KR100600606B1 - 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법 - Google Patents

휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대 인터넷망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 액세스 포인트는 이동단말로부터 전송되는 핸드오프 후보 셀 정보 및 각 셀의 신호 세기 정보를 수신하여 자신이 관리하는 셀 간의 핸드오프가 가능한지를 판단하여 가능한 경우 이동 단말이 핸드오프를 수행하도록 하고, 그렇지 않은 경우 핸드오프 후보 셀 정보 및 신호 세기 정보를 패킷 액세스 라우터로 전송한다. 액세스 포인트는 수신된 핸드오프 후보 셀 정보를 이용하여 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하고, 선택된 후보 셀의 신호 세기에 따라 셀을 정렬하고, 정렬된 셀 정보를 상기 이동단말로 전송한다.
이처럼 본 발명에 의하면, 이동단말이 이용중인 서비스의 품질을 제공하는 셀을 선별하고 선별된 셀을 신호 세기에 따라 정렬하여 이동단말에 제공함으로써 효율적인 핸드오프 셀 선택을 할 수 있도록 한다.
핸드오프, 서비스 품질, 신호 세기, PAR

Description

휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법{Apparatus and method of hand-off cell selection in portable internet network}
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷망의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법의 동작 순서도이다.
본 발명은 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프시 최선의 안정적인 서비스 품질을 제공하기 위한 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법에 관한 것이다.
다양한 멀티미디어 서비스가 등장함에 따라 인터넷 접속 서비스를 제공하는 시스템이 최선의 서비스 품질을 제공할 필요성이 증가하고 있으며, 특히 이동통신망에서 인터넷 서비스를 제공하는 경우, 이러한 서비스 품질 제공의 필요성이 더욱 중요해지고 있다.
이동망은 기지국을 중심으로 셀이 구성되는데, 셀은 서비스 영역의 크기에 따라 다양한 형태를 가지며 서로 중첩되어 구성될 수 도 있다. 이동망은 고정망과 달리 사용자의 이동을 고려하여 접속되는 셀을 변경하는 핸드오프 기능을 지원하는데, 핸드오프시 제공되는 서비스 품질의 저하를 방지하기 위해 이동망은 변경될 최적의 셀을 선택해야 한다.
핸드오프시 이동할 셀을 선택하는 방법으로 신호 세기를 이용하는 방법이 사용되고 있다. 상기 방법에 의하면, 이동단말은 기지국으로부터 지속적으로 수신되는 신호의 세기를 측정하고 현재 서비스중인 기지국으로부터 수신된 신호의 세기가 정해진 수준 이하로 작아지면 인접한 다른 기지국으로부터 수신되는 신호의 세기를 측정하여, 이들 중에서 가장 센 기지국을 이동할 셀로 선택한다.
대한민국 특허공개 공보 10-2002-0068064(무선 데이터 단말기의 핸드오프 구역 설정 방법; 이하 선행기술이라 함)호는 이러한 신호 세기를 이용한 핸드오프 방법을 이용한 것으로서, CDMA(Code division Multiple Access) 이동통신 시스템에서 단말기가 예측구역이 존재할 때 이동하려는 단위 셀을 보다 정확하게 예측하기 위한 핸드오프 구역 설정 방법을 제시한다.
상기한 선행 기술은 핸드오프 예측 구역과 기지국의 신호 세기를 고려하여 핸드오프를 위한 자원을 예측함으로써 불필요하게 모든 인접한 셀에 자원을 낭비하는 문제를 해결하였다. 그러나, 상기한 선행 기술은 단순한 기지국의 신호 세기만을 고려하여 핸드오프를 위한 자원을 예측하는 방법이기 때문에, 망 구조에 대한 정보와 서비스 품질에 대한 제공 여부를 보장할 수 없는 문제가 있다.
한편, 휴대 인터넷 시스템은 서비스 품질을 무선망에서도 지원하는 기능을 가져야 하기 때문에, 핸드오프시에도 지속적으로 동일한 서비스 품질을 제공하기 위해 최적의 셀을 선택해야 한다. 따라서 이동가입자의 핸드오프시 서비스 품질의 저하 없이 보다 안정적인 서비스 품질을 보장하기 위한 휴대 인터넷 시스템에서의 핸드오프 셀 선택 방법이 요구된다.
상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 휴대 인터넷 망에서의 이동 단말의 핸드오프시 서비스 품질을 제공하면서 보다 효과적으로 핸드오프를 수행할 셀을 선택할 수 있도록 하는 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치는
대응하는 이동단말과의 무선통신을 수행하고, 상기 이동단말로부터 수신되는 핸드오프 후보 셀 정보-상기 핸드오프 후보 셀 정보는 각 셀로부터 상기 이동단말로 수신되는 신호세기 정보를 포함함-를 수신하는 하나 이상의 액세스 포인트; 및
상기 액세스 포인트로부터 수신되는 핸드오프 후보 셀 정보를 이용하여 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하고, 상기 핸드오프 후보 셀 정보에 포함된 상기 신호세기 정보에 기초하여 선택된 셀을 정렬하고 정렬된 셀 정보를 상기 액세스 포인트를 통해 상기 이동단말로 전송하는 하나 이상의 패킷 액세스 라우터를 포함한다.
한편, 본 발명의 특징에 다른 휴대 인터넷 망세서의 핸드오프 셀 선택방법은
사용자의 이동단말과 무선 통신을 수행하는 다수의 셀, 상기 다수의 셀을 제어하는 하나 이상의 액세스 포인트, 및 상기 액세스 포인트를 관리하고 제어하는 하나 이상의 패킷 액세스 라우터를 포함하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법으로서,
(a) 액세스 포인트가 자신이 제어하는 셀과의 무선통신을 수행하는 상기 이동단말로부터 핸드오프 후보 셀 정보-상기 핸드오프 후보 셀 정보는 각 셀로부터 상기 이동단말로 수신되는 신호세기 정보를 포함함-를 수신하는 단계;
(b) 상기 액세스 포인트가 상기 핸드오프 후보 셀 정보를 자신을 관리하는 패킷 액세스 라우터로 전송하는 단계;
(c) 상기 패킷 액세스 라우터가 상기 수신된 핸드오프 후보 셀 정보를 이용하여 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하는 단계;
(d) 상기 선택된 후보 셀들을 상기 핸드오프 후보 셀 정보에 포함된 상기 신호세기 정보에 기초하여 정렬하는 단계; 및
(e) 상기 정렬된 셀의 정보를 상기 액세스 포인트를 통해 상기 이동단말로 전송하여 상기 이동 단말이 핸드오프를 수행하도록 하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 첨부된 도면은 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 본 발명의 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 동일 또는 유사한 부분에 대 해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
휴대 인터넷 시스템에서 셀은 옴니셀과 3 섹터를 가진 셀로 구성될 수 있으며, 하나의 액세스 포인트(Access point; AP)는 수개의 무선 채널을 가질 수 있으며, 패킷 액세스 라우터(Packet Access Router; PAR)는 수개 혹은 수십 개의 AP를 관리하며 이들 사이에 핸드오프를 제어한다.
이러한 시스템 구조에서 섹터간, AP간 혹은 PAR 간 핸드오프가 가능하기 때문에 본 발명에서는 핸드오프에 대한 성공률과 효율적인 핸드오프를 위해 서비스 품질과 시스템 구조가 고려된 핸드오프 방법을 제안한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷망의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 이동단말(Access Terminal; 이하 AT라 함)(110)에 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷망은 다수의 셀(120, 121, 122), 다수의 AP(130), 및 다수의 PAR(140)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다수의 셀들은 각각 단일 셀(120, 121) 및 3개의 섹터를 가지는 셀(122)을 포함하고, 각 AP(130)는 대응하는 셀을 직접 제어하고 망 구성에 따라 수개의 주파수 대역을 관리할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, AT(110)는 하나의 AP(130)내에서 섹터간 핸드오프를 수행할 수도 있고 현재 접속중인 주파수 대역을 다른 주파수 대역으로 변경하는 핸드오프를 수행할 수도 있다. 각 PAR(140)는 대응하는 AP(130)를 관리하고 AP(130)간의 핸드오프를 제어하며, 다른 PAR(140)와 연동하여 PAR(140)간의 핸드오프를 제어한다.
요컨대, 본 발명의 실시예에서는, 섹터간 핸드오프, AP간 핸드오프 및 PAR 간 핸드오프를 모두 제공할 수 있기 때문에, 서비스 품질을 고려하여 적절한 핸드오프 방식을 선택하여 최적의 셀을 선택할 수 있다.
섹터간 핸드오프는 하나의 AP(120)내에서 이루어지므로 AT(110)의 핸드오프시 셀 변경에 따른 서브시스템들 사이에 보안을 포함한 제어 메시지 전송 및 사용자 데이터 패킷들에 대한 전송이 필요하지 않아 핸드오프 지연을 최소한으로 수행할 수 있다.
AP(130)간 핸드오프는 셀의 변경시 AP(130)가 변경되는 핸드오프이며, 이에 따라 AP(130)간의 보안을 포함한 제어 메시지가 이전 셀의 AP(130)에서 새로운 셀의 AP(130)로 전송된다. 그리고, AT(110)로 전송하기 위해 이전 AP(130)에 이미 전송한 사용자 패킷들도 새로운 AP(130)로 다시 전송되야 한다.
한편, PAR(140)간 핸드오프는 셀의 변경시 PAR(140)가 변경되는 핸드오프이며, 이에 따라 AP(130)간의 보안을 포함한 제어 메시지가 이전 셀의 AP(130)에서 새로운 셀의 AP(130)로 전송되고, 제어용 정보들이 이전 PAR(140)에서 새로운 PAR(140)로 전송된다. 그리고, AT(110)로 전송하기 위해 이전 AP(130)에 이미 전송한 사용자 패킷들도 새로운 AP(130)로 전송되야 하고, 핸드오프가 결정된 이후 이전 PAR(140)에 도착한 사용자 패킷은 새로운 PAR(140)로 포워딩되야 한다.
상기한 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법은 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법의 동작 순서도이다.
도 2를 참조하면, 우선 AT(110)가 현재 접속중인 AP(130)로부터 수신되는 신호의 세기를 측정하고(S201), 수신된 신호의 세기가 일정 수준 이하로 떨어지는 여부를 판단한다. (S202).
상기 단계 S202에서의 판단결과 현재 접속중인 AP(130)로부터의 신호 세기가 일정 수준 이하인 경우에는, AT(110)는 AP(130)로부터 허가를 얻어 인접 후보 셀에 대한 검색(Scanning)을 수행하여 각 후보 셀로부터 수신되는 신호의 세기를 측정하고(S203), 측정된 신호 세기의 정보를 현재 접속중인 AP(130)로 전송한다(S204).
현재 접속중인 AP(130)는 AT(110)가 전송한 후보 셀의 리스트가 모두 자신이 관리하는 셀인지 여부를 판단하여(S205), 모두 자신이 관리하는 셀인 경우 AT(110)로부터 수신된 신호 세기의 정보에 기초하여 AT가 수신한 신호의 세기가 가장 큰 신호를 전송한 후보 셀을 선택하여 핸드오프를 수행한다. (S206) 그리고, AP(130)는 상위의 PAR(140)로 핸드오프 결과를 알려(S207), PAR(140) 내부의 정보를 갱신하도록 한다(S208).
상기 단계 S205에서의 판단 결과, AT(110)가 전송한 후보 셀의 리스트 중 다른 AP(130)에 속하는 셀이 있는 경우에는, 현재 접속중인 AP(130)가 핸드오프를 위한 셀 선택을 요구하는 메시지를 상위의 PAR(140)로 전송한다(S209).
핸드오프를 위한 셀 선택 요구 메시지를 수신한 PAR(140)는 AT(110)가 선택한 후보 셀 중에 현재 AT(110)가 이용중인 서비스 대역을 만족할 수 있는 셀을 선정한다(S210). 여기서, 서비스 대역을 만족할 수 있는 셀은 AT(110)가 이용하고 있 는 서비스 품질을 보장할 수 있는 셀을 말한다. 본 발명의 실시예에 따르면, PAR는 현재 AT(110)가 접속중인 PAR(140)의 하위에 있는 셀에 대한 정보를 요구받은 시점에서의 셀의 대역 이용률을 이용하여 확인하며, 현재 접속중인 PAR(140)의 하위에 있는 셀이 아닌 경우에는 주기적으로 수신되는 인접 PAR(140)의 대역 이용률을 이용하여 확인한다.
그리고 나서, AT(110)가 현재 접속중인 PAR(140)는 단계S210에서 선정된 셀 중에서 섹터간 핸드오프가 가능한 셀이 있는지를 판단하고(S211), 섹터간 핸드오프가 가능한 셀들이 있는 경우에는 이들 셀들 중 AT(110)가 전송한 신호 세기의 정보에 기초하여 세기가 큰 순으로 정렬한다. (S212)
그리고, PAR는 섹터간 핸드오프가 가능한 셀을 제외한 후보 셀 중에서 AP(130)간의 핸드오프가 가능한 셀이 있는지 여부를 판단하고(S213), AP간 핸드오프가 가능한 셀이 있는 경우에는 AT(110)가 전송한 셀의 신호 세기 정보에 기초하여 세기가 큰 순으로 셀을 정렬한다(S214).
섹터간의 핸드오프와 AP(130)간의 핸드오프가 가능한 셀을 제외한 나머지 셀은 PAR(140)간의 핸드오프가능 셀이므로, PAR(140)는 나머지 셀들 중 AT(110)가 전송한 셀의 신호 세기 정보에 기초하여 크기가 큰 순으로 셀을 정렬한다(S215).
현재 접속중인 PAR(140)는 상기 단계 S211 내지 단계 S215에 의해 섹터간, AP(130)간, PAR(140)간의 핸드오프 셀을 순서대로 정렬하고(S216), 정렬된 후보 셀의 리스트를 AT(110)로 전송한다(S217).
상기 단계 S217에 서 후보 셀의 정렬 리스트를 수신한 AT(110)는 내부 정책 에 따라 실제로 핸드오프할 셀을 선택하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, AT(110)의 핸드오프에 있어서 PAR(140)는 우선적으로 AT(110)가 이용중인 서비스 품질을 만족할 수 있는 셀을 선정하고, 이후로 신호 세기를 이용하여 여러 가지 형태의 핸드오프가 가능한 후보 셀 리스트를 작성하여 AT(110)로 제공함으로써, AT(110)가 서비스 품질 및 신호 세기를 동시에 만족할 수 있는 핸드오프 셀을 선택 할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 자세히 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에만 한정되는 것은 아니고 이 외의 다양한 변형이나 변경이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 휴대 인터넷망에서 핸드오프 셀 선택 장치 및 방법은, 이동 단말의 핸드오프를 위해 PAR이 핸드오프 셀을 선택하는데 있어서, 이동단말이 이용중인 서비스의 품질을 제공하는 셀을 선별하고, 선별된 셀을 신호 세기에 따라 정렬하여 이동단말에 제공함으로써 서비스 품질을 보장하면서, 좋은 신호 세기 조건을 선택하여 효율적인 핸드오프 셀을 선택할 수 있다.

Claims (10)

  1. 사용자의 이동단말로 휴대 인터넷 서비스를 제공하는 휴대 인터넷망에서, 상기 이동단말의 이동에 따른 핸드오프 셀을 선택하는 장치에 있어서,
    대응하는 이동단말과의 무선통신을 수행하고, 상기 이동단말로부터 수신되는 핸드오프 후보 셀 정보-상기 핸드오프 후보 셀 정보는 각 셀로부터 상기 이동단말로 수신되는 신호세기 정보를 포함함-를 수신하는 하나 이상의 액세스 포인트; 및
    상기 액세스 포인트로부터 수신되는 핸드오프 후보 셀 정보를 이용하여 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하고, 상기 핸드오프 후보 셀 정보에 포함된 상기 신호세기 정보에 기초하여 선택된 셀을 정렬하고 정렬된 셀 정보를 상기 액세스 포인트를 통해 상기 이동단말로 전송하는 하나 이상의 패킷 액세스 라우터를 포함하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 포인트는 상기 이동단말로부터 수신되는 상기 핸드오프 후보 셀이 모두 자신이 관리하는 셀인 경우, 상기 이동단말로부터 수신된 후보 셀의 신호 세기가 가장 큰 후보 셀을 선택하여 상기 이동단말이 핸드오프를 수행하도록 하는 휴대 인터넷 망세서의 핸드오프 셀 선택장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패킷 액세스 라우터는 상기 선택된 셀을 섹터간, 액세스 포인트간, 및 패킷 액세스 라우터 간 핸드오프 가능 셀로 분류하여, 분류된 셀들을 신호세기에 따라 정렬하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 액세스 라우터는 상기 이동단말로부터 핸드오프 요구를 받는 시점의 셀의 대역 이용률을 이용하여 하위에 속하는 후보 셀 중 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 패킷 액세스 라우터는 일정 주기로 수신되는 인접 패킷 액세스 라우터의 대역 이용률 정보를 이용하여 다른 패킷 액세스 라우터의 하위에 속하는 셀 중 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 장치.
  6. 사용자의 이동단말과 무선 통신을 수행하는 다수의 셀, 상기 다수의 셀을 제어하는 하나 이상의 액세스 포인트, 및 상기 액세스 포인트를 관리하고 제어하는 하나 이상의 패킷 액세스 라우터를 포함하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법에 있어서,
    (a) 액세스 포인트가 자신이 제어하는 셀과의 무선통신을 수행하는 상기 이 동단말로부터 핸드오프 후보 셀 정보-상기 핸드오프 후보 셀 정보는 각 셀로부터 상기 이동단말로 수신되는 신호세기 정보를 포함함-를 수신하는 단계;
    (b) 상기 액세스 포인트가 상기 핸드오프 후보 셀 정보를 자신을 관리하는 패킷 액세스 라우터로 전송하는 단계;
    (c) 상기 패킷 액세스 라우터가 상기 수신된 핸드오프 후보 셀 정보를 이용하여 서비스 품질을 만족하는 후보 셀을 선택하는 단계;
    (d) 상기 선택된 후보 셀들을 상기 핸드오프 후보 셀 정보에 포함된 상기 신호세기 정보에 기초하여 정렬하는 단계; 및
    (e) 상기 정렬된 셀의 정보를 상기 액세스 포인트를 통해 상기 이동단말로 전송하여 상기 이동 단말이 핸드오프를 수행하도록 하는 단계를 포함하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (b)는
    상기 액세스 포인트가 상기 단말기로부터 수신된 후보 핸드오프 셀이 모두 자신이 제어 가능한 셀인지를 판단하는 단계; 및
    수신된 후보 핸드오프 셀이 모두 자신이 관리하는 셀인 경우, 상기 이동단말로부터 수신된 후보 셀의 신호 세기가 가장 큰 후보 셀을 선택하여 상기 이동단말이 핸드오프를 수행하도록 하는 단계를 추가로 포함하는 휴대 인터넷 망에서의 핸드오프 셀 선택 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액세스 포인트가 상기 이동단말의 핸드오프 수행 결과를 상기 패킷 액세스 라우터로 전송하여, 상기 패킷 액세스 라우터가 정보 갱신을 하도록 하는 단계를 추가로 포함하는 휴대 인터넷망에서의 핸드오프 셀 선택 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 단계 (d)는 상기 선택된 후보 셀 중에서 섹터간 핸드오프가 가능한 후보 셀, 액세스 포인트 간 핸드오프가 가능한 후보 셀, 및 패킷 액세스 라우터 간 핸드오프가 가능한 후보 셀을 구분하여 각각의 셀의 신호 세기 크기에 따라 정렬하는 것을 특징으로 하는 휴대 인터넷망에서의 핸드오프 셀 선택 방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 (d) 단계는
    상기 선택된 후보 셀 중에서 동일 액세스 포인트 내의 섹터간 핸드오프가 가능한 후보 셀을 구분하여, 각 셀의 신호 세기에 따라 정렬하는 단계;
    상기 선택된 후보 셀 중에서 섹터간 핸드오프가 가능한 셀을 제외한 나머지 셀 중 액세스 포인트 간 핸드오프가 가능한 후보 셀을 구분하여 각 셀의 신호 세기에 따라 정렬하는 단계; 및
    상기 선택된 후보 셀 중 나머지 셀에 대하여 패킷 라우터 간 핸드오프가 가 능한 것으로 판단하고 신호 세기에 따라 정렬하는 단계를 포함하는 휴대 인터넷망에서 핸드오프 셀 선택 방법.
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