KR100594113B1

KR100594113B1 - Ｇｐｓ를 이용한 이동 통신 단말기에서의 효율적인 셀재선택 방법

Info

Publication number: KR100594113B1
Application number: KR1020050031063A
Authority: KR
Inventors: 최윤석
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-04-14
Filing date: 2005-04-14
Publication date: 2006-06-30
Also published as: EP1713292B1; DE602006001244D1; US20060234757A1; EP1713292A1; US7668548B2

Abstract

본 발명은 이동 통신 단말기에서 효율적인 주변 셀 검색을 통한 셀 재선택 기능을 구현한다. 이를 위해 대기 상태의 이동 통신 단말기가 GPS 위치 정보를 이용하여 자신의 속도, 현재 위치를 파악한 후 예상 이동 위치를 산출하여 저장하고, 주변 셀들에 대한 측정값이 비슷한 상황에 놓이게 되거나 각 셀들이 서로 다른 지역에 위치할 경우에는 이 위치 정보를 바탕으로 주변 셀들 중 가장 유력한 셀을 효율적으로 검색하여 선택할 수 있도록 한다.

셀 재선택, GPS, 단말기

Description

ＧＰＳ를 이용한 이동 통신 단말기에서의 효율적인 셀 재선택 방법{EFFECTIVE CELL RESELECTION METHOD OF MOBILE TERMINAL USING GPS}

도 1은 본 발명의 동작을 설명하기 위해 사용되는 통상의 이동 통신 시스템의 구성도,

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말기의 내부 구성 블록도,

도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국의 GPS 위치 정보 획득방법을 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 GPS 위치 정보 획득방법을 도시한 도면,

도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기의 이동에 따른 셀 재선택 과정을 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 GPS 정보를 이용한 단말기에서의 셀 재선택 과정을 설명하기 위한 도면.

본 발명은 이동 통신 단말기에서의 셀 선택/재선택 방법에 관한 것으로, 특히 GPS를 이용한 이동 통신 단말기에서의 효율적인 셀 재선택 방법에 관한 것이다.

통상적으로 이동 통신 단말기의 전원이 온 되면, 그 단말기는 선택된 공중 육상 이동 통신망(Public Land Mobile Network : PLMN)의 셀(Cell)을 탐색하여 찾아내고 이를 선택한 후 채널을 조절하여 그 통신망에 접속한다. 이와 같이 단말기에 전원이 온 상태가 유지되는 한, 셀 선택 및 재선택은 연속적인 과정으로 이루어진다. 특히, 그 단말기가 셀 간을 이동할 때, 그 단말기는 멀어지는 서빙 셀을 대신할, 더 좋은 신호를 수신할 수 있는 새로운 적합 셀과 재선택하여야 한다. 이러한 단말기의 셀 재선택 과정은, 대기(Idle) 상태의 전파 측정 및 셀 재선택 기준에 기초하여 보다 적합한 셀 및 관련 무선 접속 기술(Radio Access Technology : RAT)을 선택하는 단계를 포함한다. 위와 같이 종래의 셀 재선택 방법은 단말기에 적합한 셀 중 셀 재선택 기준(Criteria)이 만족되는 주변 셀을 단말기가 재선택하도록 하는 것이다.

이러한 셀 재선택 과정을 설명하기 위해 도 1을 참조하여 설명한다. 여기서 도 1은 본 발명의 동작을 설명하기 위해 사용되는 통상의 이동 통신 시스템의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 이동 통신 시스템의 한 예로써, GSM(Global System for Mobile Communication) / GPRS(General Packet Radio Service)의 이동 통신 시스템은 각 셀 내에 위치한 고정 사이트 기지국에 의해 확립된 무선 커버리지 영역을 각각 정의하는 복수의 셀들(102-112)을 포함한다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 셀(102)은 그 셀(102)에 위치한 기지국(114)에 의해 확립된 무선 커버리지 영역을 규정하고, 유사하게, 나머지 셀들(104-112) 각각은 각각의 셀들(104-112)내에 위치한 해당 기지국(도시하지 않음)에 의해 확립된 관련 무선 커버리지 영역을 정의한다.

한편, 이동국(MS : 이하 단말기)(100)이 이동 통신 시스템의 위치 X로부터 위치 Y까지 사용자와 함께 이동하기 때문에, 그 단말기(100)는 셀들(102-112)의 기지국으로부터 신호 특성들을 연속적으로 모니터하고, 임의의 선택 기준에 기초하여, 관련 기지국을 통해 해당 셀을 선택한다. 예를 들면, 셀(110)로부터 신호 특성이 셀 재선택 기준에 기초하여 셀(110)이 최적의 커버리지 영역으로서 선택되는 것이라면, 셀(110)은 서빙 셀(serving cell) 또는 단말기(100)가 패킷 데이터를 송수신하는 셀로 간주된다.

상술한 바와 같이 단말기는 셀들(102-112)로부터의 신호 특성들을 계속해서 모니터한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 단말기(100)가 위치 X에서 위치 Y까지 표시된 위치를 따라 이동함에 따라, 그 단말기(100)는 셀(110)과 관련된 커버리지 영역으로부터 예컨대, 셀들(112 및 106)과 같은 다른 셀들과 관련된 커버리지 영역으로 이동한다. 그리고, 단말기(100)는 다른 셀 예컨대, 셀(112)로부터의 신호 특성으로부터 그 셀(112)이 최적의 셀로 여겨지면, 그 셀(112)을 서빙 셀로 재선택하게 된다. 또한, 그 단말기(100)는 또 다른 셀, 예컨대 셀(106)의 신호 특성으로부터 그 셀(106)이 최적의 셀로 여겨지면, 그 셀(106)을 서빙 셀로 재선택한다.

여기서, 전술한 과정을 좀 더 상세히 설명하면 후술하는 바와 같다. 만약, 단말기(100)가 위치 X인 셀(110)로부터 위치 Y인 셀(106)측으로 이동한다고 가정할 때 그 이동 통신 단말기(100)가 각각의 셀들에 대한 경로 손실 기준 파라미터(path loss criterion parameter) C1값, 재선택 기준 파라미터(reselection criterion parameter) C2값, 신호 강도 임계치 기준 파라미터(signal strength threshold criterion parameter) C4값, 신호 레벨 임계치 파라미터(signal level threshold criterion parameter) C31값과 셀 순위 임계치 파라미터(cell ranking criterion parameter) C32값을 계산한다. 이러한 계산 결과로 셀의 수신 강도는 셀(112), 셀(106)순으로 좋으며 셀(102)와 셀(112)은 부적합한 셀이라고 가정한다. 서빙 셀인 셀(110)로부터 셀(106)측으로 단말기(100)가 이동할 때 셀의 수신 강도에 의해 부적합한 셀인 셀(112)이 셀 재선택의 우선 순위를 갖게 된다. 따라서, 단말기(100)는 먼저 셀(112)의 적합 여부를 포함하는 해당 셀 정보를 수신하여 적합한 셀이 되는지 판단한다. 판단 결과 단말기(100)는 셀(112)이 부적합 셀이라고 판단하면 다음으로 수신 강도가 좋은 셀(106)에 대해 적합 여부를 나타내는 셀 정보를 수신하여 적합한 셀인지 판단하게 된다. 이에 따라 단말기(100)는 셀(106)이 적합한 셀이라고 판단하게 되면 그 셀(106)에 캠핑(camping)하게 된다.

전술한 바와 같이 이동 통신 시스템에서 서빙 셀에 캠프 온(camped on)한 단말기는 셀 재선택 기준에 기초하여 셀 재선택(cell reselection)을 한다. 여기서 단말기로 하여금 셀 재선택을 시도하게 하는 셀 재선택 기준은 후술하는 바와 같다. 먼저, 첫번째 셀 재선택 기준은 서빙 셀에 캠프한 단말기에서 소정의 임계값 (threshold)보다 위치 손실 기준 파라미터 C1값이 더 높은 경우이며, 이러한 경우에 셀 재선택을 한다. 그리고 두번째 셀 재선택 기준은 다운 링크 신호 실패(downlink signalling fail)일 경우이며, 세번째는 같은 위치 지역(location area)에서 C2값, C31값 및 C32값을 기준으로 더 나은 셀이 발견되었을 경우, 마지막으로는 다른 위치 지역에서 월등히 나은 셀이 발견되었을 경우이다.

이와 같이 종래의 셀 재선택 과정은 전술한 셀 재선택 기준이 만족되는 주변 셀이 발생하면 네트워크로부터 적합 여부를 포함하는 셀 정보를 수신한다. 이후, 단말기는 수신된 셀 정보로부터 그 주변셀이 단말기에 적합한 셀인지를 판단하고 그 셀이 적합하다고 판단하면 그 셀에 재선택을 수행한다. 만일, 단말기가 그 셀을 적합하지 않은 셀로 판단하면 다음으로 수신 강도가 좋은 셀에 대하여 동일한 과정을 다시 수행하고 그 결과 적합한 셀로 판단하면 해당 셀로 캠핑한다.

구체적으로, 대기(Idle) 상태에서 종래의 GSM/GPRS 기능을 제공하는 단말기가 현재 서빙 셀에서 해당 서비스를 제공받지 못하게되면, 서비스가 가능한 새로운 셀을 찾는 셀 재선택 과정이 필요하게 된다. 이를 위해 가장 적합한 셀을 찾고자 할 때 단말기는 주기적으로 측정된 주변 셀에서의 각 기지국의 전송 전력값과 자신의 전송 전력값을 바탕으로 C1, C2, C4, C31 및 C32값을 계산한다. 그리고나서 단말기는 셀 재선택 시점에 따라 가장 적합한 셀을 찾고자 할 때 이 값들을 바탕으로 적합한 셀인지를 판단함으로써, 서비스를 유지할 수 있도록 하는 새로운 셀을 선택하는 것이다.

상기한 바와 같이 종래에는 주기적으로 주변 셀에 대해 측정을 수행하여 현재 서비스 중인 셀보다 주변 셀의 측정값이 높아지거나 소정 임계값을 초과하는 등의 이벤트 발생 시 더이상 셀에서의 서비스 제공이 어려운 상황이 발생할 경우 대기 상태의 단말기는 현재 셀보다 나은 측정값 예컨대, 전송 전력값을 가지는 셀을 새로운 서빙 셀로 하는 셀 재선택 과정을 수행한다. 하지만, 현재 단말기의 주변 셀들의 측정값이 비슷하다면 어느 셀이 최적의 셀인지를 찾기 위한 잦은 셀 재선택이 발생할 수 있는 문제점이 있다. 게다가 이러한 측정값을 가지는 셀들이 서로 다른 위치 지역(LA: Location Area)에 있는 경우 셀이 자주 바뀔 때마다 단말기와 네트워크 간의 지역갱신(LAU: Location Area Update) 과정도 함께 병행된다. 이에 따라 종래에는 측정값이 비슷한 셀들이 있는 곳에 단말기가 위치할 때 셀 재선택 과정을 반복하여 함은 물론이고 그 셀들의 지역 위치(Location Area)가 다를 경우에는 지역갱신 과정도 반복하여 하므로 셀 재선택 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 불필요한 셀 재선택이 자주 발생하지 않도록 단말기로 하여금 효율적인 셀 재선택이 수행될 수 있도록 하는 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 대기 상태에서 단말기의 위치 정보를 바탕으로 셀 검색을 수행한 후 검색된 셀에 대해 셀 재선택을 수행하도록 함으로써 효율적으로 셀 재선택이 가능하게 하도록 하는 방법을 제공한다.

상술한 바를 달성하기 위한 본 발명은 대기 상태에서 GPS를 이용한 이동 통신 단말기에서의 효율적인 셀 재선택 방법에 있어서, GPS 위치 정보를 주기적으로 측정하여 위치 변화 정보를 획득하는 과정과, 이동 시 현재 셀에 대해 주변 셀의 신호 특성을 측정하는 과정과, 상기 측정 결과값들의 차이가 소정 임계치 이하인지를 판단하는 과정과, 판단 결과 소정 임계치 이하인 경우 기 저장된 주변 셀에 대한 각 기지국 GPS 위치 정보 및 상기 위치 변화 정보를 바탕으로 서비스가 유지되도록 셀 재선택을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

그리고 본 발명의 실시 예에서는 서빙 셀(serving cell)이나 주위의 가까운 셀들의 측정값이 모두 비슷하다면 단말기로 하여금 측정값이 좋은 적합한 셀을 찾 기 위한 셀 재선택 과정을 필요 이상으로 반복하지 않도록 한다. 왜냐하면 이와 같이 측정값이 비슷한 주변 셀들로 이루어진 지역에서는 서비스를 유지하기 위해 셀 재선택 수행 횟수가 증가하게 되기 때문이다. 따라서, 본 발명은 서비스 품질의 신뢰성을 추구하는 사용자의 입장을 고려한 것으로 단말기에서 빈번한 셀 재선택 수행을 방지하여 보다 효율적으로 셀 관리를 수행하는 것에 비중을 둔 것이다.

상기한 바와 같은 기능이 구현된 이동 통신 단말기의 구성 요소 및 그 동작을 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 통신 단말기의 내부 블록 구성도이다.

먼저, 제어부(200)는 일반적으로 통화 및 데이터 송수신 등과 같은 단말기의 전반적인 동작을 제어하는데, 제어부(200)는 항상 기지국으로부터 신호 특성들을 연속적으로 모니터하고, 셀 재선택 기준에 기초하여, 관련 기지국을 통해 송수신하는 셀을 선택하여 캠핑한다. 그런데, 제어부(200)는 이동성 때문에 대기 상태에서도 움직임에 따라 셀에서의 수신된 측정값 예를 들어, 기지국의 전송 전력값이 변화하게 되거나 인접한 셀 내에서도 측정값의 변화가 일어나게 된다. 이러한 이유로 셀 재선택이 필요하게 된다.

구체적으로 현재 서빙 셀에서 서비스를 받지 못하게 되면 본 발명의 실시 예에 따른 제어부(200)는 새로운 셀을 찾기 위해 현재 셀로부터 이동할 때 주변 셀에 대한 측정을 수행한다. 특히 제어부(200)는 본 발명에 따라 보다 효율적인 셀 검색이 이루어질 수 있도록 GPS 수신부(240)를 통해 수신되는 GPS 위치 정보를 이용하여 반복적으로 자신의 이동 속도 및 현재 위치를 파악하는 학습 기법을 수행한다. 이를 바탕으로 예상 이동 위치를 산출한 후 제어부(200)는 셀 재선택이 요구되는 시점에 산출된 예상 이동 위치를 바탕으로 새로운 셀을 결정하여 이를 서빙 셀로 한다.

그리고 표시부(210)는 제어부(200)의 제어하에 사용자에 의해 입력된 키입력 데이터에 대한 표시 데이터를 입력받아 표시하거나, 단말기의 동작 상태 및 다수의 정보를 아이콘 및 문자로 표시한다. 그리고 표시부(210)는 제어부(200)의 제어하에 사용자가 필요한 기능을 설정하거나 구동시킴에 있어 그 상태를 가시적으로 알 수 있도록 한다.

또한 제어부(200)와 연결되는 메모리부(220)는 단말기의 동작 제어 시 필요한 다수의 프로그램과 정보를 저장하기 위한 롬(ROM : Read Only Memory) 및 램(RAM : Random Access Memory), 음성 메모리 등으로 이루어진다. 또한 본 발명의 실시 예에 따라 메모리부(220)에는 제어부(200)의 제어하에 GPS 위치 정보를 이용하여 산출된 이동 속도 및 현재 위치, 예상 이동 위치 등의 위치 변화 정보를 저장한다. 게다가 메모리부(220)는 제어부(200)의 제어하에 주기적으로 또는 전원 온 상태에서 획득한 주변 셀에 대한 각 기지국의 GPS 위치 정보를 저장한다. 이러한 기지국의 GPS 위치 정보는 전원 오프와 동시에 저장될 수도 있지만, 주기적으로 갱신되어 저장될 수도 있다. 이러한 위치 변화 정보 및 각 기지국의 GPS 위치정보는 단말기 내부의 메모리부(220) 뿐만 아니라, 심카드(SIM card)에도 저장가능하다. 이와 같이 전원 오프 시 최신의 기지국 GPS 위치 정보를 저장하기 때문에 제어부(200)는 전원 온 시에 가장 최근에 사용했던 단말기 주변 기지국에 대한 위치 정보 를 다시 사용할 수 있을 뿐만 아니라 이러한 기지국 GPS 위치 정보를 단말기의 현재 GPS 위치 정보와 함께 이용함으로써 서빙 셀을 결정하여 새로운 셀 선택 과정을 수행할 수 있다.

이어, 그리고 송수신부(230)는 제어부(200)의 제어하에 안테나(ANT)를 통해 기지국과 RF신호를 송/수신하며, 본 발명에 따라 기지국의 GPS 위치 정보 요청 메시지를 네트워크로 전달하며 이에 대한 응답 메시지를 수신하는 등 네트워크와의 통신신호를 송/수신한다.

그리고 이동 통신 단말기(100)에 장착되는 GPS 수신부(240)는 이동 통신 단말기(100)의 위치를 즉각적으로 알아낼 수 있도록 GPS 위성으로부터의 GPS 신호를 안테나를 통해 수신한다. 다시 말하면, 이동 통신 단말기(100)는 내장된 GPS 수신부(240)를 통해 GPS 위성으로부터 전송되는 GPS 정보를 수신한다.

한편, 이동 통신 단말기가 각 기지국의 GPS 위치 정보를 획득하는 방법은 다양하다. 그 예로써, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같은 경우가 있을 수 있다. 여기서, 도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 기지국의 GPS 위치 정보 획득방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 기지국의 GPS 위치 정보 획득방법을 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 나타난 기지국의 GPS 위치 정보 제공 서비스는 실시간 서비스로서, 단말기(100)는 메시지나 GPRS 서비스를 통하여 네트워크(300)로부터 주변 셀에 대한 각 기지국의 GPS 위치 정보를 제공받을 수 있다.

먼저 그 한 예로서 도 3을 참조하면, 단말기(100)는 위치 정보 갱신 (Location Update Procedure) 동작 수행 마지막 단계에서 네트워크(300)로부터 S200에서와 같이 기지국 GPS 위치 정보 알림(BSS GPS Location Information Indicator) 메시지를 제공받을 수 있다. 다르게는 단말기(100)는 기지국 GPS 위치 정보 알림 메시지를 네트워크(300)로부터 주기적으로 제공받을 수도 있다.

또다른 예로서 도 4를 참조하면, 단말기(100)가 S300단계에서 셀 재선택 요구 시점에 직접 네트워크(300)로 셀 재선택 시 필요한 위치 정보를 요청하는 기지국 GPS 위치 정보 요청 메시지(BSS GPS Location Information Request Message)를 전송한다. 이를 수신한 네트워크(300)는 이에 대응하여 S310단계에서 자신이 관할하는 셀 내의 기지국에 대한 GPS 위치 정보를 나타내는 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지(BSS GPS Location Information Response Message)를 전송한다. 이어, 단말기(100)가 네트워크(300)로부터 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지를 수신하게 되면, 그 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지로부터 기지국 GPS 위치 정보를 획득하여 저장한다. 이러한 기지국 GPS 위치 정보는 새로운 셀을 결정하는데 있어 이용된다. 이 때, 네트워크(300)는 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지 생성 시 자신이 관할하는 셀 내의 기지국에 대한 GPS 위치 정보를 알고 있음을 전제로 한다.

전술한 바에서는 실시간으로 기지국 GPS 위치 정보를 제공받는 경우를 설명하였으나, 이러한 기지국 GPS 위치 정보는 단말기 제품 출시 시에 통신 사업자에 의해 빌트-인 서비스(Built-In Service) 형식으로 미리 내장되어 제공될 수도 있다.

한편, 본 발명에 따르면 셀 재선택을 수행하기 이전에 단말기는 GPS 위치 정 보를 이용하여 미리 자신의 위치 변화 정보를 알고 있어야 한다. 따라서, GPS 기능을 탑재한 단말기는 GPS 수신부(240)를 통해 수신되는 GPS 위치 정보를 이용하여 자신의 이동 속도와 현재 위치 정보를 획득하여 주기적으로 갱신한다. 이 때, 단말기는 이동 속도와 과거 위치를 바탕으로 위치 변화를 학습한 뒤 자신의 새로운 GPS 위치 정보를 계산하여 새로운 셀 결정에 이용할 수 있다. 즉, 단말기는 주기적으로 수신되는 GPS 위치 정보를 이용하여 이동 속도 및 위치 정보를 획득하고, 이를 바탕으로 단말기가 어느 방향으로 얼마만큼의 속도로 이동할 예정인지를 예측한 예상 위치 정보를 산출할 수 있다.

그리고 단말기 이동에 따라 새로운 셀을 선택해야 할 때, 단말기는 각 셀에 위치한 기지국의 전송 전력값과 자신의 전송 전력값을 바탕으로 각각의 셀들에 대한 경로 손실 기준 파라미터(path loss criterion parameter) C1값, 재선택 기준 파라미터(reselection criterion parameter) C2값, 신호 강도 임계치 기준 파라미터(signal strength threshold criterion parameter) C4값, 신호 레벨 임계치 파라미터(signal level threshold criterion parameter) C31값과 셀 순위 임계치 파라미터(cell ranking criterion parameter) C32값을 산출한다. 그러면 단말기는 산출된 C1, C2, C4, C31 및 C32값과 함께 자신의 이동속도와 위치 정보 또는 예상 위치 정보를 바탕으로 새로운 셀을 선택한다. 이와 같이 단말기가 현재 위치에서의 각 셀의 측정값들이 비슷할지라도 예상 위치 정보를 이용하여 가장 유력한 셀을 선택함으로써 불필요한 셀 재선택을 반복적으로 수행하는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러면, 본 발명이 적용되는 구체적인 예를 상세히 설명하기 위해 도 5를 참 조한다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 단말기의 이동에 따른 셀 재선택 과정을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 본 발명에 따라 ETSI 또는 3GPP에서 발행된 2세대 혹은 3세대 이동 통신 시스템에서는 단말기가 대기 상태를 유지하는 동안 서비스를 제공해주는 하나의 서빙 셀을 찾아 서비스를 유지해야 한다. 따라서, 단말기가 이동함에 따라 위치가 변화하게 되어 현재 서빙 셀로부터 서비스를 제공받지 못하게 되면, 단말기는 셀 재선택 기능을 통하여 서비스 제공이 가능한 새로운 셀로 옮겨야 한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이 단말기가 비슷한 신호 특성을 출력하는 셀(400), 셀(410) 및 셀(420)에 인접한 위치에 있고, 각 셀이 서로 다른 위치 지역(LA: Location Area)에 있을 경우에는 TS 45.008에 따르면 잦은 지역갱신(LAU: Location Area Update) 과정이 일어날 수 있다. 따라서, 이하의 설명에 있어서는 본 발명이 적용되는 최소한의 셀 재선택 동작을 통해 최소한의 지역갱신 과정이 일어날 수 있도록 하는 방법을 설명하기로 한다.

구체적으로 도 5에서 단말기는 대기(Idle) 상태에서 이동 통신 시스템의 위치 a로부터 위치 b를 지나 위치 c로 이동함에 따라 기지국A가 커버하는 영역으로부터 점점 멀어지게 되면, 그 단말기는 셀들(400-420)의 각각의 기지국으로부터 신호 특성들을 연속적으로 모니터하고, 임의의 선택 기준에 기초하여, 관련 기지국을 통해 해당 셀을 선택한다. 이 때, 본 발명의 실시 예에 따라 단말기는 위치 a로부터 위치 b를 지나 위치 c 이동함에 따라 GPS 수신부(240)를 통해 주기적으로 수신되는 GPS 정보를 이용하여 자신의 이동 속도와 위치를 파악한 후 이를 바탕으로 다음 위 치를 산출하여 예상 위치 정보를 알아낸다. 예를 들면, 대기 상태의 단말기가 기지국A의 셀로부터 멀어지고 기지국B의 셀(400), 기지국C의 셀(410), 기지국D의 셀(420)과 인접한 위치에 있을 때, 각 셀(400~420)로부터의 신호 특성들 예컨대, 전송 전력값을 계속해서 모니터한다. 그러면 단말기는 자신의 전송 전력값과 함께 모니터링을 통해 얻어지는 신호 특성 결과를 이용하여 C1, C2, C4, C31 및 C32값을 계산한다. 그리고나서 단말기는 이 계산된 C1, C2, C4, C31 및 C32값을 이용하여 서비스를 유지하기 위한 최적의 셀을 검색하여 최적의 셀로 여겨지는 셀을 서빙 셀로 선택한다.

하지만, 각 셀들(400~420)로부터 측정된 전송 전력값 및 단말기 내부의 전송 전력값을 기반으로 얻어진 C1, C2, C4, C31 및 C32값들이 거의 비슷해서 다음 서빙셀을 결정하기 어렵다고 판단되면, 단말기는 본 발명에 따라 GPS 기능을 이용한다. 따라서, 단말기는 GPS 기능을 통해 얻어진 자신의 이동속도, 위치 및 예상 이동 위치를 포함하는 위치 변화 정보를 새로운 셀 선택 과정시에 사용한다.

상세하게는 단말기는 우선 미리 자신이 위치한 주변 셀에 대한 각 기지국들에 대한 위치 정보를 알고 있는 상태에서 위치 변화 정보를 통해 자신이 이동할 예상 이동 위치를 파악한다. 그러면 단말기는 셀 재선택이 자주 발생하는 위치에 있거나 각 셀이 서로 다른 위치 지역에 있어 지역갱신이 자주 발생하는 위치에 있을 지라도 기지국 GPS 위치 정보 및 위치 변화 정보를 바탕으로 하나의 셀을 결정하여 다음 서빙 셀을 선택할 수 있게 된다.

예를 들어, 단말기가 a위치에서 b 위치를 지나 c위치로 이동하는 경우 GPS 기능을 통해 획득한 위치 변화 정보를 이용한다면 이동 속도와 위치를 파악함과 동시에 향후 단말기가 어느 위치로 이동할 것인지를 알 수 있게 된다. 이러한 과정을 통해 단말기가 인접한 각 셀(400 ~ 420)에서의 C1, C2, C4, C31 및 C32값들이 비슷하여 셀 재선택 상황이 자주 발생하는 위치에 있거나 각 셀이 서로 다른 지역에 위치하여 지역갱신이 자주 발생하는 위치에 있을 때, 이러한 상황이 자주 발생하지 않도록 하기 위해 단말기는 각각의 기지국의 위치와 예상 이동 위치를 비교하여 기지국C에 점점 근접한다고 판단할 수 있다.

그러면, 단말기는 이러한 판단 결과를 이용하여 가장 유력한 셀이 기지국C가 관할하는 셀(410)이라고 결정하여 이를 서빙 셀로 선택한 후 셀(410)을 유지하게 된다. 이와 같이 단말기가 미리 기지국 GPS 위치 정보를 알고 있는 상태에서 GPS 기능을 통해 얻어진 위치 변화 정보를 이용한다면 가장 유력한 셀 선택이 가능하게 되며 이를 통해 단말기에서는 불필요한 셀 재선택 과정을 막을 수 있을 뿐만 아니라 불필요한 지역갱신 과정도 최소화시킬 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따라 GPS 정보를 이용한 단말기에서의 셀 재선택 과정을 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따라 GPS 정보를 이용한 단말기에서의 셀 재선택 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 6을 참조하면, 단말기의 위치가 바뀌어 현재 서빙 셀로부터 더이상 서비스를 받기 어렵게 되면, 단말기는 서비스가 가능한 새로운 셀로 옮겨야 한다. 이러한 과정은 셀 선택/재선택 모드에서 수행되는데, 600단계에서와 같이 셀 선택/재선택 모드가 수행되는 상태에서 단말기는 610단계로 진행하여 현재 서빙 셀과 주변 셀에 대한 신호 특성의 측정을 수행한다. 그리고나서 단말기는 620단계로 진행하여 서비스 유지를 위해 서비스 제공이 가능한 새로운 서빙 셀이 될 수 있는 후보 셀을 선택한다. 이 때, 단말기 위치에서 주기적으로 측정되는 주변셀의 전송 전력값과 자신의 전송 전력값을 바탕으로 C1, C2, C4, C31 및 C32값을 계산한다. 그러면 단말기는 630단계로 진행하여 상기한 과정을 통해 얻어진 후보 셀 측정값과 주변 셀 측정값의 차이가 임계범위 이내인지를 판단한다.

구체적으로 단말기는 후보 셀 측정 결과값에서 주변 셀 측정 결과값을 뺀 차이가 소정 임계치이상인지를 판단한다. 즉, 새로 선택한 후보 셀이 다른 셀에 비해 월등한 측정값을 갖는지를 판단한다. 만약, 그 차이가 임계치 이상인 경우에는 최적의 셀 결정이 가능한 상태이므로 단말기는 640단계로 진행하여 현재의 후보 셀을 새로운 서빙 셀로 선택하여 일반적인 셀 재선택에 따른 동작을 수행한다. 이와 다르게 630단계에서 그 차이가 임계치 이하인 경우 즉, 셀들의 측정치가 비슷하여 어느 하나의 셀을 결정하기 어려운 상황일 경우 GPS 기능을 이용한다.

이에 따라 단말기는 650단계로 진행하여 GPS 위치 정보를 이용하여 이동 속도 및 현재 위치 정보를 획득한 후, 660단계로 진행하여 이동 속도 및 현재 위치 정보를 이용한 예상 위치 정보 산출 동작을 수행한다. 이와 같이 본 발명에 따른 단말기는 GPS 기능을 통해 이동 속도, 현재 위치 정보 및 예상 위치 정보 등의 다양한 위치 변화 정보를 얻을 수 있다. 그리고나서 단말기는 670단계로 진행하여 본 발명의 실시 예에 따른 다양한 방법을 통해 획득한 각 기지국 GPS 위치 정보 및 위치 변화 정보를 이용하여 자신의 예상 이동 위치 상에 있는 기지국에 해당하는 셀 을 새로운 서빙 셀로 선택한다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따르면, GPS 위치 정보를 이용함으로써 다양한 지역 위치(Location Area)에 놓여있는 단말기는 네트워크와의 빈번한 신호 처리 과정을 피할 수 있게 되어 효율적인 셀 관리가 가능하게 되는 이점이 있다. 또한, 주변 셀들의 수신 전력값이 비슷한 지역에서는 빈번한 셀 재선택 과정을 피함으로써 단말기가 불필요한 셀 재선택 작업을 하지 않도록 하는 이점이 있다.

Claims

대기 상태에서 GPS를 이용한 이동 통신 단말기에서의 효율적인 셀 재선택 방법에 있어서,

GPS 위치 정보를 주기적으로 측정하여 위치 변화 정보를 획득하는 과정과,

이동 시 현재 셀에 대해 주변 셀의 신호 특성을 측정하는 과정과,

상기 측정 결과값들의 차이가 소정 임계치 이하인지를 판단하는 과정과,

판단 결과 소정 임계치 이하인 경우 기 저장된 주변 셀에 대한 각 기지국 GPS 위치 정보 및 상기 위치 변화 정보를 바탕으로 서비스가 유지되도록 셀 재선택을 수행하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 단말기가 기지국 GPS 위치 정보 요청 메시지(BSS GPS Location Information Request Message)를 네트워크에 전송하는 과정과,

상기 전송에 대응하여 상기 네트워크로부터 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지(BSS GPS Location Information Response Message)를 수신하는 과정과,

상기 GPS 위치 정보 응답 메시지로부터 기지국 GPS 위치 정보를 획득하여 저장하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서, 상기 기지국 GPS 위치 정보 응답 메시지는

상기 네트워크가 관할하는 셀 내의 기지국에 대해 기저장된 GPS 위치 정보를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 기지국 GPS 위치 정보는

네트워크로부터 소정 서비스를 통해 주기적으로 획득됨을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 기지국 GPS 위치 정보는

위치 정보 갱신(Location Update Procedure) 동작 수행 마지막 단계에서 네트워크로부터 기지국 GPS 위치 정보 알림(BSS GPS Location Information Indicator) 메시지를 통해 제공받음을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 기지국 GPS 위치 정보는

상기 단말기 제품 출시 시에 통신 사업자에 의해 빌트-인 서비스(Built-In Service) 형식으로 미리 내장된 것임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 위치 변화 정보를 획득하는 과정은

GPS 기능을 통해 수신되는 GPS 위치 정보로부터 상기 단말기의 이동 속도 및 현재 위치를 획득하는 과정과,

상기 이동 속도 및 현재 위치를 획득하는 학습 기법을 통해 예상 위치 정보를 산출하는 과정과,

상기 산출된 이동 속도, 현재 위치 정보 및 예상 위치 정보를 포함하는 위치 변화 정보를 갱신하여 저장하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 현재 셀에 대해 주변 셀의 신호 특성을 측정하는 과정은

상기 주변 셀에 대한 각 기지국의 전송 전력값 및 상기 단말기의 전송 전력값을 측정하는 과정과,

상기 측정된 전송 전력값들을 이용하여 각 셀들에 대한 측정 결과값을 산출하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서, 상기 각 셀들에 대한 측정 결과값은

상기 각 셀들에 대한 경로 손실 기준 파라미터(path loss criterion parameter) C1값, 재선택 기준 파라미터(reselection criterion parameter) C2값, 신호 강도 임계치 기준 파라미터(signal strength threshold criterion parameter) C4값, 신호 레벨 임계치 파라미터(signal level threshold criterion parameter) C31값과 셀 순위 임계치 파라미터(cell ranking criterion parameter) C32값 중 적어도 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 측정 결과값들의 차이가 소정 임계치 이하인지를 판단하는 과정은

상기 주변 셀 중 후보 셀 측정 결과값과 나머지 주변 셀 측정 결과값의 차이가 소정 임계치 이하인지를 판단하는 과정임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 주변 셀들이 서로 다른 위치 지역(LA: Location Area)에 있을 경우 상기 상기 GPS 기능을 이용한 셀 재선택을 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
제 4항 내지 제 5항에 있어서, 상기 기지국의 GPS 위치 정보는

상기 단말기 전원 오프 시에 메모리 또는 심카드(SIM card) 중 어느 하나에 저장됨을 특징으로 하는 방법.
제 12항에 있어서,

전원 온 시 상기 저장된 기지국 GPS 위치 정보와 현재 단말기의 GPS 위치 정보를 바탕으로 서빙 셀을 결정하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.