KR20060093427A - 이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법 및 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 파일럿 신호의 세기를 측정하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템으로서, 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기; 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망; 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network); 및 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기의 핸드오버 개시 여부를 결정하는 핸드오버 커맨드를 생성하는 파일럿 신호 추적 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 핸드오버를 시도하는 멀티모드 멀티밴드 단말기의 경우, 파일럿 신호 추적 서버에서 멀티모드 멀티밴드 단말기의 파일럿 신호 세기를 측정하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행할 무선 기지국을 검색한 후 핸드오버 커맨드를 전송하기 때문에, 통화가 중단되거나 지연되지 않고, 신속하게 핸드오버를 수행할 수 있는 장점이 있다.

핸드오버, 이동통신 시스템, 멀티모드 멀티밴드 단말기, 전파 추적

Description

이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법 및 시스템{Method and System for Hand-Over Using Radio Trace Technique in Mobile Telecommunication Environment}

도 1은 CDMA-2000 시스템이 기본적으로 구축된 통신 환경에서 WCDMA 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템을 간략하게 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템을 간단히 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 신호 추적 서버의 내부 구성을 간단히 나타낸 블럭 구성도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

110, 112, 210: 멀티모드 멀티밴드 단말기 120: CDMA-2000 서비스 지역

130, 140: 오버레이 지역 200: 셀 커버리지

220: 무선 접속망 222: 기지국

224: 기지국 제어기 230: RAN

232: Node B 234: RNC

240: 파일럿 신호 추적 서버 300: 네트워크 인터페이스부

302: 메모리부 304: 입출력부

306: 프로그램 저장부 308: 제어부

310: 데이터베이스부

본 발명은 이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법 및 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 CDMA-2000 망, WCDMA 망, 무선랜 망, 휴대 인터넷 망 등을 포함하는 이동통신 시스템에서 멀티모드 멀티밴드 단말기가 전송하는 파일럿 신호 세기 정보를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법 및 시스템에 관한 것이다.

이동통신 서비스는 1980년대 후반부터 서비스되기 시작한 아날로그 셀룰러 방식의 AMPS(Advanced Mobile Phone Service)에서 제공하는 낮은 품질의 음성 통화 위주의 제 1 세대 이동통신 서비스로부터 시작하여 지속적으로 발전하고 있다. 제 2 세대 이동통신 서비스에서는 디지털 셀룰러 방식의 GSM(Global System for Mobile), CDMA(Code Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access) 등에서 제공하는 향상된 음성 통화 및 저속(14.4 Kbps) 데이터 서비스가 가능하였다. 또한, 제 2.5 세대 이동통신 서비스에서는 GHz대의 주파수 확보와 더불어 전세계적으로 사용이 가능한 PCS(Personal Communication Service)가 개발되 어 향상된 음성 통화 및 저속(144 Kbps)이지만 데이터 서비스도 가능하게 되었다.

제 2.5 세대까지의 이동통신 서비스를 위한 이동통신망에는 사용자 단말기, 기지국 전송기, 기지국 제어기, 이동통신 교환국, 홈 위치 등록기(HLR : Home Location Register), 방문자 위치 등록기(VLR : Visitor Location Register) 등의 각종 통신 장비가 설치되어 있다.

제 3 세대 이동통신 서비스는 3GPP(3rd Generation Partnership Project)가 주축이 되어 제안한 비동기 방식의 WCDMA 시스템과 3GPP2가 주축이 되어 제안한 동기 방식의 CDMA-2000 시스템으로 분류되어 제공되고 있다. 특히, WCDMA 시스템은 IMT-2000에서 권고하는 무선 프로토콜로서 전세계적으로 많은 통신 서비스 사업자가 서비스를 제공하고 있거나 서비스 제공을 준비하고 있다.

WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템은 통화 품질이 우수할 뿐 만 아니라 대역 확산 방식을 이용하고 있어 대량의 데이터 전송에도 적합하다는 장점을 갖는다. WCDMA 통신 방식은 음성 코딩을 위해서 32 Kbps ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)을 채택하였고, 사용자가 시속 100 Km 정도의 속도로 움직이더라도 통화가 가능할 정도의 높은 이동성을 지원한다. 또한, WCDMA 통신 방식은 가장 많은 국가들이 채택하고 있고, 우리나라, 유럽, 일본, 미국, 중국 등의 많은 기관들이 구성한 3GPP에서 WCDMA를 위한 기술 스펙(Spec)을 지속적으로 발전시켜 나가고 있다.

한편, 최근 앞에서 설명한 WCDMA 시스템의 장점들로 인해 CDMA-2000 서비스를 기본적으로 제공하는 우리나라, 미국, 중국 등과 같은 나라에서도 WCDMA 시스템 을 구축하여 WCDMA 서비스를 제공하기 시작하였다.

도 1은 CDMA-2000 시스템이 기본적으로 구축된 통신 환경에서 WCDMA 서비스를 제공하기 위한 이동통신 시스템을 간략하게 나타낸 도면이다.

CDMA-2000 서비스를 제공하는 CDMA-2000 지역(120)에서 WCDMA 서비스는 CDMA-2000 지역(120) 내의 일부 영역에서 제공되고 있다. 후술하는 과정에서 CDMA-2000 지역(120) 내에서 WCDMA 서비스가 제공되는 지역을 오버레이 지역(130, 140)이라고 한다. 즉, 이동통신 가입자는 오버레이 지역(130, 140)에서 CDMA-2000 서비스, WCDMA 서비스 중 원하는 하나의 서비스를 선택적으로 제공받을 수 있다. 여기서, CDMA-2000 서비스, WCDMA 서비스를 이용하기 위해서는 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)가 필요하다.

멀티모드 멀티밴드(MM-MB : Multimode-Multiband) 단말기(110)는 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이다. 여기서, 멀티모드는 동기식 모드와 비동기식 모드 등을 포함하고, 멀티밴드는 800 MHz의 주파수 밴드를 이용하는 제 2 세대 이동통신 서비스, 1.8 GHz의 주파수 밴드를 이용하는 제 2.5 세대 이동통신 서비스, 대략 2 GHz의 주파수 밴드를 이용하는 제 3 세대 이동통신 서비스 및 향후 서비스될 제 4 세대 이동통신 서비스의 주파수 밴드를 포함한다. 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 자신이 위치하고 있는 지역에서 제공하는 통신 서비스의 종류에 따라 WCDMA 모드나 CDMA-2000 모드 간에 전환하여 동작한다.

이동통신 가입자가 오버레이 지역(130)을 벗어나 CDMA-2000 지역(120)으로 이동하게 되면 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 핸드오버(Hand-over)를 수행한다. 여기서, 핸드오버는 서비스 지역이 바뀌더라도 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)와 이동통신 시스템 상호간에 통화 링크를 유지하는 것을 의미한다.

오버레이 지역(130)에서 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 WCDMA 시스템과 통화 링크를 형성한다. 하지만, CDMA-2000 서비스 지역(120)으로 진입하게 되면, 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 WCDMA 모뎀과 CDMA 2000 모뎀간 절체를 통해 CDMA-2000 시스템으로 통화 링크를 스위칭한다.

종래의 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)가 셀간 핸드오버를 수행하는 과정은 후술하는 바와 같다. 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 정보를 생성하여 이동통신 시스템으로 전송한다. RSSI 정보를 전송받은 이동통신 시스템은 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행하는 것으로 결정할 경우 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)로 전송한다. 핸드오버 커맨드를 전달받은 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)는 인접한 기지국과 통화 링크를 형성하기 위한 핸드오버 작업을 개시하였다.

즉, 종래의 핸드오버 과정은 전적으로 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)에 의존하고 있기 때문에 이동통신 시스템에서 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)로부터 RSSI 정보를 전달받지 못하는 경우, 핸드오버를 개시하지 못하기 때문에 이동통신 서비스가 지연되거나 중단되는 심각한 문제점이 발생하였다. 또한, 종래의 핸드오버 과정은 멀티모드 멀티밴드 단말기(110)가 이동통신 시스템으로부터 핸드오버 커맨드를 전달받은 후 인접한 기지국들 중에서 통화 링크 형성이 가능한 기지국을 탐색하기 때문에 핸드오버를 개시하기까지 시간 지연이 발생하는 단점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 전송되는 파일럿 신호 세기 정보와 유사한 전파 패턴을 지닌 셀을 검색하여, 해당 셀의 기지국과 멀티모드 멀티밴드 단말기가 핸드오버를 수행하도록 하는 이동통신 환경에서 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 방법 및 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

따라서, 본 발명의 제 1 목적에 의하면, 파일럿 신호의 세기를 측정하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템으로서, 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기; 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망; 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network); 및 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기의 핸드오버 개시 여부를 결정하는 핸드오버 커맨드를 생성하는 파일럿 신호 추적 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적에 의하면, 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하 는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기와, 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망과 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network)를 포함하는 이동통신 시스템에 포함되며, 상기 파일럿 신호 세기 정보를 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 파일럿 신호 추적 서버로서, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하는 네트워크 인터페이스부; 상기 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하는 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 탑재한 프로그램 저장부; 상기 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 구동하고, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기와 기지국 상호간에 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴에 대한 정보인 핸드오버 패턴 정보를 생성하고, 상기 핸드오버 커맨드를 생성하도록 제어하는 제어부; 상기 핸드오버 패턴 정보를 저장하는 데이터베이스부; 및 키 입력에 따른 처리 현황 뿐만 아니라 파일럿 신호 추적 소프트웨어에 대한 처리 현황을 디스플레이하는 입출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 파일럿 신호 추적 서버를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 3 목적에 의하면, 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단 말기와 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망과 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network)과 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기의 핸드오버 개시 여부를 결정하는 핸드오버 커맨드를 생성하는 파일럿 신호 추적 서버를 포함하는 이동통신 시스템에서 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 방법으로서, (a) 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 초기화 작업을 수행하고, 상기 무선 접속망 또는 상기 RAN과 통화 링크를 형성하는 단계; (b) 상기 무선 접속망 또는 상기 RAN으로부터 통신 채널을 할당받고, 상기 파일럿 신호 세기 정보를 생성한 후 상기 파일럿 신호 추적 서버로 전송하는 단계; (c) 상기 파일럿 신호 정보를 이요하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계; (d) 상기 단계 (c)에서 핸드오버를 수행하는 것으로 결정할 경우, 상기 핸드오버 커맨드를 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기로 전송하는 단계; 및 (e) 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 핸드오버를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도 록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템을 간단히 나타낸 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210), 무선 접속망(220), RAN(230), 파일럿 신호 추적 서버(240) 등을 포함한다. 본 발명에서 이동통신 시스템은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)와 통화 링크를 형성한 후, CDMA-2000, WCDMA, CDMA, 무선랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스 등의 이동통신 서비스를 제공하는 이동통신 시스템을 의미한다. 단, 후술하는 과정에서는 설명의 편의상, 셀 커버리지(200) 내에서 무선 접속망(220)은 CDMA-2000 서비스를 제공하는 CDMA-2000 기지국을 의미하며, RAN(230)은 WCDMA 서비스를 제공하는 WCDMA 기지국을 의미한다.

또한, 도 2에 도시된 이동통신 시스템의 셀 커버리지(200)는 CDMA-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망(220)의 전파 도달 거리를 기준으로 설계하며, 최초로 통화 대기 상태에 있는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 무선 접속망(220)에 위치 정보를 등록하는 것으로 가정한다.

본 발명에서 의미하는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)의 핸드오버 과정은 후술하는 바와 같다. 종래의 핸드오버 방식은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 셀 커버리지(200)내의 전파 환경을 측정하여 핸드오버 개시 여부를 체크한 후 이동통 신 시스템으로 핸드오버 커맨드를 요청하고, 이동통신 시스템으로부터 핸드오버 커맨드를 전달받을 때까지 대기한 후, 핸드오버 커맨드를 전달받은 후에 탑재된 모뎀의 기동을 제어하여 핸드오버를 개시하는 것이었다. 그러나, 본 발명은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 최초로 이동통신 서비스를 제공받는 기지국으로부터 할당받은 통화 채널에 포함된 파일럿 신호의 세기를 측정하여 파일럿 신호 세기 정보를 생성하고, 생성된 파일럿 신호 세기 정보를 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전송한다. 파일럿 신호 세기 정보를 전달받은 파일럿 신호 추적 서버(240)는 데이터베이스부(미도시)에 저장된 핸드오버 패턴 정보를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행하기에 적합하다고 판단되면 핸드오버 패턴 정보와 유사한 전파 패턴을 지닌 셀의 기지국 ID 정보를 포함하는 핸드오버 커맨드를 생성한 후 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전달한다. 핸드오버 커맨드를 전달받은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 해당 셀의 무선 기지국으로 핸드오버를 수행하게 된다.

무선 접속망(220)은 CDMA-2000 서비스를 제공하는 CDMA-2000 기지국으로 위성의 GPS(Global Positioning System) 클럭을 수신하여 전체 기지국의 동기를 맞추는 동기 방식을 이용하고 있다. 이동통신 시스템에 있어서 무선 접속망(220)의 구별은 전체 기지국에서 사용하는 PN 코드에 시간차(512 개의 시간차)를 두어서 구분하므로 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 자신이 위치하고 있는 셀의 기지국에서 송신하는 PN 코드만 찾으면 되므로 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 이동하여 인접 셀로 이동하더라도 기지국의 동기를 맞추는 방식으로 동기 방식을 이용하기 때문에 이동해간 셀의 기지국을 찾는 시간이 짧으며, 이동해간 기지국을 찾는 데 사 용하는 회로도 단순화 할 수 있다. 다만 지하에 기지국을 시설할 경우에는 GPS 안테나를 지상에 설치하여 기지국까지 동축케이블을 포설하여 기지국에 클럭을 공급하여야 한다.

아울러, 본 발명에서 무선 접속망(220)은 파일럿 신호 추적 서버(240)와 연동되며, 무선 접속망(220)의 전파 환경을 일정 주기로 체크한 후, 체크 결과를 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전달한다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전달하며, 핸드오버 커맨드를 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전달한다.

RAN(Radio Access Network, 이하 'RAN'이라 칭함)(230)은 WCDMA 서비스를 제공하는 WCDMA 기지국으로 네트워크의 자체적인 동기를 기지국별로 스크램블링 코드(Scrambling Code)라는 고유의 PN 계열을 할당하여 사용하므로 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 기지국을 구분하는 데 WCDMA 방식은 동기식을 이용한다. 따라서, RAN(230)은 CDMA-2000 방식의 기지국에 비하여 이동해간 기지국을 찾는 데 상대적으로 찾는 시간이 길다. RAN(230)은 무선 접속망(220)에서처럼 GPS를 이용하지 않기 때문에 지하에 기지국을 시설하는 경우에는 별도의 클럭을 수신하는 안테나가 필요없다. 또한, RAN(230)은 WCDMA 서비스를 제공하는 WCDMA 기지국, 무선랜 서비스를 제공하는 무선랜 기지국, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷 기지국 등을 포함하고 있으며, 본 발명에 따른 핸드오버 과정을 효과적으로 설명하기 위해서 WCDMA 서비스를 제공하는 RAN(230)을 예로써 기술하고 있다.

본 발명에서 RAN(230)은 무선접속망(220)과 마찬가지로 파일럿 신호 추적 서 버(240)와 연동되며 RAN(230)의 전파 환경을 일정 주기로 체크하고, 체크 결과를 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전달한다. 또한, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전달하며, 핸드오버 커맨드를 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전달한다.

무선 접속망(220)은 CDMA-2000 서비스를 지원하는 이동통신 시스템의 구성 요소로서 기지국(222), 기지국 제어기(224) 등을 포함하며, 파일럿 신호 추적 서버(240)와 연결되어 있다.

기지국(222)은 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널을 통해 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터의 통화 요청 신호를 수신하고, 수신된 통화 요청 신호를 기지국 제어기(224)로 전송하거나 자신이 관할하는 셀 영역에 존재하는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)의 위치를 파악하는 위치 정보 등록을 수행한다. 또한, 기지국(222)은 기저 대역 신호 처리, 유무선 변환, 무선 신호의 송수신 등을 수행하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)와 직접적으로 연결되는 망 종단(Endpoint) 장치이다.

기지국 제어기(224)는 기지국(222)을 제어하며, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)에 대한 무선 채널 할당 및 해제, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210) 및 기지국 (222)의 송신 출력 제어, 셀간 소프트 핸드오버(Soft Hand-over) 및 하드 핸드오버(Hard Hand-over) 결정, 트랜스코딩(Transcoding) 및 보코딩(Vocoding), GPS 클럭 분배, 기지국에 대한 운용 및 유지 보수 기능을 수행한다.

또한, 기지국 제어기(224)는 위치 등록된 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)의 가입자 정보를 이동통신 교환국(미도시)으로 전송한다. 기지국 제어기(224)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 기지국(222)을 통해 전달된 통화 요청 신호를 이동통신 교환국으로 전달하며, 반대로 기지국 제어기(224)는 이동통신 교환국으로부터 전달된 통화 요청 신호를 기지국(222)을 통해 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전달한다. 아울러, 본 발명에서 기지국 제어기(224)는 파일럿 신호 추적 서버(240)로부터 핸드오버 커맨드를 전달받은 후, 핸드오버할 기지국(222)의 ID 정보를 독출하여 해당 기지국(222)과 멀티모드 멀티밴드 단말기(210) 상호간에 핸드오버를 수행하도록 제어한다.

RAN(230)은 WCDMA 서비스를 지원하는 이동통신 시스템으로서 Node B(232), RNC(234) 등을 포함하며 이동통신 교환국과 연결되어 있다.

Node B(232)는 기지국 정합 서브 시스템(BIS : Basestation Intercommection Subsystem), 기저 대역 서브 시스템(BBS : Base Band Subsystem), RF 서브 시스템(Radio Frequency Subsystem) 등을 포함하고 있으며, 3GPP 무선 접속 규격에 따르는 단말기와 무선 접속 종단 기능을 수행하며 음성, 영상 데이터를 WCDMA 방식으로 송수신하는 기능과 송수신 안테나를 통하여 단말기와의 정보를 송수신한다.

RNC(RNC : Radio Network Controller, 이하 'RNC'라 칭함)(234)는 유무선 채널 관리(Resource Management), 단말기 프로토콜 정합, 기지국 프로토콜 정합 및 제어로 처리 기능, 소프트 핸드오버 처리, 핵심망 프로토콜 처리, GPRS(GPRS: General Packet Radio Service) 및 lur 접속, 시스템 로딩, 장애 관리 등과 같은 무선 기지국 및 무선 제어국 관리 기능을 담당하고 있다.

RNC(234)는 기지국 제어기(234)와 마찬가지로 파일럿 신호 추적 서버(240)로부터 핸드오버 커맨드를 전달받은 후, 핸드오버할 Node B(232)의 ID 정보를 독출하여 해당 Node B(232)와 멀티모드 멀티밴드 단말기(210) 상호간에 핸드오버를 수행하도록 제어한다.

파일럿 신호 추적 서버(240)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 송출되는 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하는 작업, 무선 접속망(220), RAN(230)의 전파 패턴을 측정하고, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)와 셀 상호간에 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴을 수집하여 핸드오버 패턴 정보를 생성한 후 데이터베이스부에 저장하는 작업, 데이터베이스부에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 비교하여 핸드오버 개시 여부를 판단하는 작업, 데이터베이스부에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 유사한 전파 패턴을 지닌 셀의 기지국을 검색하고, 기지국의 ID 정보를 포함하는 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210), 무선 접속망(220), RAN(230)으로 전송하는 작업 등을 제어한다.

파일럿 신호 추적 서버(240)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 셀 커버리지(200)를 벗어나거나, CDMA-2000 서비스 지역에서 WCDMA 서비스 지역으로 이동하거나, WCDMA 서비스 지역에서 CDMA 서비스 지역으로 이동하는 경우, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)에서 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 데이터베이스부에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 비교하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행하는 것으로 결정할 경우 핸드오버 커맨드를 생성한 후 생성된 핸드오버 커맨드를 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전송한다.

즉, 파일럿 신호 추적 서버(240)는 기지국 제어기(224), RNC(234)에 위치하고 있으면서, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)와 기지국 사이의 송수신 채널 상태, 기지국별 트래픽 상태를 모니터링하는 기능을 수행한다. 파일럿 신호 추적 서버(240)는 다수의 기지국을 제어 및 관리하면서 핸드오버 등 무선 호 처리에 필요한 제반 기능을 수행한다. 파일럿 신호 추적 서버(240)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여 데이터베이스부에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 비교하여 핸드오버 조건을 만족하는지를 체크하고, 핸드오버 조건을 만족할 경우, 핸드오버 패턴 정보와 유사한 전파 패턴을 지닌 셀의 기지국을 검색하고, 해당 기지국의 ID(Identification) 정보를 포함하는 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전송하게 된다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 신호 추적 서버의 내부 구성을 간단히 나타낸 블럭 구성도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 신호 추적 서버(240)의 내부 구성은 네트워크 인터페이스부(300), 메모리부(302), 입출력부(304), 프로그램 저장부 (306), 제어부(308) 및 데이터베이스부(310) 등을 포함한다.

네트워크 인터페이스부(300)는 무선접속망(220), RAN(230)과 연결되는 통신 인터페이스를 제공하고 있으며, 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)에서 무선접속망(220), RAN(230)으로 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여 제어부(308)로 전달하고, 제어부(308)로부터 핸드오버 커맨드를 전달받아 멀티모드 멀티밴드 단말 기(210)로 전송한다.

메모리부(302)는 제어부(308)가 처리하는 데이터를 임시로 저장하거나 파일럿 신호 추적 소프트웨어에서 생성된 데이터를 임시로 저장하는 기능을 한다. 입출력부(304)는 키 입력에 따른 처리 현황 뿐만 아니라 파일럿 신호 추적 소프트웨어에 대한 처리 현황 등을 디스플레이한다.

프로그램 저장부(306)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전달되는 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하고, 데이터베이스부(310)에 저장된 핸드오버 패턴 정보를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행하는 것으로 결정할 경우, 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전달하는 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 탑재하고 있다.

여기서, 파일럿 신호 추적 소프트웨어는 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하고, 무선 접속망(220), RAN(230)의 전파 패턴을 측정하여 핸드오버 패턴 정보를 생성하여 데이터베이스부(310)에 저장하고, 데이터베이스부(310)에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 비교하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행할 셀의 정보, 기지국 ID 정보, 핸드오버 절차에 대한 정보 등을 포함하는 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210), 무선 접속망(220), RAN(230)으로 전송하는 작업 등을 제어하는 알고리즘으로 구성된다.

제어부(308)는 일종의 중앙처리장치로 파일럿 신호 추적 서버(240)의 전반적 인 작동을 제어한다. 특히 제어부(308)는 프로그램 저장부(306)에 탑재된 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 구동하고, 구동된 파일럿 신호 추적 소프트웨어의 제어하에 무선 접속망(220), RAN(230)과 연동하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 데이터베이스부(310)에 저장된 핸드오버 패턴 정보와 비교하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행하는 것으로 결정하면 핸드오버 커맨드를 생성하여 네트워크 인터페이스부(300)로 전달한다.

데이터베이스부(310)는 멀티모드 멀티밴드 단말기(310)와 기지국 상호간에 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴에 대한 정보인 핸드오버 패턴 정보를 저장한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전파 추적 기법을 이용한 핸드오버 과정을 나타낸 흐름도이다.

후술하는 과정에서 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 WCDMA 무선 액세스망인 RAN(230)에서 최초로 통화 링크를 형성하고, CDMA-2000 무선 액세스망인 무선 접속망(220)으로 이동하는 것으로 가정한다.

멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 CDMA-2000 서비스 지역으로 이동하는 경우 WCDMA 모드와 CDMA-2000 모드 사이의 전환이 필요하게 된다. 즉, WCDMA 서비스 지역에서 WCDMA 서비스를 제공받던 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 CDMA-2000 지역으로 이동하면 WCDMA 모드에서 CDMA-2000 모드로 전환하게 된다.

멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 WCDMA 서비스 지역에서 통화링크를 형성하는 경우, WCDMA 모뎀을 기동하고 이동통신 시스템으로부터 통신 채널을 할당받는 초기화 작업을 수행한다(S400). 여기서, 초기화 작업은 멀티모드 멀티밴드 단말기 (210)의 작동에 필요한 정보를 셋팅한 다음 유휴 상태로 천이하기 위한 환경을 만드는 것을 말한다. 초기화 작업은 시스템 결정 부상태(System Determination Substate), 파일럿 채널 획득 부상태(Pilot Channel Acquisition Substate), 싱크 채널 획득 부상태(Sync Channel Acquisition Substate) 등의 순서로 이루어져 있다.

초기화 작업을 끝낸 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 이동통신 시스템으로부터 통화링크를 형성하는 데 필요한 통신 채널을 할당받는다(S402). 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 CDMA-2000 서비스 지역에 위치한 다수의 무선 기지국에서 송신되는 파일럿 신호를 모니터링하고, 파일럿 신호의 세기를 측정하여 파일럿 신호 세기 정보를 생성한다(S404).

멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 파일럿 신호 세기 정보를 일정 주기로 생성하여 파일럿 신호 추적 서버(240)로 전송한다(S406). 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로부터 파일럿 신호 세기 정보를 전달받은 파일럿 신호 추적 서버(240)는 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 구동하여 핸드오버 개시 여부를 체크하게 된다(S408). 여기서, 파일럿 신호 추적 서버(240)는 데이터베이스부(310)에 저장된 각 셀에서 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)가 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴에 대한 정보 즉, 핸드오버 패턴 정보를 이용하여 파일럿 신호 세기 정보가 핸드오버 조건을 만족하는지를 체크하고, 핸드오버 조건을 만족하는 경우 핸드오버 커맨드를 생성하여 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)로 전송한다(S410).

핸드오버 커맨드를 전달받은 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 CDMA-2000 모 뎀을 트래픽 상태로 전환하기 위한 초기화 작업을 수행하고, 통화 링크를 형성하고자 하는 무선 접속망(220)과 역방향 링크를 통해 동기화 작업을 진행한다(S412). 통화 링크를 형성할 무선 접속망(220)과 동기화를 마친 멀티모드 멀티밴드 단말기(210)는 WCDMA 모뎀의 기동을 오프시키고, 보코더(Vocoder)를 CDMA-2000 모뎀에 연동시킴으로써, CDMA-2000 모뎀을 통해 통화를 시작하게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 핸드오버를 시도하는 멀티모드 멀티밴드 단말기의 경우, 파일럿 신호 추적 서버에서 멀티모드 멀티밴드 단말기의 파일럿 신호 세기를 측정하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행할 무선 기지국을 검색한 후 핸드오버 커맨드를 전송하기 때문에, 통화가 중단되거나 지연되지 않고, 신속하게 핸드오버를 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (8)

1. 파일럿 신호의 세기를 측정하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템으로서,

   멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기;

   셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망;

   셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network); 및

   상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기의 핸드오버 개시 여부를 결정하는 핸드오버 커맨드를 생성하는 파일럿 신호 추적 서버

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선 접속망은 상기 파일럿 신호 추적 서버와 연동되는 기지국 제어기 를 포함하며, 상기 기지국 제어기는 상기 기지국의 전파 패턴을 모니터링하고, 그 결과를 상기 파일럿 신호 추적 서버로 전송하며, 상기 파일럿 신호 추적 서버는 상기 전파 패턴을 이용하여 핸드오버 패턴 정보를 생성하며, 상기 RAN은 상기 파일럿 신호 추적 서버와 연동되는 RNC를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전파 추적 서버는 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기로부터 전송되는 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하는 작업, 상기 무선 접속망, 상기 RAN의 전파 패턴을 측정하고, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기와 셀 상호간에 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴을 수집하여 핸드오버 패턴 정보를 생성한 후 데이터베이스부에 저장하는 작업, 상기 핸드오버 패턴 정보와 상기 파일럿 신호 세기 정보를 비교하여 핸드오버 개시 여부를 판단하는 작업, 상기 핸드오버 패턴 정보와 유사한 전파 패턴을 지닌 셀의 기지국을 검색하고, 기지국의 ID 정보를 포함하는 상기 핸드오버 커맨드를 생성하여 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기, 상기 무선 접속망, 상기 RAN으로 전송하는 작업을 포함하여 제어하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 이동통신 시스템.
4. 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기와, 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망과 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network)를 포함하는 이동통신 시스템에 포함되며, 상기 파일럿 신호 세기 정보를 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 파일럿 신호 추적 서버로서,

   상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하는 네트워크 인터페이스부;

   상기 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하는 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 탑재한 프로그램 저장부;

   상기 파일럿 신호 추적 소프트웨어를 구동하고, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기와 기지국 상호간에 핸드오버를 수행할 때의 전파 패턴에 대한 정보인 핸드오버 패턴 정보를 생성하고, 상기 핸드오버 커맨드를 생성하도록 제어하는 제어부;

   상기 핸드오버 패턴 정보를 저장하는 데이터베이스부; 및

   키 입력에 따른 처리 현황 뿐만 아니라 파일럿 신호 추적 소프트웨어에 대한 처리 현황을 디스플레이하는 입출력부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 파일럿 신호 추적 서버.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 파일럿 신호 추적 소프트웨어는 상기 파일럿 신호 세기 정보를 모니터링하고, 상기 무선 접속망, 상기 RAN의 전파 패턴을 측정하여 상기 핸드오버 패턴 정보를 생성하여 상기 데이터베이스부에 저장하고, 상기 핸드오버 패턴 정보와 상기 파일럿 신호 세기 정보를 비교하여 핸드오버 수행 여부를 결정하고, 핸드오버를 수행할 셀의 정보, 기지국 ID 정보, 핸드오버 절차에 대한 정보를 포함하는 상기 핸드오버 커맨드를 생성하여 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기, 상기 무선 접속망, 상기 RAN으로 전송하는 작업을 제어하는 알고리즘으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하도록 제어하는 파일럿 신호 추적 서버.
6. 멀티모드와 멀티밴드를 모두 지원하는 이동통신 단말기이며, 파일럿 신호 세기 정보를 생성하는 멀티모드 멀티밴드 단말기와 셀(Cell) 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽(Traffic) 채널 또는 공통(Signal) 채널을 통해 CDMA(Code Division Multiple Access)-2000 서비스를 제공하는 무선 접속망과 셀 단위로 배치되어 있고, 신호 채널 중 트랙픽 채널 또는 공통 채널을 통해 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 서비스, 무선 랜 서비스, 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 RAN(Radio Access Network)과 상기 파일럿 신호 세기 정보를 포착하여, 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기의 핸드오버 개시 여부를 결정하는 핸드오버 커맨드를 생성하는 파일럿 신호 추적 서버를 포함하는 이동통신 시스템에서 전파 추적 기법을 이 용하여 핸드오버를 수행하는 방법으로서,

   (a) 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 초기화 작업을 수행하고, 상기 무선 접속망 또는 상기 RAN과 통화 링크를 형성하는 단계;

   (b) 상기 무선 접속망 또는 상기 RAN으로부터 통신 채널을 할당받고, 상기 파일럿 신호 세기 정보를 생성한 후 상기 파일럿 신호 추적 서버로 전송하는 단계;

   (c) 상기 파일럿 신호 정보를 이용하여 핸드오버 수행 여부를 결정하는 단계;

   (d) 상기 단계 (c)에서 핸드오버를 수행하는 것으로 결정할 경우, 상기 핸드오버 커맨드를 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기로 전송하는 단계; 및

   (e) 상기 멀티모드 멀티밴드 단말기에서 핸드오버를 수행하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 단계 (c)는

   (c1) 탑재된 파일럿 신호 소프트웨어를 구동하여 데이터베이스부에서 셀간 핸드오버시의 전파 패턴에 대한 정보인 핸드오버 패턴 정보를 독출하는 단계;

   (c2) 상기 핸드오버 패턴 정보와 상기 상기 파일럿 신호 정보를 비교하여 핸드오버 수행 조건을 만족하는지를 체크하는 단계; 및

   (c3) 상기 단계 (c2)에서 핸드오버 수행 조건을 만족하는 것으로 결정되면, 핸드오버 커맨드를 생성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 방법.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 단계 (d)는

   (d1) 상기 핸드오버 커맨드로부터 핸드오버를 수행할 셀의 정보, 기지국 ID 정보, 핸드오버 절차에 대한 정보를 독출하는 단계;

   (d2) 상기 단계 (d1)에서 독출한 정보를 이용하여 핸드오버를 수행하고자 하는 모뎀을 트래픽 상태로 전환하기 위한 초기화 작업을 수행하는 단계; 및

   (d3) 상기 단계 (d2)에서 초기화 작업을 마친 후 통화 링크를 형성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전파 추적 기법을 이용하여 핸드오버를 수행하는 방법.

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