KR20050019364A - 시스템간 핸드오버를 위한 이동국의 셀 탐색 방법 및 장치 - Google Patents

시스템간 핸드오버를 위한 이동국의 셀 탐색 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비동기 이동통신 시스템 기지국과 동기 이동통신 시스템 기지국간 핸드오버를 위한 셀 탐색 방법 및 장치에 관한 것이다. 동기 이동통신 네트워크에 인접하는 비동기 기지국인 경계 기지국은 동기 이동통신 네트워크의 기준시간인 GPS 위성 시간 정보를 획득하고 상기 위성 시간에 동기하는 기지국 프레임 번호(BFN)와, 셀별로 상기 기지국 프레임 번호에 대해 소정 옵셋값을 가지는 시스템 프레임 번호(SFN)를 발생하여, 상기 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 포함하는 시스템 정보 블럭을 생성하여 상기 시스템 프레임 번호와 함께 공통 채널을 통해 송출한다. 이중모드 이동국은 경계 기지국으로부터 셀별 시스템 프레임 번호와 시스템 정보 블럭을 수신하고 상기 위성 시간 동기를 획득하며, 상기 시스템 정보 블럭으로부터 PN 옵셋 정보를 포함하는 동기 기지국들의 인접 리스트를 추출하여, 상기 위성 시간 동기에서 상기 PN 옵셋만큼 지난 시점들에서 동기 시스템의 인접 셀 탐색을 수행하고 탐색 결과를 경계 기지국으로 보고한다. 이러한 본 발명은 시스템간 핸드오버시 셀 탐색을 신속하고 효율적으로 수행할 수 있다.

Description

시스템간 핸드오버를 위한 이동국의 셀 탐색 방법 및 장치{CELL SEARCHING METHOD BY USER EQUIPMENT FOR INTER-SYSTEM HANDOVER AND APPARATUS THEREFOR}
본 발명은 이동통신 시스템의 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 비동기 이동통신 시스템 기지국과 동기 이동통신 시스템 기지국간 핸드오버를 위한 셀 탐색 방법 및 장치에 관한 것이다.
제3 세대 이동통신 시스템은 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 기술을 사용하며, 이동 전화나 단말기 사용자들이 전 세계 어디에 있든지 간에 패킷 기반의 텍스트, 디지털화된 음성이나 비디오 및 멀티미디어 데이터를 2 Mbps 이상의 고속으로 전송할 수 있는 일관된 서비스를 제공한다. 이러한 제3 세대 이동통신 시스템은 유럽식 표준 방식으로 채택되어 있는 UMTS(Universal Mobile Telecommunication Service)와 미국식 표준 방식으로 채택되어 있는 IMT(International Mobile Telecommunications)-2000으로 구분된다.
UMTS는 유럽 및 기타 지역에서 광범위하게 사용되는 GSM(Global System for Mobile communication) 및 GPRS(General Packet Radio Services)를 기반으로 하여 CDMA를 사용하는 비동기 이동통신 시스템이며, IMT-2000은 한국, 미국, 일본 등에서 사용되는 IS-95나 J-STD008 등 2세대 CDMA 시스템을 기반으로 하는 동기 이동통신 시스템이다. 현재는, 상기 두 시스템들을 화합(harmonization)하는 추세이며, 이에 따라 상기 두 시스템들간의 호환을 위한 여러 가지 기술이 연구되고 있다. 그 중에 주요한 하나는 두 시스템간의 이동시에 일어날 수 있는 핸드오버에 관한 기술이다.
핸드오버는 이동국이 셀룰러 이동통신 시스템의 한 셀에서 다른 셀로 이동하는 경우에 사용자가 통화의 단절없이 통신할 수 있도록 해주는 기술이다. 핸드오버에는 두 가지 방식이 있는데, 하나는 둘 이상의 셀들이 중첩되는 영역에서 복수의 채널들을 이용하여 통신을 하다가 어느 한 채널 품질이 기준값 이하로 떨어지면 해당 채널을 끊는(drop) 소프트 핸드오버이고, 다른 하나는 셀간을 이동시에 이전 셀의 채널을 끊고 인접 셀로의 접속을 시도하는 하드 핸드오버이다.
통신중인 이동국은 수신되는 파일럿 신호의 크기가 기준값 이하이거나 기지국의 요청이 있으면 주변 셀들에 대한 정보를 측정하여 기지국에 보고한다. 이와 같이 주변 셀들에 대한 정보를 측정하는 동작은 셀 탐색(cell searching)이라 칭해진다. 상기 보고된 정보는 이동국이 통신 중에 다른 셀로 이동할 경우 발생되는 핸드오버에 대한 정보로 이용된다. 대기중 핸드오버는 시스템의 지시 없이 이동국에서 자체적으로 수행한다. 통화중 핸드오버의 지시는 동기 이동통신 시스템의 경우 트래픽 채널(traffic channel), 비동기 이동통신 시스템의 경우 전용 채널(dedicated channel)을 통하여 이동국에 송신된다.
이중모드(Dual-mode) 이동국이 비동기 이동통신 시스템에서 동기 이동통신 시스템으로 이동하는 경우에는 하드 핸드오버가 발생한다. 이는 이동국이 서로 다른 두 시스템과 동시에 채널을 연결하는 것은 불가능하기 때문이다. 하드 핸드오버를 수행할 경우, 이동국이 주변 셀들에 대한 정보를 탐색하고 있는 시간 동안은 비동기 이동통신 시스템과의 통신이 중단된다.
CDMA 기술을 사용하는 이동통신 시스템에서 단말은 유휴 상태 핸드오버나 통화 상태 핸드오버 수행시 셀 탐색을 수행한다. 동기 CDMA 시스템에서는 GPS(Global Positioning Service) 위성을 이용하여 모든 기지국들의 동기를 일치시키므로, 각각의 기지국은 인접 셀의 파일럿 PN(Pseudo-random Noise) 옵셋 정보를 이동국으로 알려 주어서 기준 시점으로부터 해당 PN 옵셋만큼 지난 시점에서 인접 셀 탐색을 수행하도록 함으로써 짧은 시간에 인접 셀 탐색을 완료할 수 있다. 그러나 초기 전원 온시의 셀 탐색은 기지국과 기준 시점을 맞출 필요가 있으므로 많은 시간이 소요된다.
이동국이 비동기 이동통신 시스템의 서비스영역으로부터 동기 이동통신 시스템의 서비스영역으로 이동시에는, 초기 셀 탐색시와 동일한 절차를 모두 수행하여야 한다. 이는 이동국이 동기 기지국에 대한 타이밍 정보를 가지고 있지 않기 때문이다. 동기 기지국에 대한 셀 탐색(이하 CDMA 셀 탐색이라 칭함)시, 이동국은 먼저 파일럿 신호를 탐색하고, 이후 동기채널의 메시지를 복호하여 이동국이 동기 기지국과 통신을 할 수 있는 정보, 구체적으로 말하면 PN 옵셋 정보와 시스템 시간 정보를 얻고 상기 동기 기지국에 동기를 일치시킨다.
동기채널의 메시지는 동기 기지국으로부터 전송되는 동기채널 프레임 안에 수록되어 있다. 상기 동기채널 프레임의 80ms 프레임당 전송비트는 96비트이고, PN 옵셋 정보를 포함한 동기신호 메시지의 길이는 221비트이므로, 이동국은 메시지의 해석시간으로 최소 240ms(80ms×3)가 필요하다. 더욱이 수신을 시작하는 시점이 메시지의 시작시점과 일치하지 않는 경우 동기신호 메시지의 시작점을 기다리는 시간까지 포함한다면 수신프레임 에러가 없다는 가정 하에서도 약 513.3ms의 통신 중단이 요구된다. 셀 탐색 시간이 길어질 경우 비동기 이동통신 시스템과 이동국사이의 통신 데이터의 손실을 초래할 수 있다.
마찬가지의 이유로, 비동기 이동통신 시스템과 통화중인 이동국은, 데이터의 압축으로 인하여 확보되는 프레임의 휴지기간 동안에 다른 주파수대역을 감시하는 압축 모드(compressed mode)만으로는 CDMA 셀 탐색을 수행하는 것이 불가능하였다. 이는 프레임의 휴지기간이 대체로 10ms 이하의 비교적 짧은 시간이므로, 많은 시간이 소요되는 CDMA 셀 탐색을 상기 프레임의 휴지기간 동안에 완료할 수 없기 때문이다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이중모드 이동국이 비동기 이동통신 시스템으로부터 동기 이동통신 시스템으로 핸드오버를 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 비동기 이동통신 시스템으로부터 동기 이동통신 시스템으로의 핸드오버를 수행하기 위한 효율적인 셀 탐색 방법 및 장치을 제공하는 것이다.
본 발명은, 비동기 이동통신 시스템으로부터 동기 이동통신 시스템으로의 핸드오버를 지원하기 위해, 동기 기지국에 인접하는 비동기 기지국의 동기를 상기 동기 기지국과 일치시킴으로써 셀 탐색 시간을 최소화하는 방법 및 장치을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 제1 견지에 따른 실시예는, 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련된 비동기 이동통신 네트워크와, 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련된 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 비동기 기지국에 의해 시스템간 핸드오버를 위한 타이밍 정보를 제공하는 방법 및 장치에 있어서,
상기 위성 시간 정보를 획득하고 상기 위성 시간에 동기하는 기지국 프레임 번호(BFN)와, 셀별로 상기 기지국 프레임 번호에 대해 소정 옵셋값을 가지는 시스템 프레임 번호(SFN)를 발생하는 과정과,
상기 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 포함하는 시스템 정보 블럭을 생성하는 과정과,
상기 시스템 정보 블럭을 상기 시스템 프레임 번호와 함께 공통 채널을 통해 송출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 견지에 따른 실시예는, 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련된 비동기 이동통신 네트워크와, 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련된 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서, 이동국에 의해 상기 비동기 기지국으로부터 상기 동기 기지국으로의 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법 및 장치에 있어서,
상기 비동기 기지국으로부터 공통 채널을 통해 상기 비동기 기지국의 셀별 시스템 프레임 번호와 시스템 정보 블럭을 수신하는 과정과,
상기 시스템 정보 블럭으로부터 상기 위성 시간에 동기하는 상기 비동기 기지국의 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 추출하는 과정과,
상기 시스템 프레임 번호에 상기 차이값을 적용하여 상기 위성 시간에 동기하는 상기 기지국 프레임 동기를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제3 견지에 따른 실시예는, 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련되는 비동기 이동통신 네트워크와 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련되는 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에 있어서,
상기 비동기 이동통신 네트워크에 관련되어 상기 위성 시간에 일치된 동기를 사용하고, 상기 동기에 대한 타이밍 정보를 제공하는 적어도 하나의 경계 기지국과,
상기 비동기 이동통신 네트워크 및 상기 동기 이동통신 네트워크 모두와 통신 가능하며 상기 경계 기지국으로부터 제공받은 상기 타이밍 정보에 동기하는 이중모드 이동국을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 셀룰러 이동통신 네트워크의 구성도를 나타낸 것이다.
상기 도 1을 참조하면 이동통신 네트워크(40)의 전체 서비스영역은 복수의 인접하고 있는 셀들(10a 내지 10g)로 구분된다. 여기서 셀들(10a 내지 10g)은 육각형의 형태로 도식화되었지만 실제로 그 형태는 전파의 세기 및 장애물의 배치에 따라 불규칙한 형태를 가지며 대부분의 경우 인접한 다른 셀들과 중첩(overlaying)된다. 각각의 셀들(10a 내지 10g)은 트래픽 채널과 제어 채널을 사용하여 이동국(30)에게 통신 서비스를 제공하는 해당 기지국(Base Station)(20a 내지 20g)에 관련된다.
도시하지 않을 것이지만 기지국들(20)은 기지국 제어기(Base Station Controller: BSC) 또는 무선망 제어기(Radio Network Controller: RNC)라 불리는 네트워크 소자를 통해 다른 네트워크에 연결될 수 있다.
여기에서는 구분하여 도시하지 않았지만, 기지국들(20)은 연결되는 상위 네트워크 소자 및 지원하는 무선 전송 방식에 따라 비동기 또는 동기 이동통신 시스템으로 구별되어 진다. 비동기 이동통신 시스템의 경우 기지국은 노드 B(Node B)라 칭해지지만 이하 공통적으로 기지국이라 언급할 것이다. 이동국(30)이 이종 시스템에 속하는 기지국들의 중첩된 영역을 이동시에 시스템간 핸드오버가 발생한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 이종 시스템들 간의 중첩된 구조를 나타낸 것이다.
상기 도 2를 참조하면, 이동국(30)은 비동기 기지국(20a)에 속하는 제1 셀(10a)과 동기 기지국(20b)에 속하는 제2 셀(10b)의 중첩된 영역에서 제2 셀(10b)을 향해 이동중이다. 비동기 기지국(20a)은 3GPP(3rd Generation Partnerships Project) 규격의 통상 W(Wide)-CDMA라고 칭하는 UMTS 네트워크(40a)에 접속되며, 동기 기지국(20b)은 3GPP2 규격의 통상 CDMA라고 칭하는 IMT-2000 네트워크에 접속된다.
이동국(30)은 3GPP 규격의 비동기(WCDMA) 모드와 3GPP2 규격의 동기(CDMA) 모드를 지원하는 이중모드(dual mode) 이동국이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기/동기 시스템 겸용 이중모드 이동국의 개략적인 구조를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 이중모드 이동국은 WCDMA 신호처리 및 CDMA 신호처리를 위한 각각의 RF(Radio Frequency)/IF(Intermediate Frequency)부(110 및 130)와 위상동기루프(Phase Locked Loop: PLL)(120 및 140) 및 기저대역(Baseband: B.B) 처리부(115 및 135)를 가지고 있으며, 제어부(160)와 발진기(145), 안테나 등을 공유하여 동작모드에 따라 스위치(105 및 150)로 선택할 수 있도록 구성되어 있다.
비동기(WCDMA) 모드로 동작할 경우 제1 및 제2 스위치(105 및 150)는 WCDMA 모듈들(110,115,120) 쪽으로 연결되어 있는 상태이다. 동기(CDMA) 모드로 동작할 경우 제1 및 제2 스위치(105 및 150)는 CDMA 모듈들(130,135,140) 쪽으로 전환된다.
이하 설명에서, 먼저 비동기 시스템에서 동작하는 이동국이 동기 시스템의 타이밍을 획득하는 과정을 설명하고, 다음으로 이미 동기 시스템의 타이밍을 획득한 이동국이 비동기 이동통신 시스템에서 동기 이동통신 시스템으로 핸드오버하는 절차를 설명한다.
본 발명에서 이동국의 동기 모드 동작을 위한 타이밍 정보는 비동기 기지국으로부터 제공된다. 따라서 제어부(160)는 WCDMA 모듈들을 통하여 동기 모드 동작을 위한 타이밍 정보를 획득하고 이를 CDMA 모듈들로 제공한다. 동시에 WCDMA 모듈들은 CDMA 모듈들과 동일한 타이밍 정보에 동기된다.
동기 이동통신 시스템은 GPS 수신기를 이용하여 모든 기지국들의 동기를 일치시킨다. 비동기 이동통신 시스템은 모든 기지국들의 동기가 독립적이며 각 기지국은 해당 셀 내의 단말기들과 동일한 타이밍 정보를 사용한다. 비동기 시스템에서 기지국이 사용하는 타이밍 정보로는 기지국 프레임 번호(Base Station Number: 이하 BFN이라 칭함)와 시스템 프레임 번호(System Frame Number: 이하 SFN이라 칭함)가 있다.
BFN은 기지국이 초기화시에 자체 동기를 위해 사용하는 값으로서 기지국 내에서 프레임들을 구분하기 위하여 사용된다. SFN은 기지국 하위의 셀들 각각에서 이동국과의 프레임 교환을 위하여 사용하는 값으로서 해당하는 BFN에 대해 셀별로 소정 옵셋값(이하 T_Cell이라 칭함)을 가진다. BFN과 SFN은 모두 0으로부터 시작하여 10ms마다 1씩 4096까지 증가하는 모듈러 연산 값이다.
본 발명에 따르면 비동기 이동통신 시스템의 서비스영역을 구성하는 비동기 기지국들 중 동기 이동통신 시스템의 서비스영역에 인접하는 비동기 기지국들을, 동기 이동통신 시스템과 동일하게 GPS 시간에 동기시킨다. 여기서 동기 이동통신 시스템의 서비스영역에 인접하는 비동기 기지국들은, 이하 경계(Border) 기지국들이라 칭하기로 한다. 경계 기지국들은 비동기 이동통신 규격(3GPP)에 따라 동작하면서 단지 자체적인 동기를 GPS 시간에 맞춘다. 이를 위하여 경계 기지국들은 GPS 수신기를 구비할 수 있다.
예를 들어 상기 도 1에 도시된 간략화된 네트워크 모델에서 전체 7개의 기지국들(10a 내지 10g) 중 처음 4개의 기지국들(10a 내지 10d)은 비동기 이동통신 시스템에 속하고, 나머지 기지국들(10e 내지 10g)은 동기 이동통신 시스템에 속한다고 할 때, 3개의 기지국들(10a, 10b, 10d)은 경계 기지국들이 된다. 그러면 하나의 비동기 기지국(10c)은 자체적인 동기를 사용하지만 경계 기지국들(10a, 10b, 10d)은 동기 기지국들(10e 내지 10g)과 동일하게 GPS 동기를 사용하는 동기 모드 WCDMA 기지국으로 구성된다.
경계 기지국은 GPS 시간에 동기하여 BFN을 발생시킨다. BFN은 4096 모듈러 연산에 의해 발생되고 4096은 8의 정수 배이므로 경계 기지국에서 BFN은 GPS 시간이 80ms의 정수배가 될 때마다 8의 정수 배가 되도록 발생된다. 여기서 80ms는 동기 기지국에서 동기채널 프레임을 전송하는 주기를 의미한다. 셀별 파라미터인 SFN은 BFN에서 256 칩(1/3.84Mcps) 단위의 옵셋값 T_Cell을 가지고 있다. 경계 기지국은 공통 제어 채널을 통해 주기적으로 전송되는 시스템 정보 블럭(System Information Block)을 통해 BFN과 SFN의 차이값, 즉 T_Cell 값을 이동국으로 알려 준다.
유휴 상태의 이동국은 시스템 정보 블럭에 의해, 현재 셀이 동기 모드임을 인식하고, 시스템 정보 블럭의 CDMA 인접 셀 정보를 추출한다. 통화 상태의 이동국은 제어 채널을 통해 수신되는 무선 자원 제어(Radio Resource Control: 이하 RRC라 칭함) 측정 제어 메시지(Measurement Control Message)에 의해, 인접한 동기 기지국들의 정보를 알 수 있다. 상기 인접한 동기 기지국들의 정보는 인접 리스트라 칭해지며, 인접 셀들의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보가 포함된다. 여기서 PN 옵셋이란 동기 이동통신 시스템에서 파일럿 신호의 확산에 사용되는 알려진 PN 코드의 시간 옵셋을 말하는 것으로서, 동기 기지국을 식별하는 수단으로서 이용되는 것이다.
이동국은 공통 제어 채널을 복조함으로써 SFN을 구하고, 시스템 정보 블럭에서 얻은 SFN과 BFN의 차를 이용하여 BFN을 계산함으로써, BFN이 8의 정수배가 되는 시점이 GPS 시간에 따라 80 ms의 정수배가 되는 시점임을 인지한다. 상기 BFN에 따라 80ms 경계로 BFN 동기를 맞춘 이동국은 동기 CDMA 기지국과도 80ms 경계의 동기가 일치하게 된다. PN 코드의 주기는 80/3ms이므로, 이동국은 인접 리스트에 포함된 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 참조하여 동기 기지국의 파일럿 신호를 탐색할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 경계 기지국의 BFN 및 SFN과 동기 기지국의 시스템 시간을 나타낸 타이밍도이다.
상기 도 4를 참조하면, BFN이 8의 정수배가 되는 시점에서 동기 기지국의 시스템 시간은 80ms의 정수배가 된다. 즉, 경계 기지국은 시동 후 최초 BFN의 발생시 GPS 시간이 80ms의 정수배가 되는 시점에서 BFN을 0부터 카운트한다. SFN은 BFN과 T_Cell만큼의 시간 옵셋을 가진다. 이동국은 BFN이 8의 정수배가 되는 시점으로부터 PN 옵셋만큼씩 지난 시점에서 동기 기지국의 파일럿 신호를 탐색한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득하기 위한 이동국의 구성도를 나타낸 것이다.
상기 도 5를 참조하면, 시스템 정보 수신기(162)는 제1 공통 제어 물리 채널(Primary Common Control Physical Channel: P-CCPCH)을 통해 경계 기지국으로부터 SFN과 시스템 정보 블럭(SIB)을 수신한다. 동기 검출기(164)는 상기 시스템 정보 블럭에서 T_Cell을 검출하고, 상기 SFN에서 상기 T_Cell을 뺌으로써 BFN을 구하고, 상기 BFN으로부터 80ms 프레임의 시작 시점을 구한다. 상기 BFN은 경계 기지국에 의해 GPS 시간의 80ms 경계에 동기된 것이므로, 동기 제어기(166)는 상기 BFN에 따른 타이밍 정보를 생성하여 상기 도 3에 도시한 WCDMA 기저대역 처리부(115) 및 CDMA 기저대역 처리부(135)로 제공한다. 그러면 상기 기저대역 처리부들(115, 135)은 GPS 시간의 80ms 경계에서 동기 기지국들의 파일럿 신호들을 검색한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 GPS 시간에 동기하고 해당 타이밍 정보를 이동국으로 제공하는 경계 기지국의 동작을 나타낸 흐름도이다.
상기 도 6을 참조하면, 경계 기지국은 과정(210)에서 GPS 수신기로부터 GPS 시간 정보를 수신하고, 과정(220)에서 상기 GPS 시간이 80ms의 정수배가 되는 시점에서 BFN을 0부터 카운트한다. 이때 경계 기지국의 각 산하 셀에서는 상기 BFN에 대해 해당하는 옵셋값 T_Cell을 가지는 SFN을 발생한다. 상기 BFN과 상기 SFN은 10ms마다 1씩 증가하며 4095에 도달하면 다시 0이 된다.
과정(230)에서 시스템 정보 블럭(SIB)의 전송 주기가 되면, 과정(240)에서 경계 기지국은 각 셀별로 SFN과 BFN의 차이값인 T_Cell과 인접 리스트를 포함하는 시스템 정보 블럭을 생성한다. 과정(250)에서 상기 생성된 시스템 정보 블럭은 해당 셀의 SFN과 함께 P-CCPCH를 통해 이동국에게로 전송된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득하는 이동국의 동작을 나타낸 흐름도이다. 여기에 나타낸 이동국은 비동기 이동통신 시스템 및 동기 이동통신 시스템과의 통신이 가능한 이중모드 이동국이며, 비동기 모드로 동작하고 있는 것으로 한다.
상기 도 7을 참조하면, 이동국은 과정(310)에서 P-CCPCH를 통해 시스템 정보 블럭과 해당 셀의 SFN을 수신하고, 과정(320)에서 현재 셀이 경계 기지국인지의 여부를 판단한다. 이동국은 상기 시스템 정보 블럭에 포함된 경계 기지국 지시 정보가 참이거나, 또는 상기 시스템 정보 블럭에 BFN과 SFN의 차이값이 포함되어 있는지의 여부에 따라, 현재 셀이 경계 기지국인지의 여부를 판단한다. 만일 경계 기지국이 아니면 상기 SFN에 동조한다. 반면 경계 기지국이면 이동국은, 과정(330)에서 상기 시스템 정보 블럭에서 BFN과 SFN의 차이값인 T_Cell과 인접 리스트를 추출하고, 과정(340)에서 상기 SFN에서 상기 T_Cell을 뺌으로써 상기 BFN을 구하고 상기 80ms 프레임 경계 시점을 찾는다. 여기서 80ms 프레임 경계 시점은 BFN이 8의 배수가 되는 시점으로서, GPS 위성 시간의 경계 시점으로 인식된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득한 이동국이 유휴 상태에서 비동기 기지국으로부터 동기 기지국으로 핸드오버를 수행하는 동작을 나타낸 흐름도이다. 여기서 이동국은 경계 기지국의 셀 영역에 위치하며, 상기 도 7에 나타낸 절차에 따라 동기 기지국의 80ms 경계에 동기되는 BFN과 인접 리스트를 이미 획득한 것으로 한다. 여기서 인접 리스트는 인접 셀들의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함한다.
상기 도 8을 참조하면, 과정(410)에서 이동국은 비동기 모드의 유휴 상태이다. 과정(420)에서 시스템 정보 블럭의 RAT간 셀 재선택(inter-Radio Access Technology cell re-selection) 조건이 만족되면, 예를 들어 현재 동조되어 있는 경계 기지국의 수신 신호 세기가 소정 기준값 이하이면, 과정(430)에서 이동국은 이미 수신한 동기 시스템의 인접 리스트를 참조하여 CDMA 셀 탐색을 수행한다. 구체적으로 이동국은 인접 리스트에 포함된 동기 기지국들의 주파수와 PN 옵셋 정보를 이용하여, 각 주파수에서 BFN이 8의 정수배가 되는 시점으로부터 해당 PN 옵셋만큼 지난 시점에서 파일럿 신호를 탐색한다. 과정(440)에서 만일 소정 기준값 이상의 CDMA 파일럿 신호가 검출되면, 과정(450)에서 이동국은 동기 모드로의 전환을 결정하고 해당 검출된 CDMA 파일럿 신호를 송출하는 동기 기지국으로 유휴상태 핸드오버를 수행하여 동기채널 프레임 및 페이징채널 메시지들을 수신한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득한 이동국이 통화 상태에서 비동기 기지국으로부터 동기 기지국으로 핸드오버를 수행하는 동작을 나타낸 흐름도이다. 마찬가지로 이동국은 경계 기지국의 셀 영역에 위치하며, 상기 도 7에 나타낸 절차에 따라 동기 기지국의 80ms 경계에 동기되는 BFN과 인접 리스트를 이미 획득한 것으로 한다. 여기서 인접 리스트는 인접 셀들의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함한다.
상기 도 9를 참조하면, 과정(510)에서 이동국은 비동기 모드의 통화 상태이다. 과정(520)에서 이동국은 압축 모드(Compressed mode) 동작 주기에 도달하였는지를 판단한다. 만일 도달하지 않았으면 과정(510)으로 복귀하여 통화 상태를 유지한다. 반면 압축 모드 동작 주기에 도달하였으면, 과정(530)에서 이동국은 데이터의 압축 전송으로 인하여 확보되는 프레임의 휴지기간 동안에, BFN이 8의 정수배가 되는 시점으로부터, 인접 리스트의 PN 옵셋 값들만큼 지난 시점들에서 상기 인접 셀들의 주파수들을 탐색한다. 여기서 이동국은 이미 동기 시스템의 타이밍 정보(즉 80ms 경계에 동기된 BFN)를 확보하고 있는 상태이므로 상기 프레임의 휴지기간 동안에 CDMA 셀들의 PN 탐색을 신속하게 완료할 수 있다.
과정(540)에서 이동국은 시스템으로부터 수신한 RAT(Radio Access Technology)간 측정 보고 조건에 따라, 무선망 제어기로 상기 탐색 결과 구해진 CDMA 셀들의 파일럿 신호 세기들을 보고한다. 상기 측정 보고 조건은 예를 들어, 소정 레벨 이상인 CDMA 셀들의 파일럿 신호 세기가 탐색된 경우가 될 수 있다. 무선망 제어기는 상기 파일럿 신호 세기들에 따라 필요하다고 판단되는 경우에 특정 CDMA 셀로의 핸드오버를 지시한다. 구체적으로 무선망 제어기는, 현재 채널의 수신 신호세기보다 미리 정해지는 임계값만큼 더 초과하는 파일럿 신호 세기가 검출되면, 상기 검출된 파일럿 신호세기를 가지는 CDMA 셀로의 핸드오버를 지시하는 메시지를 이동국으로 전송한다.
과정(650)에서 시스템으로부터 핸드오버 지시가 있으면, 과정(560)에서 이동국은 비동기 모드에서 통화를 끊고 사용자가 인지할 수 없을 정도의 짧은 시간 내에 동기 모드로 전환하여 통화를 지속함으로써, 지시된 CDMA 셀로 하드 핸드오버를 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 구체적으로, 본 명세서에서는 동기 이동통신 시스템의 서비스영역에 지리적으로 인접하여 있는 비동기 기지국을 경계 기지국으로 설명하였으나, 동기 이동통신 시스템에 동기될 필요가 있다고 판단되는 비동기 기지국은 동기 이동통신 시스템의 서비스영역에 지리적으로 인접하지 않더라도 경계 기지국으로 설정될 수 있다. 따라서 본 명세서에서 언급하는 "경계"란 지리적인 의미가 아니라 상징적인 의미로 이해되어야 한다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 이중모드 이동국이 경계 기지국의 서비스영역 내에서 CDMA 기지국의 80ms 단위로 동기를 잡은 상태에서 CDMA 기지국 셀 탐색을 수행함으로써 셀 탐색 시간을 CDMA 네트워크 내에서와 동일한 수준으로 줄일 수 있으며, 이종 규격의 셀의 신호를 탐색 후 정확한 셀 경계 지점과 시간에서 셀 재선택을 수행할 수 있다. 또한 통화중 비동기 이동통신 시스템에서 동기 이동통신 시스템으로 이동시에도 짧은 CDMA 셀 탐색시간으로 압축 모드를 이용한 핸드오버를 수행할 수 있다.
더욱이 본 발명은 동기 시스템에서 비동기 시스템, 특히 현재 서비스 중인 동기 기지국과 동기가 일치하는 비동기 기지국으로 핸드오버 하는 경우에도 WCDMA 셀 탐색 시간을 줄일 수 있다. 따라서 향후의 비동기 이동통신 규격과 동기 이동통신 규격에서도 경계 기지국의 동기를 동기 기지국과 일치시켜 이종 규격 네트워크들 간의 셀 탐색을 효율적으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 셀룰러 이동통신 네트워크의 구성도를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명이 적용되는 이종 시스템들 간의 중첩된 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 비동기/동기 시스템 겸용 이중모드 이동국의 개략적인 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 경계 기지국의 BFN 및 SFN과 동기 기지국의 시스템 시간을 나타낸 타이밍도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득하기 위한 이동국의 구성도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 GPS 시간에 동기하고 해당 타이밍 정보를 이동국으로 제공하는 경계 기지국의 동작을 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득하는 이동국의 동작을 나타낸 흐름도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득한 이동국이 유휴 상태에서 비동기 기지국으로부터 동기 기지국으로 핸드오버를 수행하는 동작을 나타낸 흐름도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 동기 기지국의 타이밍 정보를 획득한 이동국이 통화 상태에서 비동기 기지국으로부터 동기 기지국으로 핸드오버를 수행하는 동작을 나타낸 흐름도.

Claims (19)

  1. 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련된 비동기 이동통신 네트워크와, 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련된 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서, 상기 비동기 기지국에 의해 시스템간 핸드오버를 위한 타이밍 정보를 제공하는 방법 및 장치에 있어서,
    상기 위성 시간 정보를 획득하고 상기 위성 시간에 동기하는 기지국 프레임 번호(BFN)와, 셀별로 상기 기지국 프레임 번호에 대해 소정 옵셋값을 가지는 시스템 프레임 번호(SFN)를 발생하는 과정과,
    상기 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 포함하는 시스템 정보 블럭을 생성하는 과정과,
    상기 시스템 정보 블럭을 상기 시스템 프레임 번호와 함께 공통 채널을 통해 송출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 기지국 프레임 번호는, 상기 위성 시간이 80ms의 경계가 되는 시점에서 8의 배수가 되도록 발생되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템 정보 블럭은 소정 시간 주기마다 반복적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN(Pseudo-random Noise) 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 시스템 정보 블럭에 포함시켜 공통 채널을 통해 유휴 상태의 이동국에게 송출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 측정 제어 메시지에 포함시켜 제어 채널을 통해 통화 상태의 이동국에게 송출하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련된 비동기 이동통신 네트워크와, 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련된 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에서, 이동국에 의해 상기 비동기 기지국으로부터 상기 동기 기지국으로의 시스템간 핸드오버를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 비동기 기지국으로부터 공통 채널을 통해 상기 비동기 기지국의 셀별 시스템 프레임 번호와 시스템 정보 블럭을 수신하는 과정과,
    상기 시스템 정보 블럭으로부터 상기 위성 시간에 동기하는 상기 비동기 기지국의 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 추출하는 과정과,
    상기 시스템 프레임 번호에 상기 차이값을 적용하여 상기 위성 시간에 동기하는 상기 기지국 프레임 동기를 획득하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 비동기 시스템으로부터 인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 포함하는 시스템 정보 블럭을 수신하는 과정과,
    상기 기지국 프레임 번호가 8의 배수가 되는 시점으로부터 상기 인접 리스트의 PN 옵셋 값들만큼 지난 시점들에서 상기 인접한 적어도 하나의 동기 기지국을 탐색하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 탐색 결과 미리 정해지는 셀 재선택 기준을 만족하는 동기 기지국이 존재하면, 상기 동기 기지국으로 유휴 상태 핸드오버를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제 6 항에 있어서, 통화 상태에서 인접한 동기 기지국의 주파수 정보와 PN(Pseudo-random Noise) 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 포함하는 측정 제어 메시지를 수신하는 과정과,
    압축 모드에 따른 프레임의 휴지기간 동안, 상기 기지국 프레임 번호가 8의 배수가 되는 시점으로부터 상기 인접 리스트의 PN 옵셋 값들만큼 지난 시점들에서 상기 인접한 적어도 하나의 동기 기지국을 탐색하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 탐색 결과를 시스템으로 보고하고, 상기 시스템으로부터 동기 기지국으로의 핸드오버 지시가 수신되면, 상기 지시된 동기 기지국으로 통화 상태 핸드오버를 수행하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 독립적인 동기를 사용하는 적어도 하나의 비동기 기지국에 관련되는 비동기 이동통신 네트워크와 위성 시간에 일치된 동기를 사용하는 적어도 하나의 동기 기지국에 관련되는 동기 이동통신 네트워크를 포함하는 이동통신 시스템에 있어서,
    상기 비동기 이동통신 네트워크에 관련되어 상기 위성 시간에 일치된 동기를 사용하고, 상기 동기에 대한 타이밍 정보를 제공하는 적어도 하나의 경계 기지국과,
    상기 비동기 이동통신 네트워크 및 상기 동기 이동통신 네트워크 모두와 통신 가능하며 상기 경계 기지국으로부터 제공받은 상기 타이밍 정보에 동기하는 이중모드 이동국을 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 타이밍 정보는,
    상기 위성 시간이 80ms의 경계가 되는 시점에서 8의 배수가 되는 기지국 프레임 번호를 나타내는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 경계 기지국은,
    상기 위성 시간 정보를 획득하고 상기 위성 시간에 동기하는 기지국 프레임 번호(BFN)와, 셀별로 상기 기지국 프레임 번호에 대해 소정 옵셋값을 가지는 시스템 프레임 번호(SFN)를 발생하며, 상기 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 포함하는 시스템 정보 블럭을 생성하여, 상기 시스템 프레임 번호와 함께 공통 채널을 통해 송출하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 경계 기지국은,
    인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN(Pseudo-random Noise) 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 시스템 정보 블럭에 포함시켜 공통 채널을 통해 유휴 상태의 이동국에게 송출하고, 인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 측정 제어 메시지에 포함시켜 제어 채널을 통해 통화 상태의 이동국에게 송출하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 이중모드 이동국은,
    상기 비동기 기지국으로부터 공통 채널을 통해 상기 비동기 기지국의 셀별 시스템 프레임 번호와 시스템 정보 블럭을 수신하고, 상기 시스템 정보 블럭으로부터 상기 위성 시간에 동기하는 상기 비동기 기지국의 기지국 프레임 번호와 상기 시스템 프레임 번호의 차이값을 포함하는 인접 리스트를 추출하여, 상기 시스템 프레임 번호에 상기 차이값을 적용하여 상기 위성 시간에 동기하는 상기 기지국 프레임 번호를 획득하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 이중모드 이동국은,
    상기 비동기 시스템으로부터 인접한 적어도 하나의 동기 기지국의 주파수 정보와 PN 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 포함하는 시스템 정보 블럭을 수신하고, 상기 기지국 프레임 번호가 8의 배수가 되는 시점으로부터 상기 인접 리스트의 PN 옵셋 값들만큼 지난 시점들에서 상기 인접한 적어도 하나의 동기 기지국을 탐색하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 이중모드 이동국은,
    상기 탐색 결과 미리 정해지는 셀 재선택 기준을 만족하는 동기 기지국이 존재하면, 상기 동기 기지국으로 유휴 상태 핸드오버를 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 이중모드 이동국은,
    통화 상태에서 인접한 동기 기지국의 주파수 정보와 PN(Pseudo-random Noise) 옵셋 정보를 포함하는 인접 리스트를 포함하는 측정 제어 메시지를 수신하고, 압축 모드에 따른 프레임의 휴지기간 동안, 상기 기지국 프레임 번호가 8의 배수가 되는 시점으로부터 상기 인접 리스트의 PN 옵셋 값들만큼 지난 시점들에서 상기 인접한 적어도 하나의 동기 기지국을 탐색하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 이중모드 이동국은,
    상기 탐색 결과를 시스템으로 보고하고, 상기 시스템으로부터 동기 기지국으로의 핸드오버 지시가 수신되면, 상기 지시된 동기 기지국으로 통화 상태 핸드오버를 수행하는 것을 특징으로 하는 상기 장치.
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