KR20060125940A - 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법 - Google Patents

이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서의 핸드오프에 관한 것으로, 특히 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기로부터 수신되는 PSMM(Pilot Strength Measurement Message) 메시지를 이용하여 적정하게 핸드오프를 처리하여 이동통신 시스템의 통화 품질을 향상시키는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법에 관한 것이다.
본 발명의 이동통신 시스템은 이동통신 단말기에서 핸드오프를 요청하는 PSMM 메시지를 송신하여도 기준(Reference) PN 파일럿 세기(pilot strength)의 상태가 설정치보다 양호한 경우에는 응답메시지인 BS_ACK를 이동통신 단말기로 송신하지 않고, 계속적으로 이동통신 단말기에서 수신되는 PSMM 메시지의 Add 할 PN의 파일럿 세기 값을 먼저 수신된 파일럿 세기값과 비교하여 더 양호한 경우에만 핸드오프를 처리하고 양호하지 않은 경우에는 핸드오프를 처리하지 않도록 하여 이동통신 시스템에서의 불필요한 핸드오프를 제거하여 통화품질과 서비스 효율을 높인다.
핸드오프, PSMM.

Description

이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법{Method of hand off for mobile system}
도 1은 이동통신 시스템의 구성도를 나타낸 것이고,
도 2는 종래의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 동작 순서도이고,
도 3은 본 발명의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법의 동작 순서도이다.
<도면의 주요부호에 대한 설명>
20 : 이동통신 단말기
22 : 기준(Reference) 기지국
22-1, 22-2, 22-3, 22-4 : 인접 기지국[핸드오프 할 타겟(Target) 기지국]
24, 28 : 제어기 26 : 교환기
본 발명은 이동통신 시스템에서의 핸드오프에 관한 것으로, 특히 시스템에서 이동통신 단말기로부터 수신되는 PSMM(Pilot Strength Measurement Message) 메시지를 이용하여 적정하게 핸드오프를 처리하여 이동통신 시스템의 통신품질을 향상시키는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로 핸드오프(hand off)는 이동 전화 가입자가 다른 무선 구역으로 이동할 때 자동으로 현 통화 채널을 다른 무선 구역의 통화 채널로 전환해 줌으로써 통화가 계속되게 하는 기능을 말한다.
특정 기지국에서 통화하고 있는 단말기가 이동하게 함으로써 그 기지국에서 멀어지게 되면 당연히 신호(Pilot Strength)가 약해지기 때문에 연속적으로 서비스를 받으려고 단말기는 강한 전파가 수신되는 인접기지국으로 핸드오프를 요청하며 이동통신 시스템에서는 단말기가 요구한 인접기지국으로의 통화채널을 연결한다.
핸드오프(hand off)는 크게 소프터 핸드오프(Softer Handoff), 소프트 핸드오프(Soft Handoff)와 하드 핸드오프(Hard Handoff)로 구분된다.
소프터 핸드오프(softer hand off)는 동일한 기지국 서비스 영역 내에서 섹터간 이동시 발생하는 핸드오프이다. 단말기가 현재 섹터에서 다른 섹터로 이동하는 경우 통화의 끊김 없이 새로운 섹터에서 통화를 계속 유지할 수 있도록 하는 것이다. 섹터는 기지국의 서비스 영역을 작게 나눈 영역이다.
하드 핸드오프(Hard handoff)는 단말기에서 완전히 통화음을 끊은 다음 다른 기지국으로 옮기는 것을 말하며, 소프트 핸드오프(Soft handoff)는 양쪽 기지국과 동시에 통화로를 연결하여 통화음이 끊어지지 않고 핸드오프(Handoff)를 수행하는 방식이다.
이하, 종래의 이동통신시스템에서의 핸드오프 처리 방법을 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 이동통신 시스템의 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 종래의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 동작 순서도이다.
도 1의 이동통신망은 이동통신 단말기(20)와 제어기(24, 28)(Base Station Controller)에 연결되는 다수개의 기지국(22, 22-1, 22-2, 22-3, 22-4)과, 교환기(26)(Mobile Switching Center)가 구비되고, 기지국(22)은 제어기(24, 28)의 제어를 받아 통화채널을 설정하고, 제어기(24, 28)는 교환기(26)와 기지국 사이에 위치하여 기지국을 관리하고 이동단말기의 호의 설정과 해제를 하며 통화로를 구성한다.
종래의 이동통신 단말기(20)의 핸드오프 처리는 주로 이동통신 단말기에서 송신하는 PSMM 메시지에 따라서 제어기(24, 28)에서 처리하였다.
핸드오프는 통화하고 있는 이동통신 단말기(20)가 이동함에 따라 그 기지국(22)에서 통화에 필요한 신호가 약해지는 반면 상대적으로 가까워지고 있는 인접 기지국의 신호가 강해 짐으로써 통화채널을 인접 기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)에 연결하는 것으로, 이동통신 단말기(20)가 수신 신호가 강한 인접 기지국(22-1, 22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로의 핸드오프를 이동통신 시스템에 요구하며 이동통신 시스템은 서비스를 계속 유지하기 위하여 이동통신 단말기(20)가 요구한 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로의 통화채널을 연결한다.
도 2는 종래의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방식으로, 이동통신 단 말기(20)는 현재 접속된 기지국(22)에서 변수값(Parameter)을 받아 참조하고 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로부터 오는 신호의 세기를 감지하게 된다.
이때 이동통신 단말기(20)는 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로부터 수신되는 신호의 세기가 기지국(22)으로부터 수신한 변수(Parameter)값의 핸드오프 조건을 만족하는지 여부를 자체적으로 판단하여 기지국(20)으로 신호의 수신 레벨이 강한 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로 이동을 요구한다.
따라서 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로의 이동 판단 여부는 이동통신 단말기(20)가 결정을 하고 이동통신시스템은 이동통신 단말기(20)의 요구시의 어떠한 판단도 하지 않고 단순히 통화가 유지될 수 있도록 이동경로를 제공하여 핸드오프를 처리하였다.
이동통신 단말기(20)는 기지국(22)으로부터 수신되는 시스템 변수(System Parameter) 중에서 핸드오프 관련 필드인 T_ADD, T_COMP, T_DROP 값을 참조로 하고 주위 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로부터 수신되는 수신 레벨(Pilot Strength)을 감지하여 T_ADD 및 T_DROP 조건을 만족하게 되면 이동통신 단말기(20)는 제어국(24)으로 PSMM(Pilot Strength Measurement Message)을 송신하여 인접기지국으로의 핸드오프를 요청한다(S30).
제어기(24)에서는 PSMM 메시지에 대한 응답신호인 BS_ACK 메시지를 이동통신 단말기(20)로 송신한다(S32).
제어기(24)에서는 PSMM 메시지 내의 칩딜레이(Chip Delay), 파일럿 세기(Pilot Strength), 킵(Keep) 값을 참조하여 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(22- 1, 22-2, 22-3, 22-4)에 대한 자원 점유 등의 핸드오프 수행절차에 들어간다.
핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)에서의 핸드오프 준비가 끝나면 제어국은 이동통신 단말기(20)로 HDM(Hand off Direction Message)를 송신하게 된다(S34).
이후 기지국 시스템은 이동통신 단말기로 송신한 HDM에 대한 HCM(Hand off Complete Message)을 수신하게 되고 이동통신 단말기로 다시 주변 정보(Neighbor List)를 송신하여 갱신함으로써 핸드오프 절차가 끝나게 된다(S36~S38).
또한, 종래의 이동통신 시스템에서의 핸드오프의 경우 불필요하거나 혹은 단발성으로 이동통신 단말기로부터 PSMM이 수신되는 경우에도 제어국(24)은 PSMM 메시지에 포함된 변수중 킵(Keep)값만 보고 실제적으로 불필요하지만 핸드오프를 처리하므로 이동통신 시스템의 효율을 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.
결과적으로 종래의 핸드오프 방식은 제어국(24)에서의 판단 없이 오로지 이동통신 단말기(20)에서 송신하는 PSMM 메시지로만 판단하여 인접기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)으로부터의 파일럿 세기(Pilot Strength)에 의한 단발성 핸드오프 절차를 불필요하게 수행함에 따라 시스템 운용품질 저하를 초래할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 이동통신 제어국 시스템에서 이동통신 단말기로부터 수신되는 PSMM 메시지 내 파일럿 세기의 추이를 판단 하고, 이를 기준으로 다른 기지국 시스템으로의 핸드오프를 처리하여 이동통신 시스템의 통화품질을 향상시키는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제어국 시스템은 이동통신 단말기에서 핸드오프를 요청하는 PSMM 메시지를 수신하여도 기준(Reference) 기지국(PN)의 파일럿 세기(pilot strength)가 설정치보다 양호한 경우에는 응답메시지인 BS_ACK를 이동통신 단말기로 송신하지 않고, 이동통신 단말기에서 수신되는 다음 PSMM 메시지에서 핸드오프 할 타겟(Target)기지국 파일럿 세기 값을 먼저 수신된 타겟(Target)기지국 파일럿 세기값과 비교하여 더 양호한 경우에만 핸드오프를 처리하고 양호하지 않은 경우에는 핸드오프를 처리하지 않도록 하여 이동통신 시스템에서의 불필요한 핸드오프를 제거하여 통화품질과 서비스 효율을 높이는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법은, 이동통신 시스템의 제어국에서 이동통신 단말기로부터 PSMM 메시지를 수신하여 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상 인지를 판단하는 1단계와, 기지국에서 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상인 경우 이동통신 단말기로 PSMM에 대한 응답메시지인 BS_ACK를 전송하지 않는 2단계와, 제어국에서 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상인 경우 상 기 두 번째의 PSMM 메시지 내 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기와 상기 첫 번째의 PSMM메시지 내 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기를 비교 판단하는 3단계와, 3단계에서 상기 첫 번째 PSMM 메시지 내 타겟(Target) 파일럿 세기가 더 큰 경우 이동통신 단말기로 BS_ACK를 전송하지 않고 세 번째 PSMM 메시지를 기다리는 4단계와, 3단계에서 상기 두 번째 PSMM 메시지 내 타겟(Target) 파일럿 세기가 더 큰 경우 상기 제어국 시스템은 이동통신 단말기로 상기 PSMM에 대한 응답메시지를 송신하고 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국으로 핸드오프 절차를 수행하도록 지시하는 5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 모든 PSMM 메시지에서 상기 기준(Reference) 기지국 파일럿 세기가 설정치 이하인 경우에는 상기 제어국 시스템에서 상기 이동통신 단말기로 상기 PSMM에 대한 응답메시지를 송신하고 핸드오프 절차를 수행하도록 하는 것을 더 포함함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법을 첨부한 도면을 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 이동통신 시스템의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법의 동작 순서도이다.
도 1의 이동통신망은 이동통신 단말기(20)와 제어기(24, 28)(Base Station Controller)에 연결되는 다수개의 기지국(22, 22-1, 22-2, 22-3, 22-4)과, 교환기(26)(Mobile Switching Center)가 구비되고, 기지국(22)은 제어기(24, 28)의 제어를 받아 통화채널을 설정하고, 제어기(24, 28)는 교환기(26)와 기지국 사이에 위치 하여 기지국을 관리하고 이동단말기의 호의 설정과 해제를 하며 통화로를 구성한다.
도 1에 나타낸 이동통신 시스템의 구성은 하나의 예로, 일반적으로 하나의 교환기에는 도 1의 예보다 더 많은 제어기와 기지국 시스템이 연결될 수 있다.
본 발명에서의 핸드오프는 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기에 의존한 핸드오프 방식을 벗어나 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기로부터 수신한 PSMM 메시지 내 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기(Pilot Strength)를 비교하여 핸드오프 절차 수행 여부를 판단하도록 하여 불필요한 핸드오프를 제거하고 통화품질을 향상시킨다.
현재 이동통신 단말기(20)의 기준(Reference) PN의 상태를 판단하여 핸드오프 절차 수행에 있어 PSMM 메시지 내 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기(Pilot Strength)를 비교할 것인가의 여부를 판단한다. 이동통신 단말기(20)의 기준(Reference) PN의 상태가 양호한 경우, 즉 설정치 이상인 경우 이동통신단말기(20)가 핸드오프 조건을 만족하여 인접 기지국(22-1, 22-2, 22-3, 22-4)을 애드(Add) 시키기 위해 이동통신 시스템으로 핸드오프를 요청하기 위한 PSMM메시지를 송신하여도 제어국 시스템은 핸드오프 절차를 수행하지 않고 이동통신 단말기에서 송신하는 두 번째 PSMM을 기다린다.
이동통신 단말기에서 두 번째 PSMM이 전송되면, 제어국(24)에서는 첫 번째 수신한 PSMM 메시지 내의 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기(Pilot Strength)와 두 번째 PSMM의 내의 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기 (Pilot Strength)를 비교하여 두번째 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기(Pilot Strength)가 양호한 경우에 제어국 시스템(24)은 핸드오프 절차를 수행한다.
그러나 두 번째 PSMM의 내의 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기(Pilot Strength) 상태가 첫 번째 PSMM의 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기보다 좋지 않은 경우에는 제어국 시스템(24)은 핸드오프 절차를 수행하지 않고 계속해서 세 번째 PSMM 메시지를 기다린다.
이와 같이 기준(Reference) PN의 상태가 좋은 경우에는 핸드오프 절차를 수행하지 않으며, 계속해서 수신되는 PSMM 내의 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기(Pilot Strength)를 비교하여 나중에 수신되는 파일럿 세기의 상태가 양호한 경우에만 핸드오프절차를 수행한다.
한편, 처음 수신된 PSMM 내의 기준 PN의 파일럿 세기(Pilot Strength)가 설정치 이하인 경우에는 바로 핸드오프 절차를 수행한다.
이러한 알고리즘 절차를 수행하기 위해서 이동통신 단말기의 조건은 반드시 기준(Reference) PN의 파일럿 세기(Pilot Strength)는 설정한 값(운용자가 설정) 이상이어야 하고, 애드(Add) 되는 타겟(Target) PN은 T_ADD값 이상이 되어야 한다.
처음부터 기준(Reference) PN의 파일럿 세기(Pilot Strength)가 설정한 값 이하로 좋지 않은 경우에는 이동통신 단말기에서 송신하는 첫 번째 PSMM으로 핸드오프 절차에 들어간다.
참고로 기준(Reference) PN의 상태가 양호한 경우 제어국 시스템은 이동통신 단말기로 PSMM에 대한 응답 메시지로 BS_ACK를 송신하지 않아야 이동통신 단말기는 계속해서 구현된 시간인 400ms 간격으로 PSMM을 송신하고 제어국 시스템에서는 이로 인해 수신되는 PSMM 내의 타겟(Target) 기지국 (PN) 파일럿 세기(Pilot Strength)의 추이를 비교 판단하여 핸드오프 처리를 하는 것이다.
도 3을 참조로 핸드오프 방식을 설명하면, 먼저 이동통신 단말기(20)가 시스템에서 수신된 변수(Parameter)의 T_ADD값을 만족하는 인접기지국으로 핸드오프 하기 위하여 제어국 시스템(24)으로 PSMM(Pilot Strength Measure Message)을 송신하여 시스템으로 핸드오프를 요구한다(S70).
제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)로부터 PSMM을 수신 후에 기준(Reference)PN의 파일럿 세기(Pilot Strength)가 설정한 값 이상인가를 판단한다(S72).
제어국 시스템(24)은 PSMM 메시지 내 기준(Reference) PN의 파일럿 세기가 설정치 이상인 경우에는 응답메시지인 BS_ACK를 이동통신 단말기(20)로 송신하지 않으며, 설정치 이하인 경우에는 이동통신 단말기(20)로 BS_ACK를 송신한다(S74, S82).
BS_ACK 메시지는 제어국 시스템(24)에서 이동통신단말기(20)로 송신하는 PSMM 메시지 수신에 대한 응답 메시지로, 제어국 시스템(24)에서 이동통신 단말기(20)로 BS_ACK를 송신하지 않으면, 이동통신 단말기(20)는 구현되어 있는 시간 간격으로 계속해서 PSMM 메시지를 송신한다.
제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)에서 송신되는 PSMM 메시지를 수신 한 후에 상기한 단계 S72에서 판단한 바와 같이 기준(Reference) PN의 파일럿 세기(Pilot Strength)가 설정한 값 이상인가를 판단하고, 설정치 이하인 경우 상술한 단계 S82에서와 같이 이동통신 단말기(20)로 BS_ACK를 송신하고 핸드오프 절차를 수행하며(S84, S86, S88), 설정치 이상인 경우 상술한 단계 S74에서와 같이 이동통신 단말기(20)로 BS_ACK를 송신하지 않고 두번째 PSMM 메시지를 기다린다(S76)
상술한 단계 S76에서 두 번째로 이동통신 단말기로부터 수신된 PSMM 메시지 내 기준(Reference) PN의 파일럿 세기가 설정치 값 이상이고, 첫 번째 수신한 PSMM 내 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기보다 큰지 여부를 판단한다(S80).
만약, 첫 번째 수신된 PSMM 메시지에서 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기가 두 번째 수신된 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기보다 더 큰 경우에는 핸드오프를 처리하지 않고, 계속적으로 이동통신 단말기(20)로부터 PSMM 메시지를 수신하여 파일럿 세기를 비교 판단하는 단계 S74로 되돌아 간다(S80).
한편, 두 번째 수신된 PSMM에서 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기가 첫 번째 타겟(Target) 기지국(PN)의 파일럿 세기보다 큰 경우에는 제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)로 BS_ACK 메시지를 송신하고 핸드오프 절차를 수행하도록 한다(S80, S82).
제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)가 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국으로 핸드오프 처리를 요청하고, 핸드오프 할 해당 기지국 시스템에서 핸드오프 준비를 마치면 제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)로 HDM(Hand off Direction Message)를 송신하게 된다(S84).
이동통신 단말기는 수신한 HDM에 대한 HCM(Hand off Complete Message)을 제어국 시스템(24)으로 송신하고, 제어국 시스템(24)은 이동통신 단말기(20)로 다시 주변기지국 리스트(Neighbor List)를 송신하여 이동통신 단말기(20)가 업데이트시킴으로 핸드오프 절차를 마친다(S86~S88).
본 발명은 이동통신 시스템에서 불필요하거나 단발성으로 수신되는 PSMM 메시지에서 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기를 비교 판단하여 핸드오프를 처리함으로써 불필요한 핸드오프를 제거하여 시스템 품질(Data Throughput, 자원 할당)을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 이동통신 시스템의 제어국에서 이동통신 단말기로부터 PSMM 메시지를 수신하여 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상 인지를 판단하는 1단계와;
    상기 기지국에서 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상인 경우 이동통신 단말기로 PSMM에 대한 응답메시지인 BS_ACK를 전송하지 않는 2단계와;
    상기 제어국에서 기준(Reference) 기지국의 파일럿 세기가 설정치 이상인 경우 상기 두 번째의 PSMM 메시지 내 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기와 상기 첫 번째의 PSMM메시지 내 타겟(Target) 기지국 파일럿 세기를 비교 판단하는 3단계와;
    상기 3단계에서 상기 첫 번째 PSMM 메시지 내 타겟(Target) 파일럿 세기가 더 큰 경우 이동통신 단말기로 BS_ACK를 전송하지 않고 세 번째 PSMM 메시지를 기다리는 4단계와;
    상기 3단계에서 상기 두 번째 PSMM 메시지 내 타겟(Target) 파일럿 세기가 더 큰 경우 상기 제어국 시스템은 이동통신 단말기로 상기 PSMM에 대한 응답메시지를 송신하고 핸드오프 할 타겟(Target) 기지국으로 핸드오프 절차를 수행하도록 지시하는 5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모든 PSMM 메시지에서 상기 기준(Reference) 기지국 파일럿 세기가 설정치 이하인 경우에는 상기 제어국 시스템에서 상기 이동통신 단말기로 상기 PSMM에 대한 응답메시지를 송신하고 핸드오프 절차를 수행하도록 하는 것을 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 핸드오프 처리 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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