KR100617812B1

KR100617812B1 - 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말및 그 방법

Info

Publication number: KR100617812B1
Application number: KR1020050014725A
Authority: KR
Inventors: 권도헌; 이기태; 조병덕; 감두열; 오동인
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-08-28
Also published as: US20060240833A1; CN1826002A; EP1694090A1; KR20060093621A

Abstract

본 발명에 따른 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말은 적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부와, 상기 핸드오프 조건이 발생하는 경우에 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 자신의 위치 정보를 기지국으로 전송하는 제어부를 포함한다.

GPS, 인에이블

Description

위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말 및 그 방법{MOBILE TERMINAL FOR PERFORMING HANDOFF USING LOCATION INFORMATION AND METHOD THEREFOR}

도 1은 일반적인 이동 통신 시스템의 구성을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 및 이동 단말의 동작을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 블록 구성도를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오프시의 이동 단말과 기지국간의 메시지 흐름을 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오프시의 이동 단말과 기지국간의 메시지 흐름을 나타낸 도면.

본 발명은 이동통신 시스템에서의 핸드오프에 관한 것으로, 특히 위치정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서 하나 이상의 기지국과 이 기지국과 통신하는 복수의 이동 단말을 포함한다. 도 1에 일반적인 이동통신시스템의 구성을 나타내었다. 이동 단말(40)에 의해 전송되는 신호들은 기지국(20,30)에 의해 수신되고, 종종 이동 교환국(MSC)(10)으로 중계(relay)된다. 그러면 이동 교환국(10)은 신호를 공중 회선 교환 전화망(PSTN) 또는 다른 이동 단말(mobile station)로 라우팅한다. 각 기지국(20,30)은 이동 단말이 통신할 수 있는 범위인 '셀(cell)'을 커버 (cover)한다. 셀은 제한된 지역적인(geographic) 영역을 커버하고 이동 교환 센터를 통해 통신 네트워크에 대해 호(call)들을 라우팅한다. 일반적인 이동통신 시스템의 커버리지 영역은 여러개의 셀들로 나뉜다. 이동 단말이 제1 셀(50)로부터 제2 셀(52)로 이동할 때 예컨대, 제1 셀(50)과 제2 셀(52)의 경계 영역(54)에 있을 때 핸드오프는 제2 셀(52)과 관련되는 새로운 시스템 자원을 할당하도록 수행된다.

이러한 이동통신 시스템에서 종래의 핸드오프 방식은 이동 단말(40)이 수신한 기지국 신호들의 세기를 이용한다. 기지국(20)은 이동 단말(40)이 전송한 정보를 기반으로 하여 핸드오프의 수행 여부를 판단하였다. 이동 단말(40)은 수신한 인근 기지국(30)으로부터 수신한 신호의 신호 세기(Ec/Io)가 소정 임계치를 초과하는 경우, 기지국(20)에게 핸드오프를 요청한다. 또는 이동 단말(40)은 현재 서비스 기지국(20)으로부터 수신한 신호의 세기가 특정 임계치 이하로 떨어지게 되는 경우에도 기지국(20)에게 핸드오프를 요청한다.

상기한 바와 같이, 종래의 핸드오프는 이동 단말이 수신한 기지국 신호들의 세기만을 기준으로 하여 핸드오프의 수행 여부를 결정하는 방식이었다. 이로 인해 기지국은 이동 단말이 실제로 핸드오프가 필요한 위치에 있는지를 알 수 없다. 또는 이동 단말이 핸드오프가 필요한 시점에서 핸드오프를 하지 못하는 경우도 발생하였다.

구체적으로 상기한 종래의 핸드오프 방식에서, 실제로는 핸드오프가 필요없는 지역임에도 불구하고 순간적으로 채널상황이 변화하여 특정 기지국 신호가 커지거나 또는 작아지는 경우에도, 이동 단말이 불필요하게 핸드오프를 요구하는 메시지를 전송하는 횟수가 잦아질 수가 있다. 또한 핸드오프 지역에 있는 이동 단말이 복수개의 기지국으로부터 데이터를 수신해야 하는 위치에 있음에도 불구하고, 신호 세기의 변화에 따라 자주 기지국의 파일롯 신호를 ADD 시키거나 DROP시킬 수 있다.

이것은 결과적으로 이동 단말과 기지국간에 불필요한 프로세싱을 많이 유발시키는 요인 및 이동 단말들 간의 간섭(Interference)을 증가시키는 요인으로 작용하게 된다.

종래 이러한 문제점을 해결하기 위해 이동 단말의 위치에 따라 핸드오프를 수행하도록 한 기술이 제안되어 있다. 여기에서 이동 단말은 GPS를 이용하여 자신의 위치를 산출하고 이 산출된 위치를 기지국으로 전송하면, 기지국은 이동 단말의 위치가 핸드오프의 위치에 있는 지를 모니터링하고 핸드오프를 수행한다.

그런데, 이동 단말은 자신의 위치를 기지국으로 보고하기 위해 계속적으로 자신이 구비한 GPS부를 인에이블하여야 했다. 그러므로 이동 단말은 계속적으로 위 치 정보를 제공할 GPS 위성을 서치해야 하며 또, 자신의 위치를 산출하여야 했다. 이와 같이 GPS부를 계속적으로 인에이블하여 자신의 위치를 산출하는 것은 이동 단말에게 많은 부하를 걸리게 하며 또한 그에 따른 전력 소모를 초래하였다.

따라서 본 발명은 이동통신 시스템에서 이동 단말의 정말로 필요한 위치에서 핸드오프가 이루어지도록 한 방법 및 이를 위한 이동 단말을 제공한다.

또한 본 발명은 이동 단말에서 GPS부를 핸드오프 필요 여부에 따라 인에이블시키도록 하는 장치 및 그 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말은, 적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부와, 상기 핸드오프 조건이 발생하는 경우에 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 자신의 위치 정보를 기지국으로 전송하는 제어부를 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따라 이동 단말은 핸드오프 조건이 발생하는 경우에 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 위치 정보를 기지국으로 전송한다. 또, 본 발명의 다른 실시예에 따라 이동 단말은 GPS부 인에이블 주기를 결정하고 그에 따라 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 위치 정보를 기지국으로 전송한다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 이동 통신 시스템의 기지국 및 이동 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 통신 시스템은 빌딩들(140) 및 땅위의 방해물(150)에 의해 둘러 쌓여있다. 기지국(20) 및 이동 단말(40)은 여러 GPS 위성들(90,92,94,96)을 갖는 GPS(Global Positioning System) 환경에 배치된다. 이러한 GPS 환경들은 잘 알려진 것들이다. 당업자라면 본 발명이 본 발명의 기술적 사상들에서 벗어남이 없이 GSM(Global System for Mobile Communications)과 같은 다른 통신 시스템에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

전형적인 GPS 애플리케이션에 있어서, GPS 수신기가 그의 위치를 결정하기 위해서는 적어도 4개의 위성들이 요구된다. 본 발명은 단지 3 개의 GPS 위성들 및 이동 단말(40)에서 서빙 기지국(20)으로의 라운드 트립 (round trip) 지연을 사용하여 이동 단말(40)의 위치를 결정할 수 있다. 또, 본 발명은 2개의 GPS 위성들, 라운드 트립 지연 및 서빙 기지국(20)의 알려진 위치를 이용하여 이동 단말(40)의 위치를 결정할 수 있다. 그리고 이동 단말(40)은 자신의 위치를 기지국(20)에게 보고한다.

이 경우 본 발명의 일실시예에 따라 이동 단말(40)은 자신의 위치를 결정하기 위한 GPS부(이하 도 2에 설명)를 핸드오프 조건이 발생하는 경우 인에이블한다. 그러므로, 이동 단말(40)은 자신의 위치를 결정하기 위해서 핸드오프 조건(handoff condition)이 발생하는 지를 모니터링한다. 여기에서 핸드오프 조건에 대해 설명하면, 이동 단말(40)은 서빙 기지국(20)으로부터 수신한 파일럿 신호의 세기 즉 Ec/Io가 소정 임계값 미만으로 감소하는 지를 모니터링 한다. 이는 일반적인 핸드오프 조건이다. 또, 이동 단말(40)은 현재의 RSSI(Received Signal Strength Indication), 신호대 잡음비(SNR) 등을 이용하여 핸드오프 조건이 발생하는 지를 판단할 수 있다. 예를 들어 이동 단말(40)은 RSSI, 신호대 잡음비(SNR) 등에 대한 기준값을 설정하고 RSSI, 신호대 잡음비(SNR) 등의 현재값과 기준값을 비교함으로써 핸드오프 조건이 발생하는 지를 판단할 수 있다. 본 발명은 이에 한정되지 않으며 핸드오프 조건이 당업자에 의해 고려될 수 있는 어떠한 핸드오프 조건도 될 수 있음은 명백하다.

또, 본 발명의 다른 실시예에 따라 이동 단말(40)은 주기적으로 GPS부를 인에이블한다. 예컨대, 특정 지역이 위성을 서치(searching)하기 힘든 장소를 많이 포함하고 있으면 이동 단말(40)은 주기적으로 자신의 정확한 위치를 산출할 수 있다. 위성을 서치하기 힘든 환경은 도심이나 실내(indoor) 환경이 많은 지역에서 발생한다. 이때 이동 단말(40)은 자신이 현재 위치한 지역에 관한 정보에 따라 주기적으로 GPS부를 인에이블할 것을 결정할 수 있다. 이 경우 이동 단말(40)은 GPS부의 인에이블 주기를 결정한다. 그리고 이동 단말(40)은 자신의 위치 산출을 위한 소정의 일정 주기가 도래하는 지를 판단함으로써 GPS부를 인에이블할 지를 결정할 수 있다.

이와 같이 이동 단말(40)은 핸드오프 조건이 발생하는 경우 GPS부를 인에이블하여 자신의 위치를 결정하고 이를 기지국(20)에게 전송한다. 기지국(20)은 이동 단말(40)의 위치를 이용하여 핸드오프의 필요성을 판단한다. 그리고 기지국(20)은 현재의 이동 단말(40)의 위치가 핸드오프가 필요한 위치인 것으로 판단하면 핸드오프 프로세스를 행하고, 그렇지 않으면 핸드오프를 행하지 않고 현재의 통신 상태를 유지한다. 이어서 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말(40)의 구성 및 동작을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 이동 단말의 블록 구성도를 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 이동 단말(40)은 RF부(110), 베이스밴드 처리부(120), 제어부(130), GPS부(140), 메모리(150)를 포함한다.

먼저, GPS부(140)는 적어도 하나의 위성(90,92,94,96)으로부터 GPS 신호를 수신하여 제어부(130)에 제공한다.

그리고, 제어부(130)는 본 발명의 일 실시예에 따라 핸드오프 조건이 발생하는 경우에 GPS부를 인에이블시킨다. 또, 제어부(130)는 본 발명의 다른 실시예에 따라 GPS부 인에이블 주기에 따라 GPS부를 인에이블시킨다.

제어부(130)는 GPS부(140)를 인에이블시킨 후 적어도 하나의 위성으로부터 GPS부(140)를 통해 GPS 신호를 수신한다. 제어부(130)는 GPS부(140)로부터 GPS 신호를 제공받으면 이 GPS 신호를 이용하여 자신의 위치를 산출한 후 위치 정보를 기지국으로 전송한다. 또 제어부(130)는 제어부(130)와 연동하여 핸드오프 프로세스를 실행할 수 있도록 이동 단말의 각 구성요소를 제어한다.

그리고 RF부(110)는 안테나를 통해 기지국(20)과 RF 신호를 송신 및 수신한다. RF부(110)는 수신 RF 신호를 IF(Intermediate Frequency) 신호로 변환하여 베이스밴드 처리부(120)로 출력하고 베이스밴드 처리부(120)로부터 입력되는 IF 신호 를 RF 신호로 변환하여 송신한다. 베이스밴드 처리부(120)는 제어부(130)와 RF부(110) 간의 인터페이스를 제공하는 BAA(Baseband Analog ASIC)로서, 제어부(130)로부터 인가되는 베이스밴드의 디지털 신호를 아날로그 신호 IF 신호로 변환하여 RF부(110)에 인가하며, RF부(110)로부터 인가되는 아날로그 IF 신호를 베이스밴드의 디지털 신호로 변환하여 제어부(130)에 인가한다. 메모리(150)는 이동 단말의 동작 제어 시 필요한 다수의 프로그램과 데이터를 저장한다.

이제, 본 발명의 실시예들에 따라 핸드오프시의 이동 단말과 기지국간의 메시지 흐름을 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오프시의 이동 단말과 기지국간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 먼저 이동 단말(40)은 단계 310에서 핸드오프 조건이 발생하는 지를 판단한다. 즉, 이동 단말(40)은 단계 310에서 핸드오프 조건(handoff condition)이 발생하는 지를 모니터링한다. 전술한 바와 같이, 핸드오프 조건은 예컨대 서빙 기지국(20)으로부터 수신한 파일럿 신호의 세기 즉 Ec/Io가 소정 임계값 미만으로 감소하는 것이다. 또, 예컨대 핸드오프 조건은 RSSI(Received Signal Strength Indication), 신호대 잡음비(SNR) 등의 현재값이 기준값에 대해 소정 범위를 벗어나는 것이다.

이동 단말(40)은 핸드오프 조건이 발생하는 경우 단계 320으로 진행하여 GPS부(140)를 인에이블하여 자신의 위치를 산출한다. 그리고 이동 단말은 단계 330에서 산출한 자신의 위치 정보를 기지국(20)에게 전송한다.

기지국(20)은 단계 340에서 이동 단말(40)의 위치 정보를 이용하여 핸드오프의 필요성을 판단한다. 즉, 기지국(20)은 현재의 이동 단말(40)이 핸드오프가 필요한 위치에 있는 지를 판단한다. 그 판단 결과에 따라 기지국(20)은 단계350에서 이동 단말(40)의 핸드오프가 요구되면 단계 360으로 진행한다. 기지국(20)은 단계 360에서 단말(40)과 연동하여 핸드오프 프로세스를 행한다. 기지국(20)은 단계 350에서 이동 단말(40)의 핸드오프가 요구되지 않으면 단계 370으로 진행하여 현재의 통신 상태를 유지한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 핸드오프시의 이동 단말과 기지국간의 메시지 흐름을 나타낸 도면이다. 도 5의 본 발명의 다른 실시예에서의 단계 220 내지 단계 270은 도 4의 본 발명의 일 실시예에서의 단계 320 내지 단계 370은 유사하다.

도 5를 참조하면, 먼저 이동 단말(40)은 GPS부(140)의 인에이블 주기가 도래했는지를 판단한다. 전술한 바와 같이, 이동 단말(40)은 자신이 현재 위치한 지역에 관한 정보에 따라 주기적으로 GPS부를 인에이블할 것을 결정할 수 있다. 예컨대, 특정 지역이 위성을 서치(searching)하기 힘든 장소를 많이 포함하고 있으면 이동 단말(40)은 주기적으로 자신의 정확한 위치를 산출할 수 있다.

그에 따라 이동 단말(40)은 자신의 위치 산출을 위한 소정의 일정 주기 즉, GSP부(140)의 인에이블 주기가 도래하는 지를 판단함으로써 GPS부를 인에이블할 지를 결정할 수 있다. 만약 GSP부 인에이블 주기가 도래하였으면 이동 단말(40)은 단계 220으로 진행하여 GPS부(140)를 인에이블하여 자신의 위치를 산출한다. 그리고 이동 단말은 단계 230에서 산출한 자신의 위치 정보를 기지국(20)에게 전송한다.

기지국(20)은 단계 240에서 이동 단말(40)의 위치 정보를 이용하여 핸드오프의 필요성을 판단한다. 그 판단 결과에 따라 기지국(20)은 단계250에서 이동 단말(40)의 핸드오프가 요구되면 단계 260으로 진행한다. 기지국(0)은 단계 260에서 단말(40)과 연동하여 핸드오프 프로세스를 행한다. 기지국(20)은 단계 250에서 이동 단말(40)의 핸드오프가 요구되지 않으면 단계 270으로 진행하여 현재의 통신 상태를 유지한다.

이와 같이 본 발명에 따라 이동 단말은 핸드오프 조건이 발생하는 경우 또는 GPS부 인에이블 주기가 도래하는 경우와 같이 제한된 경우에만 GPS부를 인에이블함으로써 이동 단말의 GPS부를 항상 인에이블할 필요성이 제거한다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위의 균등한 것에 의해 정해져야 한다.

전술한 바와 같은 본원 발명에 따라 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위해 이동 단말의 GPS부를 항상 인에이블할 필요성이 제거되어 불필요한 전력 소모 또는 이동 단말의 부하 부담을 감소시킬 수 있다.

Claims

위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말에 있어서,

적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부와,

상기 핸드오프 조건이 발생하는 경우에 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 자신의 위치 정보를 기지국으로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 기지국으로부터 수신한 파일럿 신호의 세기 즉 Ec/Io가 소정 임계값 미만으로 감소하는 것을 검출함으로써 핸드오프 조건의 발생을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 RSSI(Received Signal Strength Indication) 및 신호대 잡음비(SNR)중 어느 하나와 그 기준값을 비교함으로써 핸드오프 조건의 발생을 판단하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동 단말에 있어서,

적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부와,

상기 GPS부의 인에이블 주기를 결정하고, 상기 GPS부 인에이블 주기에 따라 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출한 후 위치 정보를 기지국으로 전송하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
제4항에 있어서, 상기 제어부는 상기 GSP 신호를 제공하는 위성을 서치(searching)하기 힘든 장소를 많이 포함하는 지역에 위치하면 상기 GPS부를 주기적으로 인에이블 할 것을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부를 구비한 이동 단말에서 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 방법에 있어서,

상기 핸드오프 조건이 발생하는 지를 판단하는 단계와,

상기 핸드오프 조건의 발생시 상기 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출하는 단계와,

상기 자신의 위치 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 판단 단계는 상기 기지국으로부터 수신한 파일럿 신호의 세기 즉 Ec/Io가 소정 임계값 미만으로 감소하는 것을 검출함으로써 핸드오프 조건의 발생을 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 판단 단계는 RSSI(Received Signal Strength Indication) 및 신호대 잡음비(SNR)중 어느 하나와 그 기준값을 비교함으로써 핸드오프 조건의 발생을 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
적어도 하나의 GPS(Global Positioning System) 신호를 수신하는 GPS부를 구비한 이동 단말에서 위치 정보를 이용하여 핸드오프를 수행하기 위한 방법에 있어서,

상기 GPS부의 인에이블 주기를 결정하는 단계와,

상기 GPS부 인에이블 주기가 도래하면, 상기 GPS부를 인에이블시켜 자신의 위치를 산출하는 단계와,

상기 자신의 위치 정보를 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 GSP 신호를 제공하는 위성을 서치(searching)하기 힘든 장소를 많이 포함하는 지역에 위치하면 상기 GPS부를 주기적으로 인에이블 할 것을 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.