KR100330412B1 - 디지털이동통신시스템의소프트핸드오프방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부호분할 다중접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 이동통신시스템에서, 셀 경계 부근에서의 소프트 핸드오프방법에 관한 것으로서, 통화 중인 임의의 이동단말이 셀 사이를 이동하여 소프트 핸드오프를 수행할 경우에, 이동단말의 통화품질과 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 핸드오프 파라미터의 임계값을 가변시키면서 이동단말의 소프트 핸드오프 수행 여부가 결정되도록 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동단말과 관장기지국 및 타겟기지국을 포함하는 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법에 있어서, 상기 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지를 수신한 상기 관장기지국은, 이동단말의 통화품질과 상기 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 핸드오프 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

Description

디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법

본 발명은 부호분할 다중접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 이동통신시스템에 관한 것으로써, 특히 셀 경계 부근에서의 소프트 핸드오프방법에 관한 것이다.

일반적으로, 이동통신시스템에서 이동단말이 한 기지국의 서비스영역을 벗어나서 새로운 셀로 진입할 때 핸드오프 기능에 의하여 통화가 지속될 수 있도록 한다. 이러한 핸드오프로는 하드 핸드오프(hard handoff)방법과 소프트핸드오프(soft handoff)방법이 있다. 아날로그 셀룰러 시스템에서는 하드 핸드오프방법을 사용하는데, 이는 새로운 기지국과 이동국이 통화를 시작하기 전에 기존 기지국과의 링크를 절단한 후 새로운 기지국과 접속하는 방법이다. 따라서, 핸드오프가 일어날 때 짧은 시간동안 접속이 끊어지게 되어 음성품질이 저하된다.

한편, 디지털 이동통신시스템에서는 이동단말이 기존 셀 영역을 벗어나서 새로운 셀로 진입하는 경우, 중간에 기존 기지국과의 링크를 절단하지 않은 상태에서 새로운 기지국과의 링크를 새로 형성한다. 다시 말해서, 부호분할 다중접속(CDMA) 이동통신시스템에서의 핸드오프 절차를 살펴보면, 기존 기지국과의 접속, 양쪽 기지국과의 동시접속, 다음에 기존 기지국의 링크 절단이라는 순서를 밟는다. 이러한 종류의 핸드오프를 소프트 핸드오프(soft handoff)방법이라고 한다. 이러한 소프트 핸드오프는 통화단절의 가능성이 적으며, 통화 도중에 통화 링크가 절단되지 않기 때문에 사용자는 핸드오프를 감지하지 않게 된다.

종래의 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 살펴본다. 디지털 이동통신시스템에서는 호(call)가 시작될 때 미리 설정된 핸드오프 파라미터(T_COMP)의 임계값과 핸드오프가 발생할 가능성이 높은 타겟기지국 정보를 이동단말로 제공한다. 이동단말은 이동하면서 각 기지국들의 파일럿신호를 감시하여 현재 접속중인 관장기지국의 파일럿신호의 신호세기가 임계값 이하로 떨어졌을 경우에 핸드오프 요구 메시지를 전송한다. 이때, 새로운 타겟기지국은 이동단말을 위한 트래픽 채널을 할당한 후 관장기지국을 통해 핸드오프 수락 메시지를 상기 이동단말로 전달한다. 이동단말은 타겟기지국의 트래픽 채널을 복조하기 시작하면서양기지국으로부터 수신된 두 신호를 다이버시티 결합을 하여 통화품질을 향상시킨다.

그러나, 상기한 소프트 핸드오프방법이 적용되는 디지털 이동통신시스템은 전파 환경 및 기지국 설치문제 등과 같은 여러 가지 이유로 인하여 셀들간에 서로 겹쳐지는 영역이 증가하면서, 하나의 이동단말이 여러 개의 트래픽 채널을 점유하는 소프트 핸드오프의 기간도 비례적으로 길어지므로 채널 사용률이 증가하여 전체적인 시스템의 성능 저하를 일으키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 통화 중인 임의의 이동단말이 셀 사이를 이동하여 소프트 핸드오프를 수행할 경우에, 이동단말의 통화품질에 따라 핸드오프 파라미터의 임계값을 가변시킴으로, 이동단말의 통화품질이 임계값보다 좋을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하지 않고, 이동단말의 통화품질이 임계값보다 좋지 않을 경우에는 상기 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하도록 하는 디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량에 비해 사용중인 총 송신전력량이 클 경우, 핸드오프 파라미터의 임계값을 가변시킴으로 이동단말의 소프트 핸드오프가 지연되도록 하는 디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

도 1은 이동단말의 소프트 핸드오프시 각 영역별 트래픽 채널 점유 수를 나타낸 도면이고,

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도로서,

도 2a는 이동단말에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도,

도 2b는 관장기지국시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도,

도 2c는 타겟기지국시스템에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 이동단말과 관장기지국 및 타겟기지국을 포함하는 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법에 있어서,

상기 관장기지국이 이동단말로부터 상기 이동단말의 통화품질 정보와 현재 핸드오프 파라미터의 임계값이 포함된 핸드오프 요구 메시지를 수신하면, 타겟기지국의 채널 사용상태 정보를 획득하는 제1단계;

상기 관장기지국이 상기 이동단말의 통화품질과 상기 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값을 계산하는 제2단계;

상기 관장기지국이 기존핸드오프 파라미터의 임계값과 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값을 비교하고 그 결과에 따라 핸드오프 수행 여부를 결정하는 제3단계; 및

상기 관장기지국이 상기 제3단계의 비교 결과 핸드오프를 수행해야 할 경우 이면 핸드오프 절차를 수행하고, 핸드오프를 수행해야 할 경우가 아니면 핸드오프 거절절차를 수행하는 제4단계를 포함하여,

상기 이동 단말기로부터 핸드오프 요구 메시지를 수신한 상기 관장기지국이 상기 이동단말의 통화품질과 상가 타겟기지국의 채널사용상태에 따라 핸드오프 수해 여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시예를 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 이동단말의 소프트 핸드오프시 각 영역별 트래픽 채널 점유 수를 나타낸 도면이다. 부호분할 다중접속(CDMA)의 디지털 이동통신시스템에서 한 셀을 중심으로 6개의 인접 셀들이 겹쳐져 배치된다. 여기서, A 영역에서는 3개의 셀들이 겹쳐지기 때문에 소프트 핸드오프 시에 이동단말은 3개의 트래픽 채널을 점유하고, B 영역에서 이동단말은 2개의 트래픽 채널을 점유한다. 오늘날, 상기한 셀들이 마이크로 셀화되면서 셀들이 겹쳐지는 영역이 증가하고, 잦은 소프트 핸드오프로 인한 이동통신시스템의 성능 저하가 발생한다.

도 2a 내지 도 2c는 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도로서, 도 2a는 이동단말에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이고, 도 2b는 관장기지국에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이며, 도 2c는 타겟기지국에서의 소프트 핸드오프방법을 도시한 흐름도이다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하면서 본 발명에 따른 소프트 핸드오프방법을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에서, 관장기지국은 현재 이동단말로 트래픽 채널을 할당하고 있는 기지국으로 소프트 핸드오프를 관장하는 기지국이다. 타겟기지국은 이동단말이 이동하고자 하는 셀 내의 통신을 관장하는 기지국으로 이동단말이 이동하고자 하는 목적지의 기지국이다. 타겟기지국의 채널 사용상태 정보는 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량과 사용중인 총 송신전력량의 차에 의해 얻어진다.

통화 중인 이동단말은 관장기지국과 그의 인접기지국들의 파일럿신호를 입력받아 그 신호세기를 지속적으로 측정하고(101), 인접기지국에서 전파하는 파일럿신호와 관장기지국에서 전파하는 파일럿신호의 신호차를 계산한다. 이동단말이 관장기지국에서 멀어지면서 타겟기지국으로 가까워지면 두 기지국의 파일럿신호의 신호차가 핸드오프 파라미터(T_COMP)의 임계값보다 커지는데(102), 이때, 이동단말은 현재 T_COMP의 임계값과 현재 통화품질 정보를 포함하는 핸드오프 요구 메시지를 관장기지국으로 송신한다(103).

관장기지국은 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지가 수신되면(201), 타겟기지국시스템으로 전력량 파라미터 요구 메시지를 송신한다(202). 타겟기지국시스템은 관장기지국으로부터 전력량 파라미터 요구 메시지가 수신되면(301), 현재 타겟기지국이 사용하고 있는 총 송신전력량을 계산하여(302), 이 사용중인 송신전력량과 타겟기지국에 할당된 총 송신전력량을 비교하여 채널 사용상태 정보를 포함하는 전력량 파라미터를 관장기지국으로 송신한다(303).

관장기지국은 타겟기지국으로부터 전력량 파라미터가 수신되면(203), 이동단말로부터 수신한 통화품질 정보와 타겟기지국의 채널 사용상태 정보를 바탕으로 하여 새로운 T_COMP의 임계값을 계산한다(204). 즉, 이동단말의 통화품질이 좋고 타겟 기지국에 여유 채널이 없으면 기존의 T_COMP의 임계값에 옵셋(offset)을 더하여 새로운 T_COMP의 임계값으로 설정하고, 이동단말의 통화품질이 나쁘고 타겟기지국에 여유채널이 있으면 기존의 T_COMP 임계값에서 옵셋(offset)을 빼서 새로운 T_COMP 임계값으로 설정하며, 이동단말의 통화품질이 좋고 타겟 기지국에 여유 채널이 있거나 이동단말의 통화품질이 나쁘고 타겟기지국에 여유 채널이 없으면 기존 T_COMP 임계값을 유지한다.

이렇게 새로운 T_COMP의 임계값이 구해지면, 관장기지국은 새로운 T_COMP 임계값과 이동단말로부터 수신한 기존 T_COMP 임계값을 비교한다(205). 비교 결과,새로운 T_COMP의 임계값이 기존 T_COMP 임계값보다 클 경우, 관장기지국은 이동단말로 새로운 T_COMP 임계값을 포함한 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(210). 비교 결과, 새로운 T_COMP의 임계값이 크지 않을 경우에는 타겟기지국으로 핸드오프 요구 메시지를 송신한다(206).

타겟기지국은 관장기지국으로부터 핸드오프 요구 메시지가 수신되면(304), 트래픽 채널이 할당 가능한 지를 검사한다(305). 검사 결과, 트래픽 채널의 할당이 가능하면, 타겟기지국은 이동단말을 위한 트래픽 채널을 할당한(307) 다음 관장기지국으로 핸드오프 수락 메시지를 송신한다(308). 한편, 검사 결과 트래픽 채널의 할당이 가능하지 않으면, 타겟기지국은 관장기지국으로 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(306).

관장기지국은 타겟기지국으로부터 핸드오프 수락 메시지가 수신되면(207), 새로운 T_COMP의 임계값을 포함하는 핸드오프 수락 메시지를 이동단말로 송신한다(208). 그러나, 관장기지국이 핸드오프 거절 메시지를 수신한(209) 경우에는 이동단말로 새로운 T_COMP의 임계값을 포함하는 핸드오프 거절 메시지를 송신한다(210).

이동단말은 관장기지국으로부터 핸드오프 수락 메시지가 수신되면(104), 기존의 T_COMP의 임계값을 새로운 T_COMP의 임계값으로 변경하고(105), 액티브 셋(active set)에 타겟기지국을 추가한다(106). 그 후, 관장기지국으로 핸드오프 완료 메시지를 송신하고(107), 타겟기지국의 트래픽 채널을 사용하기 시작한다(108). 한편, 이동단말이 관장기지국으로부터 핸드오프 거절 메시지를 수신한(109) 경우에는 기존의 T_COMP의 임계값을 새로운 T_COMP의 임계값으로 변경한(110) 후 기존의 트래픽 채널로 계속 통화한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 소프트 핸드오프 수행 시점을 결정하는 핸드오프 파라미터의 임계값을 이동단말의 통화품질과 타겟기지국의 총 송신전력량을 기준으로 가변시키고, 이 핸드오프 파라미터의 임계값을 기준으로 소프트 핸드오프 수행 여부를 결정한다. 즉, 이동단말의 통화품질이 좋고 타겟기지국의 총 송신전력량이 많을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 트래픽 채널을 할당하지 않으므로 전체 채널 사용률을 절감할 수 있고, 이동단말의 통화품질이 낮고 타겟기지국의 총 송신전력량이 적을 경우에는 타겟기지국이 이동단말로 새로운 트래픽 채널을 할당하므로 호의 절단을 예방하면서 이동단말의 통화품질을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 이동단말과 관장기지국 및 타겟기지국을 포함하는 디지털 이동통신시스템에서의 소프트 핸드오프방법에 있어서,

   상기 이동단말로부터 핸드오프 요구 메시지를 수신한 상기 관장기지국은, 이동단말의 통화품질과 상기 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 핸드오프 수행 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동통신시스템의 소프트 핸드오프방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 관장기지국이 이동단말의 통화품질 정보와 현재 핸드오프 파라미터의 임계값이 포함된 핸드오프 요구 메시지를 수신하면, 타겟기지국의 채널 사용상태 정보를 획득하는 제1단계와;

   상기 이동단말의 통화품질과 타겟기지국의 채널 사용상태에 따라 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값을 계산하는 제2단계;

   상기 기존 핸드오프 파라미터의 임계값과 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값을 비교하고 그 결과에 따라 핸드오프 수행 여부를 결정하는 제3단계;

   상기 제3단계에서 핸드오프를 수행해야 할 경우, 타겟기지국으로 핸드오프를 요구하는 제4단계;

   상기 타겟기지국으로부터 트래픽 채널 정보를 포함하는 핸드오프 수락 메시지를 획득하는 제5단계;

   새로운 핸드오프 파라미터의 임계값 및 트래픽 채널 정보를 포함하는 핸드오프 수락 메시지를 이동단말로 전송하는 제6단계; 및

   상기 이동단말이 새롭게 할당된 타겟기지국의 트래픽 채널을 사용하여 통신을 시작하는 제7단계를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 이동통신시스템의 핸드오프방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 이동단말이 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값을 수신하면, 기존 핸드오프 파라미터의 임계값을 상기 새로운 핸드오프 파라미터의 임계값으로 변경하는 제8단계를 더 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 이동통신시스템의 핸드오프방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2단계는 타겟기지국시스템이 관장기지국으로부터 채널 사용상태 요구 메시지를 수신하면 현재 사용중인 타겟기지국의 총 송신전력량을 계산하는 단계와;

   타겟기지국에 할당된 총 송신전력량과 상기 현재 사용중인 총 송신전력량을 비교하여 타겟기지국의 채널 사용상태를 판단하는 단계; 및

   상기 채널 사용상태 정보를 상기 관장기지국으로 송신하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 디지털 이동통신시스템의 핸드오프방법.