KR100256957B1 - 코드분할 다중접속 시스템에서 동일셀내 주파수간 하드핸드오프 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA 시스템에서 특히 이동중인 이동국과 기지국 사이에서 일어나는 하드 핸드오프를 처리하는 장치 및 그 처리방법에 관한 것이다.

본 발명에 의한 코드분할 다중접속 시스템에서 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 방법의 바람직한 일 실시예는, 기지국의 새로운 호를 설정하는 단계, 현재 기지국이 주파수간 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국인지를 조사하는 단계, 상기 조사하는 단계에서 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국이면 현재 사용중인 주파수가 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 주파수인지를 조사하는 단계, 상기 두 조사하는 단계 가운데 어느 한 단계에서 상기 조건들을 만족하지 않으면 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 수행하는 단계, 상기 두 조사하는 단계가 모두 상기 조건들을 만족하면, 출력세기 임계값과 거리 임계값을 설정하는 단계, 주기적으로 기지국 출력의 세기를 보고하도록 이동국에게 지시하는 단계, 기지국과 이동국간의 거리를 추정하는 단계, 기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값보다 작은지를 조사하는 단계, 기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 이상이면 기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 조사하는 단계, 기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계, 기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값 이하이면 상기 기지국과 이동국간의 거리추정을 하는 단계로 돌아가는 단계, 기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계 및 상기 하드 핸드오프 명령의 수행 후 공통주파수에서 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면 적어도 2개 이상의 기지국에 공통으로 사용되지 않는 주파수에서 기지국과 연결을 유지하고 있는 이동국이 상기 주파수를 사용하지 않는 인접 기지국으로 이동할 때 별도의 부가적인 장치 없이 기지국 출력의 세기와 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기준으로 주파수간 핸드오프를 수행할 수 있다.

Description

코드분할 다중접속 시스템에서 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 방법

본 발명은 CDMA 시스템에서 특히 이동중인 이동국과 기지국 사이에서 일어나는 하드 핸드오프를 처리하는 방법에 관한 것으로서, 특히 별도의 부가적인 장치 없이 기지국 출력의 세기와 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기준으로 주파수간 하드 핸드오프를 수행하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서 이동국이 현재 연결을 유지하고 있는 기지국의 서비스영역을 넘어서 다른 기지국의 서비스 영역 내로 이동하는 경우 핸드오프가 일어나게 된다. 이러한 핸드오프는 이동국이 한 기지국의 서비스 영역에서 인접하는 다른 기지국의 서비스 영역으로 이동하는 경우에도 지속적인 서비스의 제공을 가능하게 하는 기능으로 소프트 핸드오프와 하드 핸드오프가 있다.

소프트 핸드오프는 CDMA 시스템의 특성상 가능하게 된 것으로 기존 통화로의 절단 없이 새로운 통화로를 설정하는 방식으로 소프트 핸드오프가 진행중인 동안 이동국은 1개 이상의 기지국과 통화로를 유지한다. 이와 달리 하드 핸드오프는 기존 통화로를 절단하고 새로운 통화로를 설정하는 방식으로써 주파수 채널, 프레임 오프셋, 또는 시스템이 변경될 때 발생된다.

이를 도 1을 참고로, 기지국 1은 2개의 주파수 F1과 F2로 운용되고 있고 기지국 2는 1개의 주파수 F1로 운용되고 있다고 가정하고 주파수 F1로 서비스를 받고 있는 이동국과 주파수 F2로 서비스를 받고 있는 이동국이 기지국 1에서 기지국 2쪽으로 이동하는 경우 핸드오프가 발생하는 과정을 본다면,

먼저 주파수 F1로 서비스를 받고 있는 이동국이 셀 1에서 셀 2로 이동하는 경우, 이동국은 기지국 2의 출력의 세기가 미리 설정된 임계값보다 커지면 현재 통화로를 연결하고 있는 기지국 1에 기지국 1과 기지국 2의 출력의 세기를 보고한다. 기지국 1은 이동국으로부터 받은 기지국 1과 기지국 2의 출력의 세기를 제어국에 보고하고 제어국은 기지국 2에 통화채널을 할당하도록 한다. 이에 응답하여 기지국 2는 통화채널을 할당하고 그 결과를 제어국에 보고한다. 제어국은 기지국 2에서 통화채널이 할당되면 이동국과 통화로를 연결하고 있는 기지국 1을 통하여 이동국에게 기지국 2와도 통화채널이 할당되면 이동국과 통화로를 연결하고 있는 기지국 1을 통하여 이동국에게 기지국 2와도 통화로를 설정하도록 명령한다. 이동국은 이에 응답하여 기지국 1과 연결을 유지하고 있는 통화로외에 새로이 기지국 2와도 통화로를 설정하여 두 개의 기지국과 연결을 유지한다. 이 상태에서 이동국이 기지국 2쪽으로 좀 더 이동하면 기지국 1의 출력의 세기는 더 약해지게 될 것이다. 이동국은 기지국 1의 세기가 미리 설정된 임계값보다 작아지면 기지국 1과 기지국 2를 통하여 제어국에 기지국 1과 기지국 2의 출력의 세기를 보고한다. 제어국은 이에 응답하여 기지국 1에 통화채널을 해제하도록 하고 기지국 2를 통하여 이동국에게 기지국 1과의 연결을 해제하고 기지국 2와의 연결만 유지하도록 명령한다. 이동국은 제어국의 명령에 따라 기지국 1과의 연결을 해제하고 기지국 2와의 연결만 유지함으로써 기지국 1에서 기지국 2로의 핸드오프를 종료한다.

다음으로 주파수 F2에서 서비스를 받고 있는 이동국이 셀 1에서 셀 2로 이동하는 경우, 이동국은 앞의 이동국과는 달리 기지국 2의 주파수 F2의 출력이 없으므로 인접 셀의 존재를 알지 못하고 이로 인해 기지국의 출력의 세기를 보고하지 못한다. 따라서 기지국과 이동국 사이에 핸드오프처리가 이루어지지 않고 이동국이 기지국 2쪽으로 이동함에 따라 기지국 1의 서비스 영역을 벗어나게 되고 결국은 기지국 1과 이동국 사이에 설정된 통화로는 절단될 것이다.

인접 기지국에는 같은 주파수를 사용하지 않고 특정 기지국에만 다른 주파수를 사용하는 셀 구성은 가입자 수요에 의해서 결정되는 것으로써, 특정한 한 지역에 주변지역보다 가입자 수요가 많을 때 유용하다.

CDMA 시스템에서 주파수 F2를 사용하는 기지국 1과 이동중인 이동국이 통화로를 유지하고 있을 때, 이 이동국이 주파수 F1밖에 없는 기지국 2로 이동하면 핸드오프가 필요하다. 종래의 기술로는 미국특허 제 5,594,718 호와 제 5,680,395 호에서 개시된 기지국 사이에서 일어나는 하드 핸드오프를 처리하는 장치 및 그 처리방법은, 기지국 2의 주파수 F2에 기지국의 존재와 정체성을 나타내는 파일럿 채널만을 장착하여 이동국이 기지국 1에서 기지국 2쪽으로 이동할 때 참조할 수 있게 함으로써 이동국이 기지국 출력세기 보고를 할 수 있도록 한 것을 특징으로 하고 있다. 또한 제어국은 기지국 1을 통하여 이동국으로부터 기지국 1과 기지국 2의 출력세기 보고 메시지를 받으면, 기지국 2의 주파수 F2는 파일럿 채널만 있는 것을 미리 알고 있기 때문에 이동국에게 기지국 1과 기지국 2의 주파수 F1로 주파수간 하드 핸드오프를 하도록 명령하는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이 함으로써 기지국 1의 주파수 F2에서 사용중인 이동국은 통화의 단절 없이 기지국 2의 주파수 F1로 성공적으로 핸드오프 할 수 있으며, 기지국 2에 주파수 F2에 해당되는 많은 수의 통화재널을 설치하지 않고 단지 파일럿 채널만 추가하고도 핸드오프를 가능하게 할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 이 방법은 기지국 2의 주파수 F2에 통화채널은 설치하지 않고 파일럿 채널만 설치한다는 장점이 있긴 하지만, 파일럿 채널의 추가에 따른 고주파수 장치들도 함께 추가가 되어야 한다. 즉, 주파수 F1에 설치되는 장치들만큼은 아니지만 파일럿 채널과, 주파수 변환기, 주파수 여과기, 주파수 합성기, 증폭기등 부가의 장치를 추가해야 한다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 별도의 부가적인 장치 없이 기지국 출력의 세기와 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기준으로 주파수간 하드 핸드오프를 수행하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1 은 CDMA 통신 시스템의 이동국이 현재 서비스하고 있는 셀로부터 인접한 다른 셀로 이동함을 보여주는 도면.

도 2 는 본 발명에 의한 하드 핸드오프 처리절차 흐름도.

도 3 은 주파수간 하드 핸드오프가 발생할 수 있는 셀 구성도.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 방법 바람직한 일 실시예는,

기지국의 새로운 호를 설정하는 단계;

현재 기지국이 주파수간 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국인지를 조사하는 단계;

상기 조사하는 단계에서 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국이면 현재 사용중인 주파수가 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 주파수인지를 조사하는 단계;

상기 두 조사하는 단계 가운데 어느 한 단계에서 상기 조건들을 만족하지 않으면 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 수행하는 단계;

상기 두 조사하는 단계가 모두 상기 조건들을 만족하면, 출력세기 임계값과 거리 임계값을 설정하는 단계;

주기적으로 기지국 출력의 세기를 보고하도록 이동국에게 지시하는 단계;

기지국과 이동국간의 거리를 추정하는 단계;

기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값보다 작은지를 조사하는 단계;

기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 이상이면 기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 조사하는 단계;

기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계;

기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값 이하이면 상기 기지국과 이동국간의 거리추정을 하는 단계로 돌아가는 단계;

기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계; 및

상기 하드 핸드오프 명령의 수행 후 공통주파수에서 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 하는 단계를 포함한다.

본 발명에 있어서, 기지국 출력의 세기를 기지국이 이동국으로부터 보고 받기 위하여 기지국에서 이동국에게 기지국의 출력의 세기를 주기적으로 보고하도록 하는 것이 바람직하며,

기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기지국에서 이동국까지 전파 왕복시간 지연을 이용하여 추정하는 것이 바람직하다.

도 2와 도 3을 참고로 본 발명의 동작을 설명하면, 먼저 도 3에서, 모든 기지국들은 공통주파수 F1로 구성되어 있으며 특별히 기지국 0은 가입자 수요가 많아 인접 기지국에는 없는 특정 주파수 F2를 추가로 사용하고 있다. 기지국 0의 주파수 F2에서 호 설정된 이동국은 기지국 0의 주파수 F2의 서비스 영역 안에서는 안정적으로 기지국 0과 연결을 유지하고 있다. 이때 이동국이 인접기지국 쪽으로 이동한다면, 기지국 0으로부터 이동국까지의 거리는 증가하고 이에 따라서 이동국이 수신하는 기지국 0의 출력의 세기도 점차 작아질 것이다. 기지국에서는 이동국이 주기적으로 기지국 0의 출력의 세기를 측정하여 보고하도록 하여 이동국이 수신하는 기지국 0의 주파수 F의 출력이 미리 설정된 임계치 이하가 되면 이동국에게 공통주파수 F1로 하드 핸드오프를 하도록 명령한다. 이 때 일반적으로 기지국으로부터 이동국까지의 거리에 따라 이동국이 수신하는 기지국 0의 주파수 F2의 출력의 세기도 작아지지만 도로, 건물등 기지국 주변 환경에 따라 거리와 수신세기간의 관계가 일정하지 않을 수도 있다.

기지국으로부터 이동국까지의 거리와 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기가 기지국 주변의 환경적 요인으로 일반적으로 예측되는 경우에서 벗어나는 상황은 다음의 두 가지로 나타난다. 첫째, 이동국이 도로나 개활지등에 있어 기지국으로부터 직선거리 상으로 전파전파에 장애물이 없는 경우 거리가 증가함에도 불구하고 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기는 크게 나빠지지 않을 수 있다. 둘째, 이동국과 기지국 사이에 빌딩 같은 장애물이 있어 이동국이 음영지역내에 있는 경우 거리가 가까움에도 불구하고 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기는 크게 나빠질 것이다.

상기 두 경우 중에서 두 번째 경우, 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기가 임계값이하가 될 때 주파수 F2에서 주파수 F1로 하드 핸드오프를 수행하면 이동국은 대체로 주파수 F1의 서비스 반경이내에 위치하게 될 것이다. 따라서 이 경우에는 주파수간 하드 핸드오프를 수행해도 기지국 0과 연결을 유지하고 서비스를 지속적으로 받는데 문제가 없다. 그러나 첫 번째 경우, 이동국이 수신한 기지국 출력의 세기가 임계값 이하가 될 때 주파수 F2에서 주파수 F1로 하드 핸드오프를 하면 이동국은 주파수 F1의 서비스 반경밖에 위치하게 될 가능성이 크다. 왜냐하면 기지국 0의 주파수 F1과 주파수 F2가 같은 세기로 출력되고 있어도 주파수 F1은 인접기지국들이 있고 주파수 F2는 주변 기지국들이 없기 때문에 주파수 F2의 서비스 반경이 주파수 F1의 서비스 반경보다 훨씬 크기 때문이다.

상기 첫 번째의 문제를 부분적으로 개선하기 위해서 주파수간 하드 핸드오프를 결정하는 요소를 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기뿐만 아니라 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 추가하도록 한다. 본 발명에서 제시하는 주파수간 하드 핸드오프 절차를 도 2를 참고로 설명하면,

새로운 호가 설정되면 제어국에서는 미리 저장되어 있는 데이터 베이스를 검색하여 호 설정된 기지국이 주파수간 하드 핸드오프가 일어날 수 있는 곳인가를 판단하여 그 결과가 하드 핸드오프가 발생할 수 있는 곳이면 현재 호가 주파수 F2에서 설정이 되어 있는가를 조사하고 그렇지 않으면 하드 핸드오프를 준비하지 않고 일반적인 핸드오프 및 호처리를 한다. 상기 호가 설정된 주파수를 조사하여 주파수간 하드 핸드오프가 발생할 주파수이면 기지국 출력세기의 임계값과 기지국으로부터 이동국까지의 거리 임계값을 설정하고 이동국에게 이동국이 수신하는 기지국 출력의 세기를 주기적으로 보고하도록 명령한다.

기지국은 이동국이 보고하는 기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 이하가 되거나 상시적으로 감시하고 있는 기지국으로부터 이동국까지의 거리가 임계값 이상을 초과하면 이동국에게 주파수 F1로 주파수간 하드 핸드오프를 하도록 명령한다. 기지국으로부터 주파수간 하드 핸드오프 명령을 받아 주파수 F1로 하드 핸드오프를 수행한 이동국은 인접 기지국에서 주파수 F1을 사용하므로 인접 기지국의 존재를 알 수 있다. 따라서 이동국은 인접 기지국으로 소프트 핸드오프를 수행하여 연속적으로 기지국들과 연결을 유지하고 서비스를 지속적으로 받을 수 있다.

상기한 바와 같이 동작하는 본 발명은, 적어도 2개 이상의 주파수가 사용되는 적어도 1개의 기지국과, 상기 기지국과 인접한 적어도 1개 이상의 기지국과 상기 기지국들과 연결을 유지하는 적어도 1개 이상의 이동국으로 구성된 CDMA 시스템에서 적어도 2개 이상의 기지국에 공통으로 사용되지 않는 주파수에서 기지국과 연결을 유지하고 있는 이동국이 상기 주파수를 사용하지 않는 인접 기지국으로 이동할 때 별도의 부가적인 장치 없이 기지국 출력의 세기와 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기준으로 주파수간 핸드오프를 수행할 수 있다.

Claims (3)

1. 기지국의 새로운 호를 설정하는 단계;

   현재 기지국이 주파수간 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국인지를 조사하는 단계;

   상기 조사하는 단계에서 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 기지국이면 현재 사용중인 주파수가 하드 핸드오프가 발생할 조건이 되는 주파수인지를 조사하는 단계;

   상기 두 조사하는 단계 가운데 어느 한 단계에서 상기 조건들을 만족하지 않으면 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 수행하는 단계;

   상기 두 조사하는 단계가 모두 상기 조건들을 만족하면, 출력세기 임계값과 거리 임계값을 설정하는 단계;

   주기적으로 기지국 출력의 세기를 보고하도록 이동국에게 지시하는 단계;

   기지국과 이동국간의 거리를 추정하는 단계;

   기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값보다 작은지를 조사하는 단계;

   기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 이상이면 기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 큰지를 조사하는 단계;

   기지국 출력의 세기가 미리 설정된 임계값 보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계;

   기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값 이하이면 상기 기지국과 이동국간의 거리추정을 하는 단계로 돌아가는 단계;

   기지국과 이동국간의 거리가 미리 설정된 임계값보다 크면 하드 핸드오프를 명령하는 단계; 및

   상기 하드 핸드오프 명령의 수행 후 공통주파수에서 일반적인 핸드오프 및 호 처리를 하는 단계를 포함하는, CDMA 시스템에서의 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 처리방법.
2. 제 1 항에 있어서, 기지국 출력의 세기를 기지국이 이동국으로부터 보고 받기 위하여 기지국에서 이동국에게 기지국의 출력의 세기를 주기적으로 보고하도록 하는, CDMA 시스템에서의 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 처리방법.
3. 제 1항에 있어서, 기지국으로부터 이동국까지의 거리를 기지국에서 이동국까지 전파 왕복시간 지연을 이용하여 추정하는, CDMA 시스템에서의 동일셀내 주파수간 하드 핸드오프 처리방법.

Images