KR20080035822A - 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 결정하기위한 장치 및 방법 - Google Patents

광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 결정하기위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버에 관한 것으로, 광대역 무선통신 시스템의 단말은, 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 CINR를 측정하는 CINR 측정부와, 상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정하는 시간 간격 결정부와, 상기 결정된 스캐닝 시간 간격이 경과한 후, 상기 인접 기지국의 스캐닝을 수행하는 스캐닝부를 포함하여, 상기 스캐닝 수행으로 인한 통신 단절 횟수를 감소시키면서, 적절한 시점에서 핸드오버를 수행할 수 있다.
광대역 무선통신 시스템, 핸드오버, 스캐닝

Description

광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 결정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DECIDING OF A POINT IN TIME FOR HANDOVER IN BROADBAND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 기술의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 핸드오버 시점 결정 시 신호 교환을 도시하는 도면,
도 2는 종래 기술의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 스캐닝 및 핸드오버 시점을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드오버 시점을 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면, 및
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 스캐닝 및 핸드오버 시점을 도시하는 도면.
본 발명은 광대역 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 광대역 무선통신 시스템의 단말에서 핸드오버 시점을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
셀룰러(Cellurar) 기반의 무선통신 시스템에서 이동 중인 단말은 필연적으로 핸드오버(Handover)를 수행하게 된다. 즉, 상기 단말이 셀을 이동하는 과정에서 상기 핸드오버를 수행함으로써 연속적인 서비스를 제공받을 수 있다. 상기 핸드오버를 수행하기 위해 상기 단말은 스캐닝 과정을 통해 인접 기지국의 반송파대 간섭 및 잡음 비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 CINR이라 칭함)를 측정한다. 이때, 서빙 기지국과 인접 기지국이 동일한 주파수를 이용하는 경우, 상기 스캐닝 과정은 별도의 시그널링 없이 수행된다. 반면, 상기 서빙 기지국과 인접 기지국이 상이한 주파수를 이용하는 경우, 상기 단말은 상기 서빙 기지국과 상기 스캐닝 수행을 위한 시그널링을 수행하고, 상기 서빙 기지국으로부터 상기 스캐닝을 위한 시간 구간을 할당받아야 한다. 이로 인해, 상기 스캐닝 구간 동안 상기 스캐닝을 위한 시간 구간에서 상기 서빙 기지국과 통신이 단절되는 현상이 발생한다.
도 1은 종래 기술의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 핸드오버 시점 결정 시 신호 교환을 도시하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 단말(110)은 서빙 기지국(120)으로부터의 CINR이 기준 값 이하임을 확인한다(101단계).
이후, 상기 단말(110)은 상기 서빙 기지국(120)으로 스캐닝 요청 메시지를 송신한다(103단계). 여기서, 상기 스캐닝 요청 메시지는 스캐닝에 필요한 프레임 개수(N 프레임) 정보를 포함하고 있다.
상기 단말(110)로부터 상기 스캐닝 요청 메시지를 수신한 상기 서빙 기지국(120)은 상기 단말(110)로 스캐닝 응답 메시지를 송신한다(105단계). 여기서 상기 스캐닝 응답 메시지는 상기 스캐닝의 시작 프레임(M 프레임 이후) 및 스캐닝에 할당된 프레임 개수(N 프레임) 정보를 포함하고 있다.
상기 서빙 기지국(120)으로부터 상기 스캐닝 응답 메시지를 수신한 상기 단말(110)은 M 프레임 시간이 경과하면 상기 서빙 기지국(120)과의 연결을 끊고, N 프레임 시간 동안 인접 기지국(130)의 동기를 획득하여 CINR을 측정한다(107단계).
상기 스캐닝을 수행하여, 핸드오버 조건이 만족되면, 즉, 상기 인접 기지국(130)의 CINR이 더 큰 경우, 상기 단말(110)은 상기 인접 기지국(130)으로 핸드오버를 수행한다. 하지만, 상기 핸드오버 조긴이 만족되지 않으면, 상기 단말(110)은 스캐닝 시간 간격이 경과된 후 상기 서빙 기지국(120)으로 다시 스캐닝 요청 메시지를 송신한다(109).
도 2는 종래 기술의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 스캐닝 및 핸드오버 시점을 도시하고 있다.
상기 도 2를 참조하면, 스캐닝 시간 간격을 T 시간으로 설정한 경우, 서빙 기지국의 CINR이 스캐닝 수행 기준값 이하로 낮아지는 때부터 핸드오버를 수행하는 때까지 8 회의 스캐닝을 수행한다. 따라서, 8 회의 통신 단절이 발생하게 된다.
반면, 상기 스캐닝 시간 간격을 2T 시간으로 설정한 경우, 서빙 기지국의 CINR이 스캐닝 수행 기준값 이하로 낮아지는 때부터 핸드오버를 수행하는 때까지 5 회의 스캐닝을 수행한다. 하지만, 상기 스캐닝 시간 간격을 T 시간으로 설정한 경우보다 스캐닝 횟수는 감소하였으나 적절한 시점에서의 핸드오버를 수행하지 못한다.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국으로의 핸드오버를 위해 반복적인 스캐닝을 수행하여 통신이 단절된다. 또한, 상기 스캐닝 횟수를 줄이기 위해 스캐닝 시간 간격을 증가시키는 경우, 적절한 시점을 크게 벗어나서 핸드오버를 수행하게 된다. 즉, 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국으로의 핸드오버 시, 상기 스캐닝 시간 간격을 고정적으로 결정하여 사용함으로 인해, 적절한 핸드오버 시점을 결정하지 못하거나 또는 잦은 스캐닝으로 통신이 단절되는 시간이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 스캐닝 수행으로 인한 통신 단절 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시 스캐닝 시간 간격을 서빙 기지국의 CINR에 따라 적응적으로 변화시키기 위한 장치 및 방법 을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템의 단말 장치는, 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 CINR을 측정하는 CINR 측정부와, 상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정하는 시간 간격 결정부와, 상기 결정된 스캐닝 시간 간격이 경과한 후, 상기 인접 기지국의 스캐닝을 수행하는 스캐닝부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드오버 시점을 결정하기 위한 방법은, 서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 CINR을 측정하는 과정과, 상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정하는 과정과, 상기 시간 간격에 따라 인접 기지국의 스캐닝을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 광대역 무선통신 시스템에서 핸드오버 시점을 결정하기 위해 인접 기지국의 신호를 스캐닝하기 위한 기술에 대해 설명한다. 이하 설명에서, 상기 무선통신 시스템은 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 이하 OFDM이라 칭함) 방식 기반의 시스템을 예로 들어 설명하며, 다른 무선통신 시스템에서도 동일하게 적용할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 반송파대 간섭 및 잡음 비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 CINR이라 칭함) 측정부(301), 메시지 처리부(303), 핸드오버 제어부(305), 메시지 생성부(307), 스캐닝요청 시간 간격 결정부(309) 및 무선 통신부(311)를 포함하여 구성된다.
상기 CINR 측정부(301)는 서빙 기지국 및 인접 기지국의 프리앰블을 이용하여 CINR을 측정한다. 상기 측정된 CINR 값은 상기 핸드오버 제어부(305) 및 스캐닝 시간 간격 결정부(309)로 제공된다.
상기 메시지 처리부(303)는 기지국으로부터 수신되는 메시지를 분석하여 처리한다. 예를 들어 기지국으로부터 스캐닝 응답 메시지가 수신되는 경우, 상기 메시지에 포함된 스캐닝 시작 시점 정보 및 스캐닝 수행 시간 정보를 확인한다.
상기 핸드오버 제어부(305)는 상기 CINR 측정부(301)로부터 제공되는 CINR 정보를 참조하여 핸드오버를 수행할 것인지 결정하고, 핸드오버를 수행한다. 미 도시되었지만, 스캐닝부를 포함하여 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국의 동기를 획득하고 상기 서빙 기지국과 인접 기지국의 일정시간 동안의 CINR 평균값을 비교한다. 또한, 미 도시되었지만, 핸드오버 수행부를 포함하여 상기 인접 기지국의 평균 CINR이 큰 경우, 핸드오버를 수행한다.
상기 메시지 생성부(307)는 기지국으로 송신하기 위한 제어 메시지를 생성하여 상기 무선 통신부(311)로 출력한다. 예를 들어, 상기 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국의 CINR을 확인하기 위한 스캐닝 요청 메시지를 생성한다.
상기 스캐닝 시간 간격 결정부(309)는 상기 신호세기 측정부(301)로부터 상기 서빙 기지국의 CINR을 제공받아 상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 적응적으로 스캐닝 시간 간격을 조절한다. 다시 말해, 상기 인접 기지국을 스캐닝한 결과 핸드오버 조건이 만족되지 않아 재 스캐닝을 수행하는 경우, 상기 재 스캐닝을 요청하기 위한 스캐닝 시간 간격을 결정한다. 예를 들어, 하기 표 1에 나타난 바와 같이 상기 서빙 기지국의 CINR을 다수의 단계로 구분하여 각 단계에 따라 상기 스캐닝 시간 간격을 결정한다.
서빙 기지국의 CINR의 범위 스캐닝 시간 간격
1차 기준값 > CINR ≥ 2차 기준값 T1
2차 기준값 > CINR ≥ 3차 기준값 T2
3차 기준값 > CINR T3
상기 표 1에서, T1, T2및 T3는 상기 CINR에 따라 결정되는 스캐닝 요청 대기시간을 나타내며, 1차 기준값 > 2차 기준값 > 3차 기준값, T1 > T2 > T3 의 관계가 성립한다.
상기 무선 통신부(311)는 RF(Radio Frequency) 수신기(313), 아날로그 디지털 변환기(Analog Digital Convertor, 이하 ADC라 칭함)(315), OFDM 복조기(317), 자원 디매핑(De-Mapping)기(319), 복조 및 복호화기(321), 부호화 및 변조기(323), 자원 매핑(Mapping)기(325), OFDM 변조기(327), 디지털 아날로그 변환기(Digital Analog Convertor, 이하 DAC라 칭함)(329) 및 RF 송신기(331)를 포함하여 구성된다.
상기 RF 수신기(313)는 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 상기 ADC(315)는 상기 RF 수신기(313)로부터 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 OFDM 복조기(317)는 상기 ADC(315)로부터 제공되는 시간 영역 신호를 FFT(Fast Fourier Transform) 연산하여 주파수 영역 신호로 변환한다. 상기 자원 디매핑기(319)는 상기 OFDM 변호기(317)로부터 제공되는 주파수 상에 매핑된 데이터 중 할당된 자원에 해당하는 데이터를 추출한다. 상기 복조 및 복호화기(321)는 상기 자원 디매핑기(319)로부터 제공되는 데이터를 해당 방식으로 복조 및 복호화한다.
상기 부호화 및 변조기(323)는 데이터를 해당 방식으로 부호화 및 변조한다. 상기 자원 매핑기(325)는 상기 부호화 및 변조기(323)로부터 제공되는 데이터를 해당 부반송파 자원에 매핑한다. 상기 OFDM 변조기(327)는 상기 자원 매핑기(325)로부터 제공되는 주파수 자원에 매핑된 주파수 영역 신호를 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산하여 시간 영역 신호로 변환한다. 상기 DAC(329)는 상기 OFDM 변조기(327)로부터 제공되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한다. 상기 RF 송신기(331)는 상기 DAC(329)로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 변환하여 안테나를 통해 송신한다.
상술한 구성에서, 상기 핸드오버 제어부(305)는 상기 스캐닝 시간 간격 결정부(309)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서 이를 별도의 블록으로 구성한 것은 각 기능을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 실제로 구현하는 경우 이들 모두를 상기 핸드오버 제어부(305)에서 처리하도록 구성하거나 이들 중 일부만 처리하도록 구성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드오버 시점을 결정하기 위한 절차를 도시하고 있다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 단말은 401단계에서 서빙 기지국으로부터 핸드오버 가능한 인접 기지국들의 정보를 획득한다.
상기 인접 기지국들의 정보를 획득한 후, 상기 단말은 403단계로 진행하여 상기 핸드오버 가능한 인접 기지국들 중 서빙 기지국과 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국이 존재하는지 확인한다.
이후, 상기 단말은 405단계로 진행하여 상기 서빙 기지국의 CINR을 지속적으로 모니터링 한다.
이후, 상기 단말은 407단계로 진행하여 상기 서빙 기지국의 CINR이 스캐닝 수행 기준값 이하로 낮아지는지 확인한다.
상기 서빙 기지국의 CINR이 기준값 이하로 낮아지면, 상기 단말은 409단계로 진행하여 스캐닝 절차를 수행한다. 즉, 상기 서빙 기지국과 상기 스캐닝을 위한 시그널링을 수행한 후, 상기 서빙 기지국과의 연결을 끊고 인접 기지국과의 동기를 획득하여 CINR을 측정한다.
상기 스캐닝 절차를 수행한 후, 상기 단말은 411단계로 진행하여 인접 기지국의 CINR와 서빙 기지국의 CINR을 비교한다. 여기서, 상기 CINR의 비교는 일정 시간 평균화한 값을 이용하여 수행한다.
만일, 상기 인접 기지국의 CINR이 더 크면, 즉, 핸드오버 조건을 만족하는 경우, 상기 단말은 413단계로 진행하여 상기 인접 기지국으로 핸드오버를 수행한다.
반면, 상기 서빙 기지국의 CINR이 더 크면, 즉, 핸드오버 조건을 만족하지 않는 경우, 상기 단말은 415단계로 진행하여 상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정한다.
상기 스캐닝 시간 간격을 결정한 후, 상기 단말은 417단계로 진행하여 상기 결정된 스캐닝 시간 간격이 경과하였는지 확인한다.
상기 스캐닝 시간 간격이 경과하면, 상기 단말은 407단계로 되돌아가 서빙 기지국의 CINR이 스캐닝 수행 기준값 이하인지 확인한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 무선통신 시스템에서 단말의 스캐닝 및 핸드오버 시점을 도시하고 있다. 상기 도 5는 서빙 기지국의 CINR 단계를 두 단계로 나누고, 인접한 단계와의 스캐닝 시간 간격 차이는 두 배의 차이가 되도록 설정한 경우를 가정하였다.
상기 도 5를 참조하면, 서빙 기지국의 CINR이 1차 기준값보다 작아지면, 상기 단말은 인접 기지국의 스캐닝을 수행한다. 즉, 서빙 기지국으로의 스캐닝 요청 메시지 송신 및 응답 메시지 수신, 인접 기지국과의 동기 획득 및 CINR 측정을 수행한다. 여기서, 상기 CINR이 1차 기준값과 2차 기준값 사이인 구간에서는 스캐닝 시간 간격을 T1 시간으로 설정하여 상기 스캐닝을 수행한다.
이후, 상기 CINR이 2차 기준값보다 작아지면, 상기 단말은 상기 스캐닝 시간 간격을 T2 시간으로 변경하여 상기 스캐닝을 수행한다. 여기서, 상기 T2 시간을 종래의 스캐닝 시간 간격과 동일하게 설정함으로써, 종래의 방식과 비교하여 적절한 시점으로부터 크게 벗어나지 않고 핸드오버를 수행한다. 즉, 종래 기술에 비해 스캐닝 횟수는 감소하고, 핸드오버 시점은 유사한 것을 확인할 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 광대역 무선통신 시스템에서 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 적응적으로 조절함으로써, 상기 스캐닝 수행으로 인한 통신 단절 횟수를 감소시키면서, 적절한 시점에서 핸드오버를 수행할 수 있다.

Claims (7)

  1. 광대역 무선통신 시스템의 단말 장치에 있어서,
    서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 반송파대 간섭 및 잡음 비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 CINR이라 칭함)를 측정하는 CINR 측정부와,
    상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정하는 시간 간격 결정부와,
    상기 결정된 스캐닝 시간 간격이 경과한 후, 상기 인접 기지국의 스캐닝을 수행하는 스캐닝부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 시간 간격 결정부는, 상기 서빙 기지국의 CINR이 클수록 상기 시간 간격을 길게 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스캐닝부는,
    상기 스캐닝 시간 간격이 경과한 후, 상기 서빙 기지국의 CINR을 확인하여 상기 서빙 기지국의 CINR이 임계값보다 낮은 경우 스캐닝을 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 스캐닝부는,
    상기 서빙 기지국과 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국의 동기를 획득하고, 상기 인접 기지국과 서빙 기지국의 평균 CINR을 비교하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 광대역 무선통신 시스템에서 단말이 핸드오버 시점을 결정하기 위한 방법에 있어서,
    서빙 기지국 및 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 반송파대 간섭 및 잡음 비(Carrier to Interference and Noise Ratio, 이하 CINR이라 칭함)를 측정하는 과정과,
    상기 서빙 기지국의 CINR에 따라 스캐닝 시간 간격을 결정하는 과정과,
    상기 시간 간격에 따라 인접 기지국의 스캐닝을 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 시간 간격은, 상기 서빙 기지국의 CINR이 클수록 길게 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 스캐닝을 수행하는 과정은,
    상기 서빙 기지국의 CINR이 임계값보다 낮은지 확인하는 과정과,
    상기 서빙 기지국과 상이한 주파수 대역을 사용하는 인접 기지국의 동기를 획득하는 과정과,
    상기 인접 기지국으로부터 수신되는 신호를 이용하여 CINR을 측정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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