KR20060052580A

KR20060052580A - 통신 시스템 제어 방법

Info

Publication number: KR20060052580A
Application number: KR1020050107405A
Authority: KR
Inventors: 패트릭 조지 벤세슬라스; 팡-첸 쳉; 필립 찰스 사피아노
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2006-05-19
Also published as: EP1657948A1; KR101156243B1; CN1774134A; JP5758960B2; JP2013232993A; US9113386B2; JP5392969B2; DE602005002812D1; CN1774134B; US20060116118A1; JP2006141033A; EP1657948B1; DE602005002812T2

Abstract

본 발명의 일 측면에 있어서, 이동 장치와, 제 1 및 제 2 기지국과 라디오 네트워크 제어기를 포함하는 통신 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 그 방법은 제 1 기지국을 이동 장치에 고속 데이터를 전달하는 주요 기지국으로써 설정하는 것을 포함한다. 신호 세기 또는 품질과 같은 제 1 기지국과 제 2 기지국에 관련된 파라메타가 모니터링되고, 제 1 기지국과 관련된 모니터링된 파라메타를 초과하는 제 2 기지국과 관련된 모니터링된 파라메타에 응답하여 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호가 제 1 및 제 2 기지국에 전송된다.

Description

통신 시스템 제어 방법{FAST HANDOVER WITH REDUCED SERVICE INTERRUPTION FOR HIGH SPEED DATA CHANNELS IN A WIRELESS SYSTEM}

도 1a은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템의 블럭도,

도 1b는 도 1a의 통신 시스템이 채용되는 영역을 문체 양식으로 나타낸 도면,

도 2는 도 1의 통신 시스템에서 이용되는 기지국과 이동 장치의 일 실시예를 나타낸 블럭도,

도 3은 도 1 및 도 2의 통신 시스템의 여러 부품의 상호 작용을 나타낸 흐름도,

도 4는 제 1 및 제 2 기지국간의 핸드오버를 조정하는, 도 1 내지 3의 통신 시스템에 채용되는 제어 방법에 대한 일 실시예를 나타낸 흐름도.

본 발명은 일반적으로 원격통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신에 관한 것이다.

셀룰러 전화기와 같은 무선 원격 통신 분야에서는, 시스템이, 전형적으로, 그 시스템에 의해 서비스될 영역내에 분포된 다수의 기지국을 포함한다. 그 영역내의, 고정성 또는 이동성의 다양한 사용자는 그 시스템을 억세스하고, 그에 따라 하나 이상의 기지국을 통해 다른 상호 접속된 원격 통신을 억세스한다. 전형적으로, 이동 장치는, 사용자가 이동함에 따라, 그 이동 장치가 소정 영역을 통과할 때 시스템과 통신을 유지하는데, 이러한 것은 하나의 기지국과 통신하고 그 다음 다른 기지국와 통신함에 의해 이루어진다. 이동 장치는, 가장 강한 신호를 가지며, 또한 통신을 수용하기에 충분한 용량을 가진 가장 가까운 기지국과 통신한다.

역사적으로, 이동 장치는 정보 전달이 시간 결정적인(time critical) 음성 통신을 위해 이용되어 왔다. 즉, 비교적 짧은 대화의 세그먼트가 지연되거나 손실될 경우에도, 그 대화 당사자들의 의도 및 이해는 상당히 손상된다. 이동 장치가 제 1 기지국과의 통신을 중지하고 제 2 기지국과의 통신을 시작하는 기간 동안에는 적어도 통신이 일시적으로 인터럽트되거나 지연될 가능성이 크다. 따라서, 음성 통신의 경우, SHO(Soft Hand Off)라고 하는 프로세스가 CDMA 및 UMTS 시스템에 구현되어, 오버랩된 커버리지의 영역에서 다수의 접속을 갖도록 함으로서, 이들 과도 기간동안에도 대화가 변함없이 계속될 가능성을 상당히 강화시켰다.

최근, 이동 장치의 작용은 고속 데이터 분야로 확장되었으며, 예를 들어 인터넷이나 WWW(World Wide Web)를 억세스할 때 채용되고 있다. 음성 통신과는 다르게 그러한 고속 데이터의 교환은 역사적으로 시간 결정적이 아니다. 즉, 데이터의 전송은, 그 데이터를 "이해"하기 위한 수신자의 능력에 영향을 주지 않고 일시적으 로 인터럽트되거나 지연될 수도 있다. 따라서, 하나의 기지국에서 다른 기지국으로의 과도 기간 동안의 일시적 지연 또는 인터럽트는 허용되고 있다.

그러나, 고속 데이터 접속의 이용은 보다 시간 결정적인 작동으로 확장되었다. 예를 들어, VoIP(Voice over Internet Protocol)는 음성 신호를 디지털화하고, 디지털화된 음성 신호를 패킷으로 구성하고, 그 패킷을 고속 디지털 접속을 통해 전송하는 것을 포함하는 프로세스이다. 수신측은 그 패킷을 재조립하고, 그 패킷을 구동하여 오디오 통신을 생성한다. 따라서, 음성 통신은 고속 데이터 접속을 통해 성취될 수 있다. 이 프로세스가 실시간으로 이루어질 수 있다면, 고속 디지털 접속을 통해 대화를 할 수 있다. 고속 디지털 접속이 음성 통신을 위해 이용되는 경우, 그 대화의 지연 또는 인터럽트를 방지하기 위해서는 과도 기간이 중요하게 된다.

전형적으로, 데이터가 시간에 민감하지 않기 때문에, 고속 데이터 채널은 핸드오프 프로세스(hand off process)동안 지연을 방지하기 위한 핸드오버(handover) 기술을 실현하지 않았다. 그보다는, 핸드오버의 프로세스는 핸드오프 프로세스에서의 지연 문제를 더욱 악화시키는, 상대적으로 느린 레벨 3(L-3) 시그널링을 이용하여 구현되었다.

본 발명은 상술한 하나 이상의 문제점의 영향을 극복하거나, 적어도 줄이는 것에 관한 것이다.

본 발명의 일 측면에 있어서, 통신 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 그 방법은 제 1 기지국을 주요 기지국으로 설정하는 것을 포함한다. 제 1 기지국 및 제 2 기지국과 관련된 적어도 하나의 파라메타가 모니터링되며, 모니터링된 파라메타에 응답하여 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호가 제 1 기지국과 제 2 기지국에 전송된다.

본 발명의 다른 측면에 있어서, 제 1 및 제 2 기지국과 라디오 네트워크 제어기를 포함하는 통신 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 그 방법은 제 1 기지국을 주요 기지국으로 설정하는 것을 포함한다. 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호를 제 1 및 제 2 기지국에서 수신하며, 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 신호가 제 1 및 제 2 기지국의 각각으로 부터 라디오 네트워크 제어기로 전송된다. 이후, 라디오 네트워크 제어기로 부터의 데이터가 제 2 기지국으로 지향된다.

본 발명은 첨부된 도면과 함께 이하의 설명을 참조하면 이해할 수 있을 것이며, 도면에서 유사한 참조 번호는 유사한 소자를 나타낸다.

본 발명은 여러 정정 및 대안적인 형태가 가능하지만, 그의 특정 실시예는 도면에 예시적으로 도시되었으며, 본 명세서에서 보다 상세히 설명될 것이다. 그러나, 본 명세서에서의 특정 실시예에 대한 설명은 개시된 특정의 형태로 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니며, 오히려 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 사상 및 범주내에 속하는 모든 정정, 등가 및 대안을 포괄함을 알아야 한 다.

본 발명의 예시적인 실시예는 이하에서 설명될 것이다. 명확성을 위해, 본 상세한 설명에서는 실질적인 실시예의 모든 특징이 설명되지는 않을 것이다. 물론, 임의의 그러한 실질적인 실시예의 구현에 있어서, 각각의 구현마다 달라질 시스템 관련 및 사업 관련 제약에 따르는 것과 같은 구현자의 특정 목표를 이루기 위해 많은 구현 지정적 결정이 이루어져야만 함을 알 것이다. 또한, 그러한 구현 노력이 복잡하고 시간 소모적이지만, 그럼에도 불구하고, 본 명세서로 부터 혜택을 받는 당업자에게는 일상적인 것임을 알 것이다.

도면, 특히, 도 1a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 시스템(100)이 도시된다. 예시적으로, 도 1a의 통신 시스템(100)은 UMTS(Universal Mobile Telephone System)이지만, 본 발명은 데이터 및/또는 음성 통신을 지원하는 다른 시스템에도 적용 가능함을 알아야 한다. 통신 시스템(100)에 의해 하나 이상의 이동 장치(120)는 하나 이상의 기지국(130)을 통해 인터넷과 같은 데이터 네트워크(125) 및 공공 전화 시스템(PSTN)(160)과 통신할 수 있게 된다. 이동 장치(120)는 셀룰러 전화기, PDA(Personal Digital Assistant), 랩탑 컴퓨터, 디지털 페이저, 무선 카드 및 기지국(130)을 통해 데이터 네트워크(125) 및/또는 PSTN(160)을 억세스할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함하는 여러 장치 중 임의의 형태를 취할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 다수의 기지국(130)은 T1/EI 라인 또 는 회로, ATM 가상 회로, 케이블, 광학 디지털 가입자 라인(optical Digital Subscriber Lines : DSLs)등과 같은 하나 이상의 접속(139)에 의해 RNC(Radio Network Controller)와 결합된다. 하나의 RNC(138)가 도시되었지만, 당업자라면, 많은수의 기지국(130)과의 인터페이스를 위해 다수의 RNC(138)들이 이용될 수 있음을 알 것이다. 일반적으로, RNC(138)는 그가 접속된 기지국을 제어하고 조정하는 작용을 한다. 도 1의 RNC(138)는, 일반적으로, 복제, 통신, 런타임(runtime) 및 시스템 관리 서비스를 제공하며, 이하에 설명된 바와 같이, 기지국(130)들 간의 과도기 동안 이동 장치(120)의 이행(transition)을 조정하는데 수반된다.

도 1b에 도시된 바와 같이, 시스템(100)에 의해 서비스될 영역(170)은 다수의 영역 또는 셀로 분할되며, 각 셀은 개별적인 기지국(130)과 관련된다. 전형적으로, 각 셀은 다수의 인접하는 이웃 셀들을 가진다. 예를 들어, 셀(175)은 6개의 인접 셀(176-181)을 가지고 있으며, 그에 따라 그 셀(175)에 진입하는 이동 장치(120)는 인접 셀(176-181)들중 한 셀로 부터 진행한다. 따라서, 이동 장치(120)가 셀들(176-181)들중 임의의 셀로 부터 셀(175)로 진입함에 따라, 이동 장치는 셀(175)과의 통신으로 부터, 그것이 진입중인 인접 셀(176-181)과의 통신으로 이행할 필요가 있다.

도 1a를 참조하면, RNC(138)는, T1/EI 또는 회로, ATM 가상 회로, 케이블, 광학 디지털 가입자 라인(DSL) 등과 같은 여러 형태중 임의의 형태를 취하는 접속(145)를 통해 CN(Core Network)(165)에 결합된다. 일반적으로, CN(165)은 데이터 네트워크(125) 및/또는 공중 전화 시스템(PSTN)(160)에 대한 인터페이스로서 작용 한다. CN(165)은 사용자 인증과 같은 여러 가지 기능 및 동작을 수행하지만, CN(165)의 구조 및 동작에 대한 상세한 설명은 본 발명을 이해하고 인식하는데 필요한 것은 아니다. 따라서, 본 발명에 대한 불필요한 혼동을 피하기 위해, CN(196)에 대한 추가적인 설명을 본 명세서에서는 하지 않겠다.

따라서, 당업자라면, 통신 시스템(100)에 의해 이동 장치(120)가 데이터 네트워크(125) 및/또는 PSTN(160)과 통신할 수 있게 됨을 알 것이다. 그러나, 도 1a의 통신 시스템(100)의 구성은 사실상 예시적인 것이며, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고도 통신 시스템(100)의 다른 실시예에 몇가지 또는 추가적인 부품이 채용될 수 있음을 알아야 한다.

특별히 다르게 언급하지 않는다면, 또는 상기로 부터 명백한 바와 같이, "프로세스","연산","계산", "결정" 또는 "디스플레이"등의 용어는, 컴퓨터 시스템의 레지스터 및 메모리내의 물리적 전자량으로서 표시된 데이터를 조작하여, 컴퓨터 시스템의 메모리나 레지스터 또는 그와 같은 다른 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치내의 물리적 양으로 유사하게 표시되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 연산 장치의 작용 및 프로세스를 지칭한다.

도 2를 참조하면, 예시적인 기지국(130) 및 이동 장치(120)와 연관된 기능 구조의 일 실시예에 대한 블럭도가 도시된다. 기지국(130)은 인터페이스 유닛(200), 제어기(210), 안테나(215) 및 다수의 채널을 포함하며, 그 채널들로는 공유 채널(220), 데이터 채널(230) 및 제어 채널(240)이 있다. 예시적인 실시예에 있어서, 인터페이스 유닛(200)은 기지국(130)과 RNC(138)(도 1a)간의 정보 흐름을 제어 한다. 제어기(210)는, 일반적으로, 안테나(215) 및 다수의 채널(220,230,240)상의 데이터 및 제어 신호의 송수신을 제어하고, 인터페이스 유닛(200)을 통해 적어도 수신 정보의 일부를 RNC(138)에 전송하는 작용을 한다.

이동 장치(120)는 기지국(130)의 임의의 기능적 속성을 공유한다. 예를 들어, 이동 장치(120)는 제어기(250) 및 안테나(255)와, 공유 채널(260), 데이터 채널(270) 및 제어 채널(280)과 같은 다수의 채널을 포함한다. 제어기(250)는, 일반적으로, 안테나(255) 및 다수의 채널(260,270,280)상의 데이터 및 제어 신호의 송수신을 제어하는 작용을 한다.

통상적으로, 이동 장치(120)의 채널(260,270,280)은 기지국(130)내의 대응 채널(220,230,240)과 통신한다. 제어기(210,250)의 동작하에, 채널(220,260;230,270;240,280)은 이동 장치(120)에서 기지국(130)으로의 통신 제어 스케줄링을 달성하는데 이용된다.

도 3을 참조하면, 시스템(100)의 여러 부품들간의 상호 작용을 나타내는 흐름도가 도시된다. 도 3의 흐름도에 있어서, 고속 데이터 전송이 이동 장치(120)에 대해 이루어지고 있는 중이며, 그에 따라 이동 장치(120)가 기지국 A와 통신중이지만 기지국 B에 이행될 것으로 가정한다. 초기에, 이동 장치(120)는 기지국 A와 관련된 셀내에 있으며, 기지국 B에 관련된 셀에 접근하거나 진입중이다.

도 3은 서빙 셀로 부터 목표 셀로 고속 데이터 채널을 절환하는데 이용되는 메시징 프로세스를 도시한, 고속 데이터 채널에 대한 핸드오버 절차를 나타낸다. 일반적으로, 실질적인 절환은, RNC(138)가 라디오 링크 재구성 커미트 메시지 (Radio Link Reconfiguration Commit message)를 서빙 기지국(130)에 전송하여 정의된 "활성" 시간에 스케줄링된 전송을 중지시킬 때, 시작된다. 이동 장치(120)는 "물리적 채널 재 구성 완료(Physical Channel Reconfiguration Complete)" 메시지를 전송한 후, 활성 시간에 목표 셀로 부터의 스케줄링 정보를 "청취"하기 시작한다. VoIP 서비스 인터럽트를 감소시키는데 있어서의 중요한 요소는 서빙 셀로 부터 목표 셀로 절환을 위한 "활성 시간"의 설정이다. 역사적으로, "활성 시간"은 무선 링크 재 구성 커미트 메시지의 아주 빠른 단계로 설정되며, 이동 장치(120)가 "물리적 채널 재 구성 완료"를 전송하는 시기에 실행된다. 일부 종래 기술의 시스템에서는, 설정 시간 및 실행 시간이 상당량의 시간(예를 들어, 수백 밀리초에서 수초)만큼 떨어져 있다. "활성 시간"은 시그널링 메시지(예를 들어, Iur, Iub 및 UU)의 프로세스 시간에 기초하여 결정된다. 이러한 간격 동안에, 라디오 채널 환경에 여러가지 요소가 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 이동 장치(120)는 서빙 셀로 부터 보다 멀리 이동할 수 있으며, 라디오 링크 품질이 크게 열화되어, 데이터가 더이상 운송되지 않을 수 있다. 또한, 이동 장치(120)가 스케줄링 데이터를 디코딩할 수 없거나 그 데이터를 손실하는 경우도 있을 수 있다. 따라서, 이동 장치(120)에 대한 VoIP 서비스는 상당량의 시간동안 인터럽트될 것이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 절환 프로세스에 대한 활성 시간은 이동 장치(120)와 서빙 및 목표 기지국들간의 라디오 링크의 현재 상태에 기초하여 주의깊게 선택된다.

본 발명의 제 1 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 서빙 RNC(138- 1)는 이동 장치(120)와 소오스 기지국(130-1)간의 고속 통신에서 이동 장치(120)와 목표 기지국(130-2)간의 고속 통신으로 절환할 필요가 있음을 결정한다. 서빙 RNC(138-1)는 라디오 링크 재 구성 준비(RNSAP : Radio Link Reconfiguration Prepare) 메시지를 마련하며, 그 메시지는 300에서 드리프트 RNC(138-2)에 전송된다.

예시적인 실시예에 있어서, 소오스 및 목표 셀은 서로 다른 기지국(130-1,130-2)에 의해 제어된다. 드리프트 RNC(138-2)는, 302에서, NBAP(기지국 130 어플리케이션 부분) 메시지 "라디오 링크 재 구성 준비"를 이용하여 소오스 기지국(130-1)에게 동기화된 라디오 링크 재구성을 실행하도록 요청한다. 소오스 기지국(130-1)은, 304에서, NBAP 메시지 "라디오 링크 재 구성 준비 완료(Radio Link Reconfiguration Ready)"를 복귀시킨다.

드리프트 RNC(138-2)는, 306에서, NBAP 메시지 "라디오 링크 재 구성 준비"를 이용하여 목표 기지국(130-2)에게 동기화된 라디오 링크 재구성을 실행하도록 요청한다. 목표 기지국(130-2)은, 308에서, NBAP 메시지 "라디오 링크 재 구성 준비 완료"를 복귀시킨다. 드리프트 RNC(138-2)는, 310에서, RNSAP 메시지 "라디오 링크 재 구성 준비 완료"를 서빙 RNC(138-2)에 복귀시킨다. 드리프트 RNC(138-2)는 억세스 링크 제어 어플리케이션 프로토콜(Access Link Control Application Protocal : ALCAP)을 이용하여 새로운 Iub 데이터 운송 베어러(Iub Data Transport Bearer)의 설정을 개시한다. 이러한 요청은 Iub 데이터 운송 베어러를 고속 데이터 채널에 바인딩(binding)하기 위해 AAL2(ATM Adaptation Layer type 2) 바인딩 아이덴티티(Binding Identity)를 포함한다.

서빙 RNC(138-1)는, 314에서 ALCAP를 이용하여 새로운 Iur 데이터 운송 베어러의 설정을 개시한다. 이러한 요청은 Iub 데이터 운송 베어러를 고속 데이터 채널에 바인딩하기 위해 AAL2 바인딩 아이덴티티를 포함한다. 목표 기지국(130-2)에 대한 고속 데이터 채널 운송 베어러가 설정된다. 서빙 RNC(138-1)는, 316에서, 드리프트 RNC(138-2)에게 RNSAP 메시지 "라디오 링크 재구성 커미트"를 전송한다. 서빙 RNC(138-1)는 CFN(Connection Frame Number)의 형태로 활성 시간을 선택하였다.

드리프트 RNC(138-2)는, 318에서, 소오스 기지국(130-1)에 활성 시간을 포함하는 NBAP 메시지 "라디오 링크 재구성 커미트"를 전송한다. 유사하게, 드리프트 RNC(138-2)는, 320에서, 목표 기지국(130-2)에 활성 시간을 포함하는 NBAP 메시지 "라디오 링크 재구성 커미트"를 전송한다. 표시된 활성 시간에, 소오스 기지국(1301-1)은 전송을 중지하고, 목표 기지국(130-2)은 이동 장치(120)에 대한 고속 데이터 채널상의 전송을 시작한다.

또한, 서빙 RNC(138-1)는, 332에서, 라디오 리소스 제어(RRC : Radio Resource Control) 메시지 "물리 채널 재구성"을 이동 장치(120)에 전송한다. 표시된 활성 시간에, 이동 장치(120)는 소오스 셀에서의 고속 데이터의 수신을 중지하고 목표셀에서의 고속 데이터의 수신을 시작한다. 이동 장치(120)는, 324에서, RRC 메시지 "물리 채널 재구성 완료"를 서빙 RNC(138-1)로 복귀시킨다. 드리프트 RNC(138-2)는, 326에서, ALCAP를 이용하여 과거의 Iub 데이터 운송 베어러의 릴리 스(release)를 개시한다. 유사하게, 서빙 RNC(138-1)는, 328에서, ALCAP를 이용하여 과거의 Iur 데이터 운송 베어러의 릴리스를 개시한다.

핸드오버동안 VoIP 서비스를 줄이거나 최소화하기 위해, "활성 시간"이 적절히 선택될 필요가 있다. "활성 시간"은 시그널링 절차의 프로세싱 시간에 의해 결정된다. 그 절환이 매우 느리게 설정되고 서빙 셀의 라디오 채널 상태가 열화되었으면, VoIP 서비스는 서비스 없는 개방 윈도우 기간(open window period)을 가질 것이다. 활성 시간이 너무 빠르게 설정되고, 특정 사용자와 관련된 목표셀의 라디오 채널 상태가 좋지 않으면, VoIP 서비스 역시 인터럽트를 가질 것이다. 절환 타이밍을 발생한다는 것은 RNC(138-1)가 활성 시간을 설정할 때 라디오 채널 상태를 알지 못한다는 것이다. 최선의 절환 타이밍을 식별하기 위해서는, 이동 장치(120)와 RNC간의 통신을 위해 L-3 시그널링을 필요로 한다. 그렇지만, L-3 시그널링 지연 또는 대기는 절환 타이밍 식별의 유효성에 영향을 주기에 아주 충분하다. 따라서, 핸드오버동안 VoIP 서비스 인터럽트를 최소화하기 위한 기준은 요구된 시그널링 프로세싱 시간을 정확히 추정하여, 시그널링 시간 또는 대기를 감소시키고, 정확한 시간에 목표 셀로 절환시키는 것이다.

절환동안 시그널링에 위해 요구되는 대기 및 시간을 줄이면 절환 프로세스를 개선할 수 있다. RNC(138)는 절환을 트리거하고 원하는 절환 시간을 추정하기 위해, 이동 장치로 부터 보고된 최선 셀 측정 또는 활성 세트내의 기지국(130)으로 부터의 SIR(Signal to Interference Ratio)와 같은 라디오 채널 상태의 피드백을 이용한다. 그러나, 추정의 정확성은 예측 간격이 커지게 되면 떨어진다. 특히, 라디오 채널 상태는 수백 밀리초에서 부터 수초까지 극적으로 변경된다. 그 간격을 감소시킴에 의해, 절환 프로세스는 크게 개선된다.

기지국(130)은 RNC(138)에 SIR 측정을 주기적으로 보고한다. 일 실시예에 있어서, 80ms의 간격에 걸쳐 평균 SIR이 계산되어 RNC(138)에 보고된다. 평균 SIR 측정은 절환동안 각 레그(leg)의 라디오 채널 상태에 대한 참조로서 이용된다. 평균 업링크(uplink) SIR 측정은 다운링크 라디오 링크(downlink radio link)에 대한 CQI 보고의 장기간 평균의 역치(reciprocal)이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, "활성 시간"을 계산하는데 이용되는 알고리즘은 다음과 같다.

SIR_서빙＜Threshold_서빙

SIR_목표＜Threshold_목표

SIR_서빙 및 SIR_목표 는 각각 서빙 셀과 목표셀의 SIR 측정치이고, Threshold_서빙및 Threshold_목표는 각각 서빙셀과 목표셀의 임계치이다. 그 알고리즘은 업링크 내부 루프 전력 제어가, 라디오 무선 링크의, 양호한 채널 상태를 가진 레그로의 이동을 가속할 때의 절환동안 링크 불균형에 기반하여 고안된다. 따라서, 활성 시간 설정은 시그널링 프로세스 지연 또는 대기에 따라 적절히 임계치를 설정함에 의해 개선될 수 있다.

서빙 셀로 부터 목표셀로 고속 데이터 채널을 절환하는 전반적인 시그널링 절차는 연속적으로 실행된다. Iub 라디오 링크 재구성 커미트 메시지는 긍정 응답을 요구하지 않기 때문에, Iub 라디오 링크 재구성 메시지를 서빙 및 목표셀에 전 송하고, 대략 동일한 시간에 또는 적어도 얼마간의 오버랩으로 UU RRC 물리층 재구성 메시지를 이동 장치(120)에 전송함으로써 지연을 감소시킨다. 이에 따라 상당한 지연을 해소하고 최저 프로세스 지연만이 도입된다.

활성 시간에 동시적인 Iub 및 UU 시그널링 메시지가 라디오 링크의 절환을 하는 경우, UU RRC 물리 채널 재구성 메시지의 프로세싱 지연은, 그 지연에 있어서의 다른 요소이다. 물리 채널 재구성(TS25.331의 섹션 13.5.2 참조)에 대한 현재 수행 절차는, 이동 장치(120)가 UU 시그널링 메시지의 수신 후 80ms 이내에 그것을 실행하고, 다음 TTI의 시작시에 L1 구성을 갱신하는 것을 요구한다. TS34.108에서 지원되는 DCCH RAB들은 각각 80,40,10ms의 TTI를 가진 1.7kbps, 3.4kbps 및 13.6kbps이다. 가장 일반적인 테스트 절차는 40ms 의 TTI를 가진 3.4kbps이다. 3.4kbps DCCH가 고속 데이터 채널 절환을 위해 물리 채널 재구성 메시지를 운반하는데 이용되었다면, 전체 지연은 120ms(80ms의 프로세싱 + 40ms TTI DCCH 수신)를 초과한다. 또한, 이동 장치(120)에서의 상위층 프로토콜과 물리층간의 프리미티브의 통신을 위한 낮은 시그널링 RAB에 의해 80ms 실행 지연이 있을 것으로 고려된다. 10ms TTI를 가진 13.6kbps RAB를 이용하면 실행 시간 및 프로세싱 시간이 감소된다. 그것은 절환동안 VoIP 서비스의 인터럽트를 감소시킬 것이다.

고속 데이터 채널 절환의 한가지 커다란 논점은 기지국(130-1, 130-2)에서 버퍼를 동기화시키는 것인데, 이는 라디오 링크 재구성 커미트 명령전에 서빙 셀과 목표셀에 대한 Iub 링크가 설정되기 때문이다. 서비스 인터럽트를 감소시키기 위해서, 목표 기지국(130-2)의 Iub 데이터 링크가 설정된 후에, RNC(138)가 두 기 지국(130-1, 130-2)에 VoIP 데이터를 전송할 수 있다.

목표 기지국(130-2)은, "활성 시간"전에 임의 전송을 스케줄링 하지 않을 것이고, 소오스 기지국(130-1)에서의 스케줄링 정보가 어떤것인지 알지 못한다. 다른 채널(예를 들어, UL DPCH)이 소프트-핸드오버 모드(soft-handover mode)로 작동중이기 때문에, 목표 기지국(130-2)은 "활성 시간"전에 Ack/Nack와 CQI 정보를 디코딩하는데, 이는 그들이 소오스 기지국(130-1)에 전송할 의도가 있다 하더라고 그러하다. 절환 동안의 링크 불균형 때문에, 목표셀은 시작시에 소거와 함께 서빙 셀에 대한 Ack/Nack와 CQI를 부정확하게 디코딩하고, "활성 시간"전에 정확한 디코딩으로 점차적으로 진행한다. 목표 셀은, Ack/Nack와 CQI가 소거되면, 매 T_소거 간격마다 VoIP 프레임을 드롭하도록 결정할 수 있다. T_소거 간격은 목표셀에서 버퍼 점유를 최소화하는데 있어서 최적 파라메타이다. 활성 시간전에 목표셀에서 Ack가 정확하게 디코딩되면, 목표셀은 다음 VoIP 패킷을 드롭하도록 결정할 수 있다. 이러한 절차는, 활성 시간전의 절환동안에 VoIP 패킷이 서빙 셀 및 목표셀 모두에 전송되었을 경우에 고속 데이터 채널에 대해 중요한 미조정 VoIP이다. 이에 따라 VoIP 패킷의 시퀀스 전송에 대한 임의 데이터 갭이 방지되고 목표셀에서의 버퍼 점유가 최소화될 것이다. 제안된 알고리즘을 "의사-동기화"라고 하는데, 그 이유는 그의 작용이 버퍼 동기화와 유사하기 때문이다.

신호 프로세싱 지연 또는 대기의 한가지 원인은 핸드오버 프로세스동안의 계층 3(L-3) 시그널링 절차의 이용 때문이다. 상술한 바와 같이, 몇몇 응용에 있어 서 고속 데이터 채널을 통한 VoIP에 대한 품질 열화를 감소시키기 위해서는, 핸드오버 프로세스동안 절환의 대기를 줄이는 것이 유용하다. 대기를 줄이기 위해 채용되는 한가지 방법은 핸드오버동안 채널 절환을 지원하기 위해, SSDT(Site Selection Diversity Transmit) 유형 계층 1(L-1) 시그널링을 이용하는 것을 포함한다. 추가적으로, UTRAN(UMTS Terrestrial Random Access Network)에서의 플레인 시그널링(plane signaling)이 RNC(138)에서 서빙 기지국(130-1) 및 목표 기지국(130-2)으로 데이터 이송의 절환을 지원하는데 이용된다.

일반적으로, 본 발명의 일 실시예에 있어서, L-1 시그널링은, 최선 셀이 현재 서빙셀이 아님을 이동 장치(120)에 의해 이루어진 측정이 나타낸 후의 핸드오버동안, 주요 서빙 셀을 식별하는데 이용된다. 이러한 측정에 기초하여, 이동 장치(120)는 그의 새로운 주요 셀이나 목표 셀을 표시한다. 일단, 그 셀이 이동 장치(120)로 부터 새로운 주요 서빙 셀의 표시를 수신하면, 모든 셀은 RNC(138)에 주요/비 주요 셀 표시를 전송한다. RNC(138)는 이에 응답하여 사용자 플레인 트래픽을 새로운 주요 셀 또는 목표 셀로 절환한다. 후속적으로, L-3 시그널링 메시지는 핸드오버 절차를 완료하는데 이용된다. 제안된 해법은 L-3 시그널링으로 인한 지연을 감소시킬 것이다.

도 4를 참조하면, 핸드오버 제어 방법(400)의 일 실시예를 문체 양식으로 나타낸 도면이다. 프로세스는 405에서 시작한다. 405에서, 이동 장치(120)는 그의 활성 세트내에 있는 기지국의 적어도 일부의 특정 파라메타를 모니터링함으로서, 통신 품질을 결정한다. 주요 서빙 셀과 통신 세션이 설정될지라도, 이동 장치 (120)는 그의 활성 세트내에 있는 다른 기지국의 하나 이상의 채널을 모니터링하여, 핸드오버가 발생할 경우에 이용할 수 있는 통신 품질을 결정한다. 블럭 410에서, 이동 장치(120)는 그의 활성 세트내의 기지국(130)의 적어도 일부에게, 예약된 고속 통신을 실행하는데 필요한 리소스를 요청한다.

블럭 415에서, 이동국(120)은, 기지국(130)들의 각각의 모니터링된 파라메타를 이용하여, 핸드오버의 허용 여부를 판정한다. 허용되지 않았으면, 제어는 프로세스가 반복되는 블럭(405)으로 되돌아간다. 다른 한편, 모니터링된 파라메타가, 핸드오버가 실행되어야함을 나타내면, 제어는 블럭(420)으로 이동한다. 블럭(420)에서는 이동 장치(120)가 모니터링된 기지국(130)중 선택된 기지국에 핸드오버가 이루어지도록 하는 그의 바람을 전달한다. 이동 장치(120)는 이러한 표시를 적어도 주요 서빙 셀 및 목표 셀에 제공한다. 블럭(425)에서, 각 기지국(130)은 RNC(138)에 핸드오버를 전달한다. 이후, RNC(138)는 상술한 바와 같은 방식으로 핸드오버를 달성하여, 주요 서빙셀에 고속 데이터 운반을 중지하고, 사전 선택된 시간에 목표셀에 고속 데이터의 운반을 시작한다.

소프트 핸드오버동안, RNC(138)는 이하의 정보를 이동 장치(120)에 전송한다. 즉, 그 정보는 이동 장치(120)가 모니터링 해야하는 셀과, 모니터링될 임의의 새로운 셀에 대한 무선 채널 정보(HS-SCCH 코드 번호, H-RNTI등) 및 셀 변경동안 리셋되는 예상 MAC-hs TSN이다.

이동 장치(120)는 소프트 핸드오버 동안 활성 세트(본 발명의 일부 실시예에서는 이것은 전체 활성 세트일 수 있음)내의, 모니터링하도록 명령받은 모든 셀내 의 고속 공유 제어 채널(HS-SCCH)을 모니터링하여 각각에 관한 정보를 저장할 것이다. 저장된 정보에 의해, 무선 채널 상태가 변경되면 이동 장치(120)는 빠르게 반응할 것이다. 이동 장치(120)가 모니터링하도록 지시받은 셀의 수는 이동 장치(120)의 유형 또는 용량의 함수로서 결정된다. 또한, RNC(138)는 이동 장치(120)가 모니터링해야 하는 활성 세트내의 셀을 주기적으로 재 지정할 수 있다.

일반적으로, FCS(Fast Cell Selection)을 위한 후보셀로서 고려되는 모든 셀은 고속 데이터 공유 채널(HS-DSCH) 리소스와 함께 예약되며, 그에 따라 이동 장치(120)는 기지국(130)에 FBI(FeedBack Information) 비트를 보고하여, 주요 기지국을 식별하고, RNC(138)에 의해 명령받은 주요 기지국으로 부터의 고속 데이터를 전송할 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 리소스는 고속 데이터 서빙 링크 절환을 준비 완료하도록 예약된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, Iub, Iur 및 모든 네트워크 노드 프로세스 리소스는 예약된다. 특히, Iub 및 Iur RL 재 구성 준비와 ALCAP 절차는 DPCH의 소프트 핸드오버시에 동시에 설정될 것이다. 이동 장치(120)는 최선의 셀 선택 측정을 수행하고, 그 측정 결과는 (종래 시스템에서 실행했던 RRC 시그널링 대신에) L-1 시그널링을 통해 RNC(138)에 다시 보고된다. 이동 장치(120)의 최선 셀 선택의 결과는, 기지국에게 주요 기지국 표시에 대해 보고하기 위해, FBI 비트를 통한 신호 세기 측정을 통해 주요 셀 선택을 트리거한다. 다수의 Iub/Iur 링크가 설정되지만, 단지 주요 셀 Iub 링크만이 주어진 시간에 활성 상태로 된다. 대안적으로, RNC(138)는 모든 셀에 있어서 고속 데이터 채널 리소스 및 이송 리소스를 설 정하고, 기지국(130)은, RNC(138)가 그것에 몇몇 데이터를 지향시키는 시간까지 고속 제어 채널상에서 아무런 작용을 하지 않을 것이다.

업-링크 데이터 제어 채널(UL-DPCCH) 슬롯 포맷 2,3,4 및 5의 FBI 비트는 서빙 셀의 절환을 나타내는데 이용된다. 주요 셀 표시는, SSDT 특징의 소프트 핸드오버동안 다이나믹 서빙 셀 선택(핑퐁) 대신에 고속 셀 선택을 위해 이용된다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 이동 장치(120)에 의해 전송된 FBI의 셀 ID는 기지국(130)에서 슬라이딩 윈도우 방식으로 (장(long), 중(medium), 단(short) ID 코드 및 FBI 비트 포맷에 의거하여) 간격 N 슬롯내에 누산된다. N 개의 연속하는 주요 ID 코드가 목표 셀에서 수신되어 식별되면, 목표셀은 그 자신을 주요 셀로서 고려하고, Tms에서 주요 서빙셀로 절환될 것이다. 셀-ID 코드의 누산은, 채널 코딩 보호없이 FBI 비트가 무선 프레임당 15 또는 30 비트이기 때문에, FBI, 비트 디코딩의 신뢰성을 개선시킨다. 간격(N 슬롯)은 구성 파라메타로서, 그 필드상에서 최적화된다.

대안적으로, 기지국(130)은, 사용자 플레인 프레임에 의해 주요 셀에 대한 디코딩된 셀-ID를 RNC(138)까지 전송할 수 있으며, RNC(138)는 사용자 플레인 데이터를 새로운 셀에 절환시킬 수 있다.

L-1 시그널링에 대한 FBI 비트 생성은 최선 셀 선택과 동일한 기준에 의해 트리거될 수 있다. 측정은 이동 장치(120)내에서 이루어지며, RNC(138)에 다시 보고될 필요는 없다. 대안적으로, 이동 장치(120)는 L-1 시그널링에 대한 셀-ID FBI 비트를 전송할 것이다. 대안적으로, 이동 장치(120)는 실질적인 절환보다 Tms 앞 서서 L-1 시그널링에 대한 셀-ID FBI 비트를 전송함으로서, RNC(138)가 현재셀에서 목표셀로 Iub/Iur 링크를 절환하게 할 것이다. 시간 선행치 T는 구성 파라메타이다.

본 발명의 대안적인 실시예에 있어서, 특정 셀 ID는 이동 장치(120) 및 기지국(130)으로의 셀 교환이 없는 것으로 간주되며, 기지국(130)은 이 정보를 RNC(138)로 전송하지 않는다. 이러한 방식에서는 시그널링 부하가 감소될 수 있다.

역송에 대한 사용자 플레인 시그널링(HSDPA 주요 셀 표시에 대한 Iub/Iur 프레임 프로토콜)을 참조하면, RNC(138)가 서빙셀에서 목표셀로 고속 데이터를 절환하는 가장 빠른 방법은 Iub/Iur 프레임 프로토콜이다.

현재 제안된 것으로는, 이동 장치(120)가 다수의 고속 데이터 구성을 저장했고, UMTS 지상 랜덤 억세스 네트워크(UTRAN)가 활성 세트내의 목표셀에 대한 Iub/Iur 링크를 이미 설정했을 경우, 핸드오버동안에 주요 셀/비 주요 셀의 표시를 헤더가 함유하는 제 3 세대 파트너쉽 프로젝트(Third Generation Partnership Project) 표준 Iub/Iur 프레임 프로토콜을 변경하는 것이 있다. 제안된 변경하에서, 기지국(130)이, FBI 비트를 통해 서빙 셀의 절환을 나타내기 위한 셀-ID를 수신하면, 모든 기지국(130)은 각 셀에 대한 주요 또는 비-주요 서빙 셀의 상태를 나타내기 위해 UL Iub/Iur 프레임 프로토콜 제어 프레임을 전송할 것이다. RNC(138)는 서빙 셀 절환의 표시를 가진 UL Iub/Iur 프레임 프로토콜의 수신후에, 새로운 주요셀에 데이터의 전송을 시작할 것이다.

Iub/Iur 프로토콜은 RNC(138)로의 피드백을 위해 현재 서빙 셀에 의해 서빙되고 있는 MAC-d 흐름 포인터를 포함하도록 강화될 수 있다. 이에 따라 RNC(138)는 현재 기지국(130)에 의해 서빙된 MAC-d가 동기 강화될 것이다.

이동 장치(120)의 핸드오버 직전의 기간 동안에, RNC(138)는 그의 버퍼내에서 DL-MAC-d 데이터 흐름을 유지함으로서, 절환전에 이전의 주요 레그가 그의 MAC-HS 우선 큐(priority queue)를 비울 수 있는 기회를 제공한다. 개선된 절환 시간(Tms)은 현재 주요 셀이 그의 버퍼내의 모든 MAC-d 데이터를 분배할 수 있도록 고안된다. 이에 따라 핸드오버 동안의 데이터 손실이 감소된다. 이동 장치(120)는, 셀 변경이 새로운 셀의 고속 제어 채널상의 H-RNTI(HS-DSCH Radio Network Temporal Identifier)의 디코딩된 전송을 통해 이루어졌음을 추론할 것이다. 그 이동 장치(120)는 MAC-hs TSN(Transmission Sequence Number) 리셋을 실행했는지를 결정하고, 새로운 셀로 부터 디코딩을 시작한다.

고속 데이터 채널 핸드오버 절차를 완료하기 위해 실질적인 핸드오버 이후에 L-3 시그널링이 뒤따른다. 현재 RL 재구성 커미트 및 RRC 물리 채널 재구성 메시지는 L-1 시그널링 이후에 뒤따를 것이다. L-1 시그널링이 절환의 표시를 위해 이용되었다면 "활성 시간"은 "지금"으로 설정된다.

당업자라면, 본 명세서에서 설명하는 고속 데이터 채널을 통해 VoIP에 대한 FCS 고속 핸드오버가 L-1 시그널링을 이용하여 서빙 셀의 절환을 빠르게 나타냄을 알 것이다. 이에 따라, 고속 서비스의 하드 핸드오버동안 서비스 인터럽트가 감소될 것이다.

당업자라면, 본 명세서의 다양한 실시예에서 설명한 여러 시스템 계층, 루틴, 또는 모듈이 실행 가능한 제어 유닛(예를 들어 제어기(210,250)(도 2 참조))일 수 있음을 알 것이다. 제어기(210,250)는 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, (하나 이상의 마이크로프로세서 또는 제어기를 포함하는) 프로세서 카드 또는 다른 제어 또는 계산 장치를 포함한다. 본 명세서에서 설명한 저장 장치는 데이터 및 명령어를 저장하는 하나 이상의 기계-독출 가능 저장 매체를 포함한다. 저장 매체는 DRAM 또는 SRAM, 소거 가능 및 프로그램 가능 독출 전용 메모리(EPROM), 전기적 소거가능 및 프로그램 가능 독출 전용 메모리(EEPROM) 및 플레쉬 메모리를 포함하는 반도체 메모리 장치와, 고정형 플로피, 제거 가능 디스크와 같은 디스크, 테이프를 포함하는 다른 자기 매체, 컴팩트 디스크(CD) 또는 디지털 비디오 디스크(DVD)와 같은 광학 매체를 포함하는 다른 형태의 메모리를 포함한다. 여러 소프트웨어 계층, 루틴 또는 여러 시스템내의 모듈을 구성하는 명령어는 각각의 저장 장치내에 저장된다. 명령어는, 제어기(210,250)에 의해 실행될 때, 대응하는 시스템이 프로그램된 작용을 수행하도록 한다.

상술한 특정의 실시예는 단지 예시적인 것으로, 본 발명은 본 명세서에 개시된 것으로 부터 혜택을 받는 당업자에게는 다르지만 등가인 방식으로 정정되고 실행될 수 있음이 자명하다.

또한, 본 명세서의 세부적 구성 및 본 명세서에서 도시된 도면은 제한을 위한 것이 아니며, 오히려 이하의 청구항에 의해 설명된 것으로 제한되어야 한다. 결론적으로, 그 방법, 시스템 및 그의 일부는, 무선 유닛, 기지국, 기지국 제어기 및/또는 이동 교환 센터와 같은 다른 장소에서 구현될 수 있다. 또한, 설명된 시스템을 구현하고 이용하는데 필요한 프로세싱 회로는 응용 지정적 집적 회로, 소프트웨어 구동 프로세싱 회로, 펌웨어, 프로그램 가능 로직 장치, 하드웨어, 이산된 부품 또는 상술한 부품들의 배열로 구현될 수 있으며, 이러한 것은 본 명세서의 개시로 부터 혜택을 받은 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 상술한 특정의 실시예가 변경되거나 정정될 수 있으며, 모든 그러한 변형은 본 발명의 범주 및 사상내에서 고려됨이 명백하다. 따라서, 본 명세서의 보호 범위는 이하의 청구항에 의해 설명된다.

따라서, 본 발명은 핸드오프 프로세스에서의 지연 및 대기 문제를 감소시키는 효과가 있다.

Claims

통신 시스템을 제어하는 방법으로써:

제 1 기지국을 주요 기지국으로서 설정하는 단계와;

상기 제 1 기지국 및 소정의 제 2 기지국과 관련된 적어도 하나의 파라메타를 모니터링하는 단계와;

상기 모니터링된 파라메타에 응답하여, 상기 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호를 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국에 전송하는 단계를 포함하는

방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 기지국내의 리소스를 예약하는 단계를 더 포함하며, 상기 예약된 리소스는 상기 제 2 기지국과의 통신과 관련되는

방법.
제 2 항에 있어서,

상기 제 2 기지국내의 리소스를 예약하는 단계에서의 상기 예약된 리소스는 레벨 1 유형의 신호를 이용하여 상기 제 2 기지국과 통신하는 것과 관련되는

방법.
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 기지국내의 리소스를 예약하는 단계의, 상기 예약된 리소스는 피드백 정보 비트를 이용하여 상기 제 2 기지국과 통신하는 것과 관련되는

방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 기지국과 관련된 적어도 하나의 파라메타를 모니터링하는 단계는, 상기 제 1 및 제 2 기지국과 관련된 통신 채널의 파라메타를 모니터링하는 단계를 더 포함하되, 상기 파라메타는 품질인

방법.
제 5 항에 있어서,

상기 모니터링된 파라메타에 응답하여, 상기 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호를 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국에 전송하는 단계 는, 상기 제 1 기지국과 관련된 통신 채널의 품질을 초과하는 상기 제 2 기지국과 관련된 통신 채널의 품질에 응답하여 상기 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 신호를 상기 제 1 및 제 2 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는

방법.
제 1 항에 있어서, 상기 모니터링된 파라메타에 응답하여, 상기 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 레벨 1 유형 신호를 상기 제 1 기지국 및 제 2 기지국에 전송하는 단계는, 상기 모니터링된 파라메타에 응답하여 상기 제 2 기지국이 주요 기지국임을 나타내는 피드백 정보 비트를 상기 제 1 및 제 2 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는

방법.