KR20030056264A - 무선통신 시스템에서 단말국 속도와 셀 크기에 따른핸드오버 제어방법 - Google Patents
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 무선통신 시스템에서 단말국 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 비동기 이동 통신 시스템에서, 고속으로 이동하는 단말국(UE)이 작은셀에서 지연되는 핸드오버 현상과 저속으로 이동하는 단말국(UE)이 큰 셀에 존재하는 경우 불필요한 측정값 보고에 따른 문제점을 해소하기 위한 무선통신 시스템에서 단말국 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 무선통신 시스템에서의 핸드오버 제어방법에 있어서, 단말국(UE) 이동 속도와 셀의 크기에 따라서, 단말국(UE)가 L3 필터의 결과값인 측정값을 보고하기 위하여 주기를 결정하는 제 1 단계; 물리채널로부터 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH)의 값을 L1 필터에 의해서 필터링하고, 상기 주기에 따라 L3 필터에서 필터링하여, 제어국(RNC)에 보고할 측정값을 얻는 제 2 단계; 상기 측정값과 상기 제어국(RNC)으로부터 전달되어 온 기준값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 큰 경우에만 상기 제어국(RNC)에 상기 측정값을 보고하는 제 3 단계; 및 상기제어국(RNC)으로부터 핸드오버 수행명령을 받아 핸드오버를 수행하는 제 4 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 시스템에서 단말국 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어 등에 이용됨
Description
본 발명은 무선통신 시스템에서 단말국(UE : User Equipment) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 비동기 이동통신 시스템에서 핸드오버 수행을 위하여 단말국(UE) 물리계층으로 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH : Common Pilot Channel)의 신호대 잡음비(Ec/No) 값을 L1 필터로 필터링하고 단말국(UE) 속도와 셀의 크기에 따라서 L3 필터의 동작을 주기적으로 수행하게 함으로써, 제어국(RNC : Radio Network Controller)과 단말국(UE)이 핸드오버를 수행하도록 하는 것이다.
종래방식에는 하기의 (표 1)에서 보여주는 바와 같이, L3 필터에 입력된 샘플 주기를 단말국(UE) 속도와 셀 크기의 변화를 고려하지 않고 고정시킴으로써, 단말국(UE)이 고속인 경우와 셀 크기가 마이크로셀 이하로 작은 경우 핸드오버가 지연되는 현상이 발생되고, 또한 단말국(UE)이 저속인 경우와 셀 크기가 매크로셀 이상으로 큰 경우에 보고 될 필요없는 측정값의 빈번한 보고로 시스템 처리성능이 감소되는 문제점이 있었다.
단말국(UE) 속도 | 셀 크기 | L3 필터링 주기를 고정할 경우 | |
핸드오버 지연 문제 | 측정값 보고 빈도수 | ||
고속 | 매크로 | 발생안됨 | 보통 |
고속 | 마이크로 | 발생됨 | 적음 |
고속 | 피코 | 많이 발생됨 | 가장 적음 |
저속 | 매크로 | 발생 안됨 | 가장 많음 |
저속 | 마이크로 | 발생 안됨 | 많음 |
저속 | 피코 | 발생 안됨 | 보통 |
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 비동기 이동통신 시스템에서, 고속으로 이동하는 단말국(UE)이 작은셀에서 지연되는 핸드오버 현상과 저속으로 이동하는 단말국(UE)이 큰 셀에 존재하는 경우 불필요한 측정값 보고에 따른 문제점을 해소하기 위한 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법과 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 무선 통신 시스템의 구성예시도.
도 2 는 본 발명이 적용되는 핸드오버 제어 방법을 나타낸 설명도.
도 3 은 본 발명이 적용되는 핸드오버 발생 시점을 나타낸 설명도.
도 4 는 본 발명이 적용되는 단말국(UE)에서의 L3 필터링을 나타낸 일실시예 구성도.
도 5 는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법에 대한 일실시예 메시지 처리 흐름도.
도 6 은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
401 : L1 필터 402 : L3 필터
403 : 기준값 비교기
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 무선통신 시스템에서의 핸드오버 제어방법에 있어서, 단말국(UE) 이동 속도와 셀의 크기에 따라서, 단말국(UE)가 L3 필터의 결과값인 측정값을 보고하기 위하여 주기를 결정하는 제 1 단계; 물리채널로부터 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH)의 값을 L1 필터에 의해서 필터링하고, 상기 주기에 따라 L3 필터에서 필터링하여, 제어국(RNC)에 보고할 측정값을 얻는제 2 단계; 상기 측정값과 상기 제어국(RNC)으로부터 전달되어 온 기준값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 큰 경우에만 상기 제어국(RNC)에 상기 측정값을 보고하는 제 3 단계; 및 상기 제어국(RNC)으로부터 핸드오버 수행명령을 받아 핸드오버를 수행하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명은, 핸드오버를 제어 하기 위해 마이크로프로세서를 구비한 단말시스템에, 단말국(UE) 이동 속도와 셀의 크기에 따라서, 단말국(UE)가 L3 필터의 결과값인 측정값을 보고하기 위하여 주기를 결정하는 제 1 기능; 물리채널로부터 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH)의 값을 L1 필터에 의해서 필터링하고, 상기 주기에 따라 L3 필터에서 필터링하여, 제어국(RNC)에 보고할 측정값을 얻는 제 2 기능; 상기 측정값과 상기 제어국(RNC)으로부터 전달되어 온 기준값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 큰 경우에만 상기 제어국(RNC)에 상기 측정값을 보고하는 제 3 기능; 및 상기 제어국(RNC)으로부터 핸드오버 수행명령을 받아 핸드오버를 수행하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
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 1 은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템의 구성예시도로서, 비동기 이동통신 시스템을 나타낸다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 비동기 이동통신 시스템의 구조는, 단말국(UE : User Equipmnet)(110)이 무선으로 연결된 기지국 1(RTS : Radio Trnasceiver subsystem)(120), 기지국 2(RTS 2)(121)와, 이들 기지국(RNS)들(120, 121)을 제어하는 제어국(RNC)(130)을 포함한다.
도 2 는 본 발명이 적용되는 핸드오버 제어 방법을 나타낸 설명도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단말국(UE)(110)이 셀 1(210)에서 셀 2(220)로 이동시 해당 셀의 기지국 제어를 받기 위하여 핸드오버에 대한 보고를 발생한다. 단말국(UE)(110)이 A지역(230)에 위치 할때는 기지국 1(RTS 1)(120)의 영역안에 존재하므로, 기지국 1(RTS 1)(120)의 제어를 받는다. 그러나, 단말국(UE)(110)이 이동하여, 핸드오버 지역인 B지역(240)에 위치하면 핸드오버를 위한 보고를 기지국 1(RTS 1)(120)에 발신하고 그 발신 보고가 제어국(RNC)(130)에 이르면, 제어국(RNC)(130)은 핸드오버에 대한 보고를 분석한 후, 기지국들과 단말국(UE)(110)이 핸드오버를 수행하도록 명령한다. 이후에, 제어국(RNC)(130)으로부터 핸드오버 수행 명령을 받은 기지국 1(RTS 1)(120)과 기지국 2(RTS 2)(121)는 기지국 2(RTS 2)(121) 무선링크 추가 메시지를 단말국(UE)(110)으로 발신하고, 단말국(UE)(110)이 기지국 2(RTS 2)(121) 영역인 C지역(250)에만 존재하면, 기지국 2(RTS 2)(121)는 단말국(UE)(110)으로 기지국 1(RTS 1)(120)에 대한 무선링크 삭제 메시지를 발생한다. 이렇게 해서 단말국(UE)(110)은 셀 2(220)로 이동하여 기지국 2(RTS 2)(121)의 제어를 받는다.
도 3 은 본 발명이 적용되는 핸드오버 발생 시점을 나타낸 설명도로서, 간단한 핸드오버 알고리즘 예를 통하여, 히스테리시스(Hysteresis)와 타임 투트리거(Time-to-Trigger)에 의해 이벤트 1A와 이벤트 1B가 발생되는 예를 보이고 있다.
핸드오버 알고리즘은 제어국(RNC) RRM(Radio Resource Management)에서 행해지며, 따라서 부하제어 등 다른 자원관리 기법을 이용하는 것도 가능하다.
L3 필터를 통과하여 필터링된 CPICH의 측정값(Meas_Sign)이 액티브 셋(active set)중 가장 큰 값(Best_Ss)에 "Hyst_Add"를 뺀 값 보다 더 큰 경우가 타임 투 트리거(Time-to-Trigger), 즉 ΔT동안 지속되면 이벤트 1A에 대한 보고 메시지를 단말국(UE)(110)이 제어국(RNC)(130)으로 보낸다. 그리고, CPICH 2의 신호를 보내는 셀 2는 활성화된다. 그에 따라, CPICH 1의 신호가 작아지고 액티브 셋(active set)중 가장 큰 값(Best_Ss)에 "Hyst_Drop"을 뺀 값보다 더 작게되어 ΔT동안 지속되면 이벤트 1B에 대한 보고 메시지를 단말국(UE)(110)이 제어국(RNC)(130)으로 보내고 셀 1은 삭제된다.
도 4 는 본 발명이 적용되는 단말국(UE)에서의 L3 필터링을 나타낸 일실시예 구성도 이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 파라메터 1은 L3 필터(402)의 형태를 나타내는 인자이고, 파라메터 2는 핸드오버의 종류(intra frequency, inter-frequency 등)와 기준값을 표현한다. 상기 기준값은, 기지국 RRC(Radio Resource Control)의 측정 제어(Measurment Control)메시지로부터 입력되는 값이다.
L1 필터(401)를 포함한 물리계층의 구현은 표준에 의해 제약을 받지 아니한다. 다만, B점에서의 성능요구사항과 보고 비율이 명시되어 있을 뿐이다. 상기 보고 비율은 측정 주기(measurement period)와 동일하며, 인트라 주파수(intra-frequency)의 경우 200ms가 된다.
L3 필터(402)를 통한 측정값은 하기의(수학식 1)과 같이 지수함수적 평균값(exponential averaging)의 형태로 이루어진다.
상기 (수학식 1)에서, Fn은 현재의 측정값이고, Fn-1은 바로 이전의 측정값이다. 그리고 Mn은 물리계층으로부터 전달되어온 측정값이다. 여기서, L3 필터(402) 계수값인 a가 1 이라 함은, L3 필터(402)를 사용하지 않는 것이고, 상기 a가 작을수록 과거의 측정값의 영향이 커짐을 의미한다.
본 발명에서 상기 Fn의 계산 보고는 파라메터 1, 즉 단말국(UE)(110) 속도와 셀 크기에 의해서 제어된다. 여기에서 상기 Fn의 계산 보고 주기를 L3 필터링 주기라 칭하고, 상기 L3 필터링 주기에 따라 기준값 비교기(403)로 측정값이 입력된다. 상기 측정값은 기준값 비교기(403)에서 파라메터 2로 들어오는 제어국(RNC)(130)으로부터 보내온 기준값과 비교되어, 기준값보다 큰 경우 제어국(RNC)(130)으로 보내져 궁극적으로 핸드오버를 제어하게 된다.
도 5 는 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법에 대한 일실시예 메시지 처리 흐름도이다.
먼저, 제어국(RNC)(130)은 측정정보, 즉 L3 필터(402) 계수값인 a와 기준값을측정 제어(Measurement Control) 메시지에 실어 단말국(UE)(110)으로 전송한다(404).
이후, 단말국(UE) RRC는 이러한 측정 정보를 L3 필터(402)에 의해 필터링된 측정값과 측정 제어 메시지를 통해 입력된 기준값을 비교하여, 측정값이 기준값 보다 큰 경우, 측정값과 동기정보(동기정보는 본 발명과 관계가 없으므로 여기서는 그 용도를 기술하지 않겠음.)를 실은 측정 보고(Measurement Report) 메시지를 제어국(RNC)(130)으로 전송한다(405),
다음으로, 측정 보고(Measurement Report) 메시지에 있는 정보를 바탕으로 제어국(RNC)(130)의 RRM에서 핸드오버 알고리즘을 수행하고, 제어국(RNC)(130)이 액티브 셋 업데이트(ACTIVE SET UPDATE) 메시지에 무선 링크 코드번호 할당 메시지와 함께 단말국(UE)(110)으로 송신한다(406). 이에 대해, 단말국(UE)(110)은 새로운 셀과 통신하기 위하여, 무선 링크 액티브 셋 업데이트 컴플리트(ACTIVE SET UPDATE COMPLETE) 메시지를 제어국(RNC)(130)으로 송신함으로써(406), 핸드오버 동작이 종료하게 된다.
도 6 은 본 발명에 따른 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 단말국(UE)(110)은 물리계층으로부터 입력된 CPICH(Common PilotChannel)의 값이 타켓 셀(셀 2(220))로부터 온 경우는 셀 서춰(Cell Searcher)의 Ec/No의 신호를 적용하고, 또한 입력된 CPICH(Common Pilot Channel)의 값이 서빙 셀로부터 온 경우는 멀티패스 서춰(Multi-path Searcher)의 Ec/No의 신호를 사용하여 L1 필터(401)와 L3 필터(402)를 통해 필터링한 후(601, 602), 측정 제어(Measurement Control) 메시지에 실은 제어국(RNC) RRC로부터 온 기준값, 즉 기준이 되는 CPICH Ec/No와 L3 필터(402)를 통과한 측정값을 비교한다(603).
비교 결과, 측정값이 기준값보다 큰 경우에만 측정값을 단말국(UE) RRC로 보고하고, 단말국(UE) RRC는 제어국(RNC) RRC로 측정값을 보고한다(604). 이후, 제어국(RNC) RRC는 제어국(RNC) RRM으로 측정값을 보고하면(605), 상기 제어국(RNC) RRM은 핸드오버를 결정하여(606) 제어국(RNC) RRC로 핸드오버 수행명령을 주고, 아울러 제어국(RNC) RRC는 단말국(UE)(110) RRC로 핸드오버 수행명령을 전달함으로써(607), 핸드오버 알고리즘은 종료된다.
따라서, 본 발명은 L3 필터링 과정후(602), 단말국(UE) RRC로, 단말국(UE) RRC에서 제어국(RNC) RRC로, 제어국(RNC) RRC에서 제어국(RNC) RRM으로 이어지는 측정값 보고의 주기를 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따라 조절함으로써, 제어국(RNC) RRM에서의 핸드오버 수행명령을 제어하여, 핸드오버를 제어하는 것이다.
이상과 같이 본 발명을 통하여 다음과 같은 결과를 얻을 수 있다.
단말국(UE)(110)과 셀 크기를 고려하지 않은 기존의 L3 필터링을 채택하는것보다 단말국(UE)(110)과 셀 크기에 따라 L3 필터링에 입력되는 샘플링 길이를 다르게 함으로써 하기의(표 2)와 같은 결과를 얻을 수 있다.
시나리오 번호 | 단말국(UE) 속도 | 셀 크기 | 제안하는 L3 필터의 주기 |
1 | 고속 | 매크로 | 보통 |
2 | 고속 | 마이크로 | 짧게함 |
3 | 고속 | 피코 | 가장 짧게함 |
4 | 저속 | 매크로 | 가장 길게함 |
5 | 저속 | 마이크로 | 길게함 |
6 | 저속 | 피코 | 보통 |
상기 (표 2)의 시나리오 번호 "2"와 "3"과 같이, 단말국(UE)(110)이 고속으로 이동하는 경우에 사용되고 있는 셀이 마이크로 셀이하로 작은 경우에는 지연되는 핸드오버 문제가 점점 크게 발생하게 된다. 이 경우에 본 발명에 의하여, L3 필터(402)에 적용되는 샘플링 주기를 짧게 함으로써 핸드오버 지연 문제를 해결하고 제어국(RNC) RRC로 측정값이 보고되는 빈도수도 적당하게 함으로써 시스템 부하 문제가 발생하지 않는다. 그러나, 시나리오 "4"와 같이, 셀 크기가 매크로 셀인 경우에 단말국(UE)(110)이 저속으로 이동하게 되면 핸드오버가 발생하지 않았는데 측정값이 자주 보고되어 시스템의 부하가 증가하게 된다. 이 경우에는 L3 필터(402)에 적용되는 샘플링 주기를 길게 하여 제어국(RNC) RRC로 측정값이 보고되는 빈도수를 적당하게 함으로써 시스템 부하를 줄일 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, L3 필터에 입력되는 샘플링 주기 길이를 단말국(UE) 속도와 셀 크기의 변화에 따라 최적의 값으로 적용하는 방법을 제공하여, 불필요한 측정값 보고를 발생하지 않게 하여 시스템 처리능력을 향상 시킬 수 있으며, 측정값 오류를 적게 하여 지연되는 핸드오버 현상들을 감소시키는 효과가있다.
Claims (4)
- 무선통신 시스템에서의 핸드오버 제어방법에 있어서,단말국(UE) 이동 속도와 셀의 크기에 따라서, 단말국(UE)가 L3 필터의 결과값인 측정값을 보고하기 위하여 주기를 결정하는 제 1 단계;물리채널로부터 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH)의 값을 L1 필터에 의해서 필터링하고, 상기 주기에 따라 L3 필터에서 필터링하여, 제어국(RNC)에 보고할 측정값을 얻는 제 2 단계;상기 측정값과 상기 제어국(RNC)으로부터 전달되어 온 기준값을 비교하여, 상기 측정값이 상기 기준값보다 큰 경우에만 상기 제어국(RNC)에 상기 측정값을 보고하는 제 3 단계; 및상기 제어국(RNC)으로부터 핸드오버 수행명령을 받아 핸드오버를 수행하는 제 4 단계를 포함하는 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 측정값은,실질적으로, 하기의 수학식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 무선통신시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법.Fn= (1-a).Fn-1+ a.Mn단, (Fn은 현재의 측정값, Fn-1은 바로 이전의 측정값, a는 L3 필터 계수, Mn은 물리계층으로부터 전달되어온 측정값임)
- 제 2 항에 있어서,상기 " Fn= (1-a).Fn-1+ a.Mn" 의 Fn는,L3 필터 계수 a가 1일 때 필터를 사용하지 않고, a가 작을수록 과거의 측정값의 영향이 커지는 것을 특징으로 하는 무선통신 시스템에서 단말국(UE) 속도와 셀 크기에 따른 핸드오버 제어방법.
- 핸드오버를 제어 하기 위해 마이크로프로세서를 구비한 단말시스템에,단말국(UE) 이동 속도와 셀의 크기에 따라서, 단말국(UE)가 L3 필터의 결과값인 측정값을 보고하기 위하여 주기를 결정하는 제 1 기능;물리채널로부터 입력되는 공통 파일럿 채널(CPICH)의 값을 L1 필터에 의해서 필터링하고, 상기 주기에 따라 L3 필터에서 필터링하여, 제어국(RNC)에 보고할 측정값을 얻는 제 2 기능;상기 측정값과 상기 제어국(RNC)으로부터 전달되어 온 기준값을 비교하여,상기 측정값이 상기 기준값보다 큰 경우에만 상기 제어국(RNC)에 상기 측정값을 보고하는 제 3 기능; 및상기 제어국(RNC)으로부터 핸드오버 수행명령을 받아 핸드오버를 수행하는 제 4 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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