KR20130029275A - 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치 - Google Patents

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윤현수
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한국전자통신연구원
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Abstract

핸드오버 장치는 사용자 단말이 매크로 셀에 연결된 상태에서 사용자 단말이 매크로 셀 영역 내의 소규모 셀로 진입한 경우에 소규모 셀 기지국으로부터 수신한 신호의 세기가 설정된 신호 임계 값보다 큰 경우에, 사용자 단말이 해당 소규모 셀에 앞으로 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측하며, 셀 체제 예상 시간과 설정된 시간 임계 값의 비교를 통해서 사용자 단말에 대한 소규모 셀로의 핸드오버를 결정한다. 이렇게 하면, 소규모 셀의 일시적 사용자에 대한 핸드오버를 감소시킬 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 무선 통신 시스템에서 매크로 셀과 매크로 셀 내의 소규모 셀간 핸드오버 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재 반경 1km 내외의 매크로(Macro) 셀룰라 시스템의 대안으로 반경 50~100m의 마이크로(Micro) 셀, 반경 10~50m의 펨토(Femto) 셀, 와이파이 핫 스팟(Wi-Fi hotspot)과 같은 소규모 셀룰라 네트워크에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이러한 소규모 셀들은 기지국의 구축 및 운영 비용이 매우 낮으며, 잡음 수준이 낮은 옥내 환경에 주로 설치되어 옥내에 상주하는 사용자들에게 높은 품질의 무선 데이터 접속 서비스를 제공할 것으로 예상되고 있다. 따라서 많은 이동 통신 사업자들이 하나의 매크로 셀 내에 다수의 소규모 셀을 설치하는 계층적(hierarchical) 셀룰라 네트워크를 구축하고 있는 추세이다.
계층적 셀룰라 네트워크에서는 많은 사용자들이 옥내 환경에서 소규모 셀 기지국의 서비스를 받게 되므로, 매크로 셀의 부담을 덜어줄 수 있을 뿐 아니라 기존의 단일 매크로 셀룰라 네트워크에 비해 시스템 전체의 대역폭 및 동시 접속자의 수를 크게 향상 시킬 수 있다는 장점을 지니고 있다.
하지만 소규모 셀은 통신 반경이 작기 때문에 사용자 단말의 이동에 매우 민감하다. 하나의 매크로 셀 내부에 많은 수의 소규모 셀이 포함될수록 사용자 단말의 이동 궤적에 소규모 셀이 포함될 확률이 늘어나기 때문에 매크로 셀과 소규모 셀간 핸드오버의 횟수가 상당히 증가하게 된다.
핸드오버는 네트워크 자원을 많이 소모하는 작업으로써, 매크로 셀과 소규모 셀간 잦은 핸드오버는 매크로 셀 기지국에 상당한 부하를 주게 된다. 따라서, 매크로 셀과 소규모 셀간의 선택적인 핸드오버를 통해 불필요한 핸드오버를 억제하는 것이 필요하게 된다. 여기서, 불필요한 핸드오버란 정해진 기준 시간 보다 짧은 시간 동안 소규모 셀에 방문한 후에 다시 소규모 셀을 벗어나는 일시적 사용자들을 대상으로 한 핸드오버를 말할 수 있다.
일반적으로, 핸드오버는 매크로 셀에 연결되어 있는 사용자 단말이 소규모 셀 기지국에 가까이 접근하여 소규모 셀의 신호 강도가 주어진 임계 값을 넘는 경우에 바로 이루어진다. 즉, 일시적 사용자의 발생을 방지할 수 있는 핸드오버 메커니즘을 제공하지 않고 있다.
불필요한 핸드오버가 빈번히 발생하는 계층적 셀룰라 네트워크에서는 불필요한 핸드오버 문제의 해결이 필수적이며, 불필요한 핸드오버를 해결하기 위한 연구들이 등장하고 있다.
불필요한 핸드오버를 방지하기 위한 한 방법으로, 어떤 임계 시간 동안 핸드오버 조건을 만족할 시에 핸드오버를 수행하는 방법이 제안되었다. 이러한 핸드오버 방법은 시뮬레이션을 통해서 임계 시간을 20초로 설정한 경우에 불필요한 핸드오버를 약 75%까지 절감할 수 있음을 보여주었지만, 소규모 셀에 오랫동안 머무르는 사용자에게는 오히려 불필요한 핸드오버 지연을 발생시킨다. 즉, 소규모 셀에 20초 이상 머무르는 사용자는 20초가 지난 후에 핸드오버를 수행해야 하는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 계층적 셀룰라 네트워크에서 일시적 사용자들의 불필요한 핸드오버를 줄이고 또한 일시적 사용자가 아닌 사용자의 핸드오버 지연을 줄일 수 있는 핸드오버 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시 예에 따르면, 매크로 셀에 연결되어 있는 사용자 단말이 매크로 셀 영역 내의 소규모 셀로 핸드오버하는 방법이 제공된다. 이 핸드오버 방법은, 상기 소규모 셀을 관리하는 소규모 셀 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계, 상기 신호의 세기가 설정된 신호 임계 값보다 큰 경우에, 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 앞으로 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측하는 단계, 그리고 상기 셀 체제 예상 시간과 설정된 시간 임계 값의 비교를 통해서 상기 소규모 셀로의 핸드오버를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 큰 경우 핸드오버하는 것으로 결정하는 단계, 그리고 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값 미만인 경우에 핸드오버하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 예측하는 단계는, 상기 사용자 단말의 이동 궤적으로부터 이동성 분석 서버가 유추한 이동성 규칙을 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 수신하는 단계, 그리고 상기 사용자 단말의 이동 궤적과 상기 이동성 규칙의 비교를 통해서 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 클 제1 확률과 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 크지 않을 제2 확률을 구하는 단계를 포함한다.
상기 결정하는 단계는, 상기 제1 확률이 상기 제2 확률보다 큰 경우에 핸드오버하는 것으로 결정하는 단계, 그리고 상기 제1 확률이 상기 제2 확률 미만인 경우에 핸드오버하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 수신하는 단계는, 상기 소규모 셀 기지국으로부터 상기 이동성 규칙을 제어 채널 또는 제어 메시지를 통해서 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
또한 상기 핸드오버 방법은, 상기 사용자 단말의 이동 궤적을 주기적으로 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 상기 이동성 분석 서버로 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 구하는 단계는, 상기 사용자 단말의 이동 궤적과 상기 이동성 규칙을 비교하는 단계, 상기 사용자 단말의 이동 궤적에 대응하는 이동성 규칙의 꼬리 부분에 해당하는 미래 경로를 저장하여 미래 경로 리스트를 작성하는 단계, 상기 미래 경로 리스트에 저장된 각 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수가 설정 개수보다 큰 경우에 상기 제1 확률에 컨피던스(Confidence) 값을 더하여 상기 제1 확률을 갱신하는 단계, 그리고 상기 각 미래 경로에 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수가 상기 설정 개수 미만인 경우에 상기 제2 확률에 상기 컨피던스 값을 더하여 상기 제2 확률을 갱신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 확률의 초기 값은 0일 수 있다.
상기 구하는 단계는, 상기 시간 임계 값을 상기 사용자 단말의 평균 이동 속도와 상기 하부 영역의 크기를 이용하여 상기 설정 개수로 변환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 방법은, 핸드오버하는 것으로 결정된 경우에, 상기 소규모 셀로 핸드오버를 시작하는 단계, 그리고 핸드오버 결정 지점을 상기 소규모 셀 기지국으로 보고하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 매크로 셀에서 매크로 셀 영역 내의 소규모 셀로 사용자 단말의 핸드오버를 결정하는 장치가 제공된다. 이 핸드오버 장치는 핸드오버 결정부, 그리고 핸드오버 수행부를 포함한다. 핸드오버 결정부는 상기 매크로 셀에 연결된 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 진입한 경우에, 상기 사용자 단말에서 수신한 소규모 셀 기지국의 신호가 핸드오버 결정 조건을 만족하면, 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 앞으로 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측하여 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀의 일시적 사용자인지 판별하며, 상기 일시적 사용자로 판별된 사용자 단말의 경우 상기 매크로 셀과의 연결을 유지시킨다. 그리고 핸드오버 수행부는 상기 일시적 사용자로 판별되지 않은 사용자 단말에 대해 상기 소규모 셀로의 핸드오버를 수행한다.
상기 핸드오버 조건은 상기 신호의 세기가 신호 임계 값보다 큰 조건을 포함할 수 있다.
상기 핸드오버 결정부는, 상기 셀 체제 예상 시간이 설정된 시간 임계 값 미만인 경우에 상기 사용자 단말이 상기 일시적 사용자인 것으로 판단할 수 있다.
상기 핸드오버 장치는 상기 사용자 단말의 이동 궤적을 주기적으로 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 이동성 분석 서버로 보고하는 보고부를 더 포함할 수 있으며, 상기 핸드오버 결정부는 상기 이동성 분석 서버로부터 수신한 상기 사용자 단말의 이동성 규칙과 상기 이동 궤적을 비교하여 상기 셀 체제 예상 시간을 예측할 수 있고, 상기 이동성 분석 서버는 상기 사용자 단말의 이동 궤적으로부터 상기 이동서 규칙을 유추할 수 있다.
상기 이동성 분석 서버는 순차 패턴 마이닝 기법을 이용하여 상기 이동성 규칙을 유추할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 사용자 단말의 미래 경로 예측을 통해서 사용자 단말이 소규모 셀에 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측함으로써, 네트워크 관리자가 지정한 임계 시간보다 적게 소규모 셀에 머무는 사용자 단말의 매크로 셀에서 소규모 셀로의 핸드오버를 억제할 수 있다. 따라서 소규모 셀의 일시적 사용자의 불필요한 핸드오버를 줄일 수 있다.
또한 핸드오버 조건을 간결하게 제시함으로써, 빠른 시간 내에 일시적 사용자를 판별할 수 있어 불필요한 핸드오버 지연을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 계층화된 셀룰라 환경에 이용되는 거의 모든 통신 기술(3GPP 계열, 3GPP2 계열, IEEE 802.16 계열)에 적용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말의 소규모 셀에 대한 셀 체제 예상 시간을 예측하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 분석 서버에서 사용자 단말의 이동성 규칙을 유추하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 분석 서버를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용자 단말은 이동국(Mobile Station, MS), 단말(Terminal), 가입자국(Subscriber Station, SS), 이동 단말(Mobile Terminal), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치, 접근 단말 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 기지국(base station)은, 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 고도화 노드B(evolved NodeB, eNodeB), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, eNodeB, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서의 핸드오버 방법 및 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템 예를 들면, 계층적 셀룰라 네트워크 시스템은 하나의 매크로 셀(10) 내부에서 여러 개의 소규모 셀(20a, 20b)을 포함한다.
매크로 셀(10)은 넓은 셀 반경 예를 들면, 1km 내외의 반경을 가지고, 소규모 셀(20a, 20b)은 매크로 셀(10)의 반경보다 작은 반경을 가진다. 예를 들어, 소규모 셀(20a, 20b)로는 50~100m의 반경을 가지는 마이크로(Micro) 셀, 10~50m의 반경을 가지는 펨토(Femto) 셀 및 와이파이 핫 스팟(Wi-Fi hotspot) 등이 있을 수 있다.
매크로 셀(10)은 매크로 셀(10)을 관리하는 매크로 셀 기지국(100)을 포함한다. 소규모 셀(20a, 20b)은 소규모 셀(20a, 20b)을 관리하는 소규모 셀 기지국(200a, 200b)을 포함한다.
이러한 계층적 셀룰라 네트워크 시스템에서 사용자 단말(300)은 매크로 셀 기지국(100)과 연결을 설정하여 통신을 수행할 수 있으며, 어느 하나의 소규모 셀(20a)에 접근하면 소규모 셀 기지국(200a)과 연결을 설정하여 통신을 수행할 수도 있다.
일반적으로, 매크로 셀 기지국(100)에 연결되어 있는 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)로 접근하면서 사용자 단말(300)이 수신한 소규모 셀 기지국(200a)의 신호 세기가 설정된 신호 임계 값보다 커지는 경우에 매크로 셀(10)에서 소규모 셀(20a)로의 핸드오버가 결정된다.
그런데, 소규모 셀(20a)은 반경이 작기 때문에, 사용자 단말(300)이 해당 소규모 셀(20a)을 수 초 이내의 짧은 시간 동안 머물렀다가 다시 해당 셀(20a)을 벗어나는 일시적 사용자의 비율이 매우 높다. 이러한 일시적 사용자에 대해서도 핸드오버가 결정되면, 매크로 셀 기지국(100)은 소규모 셀 기지국(200a)과 빈번한 핸드오버를 수행해야 하므로, 자원 낭비는 물론 매크로 셀 기지국(100)에게는 큰 부하로 작용할 수가 있다.
사용자 단말(300)의 핸드오버를 결정하는 핸드오버 장치(도시하지 않음)는 사용자 단말(300)이 접근한 소규모 셀 기지국(200a)의 신호 세기가 신호 임계 값보다 크면, 이동성 분석 서버(400)로부터 수신한 사용자 단말(300)의 이동성 규칙과 사용자 단말(300)의 이동 궤적을 비교하여 사용자 단말(300)이 일시적 사용자인지 판별한다. 그런 후에, 핸드오버 장치는 일시적 사용자로 판별된 사용자 단말(300)에 대해서 핸드오버 하지 않는 것으로 결정하고 매크로 셀 기지국(100)과의 연결을 유지한다.
이동성 분석 서버(400)는 소규모 셀 기지국(200a, 200b)에 연결되어 있으며, 소규모 셀 기지국(200a, 200b)을 통해서 해당 기지국에 접속되어 있는 사용자 단말들의 이동 궤적을 수집하고, 수집한 사용자 단말들의 이동 궤적을 이용하여 각 사용자 단말의 이동성 규칙을 유추한다. 그리고 이동성 분석 서버(400)는 각 사용자 단말의 이동성 규칙을 해당 소규모 셀 기지국(200a, 200b)으로 전달한다.
여기서, 이동성 분석 서버(400)로부터 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 수신한 소규모 셀 기지국(200a)이 사용자 단말(300)로 이동성 규칙을 전달한 경우, 핸드오버 여부는 사용자 단말(300)에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 핸드오버 장치는 사용자 단말(300)일 수 있다. 반면, 소규모 셀 기지국(200a)이 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 사용자 단말(300)로 전달하지 않는 경우, 핸드오버 여부는 소규모 셀 기지국(200a)에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, 핸드오버 장치는 소규모 셀 기지국(200a)일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의상 핸드오버 장치가 사용자 단말(300)인 것으로 가정하기로 한다.
그러면, 사용자 단말(300)에서 일시적 사용자에 대한 핸드오버를 줄일 수 있는 방법에 대해서 도 2를 참고로 하여 자세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법을 나타낸 도면이다.
도 2를 참고하면, 매크로 셀 기지국(100)에 연결되어 있는 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 접근하게 되면, 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)이 전달한 신호를 수신하게 된다(S202).
사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 수신한 신호가 일차 핸드오버 결정 조건(Handover Criterion)을 만족하는지 판단한다(S204). 예를 들면, 일차적인 핸드오버 결정 조건은 수학식 1과 같을 수 있으며, 일차 핸드오버 결정 조건은 사용하는 프로토콜 규격 및 네트워크 관리자의 설정에 따라 다르게 설정될 수 있다.
[수학식 1]
Sf > Sth
수학식 1에서, Sf는 소규모 셀 기지국(200a)로부터 수신한 신호의 세기 예를 들면, 신호대 간섭 및 잡음비(Signal to Interference and Noise Ratio, SINR)를 나타내고, Sth는 소규모 셀 기지국(200a)의 신호 임계값으로, 히스테리시스(Hysteresis)를 고려한 값일 수 있다. 히스테리시스는 핑퐁 효과를 막기 위해서 더해주는 값이다.
즉, 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 수신한 신호의 SINR을 주기적으로 측정하고, 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 수신한 신호의 SINR이 Sth보다 큰 경우에 이차 핸드오버 결정 조건을 만족하는지 판단한다.
일반적으로는 수학식 1과 같은 핸드오버 결정 조건이 만족되면, 사용자 단말(300)은 바로 핸드오버를 개시한다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따르면, 사용자 단말(300)은 수학식 1과 같은 핸드오버 결정 조건이 만족하면 이차 핸드오버 결정 조건을 이용하여 일시적 사용자를 판별함으로써, 일시적 사용자의 불필요한 핸드오버를 억제한다.
이차 핸드오버 결정 조건은 사용자가 소규모 셀(20a)에 앞으로 머무를 시간(Cell Residence Time, 이하 "셀 체제 예상 시간"이라 함) 조건으로, 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Tc > Tth
수학식 2에서, Tc는 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 머무를 셀 체제 예상 시간을 나타내고, Tth는 시간 임계 값을 나타낸다.
즉, 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)로부터 수신한 신호의 SINR이 수학식 1의 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하면(S204), 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측한다(S206). 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 하부 영역의 정보와 자신의 이동성 규칙 정보를 획득하고, 하부 영역의 정보와 자신의 이동성 규칙 정보를 자신의 이동 기록과 비교함으로써 소규모 셀(20a)의 셀 체제 예상 시간을 예측할 수 있다. 여기서, 하부 영역에 대해서는 도 3을 참조하여 셀 체제 예상 시간을 예측하는 방법과 함께 후술한다.
사용자 단말(300)은 예측한 소규모 셀(20a)의 셀 체제 예상 시간이 수학식 2의 이차 핸드오버 결정 조건을 만족하면(S208), 매크로 셀 기지국(100)에서 소규모 셀 기지국(200a)으로의 핸드오버를 결정하고(S210), 핸드오버를 시작한다(S212).
반면, 사용자 단말(300)은 수학식 2의 핸드오버 결정 조건을 만족하지 않는 경우(S208), 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)의 일시적 사용자인 것으로 판단하고(S214), 핸드오버를 수행하지 않는 것으로 결정한다. 즉, 사용자 단말(300)의 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간이 Tth 미만인 경우 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)의 일시적 사용자인 것으로 판단함으로써, 핸드오버를 수행하지 않는 것으로 결정한다.
그리고 소규모 셀 기지국(200a)로부터 수신한 신호의 SINR이 수학식 1의 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하지 못하거나(S204), 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)의 일시적 사용자인 것으로 판단되는 경우(S214), 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 다음 신호가 수신될 때까지 대기할 수 있다(S216).
이와 같이, 사용자 단말(300)은 일차 핸드오버 결정 조건을 만족한 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간을 이용하여 일시적 사용자를 빠르게 판별함으로써, 소규모 셀(20a)에 대한 일시적 사용자의 핸드오버를 억제할 수 있고 소규모 셀(20a)에 오랫동안 머무르는 사용자에 대한 핸드오버 지체를 줄일 수 있다.
살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법에서는 사용자 단말(300)의 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간이 핸드오버 결정에 중요한 변수로 작용한다. 즉, 사용자 단말(300)의 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간을 정확하게 예측할 수 있다면 핸드오버의 성능을 향상시킬 수 있다. 그러나 이론적으로 셀 체제 예상 시간을 시간 단위로 정확히 예측하는 것은 불가능하다. 따라서, 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간을 예측할 수 있는 실시 예에 대해서 도 3을 참고로 하여 자세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 단말의 소규모 셀에 대한 셀 체제 예상 시간을 예측하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 사용자 단말(300)은 자신의 이동 궤적을 주기적으로 소규모 셀 기지국(200a)에 보고한다(S302).
후술하는 것처럼, 이동성 분석 서버(400)는 데이터 마이닝 기법을 이용하여 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 유추한다. 데이터 마이닝 기법으로 순차 패턴 마이닝(Sequential Pattern Mining) 기법이 사용될 수 있으며, 이를 가능하게 위해 소규모 셀 기지국(200a, 200b)과 소규모 셀 기지국(200a, 200b)의 주변을 하부 영역(Sub Area)으로 분할한 환경이 이용될 수 있다.
사용자 단말(300)은 실내 측위 기술(Indoor Localization Technique) 예를 들면, 와이파이, 지그비 센서(Zigbee Sensor) 및 오디오 튜너 신호(Audio Tuner Signal) 등을 이용하여 오차 반경 5m 이내로 자신이 현재 속한 하부 영역을 인식할 수 있다. 따라서, 사용자 단말(300)은 자신의 이동 궤적을 하부 영역의 시퀀스(Sequence) 형태로 기록 및 저장한다.
사용자 단말(300)은 한 하부 영역에 오래 머물게 되는 경우에는 시퀀스 기록을 종료하고 그 다음부터 새로운 시퀀스를 시작한다. 예를 들어, 사용자 단말(300)이 하부 영역 1, 3, 8, 7, 5를 지나서 하부 영역 6에서 오랜 시간 동안 머무르고, 이후에 하부 영역 10, 12, 9로 이동한 경우, 사용자 단말(300)의 이동 궤적은 하부 영역 1, 3, 8, 7, 5, 6 그리고 6, 10, 12, 9의 두 가지 시퀀스 형태로 기록될 수 있다. 이것은 미리 정해진 임계 시간보다 오랜 시간 동안 하나의 영역에 머무는 경우 사용자가 이동하지 않는다고 판단하는 것과 동일하다.
사용자 단말(300)은 이동 궤적의 기록 시간을 해당 이동 궤적에 대응하여 저장할 수 있다.
사용자 단말(300)은 자신의 이동 궤적을 주기적으로 소규모 셀 기지국(200a)에 보고할 수 있다. 사용자 단말(300)은 자신의 식별자와 함께 이동 궤적을 주기적으로 소규모 셀 기지국(200a)에 보고할 수 있다.
소규모 셀 기지국(200a)은 소규모 셀(20a)에 속한 사용자 단말들로부터 이동 궤적을 수신하면, 표 1과 같이 사용자 단말의 식별자에 대응하여 해당 사용자 단말의 이동 궤적을 저장 및 관리한다. 표 1에서, 2011/02/02/10:56은 년도/월/일/시간 및 분을 나타낸다.
[표 1]
Figure pat00001
소규모 셀 기지국(200a)은 소규모 셀(20a)에 속한 사용자 단말(300)의 이동 궤적을 이동성 분석 서버(400)로 전달한다(S304).
이동성 분석 서버(400)는 소규모 셀 기지국(200a)을 통해 사용자 단말(300)의 이동 궤적을 충분히 수집하고(S306), 순차 패턴 마이닝 기법을 이용하여 사용자 단말(300)의 이동 궤적으로부터 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 유추한다(S308).
이동성 분석 서버(400)는 유추한 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 주기적으로 소규모 셀 기지국(200a)으로 전달한다(S310).
소규모 셀 기지국(200a)은 이동성 분석 서버(400)로부터 수신한 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 자신의 영역에 속한 하부 영역의 정보와 함께 브로드캐스팅한다(S312). 소규모 셀 기지국(200a)은 각종 제어 정보를 사용자 단말(300)로 알려주는 제어 채널을 통하여 하부 영역의 정보와 이동성 규칙을 브로드캐스팅할 수 있다. OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술을 사용하는 셀룰라 통신 시스템 예로 들면, 3GPP-LTE(Long Term Evolution) 시스템의 경우 소규모 셀 기지국(200a)은 물리 방송 채널(physical broadcast channel, PBCH)을 통하여 하부 영역의 정보와 이동성 규칙을 브로드캐스팅할 수 있으며, IEEE 802.16 기반 시스템의 경우 소규모 셀 기지국(200a)은 프레임 제어 헤더(frame control header, FCH)나 멀티캐스트 브로드캐스트 서비스(Multicast and Broadcast Service, MBS) 필드를 통하여 하부 영역의 정보와 이동성 규칙을 브로드캐스팅할 수 있다.
사용자 단말(300)은 수학식 1의 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하면, 해당 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간을 예측한다. 이론적으로 셀 체제 예상 시간을 시간 단위로 정확히 예측하는 것은 불가능하지만 데이터 마이닝 기법을 사용한다면 네트워크 관리자에 의해 미리 정해진 임계 값과의 비교를 통해서 예측이 가능할 수 있다.
구체적으로, 사용자 단말(300)은 해당 소규모 셀 기지국(200a)이 브로드캐스팅하고 있는 하부 영역의 정보와 이동성 규칙을 획득한다(S314).
사용자 단말(300)은 자신의 이동성 규칙을 자신의 이동 궤적과 비교함으로써 미래의 이동 방향(이하, "미래 경로"라 함)를 예측하고, 미래 경로 리스트를 작성한다(S316). 예를 들어, 사용자 단말(300)의 현재까지의 이동 궤적이 <s1, s2, …, sj>이며, 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 포함되는 하부 영역 si에서 수학식 1의 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하여 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 하부 영역의 정보와 이동성 규칙을 획득하였다면, 사용자 단말(300)은 소규모 셀 기지국(200a)으로부터 획득한 이동성 규칙 중에 시작 부분(head part)이 자신의 이동 궤적에 속하면서 마지막 하부 영역이 자신의 현재 하부 영역의 위치인 si와 같은 이동성 규칙을 찾는다. 그리고 사용자 단말(300)은 해당 이동성 규칙의 컨피던스(Confidence) 값과 이동성 규칙의 꼬리 부분(Tail part)에 해당하는 미래 경로를 저장한다. 해당 이동성 규칙이 <1, 3, 5> → <2, 8>이라면, 사용자 단말(300)은 꼬리 부분인 <2, 8>을 컨피던스 값과 함께 미래 경로로 저장한다.
사용자 단말(300)은 이러한 과정을 반복하여 미래 경로 리스트를 작성한다.
다음, 사용자 단말(300)은 네트워크 관리자가 미리 지정한 시간 임계 값(식 1의 Tth)을 수학식 3을 이용해 소규모 셀(20a)에 포함되는 연속된 하부 영역의 수(n)로 변환하며(S318), n 값은 이차 핸드오버 결정 조건의 입력 값으로 사용한다.
[수학식 3]
n=(v*Tth)/s
수학식 3에서, v는 사용자 단말(300)의 현재 이동 속도이고, s는 하부 영역의 크기를 나타낸다.
수학식 3에 도시된 n은 사용자 단말(300)이 시간 임계 값에 해당하는 Tt만큼 소규모 셀에 머물기 위해서 사용자 단말(300)의 미래 경로에서 소규모 셀(20a)에 포함되어야 할 연속된 하부 영역의 최소 개수를 나타낸다. 예를 들어, 현재 사용자 단말(300)의 이동 속도가 2m/s이고, 하부 영역의 크기가 2m이며, 2초 내에 소규모 셀의 영역을 벗어나는 불필요한 핸드오버를 절감하고자 한다면, Tth가 2초이므로, n=2가 이차 핸드오버 결정 조건의 입력 값으로 사용될 수 있다. 즉, 적절한 핸드오버가 되려면 앞으로 소규모 셀(20a)에 포함되는 최소 2개의 하부 영역이 사용자 단말(300)의 미래 경로에 포함되어야 한다. 다시 말해서, 미래 경로의 시작 영역부터 최소 2개의 하부 영역이 연속하여 소규모 셀(20a)에 포함되어 있어야 한다.
수학식 3은 기본적으로 실내에서 사용자 단말(300)의 이동 속도는 높지 않고 속도 변화 또한 크지 않다는 점에서 착안하여 얻어낸 결과로부터 도출된 수식이므로, 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 방법은 옥내에 배치된 소규모 셀 기지국 환경에 매우 적합할 수 있다.
다음, 사용자 단말(3600)은 미래 경로 리스트를 순차적으로 탐색한다(S320). 사용자 단말(300)은 미래 경로 리스트에서 각 튜플(tuple)이 지니고 있는 꼬리 부분의 하부 영역 n개가 연속으로 소규모 셀(20a)에 속해 있다면(S322), 컨피던스 값을 변수 A에 더해주고(S324), 그렇지 않다면 컨피던스 값을 변수 B에 더해준다(S326). 여기서, 변수 A는 현재 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 시간 임계 값 Tth보다 오래 머무는 경우에 대한 컨피던스 값의 합이 되고, B는 현재 사용자 단말(300)이 소규모 셀(20a)에 시간 임계 값 Tth보다 짧게 머무는 경우에 대한 컨피던스 값의 합이 된다. 변수 A 및 변수 B의 초기 값은 0이다.
이와 같은 방법으로 사용자 단말(3600)은 작성한 미래 경로 리스트를 모두 탐색한 후에(S328), A가 B보다 큰지 판단한다(S330).
사용자 단말(300)은 A가 B보다 크면, 사용자 단말(300)의 소규모 셀(20a)에 대한 셀 체제 예상 시간이 Tth보다 클 확률이 높은 것으로 판단하고 핸드오버를 수행하기로 결정한다(S332). 반면, 사용자 단말(300)은 A가 B보다 크지 않다면 사용자 단말(300)을 소규모 셀(20a)의 일시적 사용자로 판단하고(S334), 핸드오버를 수행하지 않기로 결정한다.
다음으로, 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 분석 서버(400)에서 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 유추하는 방법에 대해서 도 4를 참고로 하여 자세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 분석 서버에서 사용자 단말의 이동성 규칙을 유추하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 이동성 분석 서버(400)는 소규모 셀 기지국(200a, 200b)을 통해서 각 소규모 셀 기지국(200a, 200b)이 관리하고 있는 소규모 셀(20a, 20b)에 속해 있는 사용자 단말로부터 각 사용자 단말의 이동 궤적을 수집할 수 있다. 아래에서는 설명의 편의상 하나의 사용자 단말(300)을 기준으로 설명하기로 한다.
이동성 분석 서버(400)는 예를 들면, 소규모 셀 기지국(200a)을 통해서 사용자 단말(300)의 이동 궤적으로 주기적으로 전달 받음으로써, 사용자 단말(300)의 이동 궤적을 수집한다(S410).
이동성 분석 서버(400)는 사용자 단말(300)의 이동 궤적을 충분히 수집한 후에 순차 패턴 마이닝 기법을 통해 소규모 셀(20a)에 대한 사용자 단말(300)의 사용자 이동성 패턴(User Mobility Pattern, UMP)를 추출하고(S420), 추출한 UMP로부터 네트워크 관리자에 의해 미리 설정된 컨피던스 값에 기초한 이동성 규칙(Mobility Rule)을 유추한다(S430). 여기서, 컨피던스 값은 해당 패턴의 발생 빈도를 나타내는 파라미터를 나타낸다.
이동성 분석 서버(400)는 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 주기적으로 소규모 셀 기지국(200a)에 전달한다. 예를 들어, 이동성 분석 서버(400)가 사용자 단말(300)에 대한 4개의 이동 궤적 "<1, 2, 3, 5, 6>, <2, 3, 5, 8>, <7, 2, 3, 5, 11>, <1, 3, 2, 3, 5, 9>"를 수집했다면, 순차 패턴 마이닝 기법을 이용하여 이들의 공통 패턴인 "<2, 3, 5>"를 추출할 수 있으며, 추출한 "<2, 3, 5>"가 UMP가 될 수 있다. 이때, UMP의 추출을 위해 공통 패턴을 추출하는 다양한 순차 패턴 매칭(sequential pattern matching) 알고리즘이 사용될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버 장치를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 사용자 단말(300)의 핸드오버 장치(310)는 수신부(312), 핸드오버 결정부(314), 핸드오버 수행부(316) 및 보고부(318)를 포함한다.
사용자 단말(300)이 소규모 셀 기지국(200a)으로 접근하는 경우에, 수신부(312)는 소규모 셀 기지국(200a)로부터 신호를 수신할 수 있다.
핸드오버 결정부(314)는 소규모 셀 기지국(200a)로부터 신호를 수신하면, 수신한 신호의 세기를 주기적으로 측정하여서 수학식 1과 같은 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하는지 판단한다.
핸드오버 결정부(314)는 소규모 셀 기지국(200a)로부터 수신한 신호가 일차 핸드오버 결정 조건을 만족하면, 신호 스캐닝을 통해서 소규모 셀 기지국(200a)이 브로드캐스팅한 하부 영역의 정보와 사용자 단말(300)의 이동성 규칙을 획득한다.
핸드오버 결정부(314)는 자신의 이동 궤적과 획득한 이동성 규칙을 비교하면서 미래 경로 리스트를 작성하고, 수학식 3을 통해서 시간 임계 값 Tth를 n값으로 변환한다. 다음, 핸드오버 결정부(314)는 미래 경로 리스트를 순차적으로 탐색하면서 미래 경로의 n개의 연속된 하부 영역이 소규모 셀(20a)에 속하는지를 판단하여 변수 A와 변수 B를 갱신하며, 미래 경로 리스트의 탐색이 완료된 후의 변수 A와 변수 B를 비교함으로써, 핸드오버 여부를 결정한다.
핸드오버 결정부(314)는 변수 A가 변수 B보다 크면 매크로 셀(10)에서 소규모 셀(20a)로의 핸드오버를 수행하는 것으로 결정하고, 그렇지 않으면 핸드오버를 수행하지 않는 것으로 결정한다.
핸드오버 수행부(316)는 매크로 셀(10)에서 소규모 셀(20a)로의 핸드오버가 결정되면, 매크로 셀(10)에서 소규모 셀(20a)로의 핸드오버를 시작한다.
보고부(318)는 자신이 연결된 소규모 셀 기지국(200a)으로 자신의 이동 궤적을 주기적으로 보고하며, 또한 핸드오버를 수행하는 것으로 결정된 경우 핸드오버 결정 지점을 소규모 셀 기지국(200a)으로 보고할 수 있다. 이때, 핸드오버 결정 지점은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오버의 성능 평가를 위해 사용될 수 있다. 소규모 셀 기지국(200a)은 사용자 단말(300)로부터 보고된 이동 궤적 및 핸드오버 결정 지점 이동성 분석 서버(400)로 전달할 수 있으며, 이동성 분석 서버(400)는 사용자 단말(300)의 이동 궤적과 핸드오버 결정 지점을 분석함으로써, 핸드오버의 성능 평가를 위한 척도를 제공할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 이동성 분석 서버를 나타낸 도면이다.
도 6을 참고하면, 이동성 분석 서버(400)는 수집부(410), 이동성 패턴 생성부(420), 이동성 규칙 추론부(430), 송신부(440) 및 성능 분석부(450)를 포함한다.
수집부(410)는 소규모 셀 기지국(200a, 200b)을 통해서 각 소규모 셀 기지국(200a, 200b)이 관리하고 있는 소규모 셀(20a, 20b)에 속해 있는 사용자 단말로부터 각 사용자 단말의 이동 궤적을 수집한다. 또한 수집부(410)는 소규모 셀 기지국(200a, 200b)을 통해서 각 사용자 단말의 핸드오버 결정 지점을 수집할 수 있다.
이동성 패턴 생성부(420)는 사용자 단말의 이동 궤적을 충분히 수집한 후에 순차 패턴 마이닝 기법을 통해 소규모 셀(20a, 20b)에 속해 있는 각 사용자 단말의 UMP를 추출한다.
이동성 규칙 추론부(430)는 추출한 각 사용자 단말의 UMP로부터 네트워크 관리자에 의해 미리 설정된 컨피던스 값에 기초한 이동성 규칙을 유추한다.
송신부(440)는 각 사용자 단말의 이동성 규칙을 주기적으로 해당 소규모 셀 기지국(200a, 200b)에 전달한다.
성능 분석부(450)는 수집부(410)에 의해 수집된 각 사용자 단말의 이동 궤적과 핸드오버 결정 지점으로부터 핸드오버의 결정 결과를 분석한다. 핸드오버의 결정 결과는 True Positive, True Negative, False Positive 및 False Negative의 4가지로 분석될 수 있다. 여기서, "True Positive"는 소규모 셀(20a)에 들어오는 사용자 단말(300)이 일시적 방문자가 아닌 것으로 판단하고 핸드오버를 수행하였고, 실제로도 일시적 방문자가 아니었던 경우를 말하며, 핸드오버 이후 이동 궤적 즉, 미래 경로에서 소규모 셀(20a)에 포함된 하부 영역의 수가 n보다 많은 경우를 의미할 수 있다. "True Negative"는 소규모 셀(20a)에 들어오는 사용자 단말(300)이 일시적 방문자가 될 것으로 판단하여 핸드오버를 수행하지 않았고, 실제로 일시적 방문자가 아니었던 경우를 말하며, 핸드오버 이후 이동 궤적에서 소규모 셀(20a)에 포함된 하부 영역의 수가 n 미만인 경우를 의미할 수 있다. "False Positive"는 핸드오버를 수행하였으나, 실제로는 일시적 방문자였던 경우를 말한다. 즉, 수행하지 말아야 될 핸드오버가 발생한 경우를 의미한다. "False Negative"는 핸드오버를 수행하지 않았으나, 실제로는 일시적 방문자가 아닌 경우를 말한다. 즉, 수행해야 할 핸드오버를 하지 않은 경우를 의미한다. True Positive, True Negative, False Positive 및 False Negative 중 True Positive 및 True Negative는 핸드오버가 제대로 동작한 경우를 의미하고, False Positive 및 False Negative는 핸드오버가 잘못 동작한 경우를 의미한다.
성능 분석부(450)는 각 사용자 단말의 이동 궤적과 핸드오버 결정 지점에 대한 핸드오버의 결정 결과를 로그 파일로 저장 관리할 수 있으며, 이러한 로그 파일은 향후 시스템 관리자가 핸드오버의 성능을 효과적으로 평가할 수 있는 척도를 제공하게 된다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (18)

  1. 매크로 셀에 연결되어 있는 사용자 단말이 매크로 셀 영역 내의 소규모 셀로 핸드오버하는 방법에서,
    상기 소규모 셀을 관리하는 소규모 셀 기지국으로부터 신호를 수신하는 단계,
    상기 신호의 세기가 설정된 신호 임계 값보다 큰 경우에, 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 앞으로 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측하는 단계, 그리고
    상기 셀 체제 예상 시간과 설정된 시간 임계 값의 비교를 통해서 상기 소규모 셀로의 핸드오버를 결정하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 큰 경우 핸드오버하는 것으로 결정하는 단계, 그리고
    상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값 미만인 경우에 핸드오버하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 예측하는 단계는,
    상기 사용자 단말의 이동 궤적으로부터 이동성 분석 서버가 유추한 이동성 규칙을 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 수신하는 단계, 그리고
    상기 사용자 단말의 이동 궤적과 상기 이동성 규칙의 비교를 통해서 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 클 제1 확률과 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 크지 않을 제2 확률을 구하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 결정하는 단계는,
    상기 제1 확률이 상기 제2 확률보다 큰 경우에 핸드오버하는 것으로 결정하는 단계, 그리고
    상기 제1 확률이 상기 제2 확률 미만인 경우에 핸드오버하지 않는 것으로 결정하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  5. 제3항에서,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 소규모 셀 기지국으로부터 상기 이동성 규칙을 제어 채널 또는 제어 메시지를 통해서 수신하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  6. 제3항에서,
    상기 사용자 단말의 이동 궤적을 주기적으로 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 상기 이동성 분석 서버로 보고하는 단계
    를 더 포함하는 핸드오버 방법.
  7. 제3항에서,
    상기 구하는 단계는,
    상기 사용자 단말의 이동 궤적과 상기 이동성 규칙을 비교하는 단계,
    상기 사용자 단말의 이동 궤적에 대응하는 이동성 규칙의 꼬리 부분에 해당하는 미래 경로를 저장하여 미래 경로 리스트를 작성하는 단계, 그리고
    상기 미래 경로 리스트에 저장된 각 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수가 설정 개수보다 큰 경우에 상기 제1 확률에 컨피던스(Confidence) 값을 더하여 상기 제1 확률을 갱신하는 단계,
    상기 각 미래 경로에 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수가 상기 설정 개수 미만인 경우에 상기 제2 확률에 상기 컨피던스 값을 더하여 상기 제2 확률을 갱신하는 단계를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 확률의 초기 값은 0인 핸드오버 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 구하는 단계는,
    상기 시간 임계 값을 상기 사용자 단말의 평균 이동 속도와 상기 하부 영역의 크기를 이용하여 상기 설정 개수로 변환하는 단계를 더 포함하는 핸드오버 방법.
  9. 제7항에서,
    상기 컨피던스 값은 상기 이동성 규칙을 유추하는 데 사용되는 순차 패턴 마이닝 기법에서 해당 패턴의 발생 빈도를 나타내는 파라미터 값이며,
    상기 수신하는 단계는,
    상기 이동성 분석 서버로부터 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 상기 컨피던스 값을 수신하는 단계를 포함하는 핸드오버 방법.
  10. 제1항에서,
    핸드오버하는 것으로 결정된 경우에, 상기 소규모 셀로 핸드오버를 시작하는 단계, 그리고
    핸드오버 결정 지점을 상기 소규모 셀 기지국으로 보고하는 단계
    를 더 포함하는 핸드오버 방법.
  11. 매크로 셀에서 매크로 셀 영역 내의 소규모 셀로 사용자 단말의 핸드오버를 결정하는 장치에서,
    상기 매크로 셀에 연결된 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 진입한 경우에, 상기 사용자 단말에서 수신한 소규모 셀 기지국의 신호가 핸드오버 결정 조건을 만족하면, 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀에 앞으로 머무를 셀 체제 예상 시간을 예측하여 상기 사용자 단말이 상기 소규모 셀의 일시적 사용자인지 판별하며, 상기 일시적 사용자로 판별된 사용자 단말의 경우 상기 매크로 셀과의 연결을 유지시키는 핸드오버 결정부, 그리고
    상기 일시적 사용자로 판별되지 않은 사용자 단말에 대해 상기 소규모 셀로의 핸드오버를 수행하는 핸드오버 수행부
    를 포함하는 핸드오버 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 핸드오버 조건은 상기 신호의 세기가 신호 임계 값보다 큰 조건을 포함하는 핸드오버 장치.
  13. 제11항에서,
    상기 핸드오버 결정부는,
    상기 셀 체제 예상 시간이 설정된 시간 임계 값 미만인 경우에 상기 사용자 단말이 상기 일시적 사용자인 것으로 판단하는 핸드오버 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 사용자 단말의 이동 궤적을 주기적으로 상기 소규모 셀 기지국을 통해서 이동성 분석 서버로 보고하는 보고부
    를 더 포함하며,
    상기 핸드오버 결정부는 상기 이동성 분석 서버로부터 수신한 상기 사용자 단말의 이동성 규칙과 상기 이동 궤적을 비교하여 상기 셀 체제 예상 시간을 예측하고,
    상기 이동성 분석 서버는 상기 사용자 단말의 이동 궤적으로부터 상기 이동서 규칙을 유추하는 핸드오버 장치.
  15. 제14항에서,
    상기 이동성 분석 서버는 순차 패턴 마이닝 기법을 이용하여 상기 이동성 규칙을 유추하는 핸드오버 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 소규모 셀 및 상기 소규모 셀의 주변의 영역이 복수의 하부 영역으로 나뉘어지고,
    상기 보고부는 상기 사용자 단말의 이동 궤적을 하부 영역의 시퀀스로 보고하는 핸드오버 장치.
  17. 제14항에서,
    상기 핸드오버 결정부는,
    상기 이동성 규칙과 상기 이동 궤적을 비교하여 미래 경로 리스트를 작성하고, 상기 미래 경로 리스트에 있는 각 미래 경로에 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수를 설정 개수와 비교하여 상기 일시적 사용자를 판별하며,
    상기 설정 개수는 상기 시간 임계 값과 상기 사용자 단말의 평균 이동 속도와 상기 하부 영역의 크기를 이용하여 계산되는 핸드오버 장치.
  18. 제17항에서,
    상기 핸드오버 결정부는,
    상기 미래 경로 리스트를 순차적으로 탐색하여, 상기 각 미래 경로에 포함된 하부 영역 중 상기 소규모 셀에 포함된 연속된 하부 영역의 수가 상기 설정 개수보다 많은 경우 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 클 제1 확률에 정해진 값을 더하고, 그렇지 않은 경우 상기 셀 체제 예상 시간이 상기 시간 임계 값보다 크지 않을 제2 확률에 정해진 값을 더하며,
    상기 미래 경로 리스트의 탐색이 완료된 후의 상기 제1 확률이 상기 제2 확률보다 큰 경우에 상기 사용자 단말이 일시적 사용자가 아닌 것으로 판단하고, 상기 제1 확률이 상기 제2 확률보다 크지 않은 경우에 상기 사용자 단말을 상기 소규모 셀의 일시적 사용자인 것으로 판단하는 핸드오버 장치.
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