KR20140034509A - 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 고려한 빔 단위 핸드오버를 위한 것으로, 단말이 서빙 기지국으로부터 통신을 위해 사용하는 서빙 빔 및 이웃 기지국의 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 서빙 빔 외 상기 서빙 기지국의 빔으로서 미리 정의된 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상이면, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하는 과정과, 상기 핸드오버에 대한 요청 또는 명령을 송신하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR HANDOVER IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 시스템의 성능을 향상시키기 위한 기술로, 빔포밍(beamforming)이 있다. 상기 빔포밍은 다중 안테나를 이용하여 빔에 방향성을 부여함으로써 특정 수신자에게 대한 신호 수신 강도를 높이는 기술이다. 상기 빔포밍은 수행 주체에 따라 송신 빔포밍 및 수신 빔포밍으로 구분된다. 이때, 단말이 이동함에 따라 서빙 셀(serving cell)을 벗어나 다른 셀로 진입하면, 핸드오버(handover) 절차가 수행된다. 기지국들이 상기 빔포밍을 수행하는 경우, 타겟(target) 기지국에서의 최적의 빔(beam)을 판단해야 하는 문제가 발생한다.
상기 빔을 고려한 핸드오버 절차로서, 이하 도 1과 같은 빔들 간 핸드오버 성공률의 통계를 이용하는 방안이 제안된 바 있다. 도 1은 무선 통신 시스템에서 빔들 간 핸드오버 성공률의 통계를 이용한 핸드오버의 개념을 도시하고 있다. 상기 도 1에 도시된 핸드오버 방식에 따르면, 다수의 기지국들을 관리하는 관리자가 서로 다른 기지국들의 빔들 간 핸드오버를 직접 제어한다. 단말이 모든 이웃 기지국들의 좁은 빔(narrow beam) 상황을 알 수 없으므로, 상기 관리자가 빔들 간 핸드오버 성공 확률을 룩업 테이블(Look-up table)(110)로 관리한다. 상기 관리자는 상기 룩업 테이블(110)을 이용하여, 성공 확률에 따라 단말을 최적의 타겟 빔으로 핸드오버하도록 제어한다.
상기 빔을 고려한 다른 하나의 핸드오버 절차로서, 이하 도 2와 같은 서로 다른 빔 폭(beam width)을 이용하는 방안이 제안된 바 있다. 도 2는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 빔 폭을 이용한 핸드오버의 개념을 도시하고 있다. 상기 도 2를 참고하면, 단말은 기지국의 참고 신호(reference signal)을 수신하고, 상기 참고 신호를 통해 측정된 채널 품질에 기초하여 핸드오버를 결정한다. 이때, 스캐닝(scanning)을 위한 상기 참조 신호는 섹터 빔(sector beam)(201)으로 송신된다. 그리고, 통신 서비스는 좁은 빔(narrow beam)(202)로 제공된다.
상술한 핸드오버 방식들 중, 상기 도 1에 도시된 방식의 경우, 단말이 이웃 기지국의 좁은 빔에 대한 측정 없이 핸드오버 가능한 장점이 있다. 그러나, 관리자가 모든 기지국들의 빔들에 대한 핸드오버 성공 확률을 관리해야 하는 부담이 있다. 상기 도 2에 도시된 방식의 경우, 단말은 기지국으로 좁은 빔 후보들에 대하여 상향링크 파일롯(pilot) 신호를 송신해야 한다. 그러므로, 단말 관점에서, 좁은 빔 후보가 많을수록, 최적의 좁은 빔을 결정하기 위해 소모되는 전력이 커진다.
따라서, 보다 효과적인 빔을 고려한 핸드오버 절차가 제시되어야 한다.
따라서, 본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔포밍을 고려한 핸드오버를 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 빔 스캐닝(Beam scanning)을 통해 단말의 이동성을 제공하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 핸드오버 시 핑퐁(ping-pong) 현상을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 NLOS(Non-Line of Sight) 환경을 고려한 빔 스캐닝을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 방법은, 단말이 서빙 기지국으로부터 통신을 위해 사용하는 서빙 빔 및 이웃 기지국의 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 서빙 빔 외 상기 서빙 기지국의 빔으로서 미리 정의된 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상이면, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하는 과정과, 상기 핸드오버에 대한 요청 또는 명령을 송신하는 과정을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2견지에 따르면, 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 장치는, 단말이 서빙 기지국으로부터 통신을 위해 사용하는 서빙 빔 및 이웃 기지국의 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 서빙 빔 외 상기 서빙 기지국의 빔으로서 미리 정의된 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상이면, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하는 제어부와, 상기 핸드오버에 대한 요청 또는 명령을 송신하는 통신부를 포함한다.
무선 통신 시스템에서 빔포밍을 고려한 빔 단위 핸드오버의 절차를 제안함으로써, 빔포밍을 지원하는 시스템에 보다 최적화된 핸드오버를 수행할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 빔들 간 핸드오버 성공률의 통계를 이용한 핸드오버의 개념을 도시하는 도면,
도 2는 무선 통신 시스템에서 서로 다른 빔 폭을 이용한 핸드오버의 개념을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성 예를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 개략적으로 도시하는 도면,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔 폭의 스캐닝 빔을 도시하는 도면,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 넓은 빔 폭의 스캐닝 빔을 도시하는 도면,
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 빔의 송신 패턴 예를 도시하는 도면,
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 결과를 관리하기 위한 목록의 예를 도시하는 도면,
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 결과의 관리 예를 도시하는 도면,
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 가능한 시점들의 예를 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔만으로 판단된 핸드오버 메트릭(metric)이 만족되는 시점들의 예를 도시하는 도면,
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔 및 넓은 빔으로 판단된 핸드오버 메트릭이 만족되는 시점들의 예를 도시하는 도면,
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 신호 교환을 도시하는 도면,
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 판단자의 동작 절차를 도시하는 도면,
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하는 도면,
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 관리 서버 또는 기지국의 블록 구성을 도시하는 도면.
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 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.
이하 본 발명은 무선 통신 시스템에서 빔포밍(beamforming)을 고려한 핸드오버 기술에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템의 구성 예를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참고하면, 시스템은 관리 서버(310), 기지국A(321), 기지국B(322), 기지국C(323)을 포함한다. 상기 기지국들(321, 322, 323) 각각에 의해 서비스되는 3개의 셀들이 존재하며, 상기 관리 서버(310)는 상기 기지국A(321), 상기 기지국B(322), 상기 기지국C(323)의 빔포밍 및 핸드오버 절차를 제어한다. 상기 도 3에서, 상기 관리 서버(310)은 상기 기지국들(321, 322, 323)과 독립적인 객체(entity)로 도시되었으나, 상기 기지국A(321), 상기 기지국B(322), 상기 기지국C(323), 다른 기지국 중 적어도 하나에 포함되거나, 또는, 상기 기지국들(321, 322, 323)의 상위 노드(node)의 일부일 수 있다. 상기 기지국들(321, 322, 323) 각각은 자신의 셀 내에 위치한 단말에게 서비스를 제공한다.
이때, 효과적인 통신을 위해, 상기 기지국들(321, 322, 323)은 빔포밍을 수행한다. 구체적으로, 상기 기지국들(321, 322, 323)은 각 단말에 대하여 다수의 후보 방향(candidate direction)들 중 선택된 방향의 빔으로 서비스를 제공한다. 이때, 상기 기지국들(321, 322, 323)의 하드웨어 성능 및 서비스 정책에 따라, 빔 방향 및 빔 폭(beam width)가 제한적으로 조절 가능하다. 단말들은 상기 기지국들(321, 322, 323)로부터 빔 기반 서비스를 제공받으며, 빔 종류(Beam type)에 따라 할당된 인덱스(index)를 기반으로 이웃 기지국의 빔들에 대한 스캐닝(scanning)이 가능하다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 절차를 개략적으로 도시하고 있다.
상기 도 4를 참고하면, 단말(430)은 서빙 셀(421)로부터 서비스를 제공받고 있다. 상기 서빙 셀(421)로부터 서비스를 제공받음과 동시에, 상기 단말(430)은 주변 기지국들의 빔들에 대한 스캐닝을 수행한다(401단계). 상기 스캐닝은 기지국에서 송신된 빔포밍된 참조 신호(reference signal)에 대한 신호 세기, 신호 품질 등을 측정하는 과정을 의미한다. 상기 참조 신호는 프리앰블(preamble), 파일럿(pilot) 등 다른 명칭으로 지칭될 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해, 본 발명은 상기 스캐닝을 위해 빔포밍된 신호를 '스캐닝 빔(scanning beam)'이라 칭한다.
상기 주변 기지국들의 빔에 대한 스캐닝 결과에 기초하여, 상기 단말(430)은 이웃 기지국들에 대한 이웃 빔 목록(beam list)를 관리한다. 이에 따라, 상기 단말(430)의 이웃 빔 목록은 이웃 셀(422)에서 송신되는 빔에 대한 정보를 포함한다. 스캐닝된 빔의 수신 신호가 일정 임계값 이하인 경우, 상기 단말(430)은 이웃 빔 목록에서 해당 빔을 제거한다. 상기 단말(430)은 미리 정의된 주기에 따라 이웃 기지국들에 대한 이웃 빔 목록를 관리할 수 있다.
만일, 상기 서빙 셀(421)로부터의 빔에 대한 수신 신호가 임계값 이하가 되면, 상기 단말(430)은 이웃 기지국의 빔으로 핸드오버를 요청한다(403단계). 상기 핸드오버 요청은 측정 보고(measurement report)의 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 서빙 셀(421)의 기지국은 상기 단말(430)로부터의 측정 보고를 관리 서버(410)로 전달한다(405단계).
상기 측정 보고를 수신한 상기 관리 서버(410)는 상기 단말(430)의 핸드오버를 결정하고, 상기 이웃 셀(422)의 기지국으로 핸드오버 명령을 송신한다(407단계). 이에 따라, 상기 단말(430)은 빔 목록에서 상기 이웃 셀(422)에 대한 최적의 빔을 확인하고, 상기 최적의 빔으로 핸드오버를 수행한다. 이때, 본 발명의 다양한 실시 예들에 따라, 기지국들은 다양한 폭(width)의 빔들을 스캐닝 빔으로서 제공함으로써, 다양한 통신 환경에 대하여 적응적인 대응이 가능하다.
상기 도 4에 도시된 바와 같은 절차를 위해, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국들을 다음과 같이 스캐닝 빔을 제공한다. 기지국은 이하 도 5 및 이하 도 6에 도시된 바와 같이 다양한 타입(type)의 스캐닝 빔들을 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔 폭의 스캐닝 빔을 도시하고 있다. 상기 도 5에 도시된 제1타입(1st type) 스캐닝 빔은 상대적으로 좁은 폭을 가지는 빔으로서, 방향에 따라 빔 식별자(beam identifier)들이 할당된다. 빔 방향에 따라 서로 다른 식별자를 가지므로, 단말은 빔 방향에 대한 정보 없이 빔 식별자로 스캐닝을 수행할 수 있다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 절차의 명확성을 위해, 스캐닝 절차에 앞서, 상기 기지국이 상기 단말로 빔 방향에 대한 정보, 빔 식별자들 등을 제공할 수 있다. 상기 도 5는 반 시계방향으로 B1, B2, B3의 순서로 빔 식별자를 할당한 예를 도시한다. 그러나, 구체적인 실시 예에 따라, 상기 빔 식별자는 상기 도 5에 도시된 방식과 다르게 할당될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 넓은 빔 폭의 스캐닝 빔을 도시하고 있다. 상기 도 6에 도시된 제2타입(2nd type) 스캐닝 빔은 상기 도 5에 도시된 제1타입 스캐닝 빔 보다 상대적으로 폭이 넓은 빔이다. 상기 제1타입 스캐닝 빔과 빔 폭이 상이하므로, 제2타입 스캐닝 빔들은 방향이 동일하더라도 다른 빔 식별자를 할당받는다. 상기 도 6은 반 시계방향으로 설정하고 반 시계방향으로 C1, C2, C3 등의 순서로 빔 식별자를 할당한 예를 도시한다. 그러나, 구체적인 실시 예에 따라, 상기 빔 식별자는 상기 도 6에 도시된 방식과 다르게 할당될 수 있다.
상기 도 5 및 상기 도 6에 도시된 스캐닝 빔들은 자신이 속한 기지국의 기지국 식별자(base station identifier) 및 자신의 빔 식별자를 제공하는 수단이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 스캐닝 빔들은 상기 기지국 식별자 및 상기 빔 식별자를 나타내는 시퀀스(sequence)로 구성될 수 있다. 다른 예로, 상기 기지국 식별자 및 상기 빔 식별자는 상기 스캐닝 빔의 신호가 매핑된 부반송파(sub-carrier)의 위치를 통해 표현될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 기지국 식별자 및 상기 빔 식별자를 표현하기 위해, 상기 시퀀스 및 상기 부반송파의 위치가 복합적으로 사용될 수 있다.
상기 도 5 및 상기 도 6은 2가지 타입들만을 도시하나, 제공 가능한 빔 폭 개수에 따라 더 많은 타입의 빔 식별자 부여가 가능하다. 상술한 바와 같은 계층 구조의 빔 식별자 제공 방식을 통해, 본 발명의 실시 예에 따른 기지국은 NLOS(Non-Line of Sight) 상황에서도 적응적으로 스캐닝 빔을 단말에게 제공할 수 있다. 본원발명이 상술한 바와 같이 빔 식별자를 이용한 스캐닝 방식을 제공함으로써 단말의 이동성을 지원하기 때문에, 다수의 사용자가 있는 환경에서도 빔 스캐닝이 용이하게 수행될 수 있다. 나아가, 섹터 빔(Sector beam)을 사용하지 않으므로, 핸드오버 과정이 보다 간소화된다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 빔의 송신 패턴 예를 도시하고 있다.
빔은 기지국의 커버리지(coverage) 재사용을 높이는 방식이기 때문에, 상기 기지국의 성능이 지원하는 범위에서, 동시에 다수의 스캐닝빔들이 송신될 수 있다. 구체적인 스캐닝 빔의 송신에 대한 설계는 실제 망(network) 구성에서 이웃 기지국들과의 배치를 고려하여 결정됨이 바람직하다. 상기 도 7은 4개의 제1타입 스캐닝 빔들을 동시에, 2개의 제2타입 스캐닝 빔들을 동시에 방송(broadcasting)하는 예를 도시한다. 즉, 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 기지국은 5회에 걸쳐 매회 마다 4개의 제1타입 스캐닝 빔들을 송신함으로써 모든 방향으로 제1타입 스캐닝 빔들을 송신하고, 2회에 걸쳐 매회 마다 2개의 제2타입 스캐닝 빔들을 송신함으로써 모든 방향으로 제2타입 스캐닝 빔들을 송신할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 결과를 관리하기 위한 목록의 예를 도시하고 있다. 상기 도 8은 스캐닝 빔을 통한 스캐닝 결과를 저장하는 구조의 예를 도시한다.
스캐닝 절차에서, 이웃 기지국의 스캐닝 빔의 수신 신호 크기가 일정 임계값 이상일 경우, 단말은 상기 스캐닝 빔을 송신한 이웃 기지국의 기지국 식별자 및 상기 스캐닝 빔의 빔 식별자를 저장한다. 이때, 상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 기지국 식별자는 이웃 기지국 ID 목록(810)에, 상기 빔 식별자는 이웃 빔 ID 목록(820)에 기록된다. 이때, 상기 기지국 식별자 및 상기 빔 식별자는 하나의 쌍(pair)으로서 기록될 수 있다. 또한, 스캐닝 절차에서, 서빙 기지국의 스캐닝 빔의 수신 신호 크기가 일정 임계값 이상일 경우, 단말은 상기 스캐닝 빔의 빔 식별자를 저장한다. 이때, 상기 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 빔 식별자는 활성 빔 ID 목록(830)에 기록된다. 상기 도 8에 도시된 표들을 이용한 동작 과정을 살펴보면 다음과 같다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 스캐닝 결과의 관리 예를 도시하고 있다. 상기 도 9를 참고하면, 기지국A(911)는 단말A(921) 및 단말B(922)의 서빙 기지국이고, 기지국B(912) 및 기지국C(913)은 상기 단말A(921) 및 상기 단말B(922)의 이웃 기지국들이다. 상기 도 9와 같은 상황에서, 상기 단말A(921) 및 상기 단말B(922)의 상기 기지국A(911), 상기 기지국B(912), 상기 기지국C(913)에 대한 스캐닝 결과는 상기 도 9와 같다.
상기 단말A(921)에 대해, 상기 기지국A(911)의 스캐닝 빔 B3, B4, 상기 기지국B(912)의 스캐닝 빔 B8, 상기 기지국C(913)의 B15, B16이 임계값 이상의 신호 세기로 수신된다. 이에 따라, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말A(921)의 이웃 기지국 ID 목록은 BS3, BS2를 포함하고, 이웃 빔 ID 목록은 BS3에 대응하여 B15, B16을, BS2에 대응하여 B8을 포함하며, 활성 빔 ID 목록은 B3, B4를 포함한다. 또한, 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 단말B(922)의 이웃 기지국 ID 목록은 BS2를 포함하고, 이웃 빔 ID 목록은 BS2에 대응하여 B9, B10, B11을 포함하며, 활성 빔 ID 목록은 B3, B4를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말은 빔 스캐닝 결과에 기초하여 핸드오버를 수행한다. 종래의 빔을 고려하지 아니한 핸드오버는 기지국 및 기지국 간의 핸드오버이므로, 단말의 이동에 따른 수신 신호의 증감 폭이 대체적으로 균일하다. 따라서, 셀 경계에 있는 단말은 핸드오버를 할 최적 타겟 기지국을 선정하는데 비교적 큰 수행 시간을 확보할 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 시스템의 경우, 기지국으로의 핸드오버가 아닌 기지국 내의 하나의 빔으로 핸드오버 수행하므로 다수의 빔들을 고려해야 한다. 이에 따라, 핸드오버 가능 시점은 단말의 진행 방향에 따라 유동적이고 신호 크기의 증감 폭 또한 비교적 불균일하다. 더욱이, 하나의 이웃 기지국 내에, 핸드오버 조건을 만족하는 스캐닝 빔들이 다수 존재하는 경우, 단말은 선택적으로 핸드오버를 수행할 수 있다. 그리고, 동일 기지국 내의 다른 빔으로 서빙 빔을 변경해야할 상황이 발생할 수 있다. 이 경우, 동일 기지국 내의 단말의 이동이므로, 핸드오버가 아닌 스케줄링에 의해 이동성 관리가 가능하다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 가능한 시점들의 예를 도시하고 있다. 상기 도 10을 참고하면, 단말은 서빙 셀에서 빔 S1을 이용하여 서비스를 제공받는다. 이때, 상기 단말이 이웃 셀을 향해 이동하며, 이웃 셀의 빔들 N1, N2, N3에 순차적으로 근접한다. 이때, 상기 도 10의 그래프를 참고하면, 상기 S1에 대한 신호 세기 PS1은 점차 감소하고, 상기 N1에 대한 신호세기 PN1, 상기 N2에 대한 신호세기 PN2, 상기 N3에 대한 신호세기 PN3는 점차 증가한다. 이때, 빔들 간 신호 세기의 순위가 변경되는 지점들이 다수 존재한다. 이 가운데, 서로 다른 기지국의 빔들의 신호 세기 순위가 변경되는 지점들(1001, 1002, 1003은 핸드오버가 필요한 지점이다. 반면, 동일 기지국의 빔들의 신호 세기 순위가 변경되는 지점들(1011, 1012, 1013)은 스케줄링을 통한 서빙 빔의 변경이 필요한 지점이다.
핸드오버의 수행 시점을 결정하는데 있어서, 핑퐁(ping-pong) 현상을 방지하기 위해 신호 세기의 차가 미리 정의된 임계값 이상인 경우에 핸드오버를 수행하는 것이 일반적이다. 본 발명의 경우, 빔 단위의 핸드오버가 수행되므로, 서빙 셀의 서빙 빔과의 핑퐁 현상뿐 아니라, 서빙 셀의 인접 빔, 즉, 활성 빔(active beam) 과의 핑퐁 현상도 고려되어야 한다. 여기서, 상기 활성 빔은 서빙 기지국의 빔들 중 서빙 빔 외에 일정 임계값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 빔을 의미한다. 이에 따라, 핸드오버를 수행할 이웃 기지국의 빔을 선택하는 메트릭(metric)은 이하 <수학식 1>과 같이 정의될 수 있다.
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상기 <수학식 1>에서, E{}는 평균 연산자, Ci는 이웃 기지국의 빔 식별자, PCi는 빔 Ci에 대한 수신 신호 세기, Bi는 서빙 기지국의 빔 식별자, PBs는 서빙 기지국의 서빙 빔에 대한 수신 신호 세기, PBa는 서빙 기지국의 활성 빔에 대한 수신 신호 세기, αCi는 핑퐁 현상 방지를 위한 요구 차이 값, Δ는 핸드오버를 허용하는 수신 신호 세기의 최소값을 의미한다.
상기 <수학식 1>을 참고하면, 핸드오버할 이웃 기지국의 빔은 Δ 이상의 수신 신호 세기를 가져야 하며, 상기 이웃 기지국의 빔은 서빙 빔에 비하여, 동시에, 활성 빔에 비하여 적어도 αCi 만큼 더 큰 수신 신호 세기를 가져야 한다.
본 발명은 이웃 기지국의 다수의 빔들을 고려하므로, 상기 <수학식 1>과 같은 메트릭을 만족하는 빔이 짧은 시간 내에 변경될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 단말 또는 관리 서버는 상기 <수학식 1>과 같은 메트릭이 만족되는 상황이 일정 시간 이상 지속되는 때 핸드오버를 결정할 수 있다. 단, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 동일 기지국 내의 빔 변경은 스케줄링으로 처리 가능하므로, 단말 또는 관리 서버는 최초 상기 <수학식 1>과 같은 메트릭을 만족하는 시점에 핸드오버를 결정할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔만으로 판단된 핸드오버 메트릭(metric)이 만족되는 시점들의 예를 도시하고 있다. 상기 도 11은 서빙셀에서 이웃셀 방향으로 이동하는 단말의 이동 경로 및 이에 따른 신호 크기 변화를 도시한다. 상기 도 11에서, 단말은 서빙 셀에서 B1을 서빙 빔으로, B2를 활성 빔으로 수신하며, 이웃 셀로부터 3개의 좁은 빔들 C1, C2, C3를 후보 빔들로 수신한다. 상기 도 11과 같이 단말이 이동함에 따라, 상기 C3, 상기 C2, 상기 C1가 상기 <수학식 1>의 메트릭을 만족하는 때가 순차적으로 도래한다. 이때, 상기 메트릭이 만족되는 상황이 만족되어야 하는 일정 시간을 어떻게 정의하느냐에 따라 핸드오버의 타겟 빔이 결정된다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 좁은 빔 및 넓은 빔으로 판단된 핸드오버 메트릭이 만족되는 시점들의 예를 도시하고 있다. 상기 도 11은 서빙셀에서 이웃셀 방향으로 이동하는 단말의 이동 경로 및 이에 따른 신호 크기 변화를 도시한다. 상기 도 11에서, 단말은 서빙 셀에서 B1을 서빙 빔으로, B2를 활성 빔으로 수신하며, 이웃 셀로부터 2개의 좁은 빔들 C1, C2, 1개의 넓은 빔 C4를 후보 빔들로 수신한다. 즉, 상기 도 12는 이웃 셀의 빔 C3가 NLOS로 인해 수신이 불가능한 환경을 가정한다. 상기 도 11과 같이 단말이 이동함에 따라, 상기 C4, 상기 C2, 상기 C1이 상기 <수학식 1>의 메트릭을 만족하는 때가 순차적으로 도래한다. 이때, 상기 메트릭이 만족되는 상황이 만족되어야 하는 일정 시간을 어떻게 정의하느냐에 따라 핸드오버의 타겟 빔이 결정된다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 신호 교환을 도시하고 있다.
상기 도 13을 참고하면, 1301단계에서 단말(1330)은 서빙 기지국(1321)과 데이터 통신을 수행한다. 즉, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321)의 커버리지 내에 위치하며, 상기 서빙 기지국(1321)에서 지원되는 다수의 빔들 중 하나를 서빙 빔으로 삼아 통신을 수행한다.
이후, 1303단계에서, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321)의 스캐닝 빔들을 수신한다. 그리고, 1305단계에서, 상기 단말(1330)은 타겟 기지국(1322)의 스캐닝 빔들을 수신한다. 여기서, 상기 서빙 기지국(1321)의 스캐닝 빔들 중 통신을 위해 사용되는 빔은 서빙 빔, 서빙 빔 외 일정 임계값 이상의 수신 신호 세기로 수신되는 빔은 활성 빔이라 지칭되고, 상기 타겟 기지국(1322)의 스캐닝 빔들은 후보 빔이라 지칭된다. 즉, 상기 1303단계 및 상기 1305단계에서, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321) 및 상기 타겟 기지국(1322)에 대한 빔 스캐닝을 수행한다. 이때, 상기 스캐닝 빔들은 해당 기지국 식별자 및 빔 식별자를 제공한다. 상기 도 13에 도시되지 아니하였으나, 상기 스캐닝은 미리 정의된 주기에 따라 수행될 수 있다.
이후, 1307단계에서, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 빔, 상기 활성 빔, 상기 후보 빔들에 대한 수신 신호 세기들을 비교한다. 이어, 1309단계에서, 상기 단말(1330)는 상기 수신 신호 세기들의 비교 결과를 포함하는 측정 보고를 상기 서빙 기지국(1321)을 통해 관리 서버(1310)로 송신한다. 이때, 상기 측정 보고에 포함되는 정보 항목은 구체적 실시 예에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 상기 측정 보고는 상기 서빙 빔, 상기 활성 빔, 상기 후보 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 측정 보고는 상기 서빙 빔, 상기 활성 빔, 상기 후보 빔들에 대한 수신 신호 세기들 간 비교 결과를 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 측정 보고는 상기 수신 신호 세기들의 비교 결과에 기초한 핸드오버 수행 여부의 판단 결과를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321) 및 상기 타겟 기지국(1322)에 대한 스캐닝 결과를 이용하여 핸드오버 메트릭을 만족하는 후보 빔이 존재하는지 판단한다.
이후, 1311단계에서, 상기 관리 서버(1310)는 상기 서빙 기지국(1321)을 통해 상기 단말(1330)로 핸드오버 명령을 송신한다. 이때, 상기 단말(1330)에 의해 핸드오버 수행 여부가 판단되는 경우, 상기 핸드오버 명령은 확인 메시지로서의 의미를 가진다. 이에 따라, 1313단계에서, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321)으로부터 상기 타겟 기지국(1322)으로의 핸드오버 절차를 수행한다.
상기 도 13에 도시되지 아니하였으나, 상기 단말(1330)은 상기 서빙 기지국(1321)으로부터 빔 스캐닝을 위해 필요한 정보를 제공받을 수 있다. 예를 들어, 상기 빔 스캐닝을 위해 필요한 정보는 빔 스캐닝의 시점(예 : 주기, 프레임 번호), 스캐닝 빔이 송신되는 자원의 위치, 스캐닝 빔의 타입 개수 및 빔의 개수, 스캐닝 빔의 식별자 목록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 빔 스캐닝을 위해 필요한 정보는 초기 진입(initial entry) 시에 제공되거나, 또는 주기적인 시그널링(signaling)을 통해 제공될 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 바와 같이 핸드오버를 수행하는 단말, 기지국, 관리 서버의 동작 및 구성을 상세히 설명한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 동작 절차를 도시하고 있다.
상기 도 14를 참고하면, 상기 단말은 1401단계에서 빔 스캐닝을 수행한다. 다시 말해, 상기 단말은 서빙 기지국 및 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정한다. 여기서, 상기 스캐닝 빔들은 다수의 방향들을 향해 반복적으로 송신되며, 서로 다른 빔 폭을 가지는 다수의 타입들로 구분될 수 있다. 이때, 상기 빔 스캐닝을 위해, 상기 단말은 미리 알고 있는 스캐닝 빔의 시퀀스 및 수신 신호 간 상관(correlation) 연산을 수행하거나, 또는, 상관 연산 없이 검출할 수 있다. 상기 도 14에 도시되지 아니하였으나, 상기 단말은 상기 빔 스캐닝을 수행하기에 앞서, 상기 빔 스캐닝을 위해 필요한 정보를 획득할 수 있다.
이후, 상기 단말은 1403단계로 진행하여 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들 중 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 존재하는지 판단한다. 상기 최소값은 핸드오버의 대상으로 고려되기 위해 요구되는 수신 신호 세기의 하한 값이다. 상기 최소값은 최소 전송률 보장을 위해 필요한 채널 품질, 신호 세기 등을 고려하여 결정될 수 있다. 이때, 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 다수 존재할 수 있다. 이 경우, 최대의 수신 신호 세기를 가지는 타겟 빔에 대하여 이하 절차가 수행된다.
상기 타겟 빔이 존재하면, 상기 단말은 1405단계로 진행하여 서빙 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 상기 수신 신호 세기 차이에 대한 임계치는 핑퐁 현상을 방지하기 위한 것이다. 즉, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 후 다시 상기 서빙 빔으로 핸드오버되는 현상을 방지하기 위해, 상기 단말은 상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이를 상기 임계치와 비교한다.
상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 단말은 1407단계로 진행하여 활성 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 본 발명은 빔 단위 핸드오버를 고려하므로, 서빙 빔 외 다른 빔과의 핑퐁 현상도 함께 고려되어야 한다. 즉, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 후 상기 활성 빔으로 인한 서빙 기지국으로 다시 핸드오버되는 현상을 방지하기 위해, 상기 단말은 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이를 상기 임계치와 비교한다. 이때, 상기 활성 빔이 다수인 경우, 각 활성 빔에 대하여 상기 1407단계가 수행된다. 여기서, 상기 1405단계에서 사용되는 상기 서빙 빔에 대한 임계치 및 상기 1407단계에서 사용되는 상기 활성 빔에 대한 임계치의 동일 여부는 구체적인 실시 예에 따라 결정된다. 즉, 2개의 임계치들은 동일하거나 또는 다를 수 있다.
상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 단말은 1409단계로 진행하여 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하고, 핸드오버에 대한 제어를 담당하는 노드(node)로 핸드오버 요청을 송신한다. 예를 들어, 상기 노드는 기지국 또는 별도의 관리 서버일 수 있다. 이후, 상기 단말은 핸드오버 절차를 수행한다.
정리하면, 상기 단말은 상기 <수학식 1>과 같은 조건을 만족하는 타겟 빔으로 핸드오버를 수행하며, 타겟 빔이 다수인 경우 가장 큰 수신 신호 세기를 가지는 타겟 빔으로 핸드오버를 수행한다.
상기 도 14에 도시된 단말의 동작 절차는 단말이 핸드오버의 수행 여부를 판단하는 실시 예를 위한 것이다. 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 핸드오버의 수행 여부는 상기 단말이 아닌 기지국 또는 별도의 관리 서버에 의해 판단될 수 있다. 이 경우, 상기 단말은 빔 스캐닝 수행 후, 빔 스캐닝 결과를 상기 기지국 또는 상기 관리 서버로 보고한다. 이때, 보고되는 정보는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 또는, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 핸드오버 판단자의 동작 절차를 도시하고 있다. 상기 도 15에서, 상기 핸드오버 판단자는 단말의 핸드오버를 결정하는 노드를 의미하는 것으로, 기지국 또는 별도의 관리 서버 중 하나이다.
상기 도 15를 참고하면, 상기 핸드오버 판단자는 1501단계에서 단말에 의해 수행된 빔 스캐닝에 대한 측정 보고를 수신한다. 상기 측정 보고는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 또는, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이후, 상기 핸드오버 판단자는 1503단계로 진행하여 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들 중 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 존재하는지 판단한다. 상기 최소값은 핸드오버의 대상으로 고려되기 위해 요구되는 수신 신호 세기의 하한 값이다. 상기 최소값은 최소 전송률 보장을 위해 필요한 채널 품질, 신호 세기 등을 고려하여 결정될 수 있다. 이때, 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 다수 존재할 수 있다. 이 경우, 최대의 수신 신호 세기를 가지는 타겟 빔에 대하여 이하 절차가 수행된다.
상기 타겟 빔이 존재하면, 상기 핸드오버 판단자는 1505단계로 진행하여 서빙 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 상기 수신 신호 세기 차이에 대한 임계치는 핑퐁 현상을 방지하기 위한 것이다. 즉, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 후 다시 상기 서빙 빔으로 핸드오버되는 현상을 방지하기 위해, 상기 핸드오버 판단자는 상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이를 상기 임계치와 비교한다.
상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 핸드오버 판단자는 1507단계로 진행하여 활성 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 본 발명은 빔 단위 핸드오버를 고려하므로, 서빙 빔 외 다른 빔과의 핑퐁 현상도 함께 고려되어야 한다. 즉, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버 후 상기 활성 빔으로 인한 서빙 기지국으로 다시 핸드오버되는 현상을 방지하기 위해, 상기 핸드오버 판단자는 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이를 상기 임계치와 비교한다. 이때, 상기 활성 빔이 다수인 경우, 각 활성 빔에 대하여 상기 1507단계가 수행된다. 여기서, 상기 1505단계에서 사용되는 상기 서빙 빔에 대한 임계치 및 상기 1507단계에서 사용되는 상기 활성 빔에 대한 임계치의 동일 여부는 구체적인 실시 예에 따라 결정된다. 즉, 2개의 임계치들은 동일하거나 또는 다를 수 있다.
상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 핸드오버 판단자는 1509단계로 진행하여 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하고, 상기 단말로 핸드오버 명령을 송신한다.
정리하면, 상기 기지국은 상기 <수학식 1>과 같은 조건을 만족하는 타겟 빔으로 핸드오버할 것을 명령하며, 타겟 빔이 다수인 경우 가장 큰 수신 신호 세기를 가지는 타겟 빔으로 핸드오버할 것을 명령한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 단말은 RF(Radio Freuqency)처리부(1610), 모뎀(1620), 저장부(1630), 제어부(1640)를 포함한다.
상기 RF처리부(1610)는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 즉, 상기 RF처리부(1610)는 상기 모뎀(1620)으로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향변환한다. 예를 들어, 상기 RF처리부(1610)는 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(Digital to Analog Convertor), ADC(Analog to Digital Convertor) 등을 포함할 수 있다. 상기 도 16에서, 하나의 안테나만이 도시되었으나, 상기 단말은 다수의 안테나들을 구비할 수 있다.
상기 모뎀(1620)은 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 상기 모뎀(1620)은 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(Inverse Fast Fourier Transform) 연산 및 CP(Cyclic Prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 모뎀(1620)은 상기 RF처리부(1610)로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(Fast Fourier Transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
상기 저장부(1630)는 상기 단말의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(1630)는 빔 스캐닝 결과를 저장한다. 예를 들어, 상기 빔 스캐닝 결과는 상기 도 8과 같은 목록의 형태로 저장될 수 있다. 그리고, 상기 저장부(1630)는 상기 제어부(1640)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1640)는 상기 단말의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1640)는 상기 모뎀(1620) 및 상기 RF처리부(1610)을 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1640)는 상기 저장부(1630)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 특히, 상기 제어부(1640)는 서빙 기지국 및 이웃 기지국에 대한 빔 스캐닝을 수행하는 빔스캐닝부(1642) 및 상기 빔 스캐닝 결과에 따라 빔 단위 핸드오버의 수행 여부를 판단하는 핸드오버판단부(1644)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1640)는 상기 단말이 상기 도 14에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(1640)의 동작은 다음과 같다.
상기 제어부(1640)는 서빙 기지국 및 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정한다. 이때, 상기 빔 스캐닝을 위해, 상기 제어부(1640)는 미리 알고 있는 스캐닝 빔의 시퀀스 및 수신 신호 간 상관(correlation) 연산을 수행하거나, 또는, 상관 연산 없이 검출할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(1640)는 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들 중 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 존재하는지 판단한다. 상기 타겟 빔이 존재하면, 상기 제어부(1640)는 서빙 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지, 동시에, 활성 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 여기서, 상기 서빙 빔에 대한 임계치 및 상기 활성 빔에 대한 임계치의 동일 여부는 구체적인 실시 예에 따라 결정된다. 상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이고, 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 제어부(1640)는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하고, 핸드오버에 대한 제어를 담당하는 노드(node)로 핸드오버 요청을 송신한다.
상술한 바와 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 핸드오버의 수행 여부는 상기 단말이 아닌 기지국 또는 별도의 관리 서버에 의해 판단될 수 있다. 이 경우, 상기 제어부(1640)는 빔 스캐닝 수행 후, 빔 스캐닝 결과를 기지국 또는 별도의 관리 서버로 보고한다. 이때, 보고되는 정보는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 또는, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 관리 서버 또는 기지국의 블록 구성을 도시하고 있다. 상기 도 17은 핸드오버를 판단하는 노드의 블록 구성으로서, 관리 서버 또는 기지국의 블록 구성이다. 이하 설명의 편의를 위해, 상기 도 17의 장치는 '핸드오버 판단자'라 지칭된다.
상기 도 17을 참고하면, 상기 핸드오버 판단자는 통신부(1710), 저장부(1720), 제어부(1730)를 포함한다.
상기 통신부(1710)는 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 예를 들어, 상기 핸드오버 판단자가 기지국인 경우, 상기 통신부(1710)는 단말과 통신을 수행하기 위한 무선 인터페이스 및 시스템의 다른 노드와 통신을 수행하기 위한 유선 인터페이스를 포함한다. 상기 무선 인터페이스는 모뎀, RF 처리부 등을 포함할 수 있다. 반면, 상기 핸드오버 판단자가 관리 서버인 경우, 상기 통신부는 시스템의 다른 노드와 통신을 수행하기 위한 유선 인터페이스를 포함한다.
상기 저장부(1720)는 상기 핸드오버 판단자의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 그리고, 상기 저장부(1720)는 상기 제어부(1730)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
상기 제어부(1730)는 상기 핸드오버 판단자의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1730)는 상기 통신부(1710)를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1730)는 상기 저장부(1720)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 특히, 상기 제어부(1730)는 단말의 빔 스캐닝 결과에 따라 빔 단위 핸드오버의 수행 여부를 판단하는 핸드오버판단부(1732)를 포함한다. 예를 들어, 상기 제어부(1730)는 상기 단말이 상기 도 15에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(1730)의 동작은 다음과 같다.
상기 제어부(1730)은 상기 통신부(1710)를 통해 단말에 의해 수행된 빔 스캐닝에 대한 측정 보고를 수신한다. 상기 측정 보고는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 또는, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제어부(1730)는 적어도 하나의 이웃 기지국의 스캐닝 빔들 중 수신 신호 세기가 최소값 이상인 타겟 빔이 존재하는지 판단한다. 상기 타겟 빔이 존재하면, 상기 제어부(1730)는 서빙 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지, 동시에, 활성 빔 및 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 임계치 이상인지 판단한다. 여기서, 상기 서빙 빔에 대한 임계치 및 상기 활성 빔에 대한 임계치의 동일 여부는 구체적인 실시 예에 따라 결정된다. 상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이고, 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 상기 수신 신호 세기 차이가 상기 임계치 이상이면, 상기 제어부(1730)는 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하고, 단말로 핸드오버 명령을 송신한다.
본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금, 본 발명의 청구항 및/또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM, Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM, Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM, Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs, Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 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.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 방법에 있어서,
    단말이 서빙 기지국으로부터 통신을 위해 사용하는 서빙 빔 및 이웃 기지국의 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 서빙 빔 외 상기 서빙 기지국의 빔으로서 미리 정의된 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상이면, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하는 과정과,
    상기 핸드오버에 대한 요청 또는 명령을 송신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 타겟 빔은, 상기 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 이웃 기지국의 적어도 하나의 빔 중 최대 수신 신호 세기를 가지는 빔인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핸드오버를 결정하는 과정은,
    상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상인 상태가 미리 정의된 시간 동안 지속되는 경우, 상기 핸드오버를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서빙 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔(scanning beam)들 및 적어도 하나의 이웃 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스캐닝 빔들은, 서로 다른 빔 폭을 가지는 다수의 타입들의 스캐닝 빔들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 빔들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신하는 과정을 더 포함하며,
    상기 빔들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보는, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 주기, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 프레임 번호, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 자원의 위치, 상기 스캐닝 빔들의 타입 개수, 상기 스캐닝 빔들의 개수, 상기 스캐닝 빔들의 식별자 목록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 스캐닝 빔들 각각은, 스캐닝 빔을 송신한 기지국의 식별자 및 스캐닝 빔의 식별자 중 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 수신 신호 세기의 측정 결과에 기초하여 이웃 기지국 목록, 이웃 기지국 빔 목록, 활성 빔 목록을 갱신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 서빙 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들 및 적어도 하나의 이웃 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정한 결과를 나타내는 측정 보고(measurement report)를 수신하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 측정 보고는, 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 및, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서 핸드오버를 위한 장치에 있어서,
    단말이 서빙 기지국으로부터 통신을 위해 사용하는 서빙 빔 및 이웃 기지국의 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 서빙 빔 외 상기 서빙 기지국의 빔으로서 미리 정의된 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상이면, 상기 타겟 빔으로의 핸드오버를 결정하는 제어부와,
    상기 핸드오버에 대한 요청 또는 명령을 송신하는 통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 타겟 빔은, 상기 하한 값 이상의 수신 신호 세기를 가지는 이웃 기지국의 적어도 하나의 빔 중 최대 수신 신호 세기를 가지는 빔인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서빙 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제1임계값 이상이고, 상기 활성 빔 및 상기 타겟 빔 간 수신 신호 세기 차이가 제2임계값 이상인 상태가 미리 정의된 시간 동안 지속되는 경우, 상기 핸드오버를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서빙 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔(scanning beam)들 및 적어도 하나의 이웃 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 스캐닝 빔들은, 서로 다른 빔 폭을 가지는 다수의 타입들의 스캐닝 빔들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 빔들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보를 수신하며,
    상기 빔들을 스캐닝하기 위해 필요한 정보는, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 주기, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 프레임 번호, 상기 스캐닝 빔들이 송신되는 자원의 위치, 상기 스캐닝 빔들의 타입 개수, 상기 스캐닝 빔들의 개수, 상기 스캐닝 빔들의 식별자 목록 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 스캐닝 빔들 각각은, 스캐닝 빔을 송신한 기지국의 식별자 및 스캐닝 빔의 식별자 중 적어도 하나를 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 수신 신호 세기의 측정 결과에 기초하여 이웃 기지국 목록, 이웃 기지국 빔 목록, 활성 빔 목록을 갱신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 단말로부터 상기 서빙 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들 및 적어도 하나의 이웃 기지국에서 송신되는 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기를 측정한 결과를 나타내는 측정 보고(measurement report)를 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 측정 보고는, 스캐닝 빔들에 대한 수신 신호 세기들 자체, 및, 상기 수신 신호 세기들 간 비교 결과 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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