KR100646237B1 - 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법 - Google Patents

계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 높은 우선순위의 상위 계층 셀 및 낮은 우선순위의 하위 계층 셀을 포함하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서, 고속으로 이동하는 이동 통신 단말이 하위 계층 셀로 핸드오버할 수 있도록 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
본 발명의 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법은, 기 이동 통신 단말에 특정 계층의 서빙 셀에서 발착신호가 설정되면, 타이머를 구동하여, 미리 정해진 일정 주기(T) 동안 상기 서빙 셀의 계층과 동일한 계층 내에서의 핸드오버 발생 횟수(n)가 미리 정해진 기준 횟수(N) 이상인지를 판단하는 제1단계와; 상기 판단 결과, 동일 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)가 기준 횟수(N) 이상이면, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인지를 판단하는 제2단계와; 상기 판단 결과, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인 경우 하위 계층에 해당하는 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 제3단계; 를 포함함에 기술적 특징이 있다.
계층 셀

Description

계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법{Method for Hand-Over in Hierarchical Cell Structure Mobile Communication System}
도 1은 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템을 설명하기 위한 개념도,
도 2는 종래 계층 셀 구조에서의 핸드오버 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 매크로(Macro) 셀 20 : 마이크로(Micro) 셀
30 : 피코(Pico) 셀
본 발명은 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것으로, 높은 우선순위의 상위 계층 셀 및 낮은 우선순위의 하위 계층 셀을 포함하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서, 단말의 이동 속도를 측정하여 고속으로 이동하는 이동 통신 단말의 경우 하위 계층 셀로 핸드오버할 수 있도록 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 관한 것이다.
계층 셀 구조는 핫 스팟(Hot Spot) 지역과 같이 트래픽이 많은 지역에서 많은 트래픽을 수용하기 위해 효율적으로 구성된 구조로서, 도 1에 도시된 바와 같이 셀 반경이 가장 넓은 매크로 셀(10)이 존재하고, 매크로 셀(10)의 커버리지 내에 반경이 보다 작은 마이크로 셀(20)이 존재하며, 셀 반경이 가장 작은 피코 셀(30)이 다시 상기 마이크로 셀(20) 내에 존재하는 구조이다.
상기 서로 다른 계층의 매크로 셀(10), 마이크로 셀(20), 피코 셀(30)은 각각 서로 다른 주파수를 사용하고, 동일 계층 내에서는 같은 주파수를 사용하며, 이에 따라 계층 내에서는 소프트 핸드오버가 이루어지나, 계층 간 핸드오버 시에는 하드 핸드오버가 이루어지게 되며, 계층 간 핸드오버 시에는 호 절단이 발생할 수 있다.
상기에서, 셀 반경이 가장 작은 셀 즉, 피코 셀(30)이 가장 높은 우선순위의 계층으로서, 이동성이 적은 단말기나 높은 전송 속도를 요구하는 고속 데이터 서비스를 이용하는 단말기는 우선적으로 높은 우선순위의 계층 셀의 서비스를 받게 된다.
한편, 통화중인 단말기는 망에서 전송한 인접 셀의 정보를 통해 인접 셀의 신호 세기를 측정하고, 단말기의 이동에 따라 현재 서비스받고 있는 서빙 셀보다 인접 셀의 신호가 정해진 기준치보다 높아지게 되면 핸드오버를 수행한다.
이때, 반경이 작은 높은 계층의 셀(예: 피코 셀)에서 단말이 고속으로 이동하게 되면, 단말은 동일 계층의 이웃 셀로 빈번하게 핸드오버를 수행하게 되며, 이 는 호 절단 및 통화 품질 열화를 초래한다.
이에 따라, 기존의 계층 셀 구조 이동 통신 시스템에서는 동일 계층 내 빈번한 핸드오버 발생으로 인한 문제점을 해결하고자 고속으로 이동하는 단말에 대해 도 2와 같은 핸드오버 과정을 적용하였다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 단말은 기존 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서 망 구성 정보를 수신한 후(S101), 계층 셀 구조인 경우 서빙 셀의 정보(우선순위, 주기 T, 핸드오버 기준횟수 N)를 수신하고(S103), 이웃 셀의 정보(우선순위)를 수신하며(S105), 높은 우선순위의 서빙 셀에서 발착신호가 설정되면(S107), 상기 서빙 셀의 정보로서 수신한 주기 T 동안 동일 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)를 누적시킨다(S109).
그리고, 주기 T가 되면, 단말은 상기 누적시킨 핸드오버 발생 횟수(n)가 상기 수신한 핸드오버 기준횟수(N) 이상인지를 판단하고(S111), 판단 결과 핸드오버 기준횟수(N) 이상인 경우 단말이 고속으로 이동하고 있다고 판단하여 낮은 우선순위의 계층 셀로 핸드오버를 수행한다(S113).
그런데, 셀 경계 지역에 있는 단말의 경우, 무선 신호의 변동으로 기준횟수(N) 이상의 핸드오버가 발생하게 되며, 이러한 경우 상기한 핸드오버 과정을 적용하게 되면 결국 고속으로 이동하지 않는 단말이 하위 계층의 셀로 핸드오버를 수행하여야 하는 상황이 발생하며, 단말은 사용 주파수가 서로 다른 계층 간의 하드 핸드오버 수행으로 인해 호 절단을 발생시키게 된다.
또한, 낮은 계층의 셀은 높은 계층의 셀에 비하여 보다 넓은 지역을 서비스 함으로 인해 고속의 데이터 서비스를 제공하는 데 한계가 있으며, 상기와 같은 경우, 낮은 계층 셀로의 핸드오버로 인한 통화품질 저하를 초래하게 된다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단말의 실제 이동 속도를 기초로 하여, 실제 고속으로 이동하는 단말이 하위 계층의 셀로 핸드오버를 수행하도록 하여, 불필요한 하드 핸드오버로 인한 호 단절, 통화품질 열화 등의 문제를 해소할 수 있도록 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은 높은 우선순위의 상위 계층 셀 및 낮은 우선순위의 하위 계층 셀을 포함하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서, 고속으로 이동하는 이동 통신 단말이 하위 계층 셀로 핸드오버할 수 있도록 하는 핸드오버 방법으로서, 상기 이동 통신 단말에 특정 계층의 서빙 셀에서 발착신호가 설정되면, 타이머를 구동하여, 미리 정해진 일정 주기(T) 동안 상기 서빙 셀의 계층과 동일한 계층 내에서의 핸드오버 발생 횟수(n)가 미리 정해진 기준 횟수(N) 이상인지를 판단하는 제1단계와; 상기 판단 결과, 동일 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)가 기준 횟수(N) 이상이면, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인지를 판단하는 제2단계와; 상기 판단 결과, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인 경우 하위 계층에 해당하는 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 제3단계; 를 포함하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 의해 달성된다.
본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 명세서에 첨부된 도면에 의거한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이, 이동 통신 단말이 이동 통신 시스템으로부터 망 구성 정보를 수신한 후(S201), 계층 셀 구조인 경우 현재 서비스받고 있는 서빙 셀의 우선순위, 핸드오버 발생 횟수 누적 주기(T), 핸드오버 기준 횟수(N) 정보를 포함하는 서빙 셀 정보를 수신하고(S203), 이웃 셀의 우선순위 정보를 포함하는 이웃 셀 정보를 수신한다(S205).
이후, 상기 이동 통신 단말에 상기 서빙 셀을 통해 발착신호가 설정되어 통화가 시작되면(S207), 단말은 단말의 이동 속도(v)를 주기적으로 측정함과 동시에, 타이머를 구동하여 미리 정해진 일정 주기(T) 동안 상기 서빙 셀의 계층과 동일한 계층 내에서의 핸드오버 발생 횟수(n)를 누적시킨다(S209).
이때, 상기 이동 통신 단말은 GPS 모듈을 포함하여, GPS 신호를 이용하여 단말의 이동 속도(v)를 측정할 수 있으며, 단말의 이동 속도(v) 측정 방법은 본 발명에서 제한되지 않는다.
다음, 미리 정해진 일정 주기(T)가 경과되면, 단말은 누적된 동일 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)가 미리 정해진 기준 횟수(N) 이상인지를 판단한다(S211). 그리고, 상기 판단 결과, 기준 횟수(N) 이상의 핸드오버가 발생한 경우, 본 발명에서 단말은 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인지를 판단하며(S213), 판단 결과, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인 경우 하위 계층에 해당하는 이웃 셀로 핸드오버를 수행한다(S215).
즉, 본 발명에서 단말은 일정 주기(T) 동안 발생한 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)와, 단말의 이동 속도(v)를 동시에 고려하여 하위 계층 셀로의 핸드오버를 결정하며, 두 조건이 모두 만족하는 경우 하위 계층의 이웃 셀에 대한 신호 세기를 측정하고, 그 결과를 시스템에 전송하여 하위 계층 셀로의 핸드오버를 수행한다.
이때, 서로 다른 계층의 셀은 서로 다른 주파수를 사용하므로, 단말은 하드 핸드오버를 수행하며, 하위 계층의 이웃 셀이 복수개로 존재하는 경우 각 이웃 셀의 신호 세기를 측정하여, 가장 높은 신호 세기의 이웃 셀로 핸드오버한다.
만약, 상기 두 조건 중 어느 하나라도 만족되지 않는 경우, 단말은 단말이 고속으로 이동하지 않는다고 판단하여, 동일 계층 내에서 셀 간 소프트 핸드오버를 수행하게 된다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이 해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 발명의 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법에 의하면, 일정 시간 동안의 핸드오버 수뿐만 아니라, 실제 이동 속도를 고려하여 단말의 고속 이동 여부를 판단함으로써, 불필요한 하드 핸드오버로 인한 호 단절 및 통화 품질 열화 등의 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (6)

  1. 높은 우선순위의 상위 계층 셀 및 낮은 우선순위의 하위 계층 셀을 포함하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서, 고속으로 이동하는 이동 통신 단말이 하위 계층 셀로 핸드오버할 수 있도록 하는 핸드오버 방법으로서,
    상기 이동 통신 단말에 특정 계층의 서빙 셀에서 발착신호가 설정되면, 타이머를 구동하여, 미리 정해진 일정 주기(T) 동안 상기 서빙 셀의 계층과 동일한 계층 내에서의 핸드오버 발생 횟수(n)가 미리 정해진 기준 횟수(N) 이상인지를 판단하는 제1단계와;
    상기 판단 결과, 동일 계층 내 핸드오버 발생 횟수(n)가 기준 횟수(N) 이상이면, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인지를 판단하는 제2단계와;
    상기 판단 결과, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인 경우 하위 계층에 해당하는 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 제3단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 이상인 경우 하위 계층에 해당하는 이웃 셀들의 신호 세기를 측정하는 제3-1단계와;
    상기 신호 세기 측정 결과를 근거로, 하위 계층 이웃 셀들 중 높은 신호 세기의 이웃 셀로 핸드오버하는 제3-2단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1단계 이전에,
    상기 이동 통신 단말이 상기 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템으로부터 현재 서비스받고 있는 서빙 셀의 우선순위, 핸드오버 발생 횟수 누적 주기(T), 핸드오버 기준 횟수(N) 및 기준 이동 속도(V) 정보를 포함하는 서빙 셀 정보와, 이웃 셀의 우선순위 정보를 포함하는 이웃 셀 정보를 수신하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1단계 이후,
    상기 이동 통신 단말이 단말의 이동 속도를 주기적으로 측정하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이동 통신 단말은 GPS 모듈을 포함하여 구성되고,
    상기 단말의 이동 속도를 측정하는 단계에서,
    상기 이동 통신 단말은 GPS 모듈을 구동하여 GPS 신호를 수신하고, 수신한 GPS 신호를 이용하여 단말의 이동 속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 판단 결과, 단말의 이동 속도(v)가 미리 정해진 기준 속도(V) 미만인 경우, 동일 계층에 해당하는 이웃 셀로 핸드오버를 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 계층 셀 구조의 이동 통신 시스템에서의 핸드오버 방법.
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