시에, 상기 이동단말의 요구전송속도를 만족하는 셀들을 결정하는 기능;
    상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 기능; 및
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 할당하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 프로세서를 구비한 무선통신시스템에,
    서비스 제공중에 사용자의 전송속도 변경 요구가 있어 호를 최적의 셀로 핸드오프하기 위하여, 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용율, 및 예비율을 설정하는 기능;
    호가 설정되어 사용중에, 가입자의 전송속도 변경요청에 따른 변경 요구된 전송속도를 만족시키는 셀들을 결정하는 기능;
    이동단말의 이동성 변화시에, 상기 이동단말의 이동성척도를 계산하는 기능; 및
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 수준, 사용률, 예비율을 바탕으로 상기 요구전송속도를 만족하는 셀들중 상기 이동성척도를 만족하는 최적의 셀을 선택하여 상기 최적의 셀로 상기 이동단말의 호를 핸드오프하는 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  13. 프로세서를 구비한 무선통신시스템에,
    최초 호 설정 및 핸드오프 이전에 계층적인 셀중 각 셀들의 수준을 결정하는 제1 기능;
    상기 계층적인 셀중 각 셀들의 핸드오프를 위한 예비율을 결정하는 제2 기능;
    상기 계층적인 셀중 각 셀들별로 현재 사용중인 사용율 및 예비율을 결정하는 제3 기능; 및
    이동단말의 이동성척도를 계산하는 제4 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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