KR20030061477A - 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버결정장치 및 방법 - Google Patents

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버결정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 소프트 핸드오버의 수행 여부를 식별하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는 소정 기준치(T_refer)를 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 비교하는 과정을 추가하여 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기가 상기 기준치(T_refer)를 넘는 경우 타깃 기지국으로부터 아무리 강한 신호가 수신되더라도 기존의 옵셋 시간(T_timer)보다 큰 새로운 옵셋 시간을 사용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 방법을 제안하고 있다.

Description

부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버 결정장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING SOFT HAND-OVER IN CDMA MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버 방법에 관한 것으로, 특히 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로 부호분할다중접속 이동통신시스템은 제한된 무선 주파수(RF) 자원으로 많은 사용자를 지원하기 위해 셀(cell) 구조를 사용하고 있다. 즉, 부호분할다중접속 이동통신시스템은 서비스가 가능한 전체 지역을 셀 이라는 작은 구역으로 할당하고, 각 셀 단위로 RF 자원을 할당함으로써 보다 많은 사용자를 지원하는 것이다. 여기서, 상기 셀은 특정 기지국(Base Transceiver station)에 의해 서비스가 이루어지는 영역을 칭하며, 각 셀들은 대응하는 기지국에서 사용되는 고유의 스크램블링 코드를 통해 구분되고 있다.
따라서, 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 특정 셀에 위치하던 이동 단말(Mobile Station, 이하 "MS"라 칭함)이 다른 셀로 이동하는 경우 핸드오버(hand-over)를 통해 이동한 셀에서도 서비스가 지속적으로 이루어질 수 있도록 하여야 한다. 즉, 상기 핸드오버는 MS가 서비스 중인 기지국(이하 "소스 기지국(source Base Transceiver station)"이라 칭함) 영역(이하 "셀"이라 칭함)을 벗어나 다른 기지국(이하 "타겟 기지국(Target Base Transceiver station)"이라 칭함)으로 이동을 할 때, 계속 통화를 유지하기 위해 통화로를 이동한 셀로 바꾸어 주는 것을 말한다. 이를 위해 상기 MS는 상기 핸드오버의 가능 여부를 판단하기 위해 인접한 셀들로부터의 수신신호 세기를 측정한다. 상기 수신신호 세기는 수신신호의 세기로 표현될 수 있다.
상기 핸드오버는 소프트 핸드오버(soft handover)와 하드 핸드오버(hard handover)로 구분될 수 있다. 상기 소프트 핸드오버는 핸드오버가 요구될 시 MS는 소스 기지국과의 채널이 설정된 상태에서 타깃 기지국과의 새로운 채널을 설정하고, 소정 시점에서 어느 하나의 채널을 끊는 방식으로 이루어진다. 상기 하드 핸드오버는 핸드오버가 요구될 시 MS는 소스 기지국과 설정되어 있던 채널을 끊은 후 타깃 기지국과의 새로운 채널을 설정하는 방식으로 이루어진다. 여기서 상기 채널은 트래픽 채널로서 대표될 수 있다.
따라서, 상기 소프트 핸드오버는 MS로의 서비스 품질은 향상시킬 수 있으나소스 기지국과 타깃 기지국으로의 채널을 동시에 사용하여야 한다. 상기 하드 핸드오버는 소스 기지국 또는 타깃 기지국 중 어느 하나와 채널만을 사용하면 되나 서비스 품질이 나쁘다는 단점이 있다. 통상적으로 상기 소프트 핸드오버는 디지털 방식을 사용하는 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 지원하며, 상기 하드 핸드오버는 아날로그 방식의 이동통신시스템 및 디지털 방식을 사용하는 이동통신시스템의 일부에서 지원한다. 상기 하드 핸드오버는 디지털 방식을 사용하는 이동통신시스템의 일부에 해당하는 FA간 또는 교환기간의 핸드오버에 사용되며, 비동기 방식의 이동통신시스템에서는 데이터 서비스에서 사용된다. 이하 설명에서는 상기 소프트 핸드오버만을 가정하여 설명하도록 한다.
도 1은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 이루어지는 소프트 핸드오버를 개념적으로 보이고 있는 도면이다.
상기 도 1에서 보면, 소스 기지국(110)으로부터 서비스되는 셀1(Cell 1)에 위치하던 MS(114)가 핸드오버 영역으로 이동하고 있음을 알 수 있다. 통상적으로 상기 MS(114)는 상기 소스 기지국(110)으로부터의 수신신호와 인접한 다른 기지국에 해당하는 타깃 기지국(112)으로부터의 수신신호를 동시에 수신하게 되며, 상기 두 수신신호들의 세기를 측정하여 비교함으로서 핸드오버가 요구되는지를 판단하게 된다. 상기 도 1에서는 상기 MS(114)가 핸드오버 영역에 위치하는 경우에 상기 소스 기지국(110)과 상기 타깃 기지국(112)으로부터의 수신신호 세기를 측정하는 것으로 보여지고 있다. 하지만, 상기 MS(114)가 상기 셀1 내에 위치하는 경우라 할 지라도 상기 타깃 기지국(112)으로부터의 수신신호 세기를 측정할 수 있다. 따라서, 상기 MS(114)는 상기 핸드오버 영역으로 이동하게 되면 상기 타깃 기지국(112)으로부터 원하는 세기의 수신신호가 수신되면 핸드오버 처리를 요청하는 파일럿 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message)를 상기 소스 기지국(110)으로 전송한다. 상기 파일럿 측정 메시지를 수신한 상기 소스 기지국은 기지국 제어기(Base Station Controller)(도면상에 도시하고 있지 않음)로 이를 보고함으로서 상기 기지국 제어기가 일정 시간 동안 해당 MS(114)에 대한 소프트 핸드오버 처리를 위한 절차를 수행하도록 한다. 상기 기지국 제어기는 상기 소프트 핸드오버 처리를 위한 절차를 통해 여러 조건들을 검토한 후 소프트 핸드오버 여부를 결정하고, 상기 소프트 핸드오버가 가능하다면 핸드 오버 지시 메시지(Hand-over Direction Message)를 상기 MS(114)로 전송한다. 상기 MS(114)는 소정 시간이 경과한 후 이에 대한 응답으로 핸드오버 완료 메시지(Hand-over Completion Message)를 상기 기지국 제어기로 전송한다. 이때, 상기 타깃 기지국(112)과 설정된 새로이 채널은 활성화(active) 상태에 들어가게 된다.
전술한 바와 같이 상기 MS(114)는 소스 기지국(110)으로부터의 수신신호와 타깃 기지국(112)으로부터의 수신신호의 세기를 각각 측정하고, 상기 측정된 세기들에 의해 핸드오버의 수행 여부를 결정하게 된다.
도 2와 도 3은 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 이상적인 핸드오버를 보이고 있는 도면이다. 상기 도 2와 상기 도 3은 이상적인 무선 채널 환경에서 소스 기지국으로부터의 수신신호의 세기와 타깃 기지국으로부터의 수신신호의 세기를 가정하고 있다. 즉, 무선 채널 환경으로 인해 상기 소스 기지국과 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호들이 불안정한 경우를 배제하고 있다.
이하 소스 기지국과 타깃 기지국으로부터의 수신신호들의 세기에 의해 상기 MS가 핸드오버 수행 여부를 결정하는 통상적인 방법을 상기 도 2와 상기 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 도 2를 참조하여 소정 임계치를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 첫 번째 방법을 살펴보면 다음과 같다.
상기 도 2를 참조하면, MS는 상기 소스 기지국과의 서비스를 수행하는 중에 상기 타깃 기지국으로부터의 파일럿 채널의 세기(P_target)를 측정한다. 상기 파일럿 채널은 통상적으로 무선 채널의 상태를 검사하기 위해 파일럿 신호를 전송하는 채널이다. 상기 MS는 상기 타깃 기지국으로부터의 파일럿 채널의 세기(P_target)가 소정 임계치(T_ADD)를 초과하면 상기 파일럿 채널 측정 결과를 소정 메시지를 통해 상기 소스 기지국으로 전송한다. 그 후 상기 MS는 상기 타깃 기지국과의 소정 트래픽 채널을 설정하게 된다.
한편, 상기 MS는 상기 타깃 기지국과의 소정 트래픽 채널을 설정한 후 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호의 세기(P_source)를 측정한다. 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호의 세기(P_source)는 트래픽 채널을 통해 전송되는 신호에 의해 측정이 가능하다. 상기 MS는 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호의 세기(P_source)가 소정 임계치(T_DROP) 이하로 내려가면 상기 MS는 핸드오버 드롭 타이머(Hand-over Drop Timer)를 구동시켜 소정 드롭 타임(Drop Time, 이하 "Δt)이 경과하는 지를 판단한다. 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호의세기(P_source)가 소정 임계치(T_DROP) 이하로 떨어진 상태가 상기 Δt동안 지속되면 상기 MS는 상기 소스 기지국과의 채널을 끊는다. 따라서, 상기 MS는 상기 타깃 기지국을 소스 기지국으로 전환하고, 상기 전환된 소스 기지국으로부터의 서비스를 제공받게 된다. 상기 MS는 상기 Δt를 측정 제어 메시지를 통해 소스 기지국으로부터 제공받는다.
전술한 첫 번째 방법은 소스 기지국 및 타깃 기지국의 수신신호 세기를 두 가지의 임계치(T_ADD, T_DROP)에 비교함으로서 핸드오버를 결정하였으나 이는 잡음 등에 대한 민감도가 높아지는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 제안된 방법이 후술될 두 번째 방법이다.
상기 도 3을 참조하여 소스 기지국과 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기들을 비교하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 두 번째 방법을 살펴보면 다음과 같다.
상기 도 3을 참조하면, MS는 상기 소스 기지국과의 서비스를 수행하는 중에 상기 소스 기지국과 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호들의 세기(P_source, P_target)를 각각 측정하고, 상기 두 수신신호의 세기들(P_source, P_target)의 차(ΔP1)를 계산한다. 이때, 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_target)는 파일럿 채널을 통해 전송되는 파일럿 신호에 의해 측정이 가능하다. 상기 MS는 상기 ΔP1이 소정 기준 값(약 2dB)을 만족하는지를 판단한다. 상기 소정 기준 값은 핸드오버의 수행 여부를 결정하기 위해 기준이 되는 값이다. 상기 MS는 상기 계산한 ΔP1이 상기 기준 값을 만족(상기 ΔP1이 상기 기준 값보다 작음)하는 상태가소정 시간(Δt)동안 지속되면 상기 타깃 기지국의 파일럿 채널 측정 결과를 소정 메시지를 통해 상기 소스 기지국으로 전송한다. 그 후 상기 MS는 상기 타깃 기지국과의 소정 트래픽 채널을 설정하게 된다.
한편, 상기 MS는 상기 타깃 기지국과의 소정 트래픽 채널을 설정한 후 상기 소스 기지국과 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호들의 세기(P_source, P_target)를 각각 측정하고, 상기 두 수신신호의 세기들(P_source, P_target)의 차(ΔP2)를 계산한다. 상기 MS는 상기 ΔP2가 소정 기준 값(약 4dB)을 만족하는지를 판단한다. 상기 소정 기준 값은 핸드오버 종료로서 현재 상기 소스 기지국과 설정되어 있는 트래픽 채널의 절단을 위한 기준이 되는 값이다. 상기 MS는 상기 계산한 ΔP2가 상기 기준 값을 만족(상기 ΔP2가 상기 기준 값보다 크면)하면 소정 시간(Δt)이 경과하는 지를 판단한다. 상기 계산한 ΔP2가 상기 기준 값을 만족(상기 ΔP2가 상기 기준 값보다 큼)하는 상태가 상기 소정 시간(Δt)동안 지속되면 상기 MS는 상기 소스 기지국과의 채널을 끊는다. 따라서, 상기 MS는 상기 타깃 기지국을 소스 기지국으로 전환하고, 상기 전환된 소스 기지국으로부터의 서비스를 제공받게 된다. 상기 MS는 상기 Δt를 소스 기지국으로부터 제공받는다.
전술한 두 번째 핸드오버 방법은 이상적인 무선 채널 환경 또는 무선 채널 환경이 좋은 경우에는 정상적인 핸드오버를 수행함으로서 문제가 발생하지 않는다. 하지만, 도심 밀집 지역 등과 같이 전파의 상태가 불안정한 지역에서는 불필요한 핸드오버가 발생할 수 있다.
이러한 예는 도 4에서 보이고 있는 바와 같다. 상기 도 4에서는 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 불필요한 핸드오버가 발생할 수 있는 예들을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 4를 참조하면, 타깃 기지국에 대응한 무선 채널 환경이 갑자기 좋아지거나 소스 기지국에 대응한 무선 채널 환경이 갑자기 나빠져서 Δt동안 상기 소스 기지국과 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기 차가 소정 기준 치(2dB)보다 작아지는 경우가 발생할 수 있다. 상기 타깃 기지국에 대응한 무선 채널 환경이 갑자기 좋아지는 경우는 참조번호 410, 450, 420, 430에서 보이고 있다. 상기 소스 기지국에 대응한 무선 채널 환경이 갑자기 나빠지는 경우는 참조번호 440에서 보이고 있다. 상기 참조번호들 각각이 보이고 있는 상황들 중에서 참조번호 410, 420, 430은 불필요한 핸드오버에 해당할 것이다. 만약, 이러한 상황이 발생한 다면 상기 MS는 핸드오버 절차를 통해 타깃 기지국과의 트래픽 채널을 설정할 것이다. 한편, 상기 타깃 기지국 또는 상기 소스 기지국에 대응한 무선 채널 환경이 안정화되면 상기 설정한 타깃 기지국과의 트래픽 채널을 절단하게 될 것이다.
전술한 바와 같이 종래에 제안된 핸드오버 방법을 적용하는 경우 도심 밀집 지역이나 전파의 상태가 불안정한 무선 채널 환경에서는 불필요한 핸드오버 지역이 발생하게 되고, 이는 타깃 기지국에서 서비스할 이동단말의 수용 용량을 감소시키는 결과를 초래한다. 특히, 도심 밀집 지역의 핸드오버가 일어나지 않을 확률이 높은 특정 지역에서 건물 등과 같은 외적인 요인으로 인해 전술한 바와 같은 불필요한 핸드오버 동작이 발생할 수 있다.
이와 같이 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서는 전파 환경이 좋은지역이거나 나쁜 지역에 관계없이 동일한 조건에 의한 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정함에 따라 전파 환경이 좋지 않은 지역에서 이동단말의 수용 용량에 대한 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 불필요한 소프트 핸드오버가 발생하는 것을 방지하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버의 수행을 결정하기 위한 소정의 시간 값을 다양화하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 옵셋 시간을 새로이 계산하는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 제1견지에 있어, 본 발명은 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말이 소정 시점에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차가 핸드오버 요구 오차보다 작을 시 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 방법에서, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 소정 임계치(T_refer)의차에 비례하여 상기 소정 옵셋 시간을 조정하는 과정과, 상기 핸드오버 요구 오차를 만족하는 상태가 상기 조정된 옵셋 시간동안 유지될 시 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 제2견지에 있어, 본 발명은 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호의 세기를 측정하고, 상기 측정된 신호 세기에 의해 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 방법에서, 소정 시점(t1)에서의 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_target_t1)의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족하는 지를 판단하는 과정과, 상기 소프트 핸드오버가 요구되면 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 소정 임계치(T_refer)의 차에 의해 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간(Δt)을 새로운 값으로 조정하는 과정과, 상기 조정된 옵셋 시간동안 지속적으로 상기 소프트 핸드오버가 요구되면 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 제3견지에 있어, 본 발명은 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 장치에서, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호를 입력하여 신호 세기를 측정하는 제1핑거와, 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호를 입력하여 신호세기를 측정하는 제2핑거와, 소정 시점에서 상기 제1핑거로부터의 신호 세기와 상기 제2핑거로부터의 신호 세기의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족할 시 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 소정 임계치의 차에 비례하여 상기 소정 옵셋 시간을 조정하고, 상기 조정한 소정 옵셋 시간동안 상기 핸드오버 요구 오차를 만족하는 상태가 유지될 시 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 한다.
도 1은 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 발생하는 핸드오버를 보이고 있는 도면.
도 2는 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 핸드오버가 발생하는 예를 보이고 있는 도면.
도 3은 종래 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 핸드오버가 발생하는 다른 예를 보이고 있는 도면.
도 4는 종래 불안정한 무선 채널 환경에서 핸드오버가 발생하는 예들을 보이고 있는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 핸드오버 상황을 판단하여 핸드오버를 수행하기 위한 이동단말의 구성을 보이고 있는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 소프트 핸드오버 절차를 수행하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 소프트 핸드오버가 발생하는 예를 보이고 있는 도면.
도 8은 본 발명의 실시 예를 적용한 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 무선 채널 환경이 불안정한 경우에 있어 소프트 핸드오버를 수행하는 예들을 보이고 있는 도면.
도 9는 종래 소프트 핸드오버 결정방법을 적용한 경우와 본 발명에서 제안하고 있는 소프트 핸드오버 결정방법을 적용한 경우에 있어 기지국 송신 출력 결과를 대비하여 보이고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 MS에서 소프트 핸드오버 여부의 결정을 개념적으로 보이고 있는 도면이다.
상기 도 7을 참조하면, MS는 소스 기지국과의 서비스를 수행하는 중에 상기 소스 기지국과 타깃 기지국으로부터의 수신신호들의 세기(P_source, P_target)를 각각 측정한다. 상기 도 7에서는 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호를 가정하고 있으나 복수의 타깃 기지국들로부터의 수신신호들에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명할 것이다. 상기 MS는 소정 시점(t1)에서 상기 두 수신신호의 세기들(P_source_t1, P_target_t1)의 차(ΔP1)를 계산한다. 상기 MS는 상기 ΔP1이 소정 기준 값(약 2dB)을 만족(상기 ΔP1이 상기 기준 값보다 작음)하는지를 판단한다. 상기 소정 기준 값은 핸드오버의 수행 여부를 결정하기 위해 기준이 되는 오차이다. 이하 상기 오차를 "핸드오버 요구 오차"라 칭한다. 또한, 상기 ΔP1이 소정 기준 값(약 2dB)을 만족하는 상태를 이하 "핸드오버 요구 상태"라 칭한다. 상기 MS는 상기 계산한 ΔP1이 상기 핸드오버 요구 오차를 만족하면 소정 시점(t1)에서 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 소정 임계치(T_refer)의 차(P_source_t1-T_refer)를 계산한다. 상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)가 소정 조건(T_refer+P)보다 크면 새로운 옵셋 시간(Δt+α)을 계산하고, 상기 새로운 옵셋 시간(Δt+α)동안 상기 핸드오버 상태가 유지되면 소프트 핸드오버 절차를 수행한다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source)와 T_refer를 비교하는 과정을 추가하여 상기 P_source가 상기 T_refer를 넘는 경우 타깃 기지국으로부터 아무리 강한 신호가 수신되더라도 새로운 옵셋 시간동안 유지될 때에만 소프트 핸드오버 절차를 수행할 수 있도록 한다. 이때, 상기 새로운 옵셋 시간은 기지국 제어기로부터 제공되는 옵셋 시간(Δt)보다 큰 값을 가진다.
한편, 상기 도 7에서는 보이고 있지 않으나 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)가 소정 임계치(T_refer)보다 작은데도 불구하고, 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_target_t1)가 작아서 소프트 핸드오버를 수행하기에 힘들 경우에도 새로운 옵셋 시간을 사용할 수 있다. 이때, 상기 새로운옵셋 시간은 Δt-α로 정의될 수 있다. 즉, 타이머를 최대 m배만큼 늘리는 경우와 반대로 최대 1/n만큼 감소시키는 것이다. 이와 같이 타이머를 최대 1/n로 새로운 옵셋 시간을 줄임으로써 상기 타깃 기지국의 신호를 보다 빨리 인접한 셀(neighbor cell)에서 활성 셀(Active cell)로 포함시킴으로써 핸드오버 지역 내에서의 상기 소스 기지국으로부터의 약한 수신신호와 상기 타깃 기지국으로부터의 약한 수신신호의 다이버시티 효과를 얻을 수 있다. 또한 불안정한 상시 소스 기지국으로부터의 신호에 대해서 좀더 빠르게 핸드오버 절차를 실행하므로 좀더 안정적인 신호를 수신할 수 있다. 상기 Δt는 측정 제어 메시지를 통해 기지국 제어기로부터 제공받게 되며, 상기 α는 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 소정 임계치(T_refer)의 차(P_source_t1-T_refer)에 의해 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템에서 복수의 기지국들로부터의 수신신호 세기를 측정하기 위한 이동단말의 구성을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 5를 참조하면, 소스 기지국 및 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호는 안테나(ANT)를 통해 수신되고, 상기 안테나(ANT)를 통해 수신된 신호는 RF부(510)로 제공된다. 상기 RF부(510)는 상기 수신신호를 중간 주파수 신호로 변환하여 출력한다. 상기 RF부(510)로부터 출력되는 수신신호는 제1핑거 내지 제3핑거(512 내지 516)와 탐색기(searcher)(518)로 제공된다. 상기 제1핑거 내지 제3핑거(512 내지 516)로는 서로 다른 기지국으로부터의 수신신호들이 입력된다. 예컨대, 상기 제1필거(512)로는 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호가 입력되고, 상기 제2핑거(514)와 상기 제3핑거(516)로는 서로 다른 타깃 기지국으로부터의 수신신호가 입력된다. 상기 제1핑거 내지 제3핑거(512 내지 516) 각각은 입력되는 수신신호의 세기를 측정하고, 측정된 결과를 출력한다. 제어부(520)는 상기 제2핑거 내지 제3핑거(512 내지 516)로부터 측정된 소스 기지국 및 타기 기지국의 신호 세기에 의해 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하기 위한 일련의 절차를 수행한다. 또한, 상기 제어부(520)는 상기 결정에 의해 상기 소스 기지국 및 해당 타깃 기지국과의 소프트 핸드오버 절차를 수행함에 있어 일련의 제어를 수행한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템의 MS에서 소프트 핸드오버 절차의 수행 여부를 결정하기 위한 제어 흐름을 보이고 있는 도면이다.
상기 도 6을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 동작을 상세히 설명하면, 소스 기지국과의 서비스를 수행하는 중에 상기 소스 기지국과 타깃 기지국으로부터의 수신신호들은 안테나(ANT)를 통해 수신된다. 상기 안테나(ANT)를 통해 수신되는 상기 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호는 RF부(510)로 입력되어 중간 주파수 신호로 변환되어 출력된다. 상기 RF부(510)로부터 출력되는 수신신호들은 제1핑거(512) 내지 제3핑거(516)로 제공된다. 예컨대, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호는 상기 제1핑거(512)로 제공되며, 상기 타깃 기지국들로부터의 수신신호들 각각은 상기 제2핑거(514)와 상기 제3핑거(516)에 대응하여 제공된다. 따라서, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호는 상기 제1핑거(512)에 의해 신호 세기(P_source)가 측정되며, 상기 타깃 기지국들로부터의 수신신호는 상기제2핑거(514) 또는 상기 제3핑거(516)에 의해 신호 세기(P_target)가 측정된다. 상기 제1핑거(512), 상기 제2핑거(514) 및 상기 제3핑거(516)로부터 상기 측정된 신호 세기들(P_source, P_target)은 제어부(520)로 제공된다. 상기 측정된 신호 세기들(P_source, P_target)은 소정 Ec/Io 값에 대응될 수 있다.
상기 제어부(520)는 610단계에서 핸드오버 상황이 발생하였는지를 판단한다. 즉, 상기 제어부는 소정 시점(t1)에서 상기 제1핑거(512)와 상기 제2핑거(514) 또는 제3핑거(516)로부터 제공되는 수신신호의 세기들(P_source_t1, P_target_t1)의 차(ΔP1)를 계산한다. 상기 제어부(520)는 상기 ΔP1의 계산이 이루어지면 상기 ΔP1이 소정 핸드오버 요구 오차보다 작은지에 의해 핸드오버 상황 발생 여부를 판단한다. 만약, 상기 제어부(520)는 상기 ΔP1이 소정 핸드오버 요구 오차보다 작으면 핸드오버 요구 상태, 즉 핸드오버 상황이 발생하였다고 판단한다.
상기 제어부(520)는 상기 핸드오버 상황이 발생하면 612단계로 진행하여 상기 P_source_t1과 소정 임계치(T_refer)의 차(P_source_t1-T_refer)를 계산한다. 상기 소정 임계치 T_refer는 소정 Ec/Io 값에 대응될 수 있으며, 서비스를 수행하는데 요구되는 적정한 신호 세기로서 결정할 수 있다. 한편, 상기 제어부(520)는 상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값보다 임의의 값(p)이 큰지를 판단한다. 상기 임의의 값 p는 상기 소정 임계치 T_refer에서 상, 하측으로의 유동 범위를 지정하기 위한 임계 값으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 p는 소프트 핸드오버 발생이 타당한 상황에서 이루어질 수 있도록 실험에 의해 결정되어야 한다. 상기 제어부(520)는 상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값보다 상기 임의의값(p)이 크면 618단계로 진행하며, 그렇지 않으면 614단계로 진행한다.
상기 제어부(520)는 상기 618단계로 진행하면 상기 핸드오버 상황이 기존 T_timer 값(Δt)동안 유지되는 지를 감시한다. 상기 기존 T_timer 값(Δt)은 상기 핸드오버 상황이 일정 시간동안 유지되는 경우에만 핸드오버가 이루어질 수 있도록 하기 위한 소정 옵셋 시간으로서, 미리 기지국 제어기로부터 측정 제어 메시지를 통해 제공된다. 즉, 상기 제어부(520)는 상기 P_source_t1이 상기 T_refer를 기준으로 하여 상, 하측으로 p를 가지는 범위 내에 존재하는 경우에는 기지국 제어기로부터 제공받은 값을 그대로 사용한다.
하지만, 상기 제어부(520)는 상기 P_source_t1이 상기 T_refer를 기준으로 하여 상, 하측으로 p를 가지는 범위를 벗어난 경우에는 상기 614로 진행하여 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 계산한다. 상기 α는 상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값에 의해 계산되어 질 수 있다. 즉, 상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값이 클수록 상기 α를 큰 값으로 결정하고, 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값이 T_refer+p에 근접할수록 상기 α를 작은 값으로 설정할 수 있다.
상기 계산한 차(P_source_t1-T_refer)의 절대값에 의한 상기 α를 결정하는 방법을 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
첫 번째로, ｜P_source_t1 - T_refer｜< p(양수) 일 경우에는 상기 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 미리 기지국 제어기로부터 제공된 T_timer 값으로 결정한다.
두 번째로, P_source_t1 - T_refer > q(양수)일 경우에는 상기 새로운T_timer 값(Δt+α)을 m×T_timer 값(m>1인 값)으로 결정한다.
세 번째로, p < P_source_t1 - T_refer < q 일 경우에는 상기 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 (P_source_t1-T_refer - T_refer + p)×m×T_timer/q로서 결정한다.
네 번째로, P_source_t1 - T_refer < -q 일 경우에는 상기 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 T_timer/n으로서 결정한다.
다섯 번째로, -q < P_source_t1 - T_refer < -p 일 경우에는 상기 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 (P_source_t1 - T_refer - p)×T_timer/q/n으로서 결정한다.
전술한 방법에 있어 q는 도 7에 T_refer±q의 형식으로 T_refer±p 위/아래에 명시할 수 있다. 한편, 수신상황이 좋은 지역에서 불필요하게 핸드오버가 많이 발생할 경우 타이머를 길게 늘려야 하며, 반대로 핸드오버가 잘 발생하지 않는 지역에서는 타이머를 줄여야 한다. 하지만, 상기 타이머를 늘리거나 줄이는 정도를 분명히 할 필요가 있다. 즉, 기존의 할당받은 T_timer의 1/2 이상은 줄이지 못한다든지 하는 한계 값을 정하는 것이다. 전술한 첫 번째와 두 번째의 경우는 최대 m배만큼 타이머의 길이를 늘릴 수 있고, 네 번째와 다섯 번째 경우는 최대 1/n배만큼 타이머의 길이를 줄이는 경우에 사용되는 값이다. 본 발명의 실시 예에 따른 시뮬레이션에서는 상기 m을 2로 하고 있으며, 상기 n을 2로 하고 있다.
결국 상기 첫 번째는 P_source_t1이 중간 지역 (+-p 사이)에 있어서 기존 값을 그대로 사용한 예이다. 상기 두 번째와 상기 세 번째는 P_source_t1이 +p 이상에 있어서 T_timer를 늘리는 경우인데, 최대 기존의 m배만큼 늘어나는 경우이다.상기 네 번째와 상기 다섯 번째는 P_source_t1이 -p이하에 있어서 T_timer를 줄이는데, 최대 기존의 1/n만큼 줄이는 경우를 나타낸 것입니다.
상기 제어부(520)는 상기 614단계에서 새로운 T_timer 값(Δt+α)을 계산하면 616단계로 진행하여 상기 핸드오버 상황이 새로운 T_timer 값(Δt+α)동안 유지되는 지를 감시한다.
상기 618단계와 상기 616단계에서 기존의 T_timer 값(Δt) 또는 새로운 T_timer 값(Δt+α)동안 상기 핸드오버 상황이 유지되면 620단계로 진행하여 핸드오버 절차를 수행한다. 하지만, 상기 핸드오버 상황이 유지되지 않으면 핸드오버를 수행하지 않는다.
도 8은 전술한 본 발명의 실시 예를 적용한 부호분할다중접속 이동통신시스템의 MS에서 무선 채널 환경이 불안정한 경우에 있어 소프트 핸드오버를 수행하는 예들을 보이고 있는 도면이다. 상기 도 8에서 보여지고 있는 바와 같이 본 발명에서 제안하고 있는 바에 의해 소프트 핸드오버를 수행하는 경우 불안정한 무선 채널 환경으로 인해 발생되는 핸드오버 상황에서는 핸드오버가 발생하지 않음을 알 수 있다. 즉, 상기 도 4에서 보이고 있는 핸드오버가 발생하는 상황들(참조번호 410,420,430,440,450) 중 일부 상황에서의 핸드오버 발생을 방지함을 알 수 있다. 상기 도 8에서는 일부 핸드오버 상황(참조번호 810,820,830)에서만 핸드오버를 수행함을 보이고 있다.
도 9는 종래 소프트 핸드오버 결정방법을 적용한 경우와 본 발명에서 제안하고 있는 소프트 핸드오버 결정방법을 적용한 경우에 있어 기지국 송신 출력 결과,즉 다운링크에서의 용량을 대비하여 보이고 있는 도면이다. 상기 도 9에서 보이고 있는 바와 같이 최대 용량으로 60개의 MS들을 수용할 수 있는 셀에서 8kbps의 음성 서비스를 제공하는 경우 75% 지역에서 대략 기지국 송출이 1w~1.5w 정도 감소함을 볼 수 있다.
한편, 전술한 실시 예에서는 채널을 추가하는 동작에 대해서 구체적으로 살펴보았다. 하지만, 소스 기지국과 타깃 기지국 각각과 설정되어있는 두 개의 채널들 중 하나의 채널은 적절한 시점에서 해제되어야 할 것이다. 상기 채널을 해제하는 동작은 채널을 추가하기 위해 수행되는 전술한 동작과 반대의 과정에 의해 수행된다. 즉, 좋은 채널 환경에서의 채널이 제거되어야 할 경우에는 기본 T_timer보다 짧은 T_timer 값을 계산하여 적용하며, 나쁜 채널 환경에서는 긴 T_timer 값을 계산하여 적용하여야 할 것이다. 상기 짧은 T_timer 값의 계산은 전술한 채널 추가 동작에서의 네 번째와 다섯 번째 식을 사용할 수 있으며, 상기 긴 T_timer 값의 계산은 전술한 채널 추가 동작에서의 두 번째와 세 번째 식을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 부호분할다중접속 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오버 결정방법은 도심과 같은 밀집 지역에서 빈번하게 발생할 수 있는 불필요한 핸드오버가 수행되는 것을 방지함으로서 수용 용량을 증대시키는 장점이 있다.

Claims (13)

  1. 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호의 세기를 측정하고, 상기 측정된 신호 세기에 의해 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 방법에 있어서,
    소정 시점(t1)에서의 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_target_t1)의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족하는 지를 판단하는 과정과,
    상기 소프트 핸드오버가 요구되면 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 소정 임계치(T_refer)의 차에 의해 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간(Δt)을 새로운 값으로 조정하는 과정과,
    상기 조정된 옵셋 시간동안 지속적으로 상기 소프트 핸드오버가 요구되면 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족하는 것은 상기 소정 시점(t1)에서의 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_target_t1)의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차보다 작은 경우임을 특징으로 하는 상기 방법,
  3. 제1항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간(Δt)을 새로운 값으로 조정하는 과정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 소정 임계치(T_refer)의 차가 증가할 시 상기 소정 옵셋 시간(Δt)을 증가시켜 새로운 값으로 조정하고, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 소정 임계치(T_refer)의 차가 감소할 시 상기 소정 옵셋 시간(Δt)을 감소시켜 새로운 값으로 조정함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간(Δt)을 새로운 값으로 조정하는 과정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기(P_source_t1)와 상기 소정 임계치(T_refer)의 차가 소정 오차 값(p)보다 작은지를 판단하는 과정과,
    상기 소정 오차 값(p)보다 작다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간(Δt)을 조정하지 않는 과정과,
    상기 소정 오차 값보다 작지 않다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간(Δt)을 조정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 핸드오버 요구 오차는 2dB임을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말이 소정 시점에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차가 핸드오버 요구 오차보다 작을 시 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 소정 임계치의 차에 비례하여 상기 소정 옵셋 시간을 조정하는 과정과,
    상기 핸드오버 요구 오차를 만족하는 상태가 상기 조정된 옵셋 시간동안 유지될 시 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 과정을 포함함을 특징으로하는 상기 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간의 조정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 증가할 시 상기 소정 옵셋 시간을 증가시키고, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 감소할 시 상기 소정 옵셋 시간을 감소시킴을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제5항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간의 조정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 소정 오차 값보다 작은지를 판단하는 과정과,
    상기 소정 오차 값보다 작다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간을 조정하지 않는 과정과,
    상기 소정 오차 값보다 작지 않다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간을 조정하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 현재 트래픽 채널이 할당되어 있는 소스 기지국과 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 신호를 수신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동단말에서 상기 소스 기지국과 상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 소프트 핸드오버의 수행 여부를 결정하는 장치에 있어서,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호를 입력하여 신호 세기를 측정하는 제1핑거와,
    상기 적어도 하나의 타깃 기지국으로부터의 수신신호를 입력하여 신호세기를 측정하는 제2핑거와,
    소정 시점에서 상기 제1핑거로부터의 신호 세기와 상기 제2핑거로부터의 신호 세기의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족할 시 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 소정 임계치의 차에 비례하여 상기 소정 옵셋 시간을 조정하고, 상기 조정한 소정 옵셋 시간동안 상기 핸드오버 요구 오차를 만족하는 상태가 유지될 시 상기 소프트 핸드오버를 위한 절차를 수행하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 상기 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차를 만족하는 것은 상기 소정 시점에서의 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차가 상기 소프트 핸드오버가 요구되는 핸드오버 요구 오차보다 작은 경우임을 특징으로 하는 상기 장치,
  11. 제9항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간의 조정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 증가할 시 상기 소정 옵셋 시간을 증가시켜 새로운 값으로 조정하고, 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 감소할 시 상기 소정 옵셋 시간을 감소시켜 새로운 값으로 조정함을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 소정 옵셋 시간의 조정은,
    상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 소정 임계치의 차가 소정 오차 값보다 작은지를 판단하고, 상기 소정 오차 값보다 작다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간을 조정하지 않는 과정과, 상기 소정 오차 값보다 작지 않다고 판단될 시 상기 소스 기지국으로부터의 수신신호 세기와 상기 타깃 기지국으로부터의 수신신호 세기의 차에 의해 상기 소스 기지국으로부터 할당받은 소정 옵셋 시간을 조정함을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 핸드오버 요구 오차는 2dB임을 특징으로 하는 상기 장치.
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