KR20120042881A - 셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법 - Google Patents

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Abstract

셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법에서, 채널 상태 정보는 서빙 기지국에 접속되는 모바일 단말기로부터 수신된다. 모바일 단말기의 위치에 관한 정보가 또한 수신된다. 수신된 채널 상태 및 위치 정보는 데이터 저장소에 저장된다. 서빙 기지국은 모바일 단말기가 이웃 기지국으로 핸드오버했다면 상기 모바일 단말기가 접속성을 개선했는지를 결정하기 위해 데이터 저장소 내의 데이터에 액세스하고, 그러한 결정이 긍정일 때, 서빙 기지국은 모바일 단말기에 다른 기지국으로 핸드오버하라는 권고를 송신한다. 채널 상태 및 위치 데이터 저장소는 기지국에 위치될 수 있다. 데이터 저장 컨텐츠는 기지국에 응답하여 요청 응답 메커니즘에 의해 생성될 수 있다.

Description

셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법{METHOD OF MANAGING HANDOVER IN A CELLULAR WIRELESS SYSTEM}
본 발명은 셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법에 관한 것이다.
전형적인 무선 셀룰러 네트워크에서, 능동의 모바일 단말기는 서빙 기지국으로 칭해지는 기지국에 접속되고, 서빙 기지국은 서빙 셀(cell)로 칭해지는 지리적 영역의 커버리지(coverage)를 가진다. 서빙 기지국으로부터 모바일 단말기에 의해 수신되는 신호 품질이 불충분하면, 예를 들어, 채널 상태들이 악화되거나 모바일 단말기가 다른 위치로 이동하는 경우, 모바일 단말기는 새로운 서빙 기지국으로 이용되는 다른 기지국을 찾아야만 한다. 이 새로운 서빙 기지국을 선택하는 절차는 핸드오버(handover)라 칭해지고, 새로운 서빙 기지국으로 선택된 기지국은 핸드오버 타깃(target) 기지국으로 칭해진다. 하나의 네트워크에서, 예를 들어, 현재 서빙 기지국은 핸드오버 타깃 셀로서 선택되기 위한 잠재적인 후보들인 이웃하는 셀들의 목록을 브로드캐스팅한다. 이 목록은 이웃 셀 목록으로 칭해진다.
적절한 타깃 기지국을 찾기 위해, 모바일 단말기는 이웃 셀 목록에 포함되는 기지국들을 스캔(scan)한다. 이웃 셀 목록은 충분한 잠재적 후보들을 포함하여, 심지어 모바일 단말기의 위치가 불확실하거나 이웃하는 셀들의 현재 상태가 공지되지 않을 때조차도 상기 모바일 단말기가 충분히 강력한 신호 또는 충분히 양호한 신호-대-간섭 비(signal-to-interference ratio: SINR)를 가지는 타깃 셀을 찾아서, 상기 모바일 단말기가 타깃 셀로 성공적으로 핸드오버하고 타깃 셀에 접속하는 것을 인에이블(enable)할 수 있어야만 한다. 서빙 셀은 모바일 단말기가 스캐닝 절차를 실행하는 시간 기간을 할당한다. 모바일 단말기가 스캐닝을 실행하는 시간 기간은 인터리빙(interleaving) 간격들로 분할된다: 정상 송신을 위한 시간 기간들(청취 간격들로 칭해진다); 및 스캐닝을 위한 시간 기간들(스캐닝 간격들로 칭해진다).
현재 개발 중인 무선 네트워크의 일부 유형들은 또한 때때로 와이맥스(WiMAX)로 칭해지는 IEEE 802 표준들에 따른 유형과 같이, 광대역 액세스 모바일 네트워크들을 제공하는 것을 목적으로 한다. 하나의 WiMAX 네트워크에서, 도 1에 개략적으로 도시되는 바와 같이, 모바일 단말기(mobile terminal: MS)를 서빙 서빙 기지국(BS1)은 간격을 두고 메시지를 송신하고, 메시지는 이웃 셀 목록을 포함한다. 핸드오버가 필요할 수 있다고 모바일 단말기(MS)가 결정하면, 예를 들어, 모바일 단말기가 자체의 서빙 셀로부터 수신하고 있는 신호의 품질이 문턱 품질 레벨 아래로 떨어지는 경우, 모바일 단말기는 모바일 단말기(MS)가 스캐닝을 실행할 필요가 있다고 표시하는 메시지를 서빙 기지국(BS1)으로 송신한다. 기지국(BS1)은 모바일 단말기(MS)에 할당되는 시간 기간들을 스캐닝 간격들로 제공하는 메시지를 송신한다. 그리고나서 모바일 단말기(MS)는 도 1에 도시되는 바와 같이, 스캐닝 간격들로 규정되는 시간들에서 이웃 셀 목록의 기지국들(BS2 및 BS3)을 스캔한다. 스캐닝 동안, 모바일 단말기(MS) 및 이의 서빙 셀(BS1) 사이의 페이로드 데이터(payload data)의 통신은 존재하지 않는다. 그러므로, 데이터의 처리량은 스캐닝이 필요하지 않을 때의 기간들에 비해 감소된다. 타깃 기지국들(BS2) 중 하나로의 핸드오버가 접속성을 개선하거나 유지하는데 필요하다고 간주되는 경우, 핸드오버 절차가 개시된다. 도시된 바와 같이, 이것은 결정을 행하고, 초기화, 순위화(ranking), 인가(authorization) 및 등록을 포함하여 이 경우에 타깃 기지국(BS2)으로의 성공적인 핸드오버를 달성한다.
본 발명의 하나의 양태에 따르면, 셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법으로서, 채널 상태 정보는 서빙 기지국에 접속되는 모바일 단말기로부터 수신된다. 모바일 단말기의 위치에 관한 정보가 또한 수신된다. 수신된 채널 상태 및 위치 정보는 데이터 저장소에 저장된다. 서빙 기지국은 모바일 단말기가 이웃 기지국에 핸드오버하는 경우 상기 모바일 단말기가 접속성을 개선했는지를 결정하기 위해 데이터 저장소 내의 데이터에 액세스하고, 그와 같은 결정이 긍정이면, 서빙 기지국은 모바일 단말기에 다른 기지국으로 핸드오버하라는 권고를 송신한다. 채널 상태 및 위치 데이터 저장소는 기지국 내에 위치될 수 있다. 데이터 저장 컨텐츠는 기지국에 응답하여 요청 응답 메커니즘에 의해 생성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법을 이용함으로써, 모바일 단말기가 핸드오버 절차를 개시할 수 있기 전에 다른 기지국들로의 대안의 접속들을 테스트할 필요성을 줄이거나 제거한다. 스캐닝이 방지될 수 있으므로, 모바일 단말기는 페이로드 데이터에 대한 기지국으로의 액세스가 향상되고 임의의 핸드오버 절차의 지속기간이 감소될 수 있다.
발명의 다른 양태에 따르면, 기지국은 본 발명에 따른 방법에 따라 동작하도록 구성된다. 하나의 실시예에서, 기지국은 상기 기지국에 접속되는 모바일 단말기로부터의 다운링크 채널 측정 및 위치 정보를 저장하기 위해 데이터 저장소를 포함한다.
도 1은 종래 기술 핸드오버 방식을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 두 이웃 기지국들의 중첩하는 커버리지를 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 방법을 개략적으로 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 다른 단계들을 개략적으로 도시하는 도면.
본 발명의 일부 실시예들은 단지 예를 통해 그리고 첨부 도면들을 참조하여 기술될 것이다.
도 2를 참조하면, 모바일 단말기(MS)는 서빙 기지국(BS1)에 접속된다. 때때로, 기지국(BS1)은 일부 다른 스케줄이 이용될 수 있을지라도, 전형적으로 정기적인 간격들로 자신과 접속된 모바일 단말기들에 측정 요청들을 송신한다. 예를 들어, 기지국은, 자신의 채널 상태들에서 크거나 빠른 변경들이 발생하고 있다고 결정하는 경우, 요청들을 더욱 자주 송신할 수 있다. 서빙 기지국(BS1)으로부터의 측정 메시지에 응답하여, 상기 모바일 단말기(MS)는 자체의 채널 상태들을 측정하고 도 2에 도시되는 바와 같이, 모바일 단말기(MS)의 실제 위치 정보(x)와 결합된 채널 상태 측정치들(A)로 기지국(BS1)에 응답한다. 이 실시예에서, 모바일 단말기(MS)에 통합된 GPS 수신기에 의해 위치 정보가 제공되지만, 위치를 결정하는 임의의 대안의 방법이 예를 들어, 삼각화법(triangulation)에 의해 이용될 수 있다. 게다가, 서빙 기지국(BS1)은 자신의 수신기 상태들을 측정한다. 채널 측정치들 및 위치 측정치는 이 실시예에서 함께 송신되지만, 다른 방법에서, 이들은 개별적으로 송신될 수 있다.
데이터 저장소(1)는 서빙 기지국(BS1)과 연관된다. 편리하게, 데이터 저장소(1)는 기지국(BS1)의 일부로서 포함되지만, 대안의 배열들에서 그것은 기지국(BS1)으로부터 원격에 위치될 수 있으나 기지국에 의해 여전히 액세스 가능할 수 있다. 데이터 저장소(1)는 모바일 단말기(MS)에 의해 그리고 서빙 기지국(BS1)에 현재, 또는 이전에 접속된 다른 모바일 단말기들에 의해 보고되는 바와 같은 위치들에서 채널 상태 측정치들에 대한 저장된 데이터를 생성하고 업데이트한다. 도 3에서는 단계들이 도시되고, 여기 단계 (1)에서, BS1는 다운링크(DL) 채널측정 정보를 요청하는 메시지를 모바일 단말기(MS)로 송신한다. 단계 (2) 및 단계 (3)에서, 모바일 단말기(MS)는 DL 채널 상태들을 측정하고 GPS 기능을 통해 자신의 위치를 획득한다. 단계 (4)에서, 모바일 단말기(MS)는 BS1에 DL 채널 측정 정보 및 이의 위치 정보로 응답한다. 단계 (5)에서, BS1은 업링크(UL) 채널 응답을 측정하고 그리고나서, 단계 (6)에서, DL 및 UL 정보 및 MS 위치 정보로 데이터 저장소(1)를 업데이트한다.
기지국(BS1)이 특정한 시간 기간에 걸쳐 동일한 위치에 대한 여러 채널 정보 보고들을 수신하는 경우, 평균값이 계산되어 일시적인 간섭들에 의해 영향을 받는 측정 에러들을 감소시킨다. 그와 같은 업데이트들은 동일한 MS로부터 또는 동일한 위치에 있는 상이한 MS들로부터 기원할 수 있다. 상이한 유형들의 MS들은 상이한 안테나들을 가질 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 폰과 같은 작은 MS는 저 안테나 이득을 가지는 작은 안테나를 갖는다. 랩탑 컴퓨터와 같은 보다 큰 MS는 더 큰 안테나 이득을 가지는 보다 큰 안테나를 가질 수 있다. 그와 같은 디바이스들은 동일한 지점에서 상이한 채널 상태들을 보고할 수 있다. 이 이득 인텍스(index)를 인지함으로써, BS는 안테나와 상관 없이 데이터 저장소에 대한 채널 상태들을 계산 및 저장할 수 있다. 하나의 실시예에서, 모바일 단말기들은 채널 상태 및 위치 정보 외에 안테나 이득 지수를 보고한다.
기지국(BS1)은 초기 배치 이후에 수집 측정들을 시작하고 데이터 저장소를 채우기 시작한다. 측정 수집은 기지국(BS1)의 전체 가동 시간 동안 계속되어, 데이터 저장소가 점차 더욱 완성되도록 한다. 이 실시예에서, 기지국(BS1)은 자신의 저장된 데이터를, 도 2에 도시된 BS2와 같은 자신의 이웃 기지국들과 교환함으로써, 자신의 데이터 저장소를 확장한다. 다른 기지국들은 유사하게, 자기 자신의 각각의 영역들 내에 채널 상태들뿐만 아니라 직접적으로 이웃하는 기지국들의 채널 상태들을 포함하는 자기 자신의 데이터 저장소들을 유지한다.
자체의 데이터 저장소(1) 내의 정보에 기초하여, 모바일 단말기 및 모바일 단말기의 현재 지점에서의 이웃 기지국들 사이의 채널 상태들이 개선된 접속성을 제공할 가능성이 있다면 서빙 기지국(BS1)은 모바일 단말기(MS)가 핸드오버를 실행해야 한다고 결정할 수 있다. 서빙 기지국(BS1)은 도 4에 도시되는 바와 같이, 이용 가능한 잠재적인 타깃 기지국들 중 특정한 이웃 기지국(BS2)으로의 핸드오버의 확률에 대해 모바일 단말기(MS)에 고지한다.
어떤 에어리어 내의 모든, 또는 상당한 수의 기지국들이 본 발명에 따른 채널 상태 맵으로 데이터 저장소를 유지하는 경우, 이전에 요구된 스캐닝 절차들은 생략될 수 있고 총 핸드오버 절차는 단축될 수 있다. 이웃 기지국이 특정한 모바일 단말기에 더 양호한 채널 상태를 제공한다고 기지국이 결정하는 경우, 기지국은 네트워크 개시 핸드오버 절차를 시작할 수 있다. 이 절차의 시작 시에 관리 메시지를 특정한 모바일 단말기로 송신한다. 이 메시지는, 이웃 기지국들에 의해 측정되었던, 단말기의 현재 지점에서의 채널 상태에 대한 정보를 포함한다. 게다가, 기지국은 채널 상태 파라미터들과 함께 범위 파라미터(ranging parameter)들을 송신할 수 있다. 성공적인 핸드오버 및 네트워크 재진입 이후에 모바일 단말기는 채널 상태 측정들을 실행하여 자체의 접속성을 개선할 수 있다.
하나의 실시예에서, 데이터 저장소의 크기를 제한하기 위해, 이용된 데이터는 기지국들의 커버리지가 중첩하는 영역들의 채널 상태 측정치들만을 포함한다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 기지국은 핸드오버 결정을 행하고 핸드오버를 제어한다. 다른 실시예에서, 기지국은 모바일 기지국의 움직임들을 추정하고 이 추정들을 이용하여 핸드오버를 미리 준비하는데에 위치 정보를 이용한다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 본질적인 특성들로부터 벗어나지 않고 다른 특정한 형태들로 구현될 수 있다. 기술된 실시예들은 모든 점에서 단지 설명으로 고려되어야지 제한하는 것으로 고려되어서는 안 된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 상술한 설명에 의해서라기 보다는 첨부된 청구항들에 의해 표시된다. 청구항들의 등가의 의미 및 범위 내에 해당하는 모든 변화들은 이들의 범위 내에 포함될 것이다.
MS : 모바일 단말기 BS : 기지국 1 : 데이터 저장소

Claims (12)

  1. 셀룰러 무선 시스템에서 핸드오버를 관리하는 방법에 있어서:
    서빙 기지국에 접속(attach)되는 모바일 단말기로부터 채널 상태 정보를 수신하는 단계;
    상기 모바일 단말기의 위치에 관한 정보를 수신하는 단계;
    수신된 채널 상태 및 위치 정보를 데이터 저장소에 저장하는 단계; 및
    상기 서빙 기지국이 상기 모바일 단말기가 이웃 기지국에 핸드오버하는 경우 상기 모바일 단말기가 접속성을 개선했는지를 결정하기 위해 상기 데이터 저장소 내의 데이터에 액세스하고, 그와 같은 결정이 긍정이면, 상기 모바일 단말기에 다른 기지국으로 핸드오버하라는 권고를 송신하는 단계를 포함하는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이터 저장소는 상기 기지국에 포함되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 데이터 저장소는 적어도 하나의 다른 이웃 기지국으로부터 수신되는 채널 상태 및 위치 정보를 포함하는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 서빙 기지국과 중첩하는 커버리지(coverage)를 가지는 기지국들로부터의 정보만이 상기 데이터 저장소 내에 포함되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 데이터 저장소 내의 정보는 시간에 따라 업데이트되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위치 정보는 상기 모바일 단말기에 포함되는 GPS 애플리케이션으로부터 획득되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 채널 상태 및 위치 정보는 상기 데이터 저장소 내의 포함을 위해 복수의 상이한 모바일 단말기들로부터 수신되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 업링크 채널 측정치들은 상기 데이터 저장소에 저장되는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기지국은 상기 모바일 단말기로 채널 상태 및 위치 정보를 송신하도록 요청하는 메시지를 송신하는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 모바일 단말기의 안테나 이득 정보를 획득하는 단계 및 상기 채널 상태를 결정하는데 상기 안테나 이득 정보를 이용하는 단계를 포함하는, 핸드오버를 관리하는 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 동작하도록 구성되는 기지국.
  12. 접속되어 있는 모바일 단말기로부터 다운링크 채널 측정 및 위치 정보를 저장하기 위한 데이터 저장소 및 상기 모바일 단말기로부터 상기 정보를 요청하기 위한 수단을 포함하는, 셀룰러 무선 네트워크용 기지국.
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