KR20020070618A - 이동 단말의 위치 영역 관리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신망에서 단말의 위치 관리 방법에 관한 것이다.

종래의 단말 위치 관리 방법에서는 가입자의 이동성에 관계없이 위치 영역의 크기를 고정함으로써 위치 영역의 갱신 비용 및 페이징 비용이 증가하였으나, 본 발명에서는 가입자의 이동성을 고려하여 위치 영역의 크기를 조절하며, 가입자의 이동성을 고려하기 위하여 가입자가 이전 위치 영역에서의 통신을 행하였던 기지국의 위치와 시간 그리고 가입자의 현재 위치에서 통신을 행하는 기지국의 위치와 시간을 각각 검출하고, 검출된 기지국들간의 거리 및 단말과 기지국들이 통화하는데 경과된 시간을 이용하여 단말의 이동 속도를 검출하고 단말의 이동 속도를 해당 가입자의 이동성으로 판정한다.

이와 같이 본 발명에서는 가입자의 이동성을 고려하여 위치 영역의 크기를 조절함으로서 위치 영역에 대한 갱신 비용과 페이징 비용을 전체적으로 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

Description

이동 단말의 위치 영역 관리 방법{METHOD FOR MANAGING LOCATION REGION OF MOBILE STATION}

본 발명은 이동 통신망에서 단말의 위치 관리 방법에 관한 것으로서, 더욱상세하게는 이동 단말의 움직임을 고려하여 위치 영역 크기를 설정하는 이동 단말의 위치 영역 관리 방법에 관한 것이다.

음성, 데이터 그리고 영상 정보 등의 멀티미디어 서비스를 이동 통신 시스템이 보장하기 위해서는 시스템 용량이 증가되어야 한다. 그러나, 시스템 용량을 결정하는 주파수 자원은 한정되어 있기 때문에 한정된 주파수 자원으로 사용자의 수요를 증가시키는 방법이 중점적으로 연구되고 있다. 주파수 자원을 증가시키기 위하여 아날로그 통신 방식에서 디지털 통신 방식으로의 전환, 다중 접속 방식(예컨데, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Divisin Multiple Access), 시분할 다중 접속(Time Divisin Multiple Access), 코드 분할 다중 접속(Code Divisin Multiple Access)의 개발, 셀을 소형화하여 다수 개로 분할함으로써 동일 주파수의 재사용이 가능케 하는 방법 등이 제안 및 사용되고 있다.

한편, 셀을 소형화하여 분할하는 방법은 상술한 바와 같이 주파수를 재 사용함으로써 효율을 증가시키는 이점이 있으나, 이에 반하여 핸드오프(handoff)의 증가 및 단말의 위치 갱신 비용을 증가시킨다는 단점이 있다. 여기서 핸드오프라 함은 단말이 기지국을 갖는 셀들 사이를 이동함으로써 단말과의 통신을 중재하는 기지국이 변경되는 현상을 의미하며, 위치 갱신 비용이라 함은 단말이 한 위치영역에서 다른 위치 영역으로 이동했을 경우 현재 자신이 속해 있는 위치영역으로 위치를 등록할 때 발생되는 시스템의 비용을 의미한다. 단말은 이동성을 가지므로 단말의 현재 위치 즉, 어느 셀 위치에 있는지를 이동 통신 시스템이 파악하고 있어야 해당 셀의 기지국을 통하여 해당 단말과 통신이 가능하다. 따라서, 단말이 위치하고 있는 셀을 이동 통신 시스템이 알고 있어야 하나 이러한 방식 즉, 단말이 위치하는 셀을 일일이 저장하는 방식은 저장 비용의 증가를 초래하므로 통상은 도 1에 도시된 바와 같이 다수의 셀(C1-Cn)들을 하나의 위치 영역(P1-Pn)으로 설정하는 방식이 사용되고 있다. 즉, 단말의 위치는 어느 위치 영역(P1-Pn)에 속하여 있는 가로 파악되며, 단말과 이동 통신 시스템간의 통신이 필요한 경우에는 특정 위치 영역(예컨데 P1)에 속하는 모든 셀(C1-Cn)내의 중계기 모두를 이용하여 단말을 페이징함으로써 해당 단말이 위치하는 셀(C1-Cn)을 검출한다.

상술한 바와 같이 하나의 위치 영역(P1-Pn)을 동일 수의 셀들로 구성하여 단말이 다른 위치 영역(P1-Pn)으로 이동하는 경우에 그 위치를 갱신하는 방식을 고정 영역 관리 방식이라 칭하며, 이에 대응한 방식으로 동적 영역 관리 방식이 있다. 동적 영역 관리 방식은 시간 기반 동적 영역 관리 방식과 이동 기반 동적 영역 관리 방식으로 구분된다. 시간 기반 동적 영역 관리 방식은 이동 단말의 이동성과 호 착신율에 관계없이 고정된 시간 간격마다 단말의 위치 영역을 갱신하는 방식이며, 이동 기반 동적 영역 방식은 단말이 소정 개수의 셀의 경계를 지날 때마다 위치 갱신을 행하는 방법이다. 이러한 동적 영역 관리 방식은 단말이 극단적으로 하나의 위치 영역 내 두 셀 사이의 왕복을 계속하는 경우에는 실질적으로 위치 영역의 갱신이 필요로 하지 않으나, 소정 시간 간격 또는 소정 개수의 셀을 단말이 이동할 때마다 위치 영역을 갱신하여야 한다는 문제가 있다.

한편, 상술한 고정 영역 관리 방식에서는 위치 영역(P1-Pn)의 크기와 페이징 비용이 상호 반비례한다는 문제가 있다. 위치 영역(P1-Pn)이 작은 경우 즉, 적은개수의 셀들로 구성되는 경우에는 단말의 이동성에 의하여 위치 영역을 갱신하여야 하는 비용이 증가하나 위치 영역(P1-Pn)내 다수 셀들 중 단말이 위치하는 셀을 검출하는 페이징 비용은 감소한다. 이와는 반대로 위치 영역(P1-Pn)이 큰 경우 즉, 많은 개수의 셀들로 구성되는 경우에는 단말의 이동성에 의하여 위치 영역을 갱신하여야 하는 비용은 감소하나 위치 영역(P1-Pn) 내 다수 셀들 중 단말이 위치하는 셀을 검출하는 페이징 비용은 증가한다는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서 본 발명의 목적은 단말의 이동성에 대응하여 위치 영역의 크기를 자동으로 설정함으로써 페이징 비용과 위치 영역 갱신 비용을 최소화할 수 있는 이동 단말의 위치 영역 관리 방법을 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 동 단말에 대한 위치 영역 설정 방법으로서, 상기 이동 단말이 기 설정된 위치 영역 외에 위치하고 있는가를 판단하는 단계와; 상기 이동 단말이 기 설정된 위치 영역외에 위치하고 있으면 상기 이동 단말의 이동 속도를 검출하는 단계와; 상기 이동 속도에 대응하여 상기 이동 단말에 대한 위치 영역 및 그 위치 영역의 크기를 설정하는 단계와; 상기 설정된 위치 영역 및 위치 영역 내의 셀 정보를 저장하는 단계를 구비한다.

도 1은 종래 이동 통신 시스템에서 고정 영역 관리 방식에 의한 하나의 위치 영역을 도시한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 이동 단말의 위치 영역 관리 방법을 행하는 이동 통신 시스템의 개략 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 이동 단말의 위치 영역 관리 방법을 도시한 흐름도,

도 4는 본 발명에 따라 서로 상이한 개수의 셀을 갖는 위치 영역들의 일 예를 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 단말 30 : 이동 통신 교환기

40 : 홈 위치 등록기 50 : 방문 위치 등록기

BS1-BSn : 기지국

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명에 따른 이동 단말의 위치 영역 관리 방법을 행하는 이동통신 시스템의 개략 블록도가 도시되어 있다. 부호(10)는 단말(Mobile Station)을 의미하는 것으로, 가입자는 단말을 이용하여 망(Network)과의 무선 접속이 가능하다. 기지국(Base Station)(BS1-BSn)은 단말(1)과 이동 통신 교환기(Mobile Switch Center : MSC라 함)(30)간의 통신을 중재하는 것으로서 크게 BTS(Base Tranceiver System ; BTS)(21) 및 BSC(Base Station Controller)(22)로 구성된다. 여기서, BTS(21)는 소정 장소에 위치하는 하나 이상의 송수신기들로 구성되어 단말(10)과의 무선 통신을 수행한다. BSC(22)는 BTS(21)들을 제어하기 위한 장치로서 BTS(21) 및 MSC(30)간의 메시지를 상호 교환한다. 이러한 기지국(BS1-BSn)은 하나의 MSC(30)내에 다수 개 연결될 수 있으며, 하나의 기지국(BS1-BSn)이 담당하는 지리적 위치를 셀이라 칭한다.

MSC(30)는 무선망으로부터 유선망 또는 무선망으로의 사용자 통신을 인터페이스하는 자동 시스템을 의미하는 것으로 본 발명을 행하기 위하여 후술하는 바와 같이 각 셀들간의 거리 정보를 갖는 데이터 베이스(31)를 구비한다.

홈 위치 등록기(Home Location Register ; 이하 HLR 이라함)(40)는 가입자 정보(예컨데, 사용자 파일, 현재 위치)를 저장하여 이동 가입자를 관리하는 기능적 장치를 의미한다. HLR(40)은 MSC(30)와 통합되어 위치하거나 MSC(30)와 독립적으로 위치할 수 있으며, 하나의 HLR(40)로 다수의 MSC(30)에 서비스를 제공할 수 있다.

방문 위치 등록기(Visited Location Register; 이하, VLR이라함)(50)는 하나 이상의 MSC(30)들에 접속되며, VLR(50)에 의하여 포괄되는 영역(자국)내에 가입자가 위치할 때에 HLR(40)로부터 얻어지는 가입자 정보들을 저장하는 기능적 장치를의미한다. 이동 단말(10)이 MSC(30)에 의하여 포괄되는 새로운 서비스 영역에 진입한 경우에 MSC(30)는 HLR(40)로부터 이 단말(10)에 대한 정보를 요구 및 독출하여 관련 VLR(50)에 저장한다. 또한, VLR(50)에는 단말(10)이 위치하는 위치 영역 및 위치 영역에 속하는 셀들에 대한 정보가 저장되며, 이러한 위치 영역의 크기는 후술하는 바와 같이 가변적으로 변경된다.

도 3에는 본 발명을 행하는 MSC(30)의 작동 흐름도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 MSC(30)는 현재 시점이 단말(10)의 위치 등록 갱신 시점인가를 판단한다(S1). 단말(10)의 위치 등록 갱신 시점은 크게 3가지로 분류된다. 첫 번째는 단말(10)의 전원이 온/오프될 때로 이때 단말(10)은 해당 기지국(BS1-BSn)과의 통신을 행함으로써 MSC(30)는 단말(10)의 현재 위치 영역과 해당 셀을 알 수 있다. 두 번째는 단말(10)이 전원 온 상태에 소정 시간 간격으로 해당 기지국(BS1-BSn)과 통신을 행하는 경우이며, 세 번째는 단말(10)과 기지국(BS1-BSn)간의 통신 중인 경우로서 이 경우에도 MSC(30)는 단말(10)의 현재 위치 영역과 위치 영역 내의 어느 셀과 통신 중인가를 알 수 있다.

단계(S1)의 판단 결과, 위치 등록의 갱신 시점이면 MSC(30)는 단계(S2)로 진행하여 단말(10)과 통신하는 기지국(BS1-BSn)을 검출하고, 검출된 기지국(BS1-BSn)이 해당 단말(10)에 대한 위치 영역 내의 기지국인가를 판단한다(S2). 단계(S2)의 판단 결과, 해당 단말(10)이 기 설정되어 있는 위치 영역 내에 있는 경우 즉, 단말(10)과 통신 중인 기지국(BS1-BSn)이 위치 영역 내의 기지국인 경우에는 위치 등록의 갱신을 위한 과정을 종료하나, 해당 단말(10)이 기 설정된 위치 영역에 있지 않는 경우에는 위치 영역 갱신 과정을 수행할 필요가 있음으로 후술하는 과정을 순차적으로 수행한다.

단계(S3)에서 MSC(30)는 단말(10)과 통신 중인 기지국(BS1-BSn들중 하나)이 어느 기지국인가에 대한 정보 및 현재 시점(시각 : 이 시각은 결국 단말(10)이 위치 등록을 갱신하는 시점이 될 것이다)을 단말(10)에 대응시켜 데이터베이스(31)에 저장하는 한편 해당 단말(10)에 대응되어 저장되어 있던 이전 기지국(BS1-BSn) 정보 및 시각 정보(이전 위치 등록 갱신 시각)를 독출한다. 그리고, MSC(3)는 현재 검출된 기지국(BS1-BSn 예컨데 BS1)과 이전 기지국(예컨데 BS3)간의 거리 정보를 데이터 베이스(31)로부터 검출한다(S4). 여기서, 기지국(예컨데 BS1 과 BS3))간의 거리 정보를 데이터 베이스(31)에 저장하는 방법은 다양한 방법을 사용할 수 있다. 예컨데, 기지국(BS1-BSn)들간의 상호 거리를 일일이 저장하고 이 정보를 직접 이용하는 방법과 기지국(BS1-BSn)들의 위도 및 경도 정보만을 저장하고, 이 위도 및 경도 정보를 이용하여 기지국간의 거리를 검출하는 방법도 채용할 수 있을 것이다.

이러한 과정에 의하여 MSC(30)는 해당 단말(10)이 위치 갱신이 될 때까지의 경과 시간 및 위치 갱신된 기지국(BS1-BSn)간의 거리를 알 수 있음으로 단말(10)의 이동 속도를 검출할 수 있다(S5).

단말(10)의 이동 속도를 검출한 후에 MSC(30)는 이 이동 속도에 따라 위치 영역을 설정하는 과정을 행한다. 본 발명은 단말(10)의 이동 속도에 따른 위치 영역의 크기를 다양하게 설정하는데 그 특징이 있으며, 본 실시예에서 위치 영역의 크기를 3가지 종류로 구분하였다. 예컨데, 단말(10)의 이동 속도가 100Km 이상인경우에는 도 4 a와 같이 위치 영역이 19개의 셀을 갖도록 하고(S6, S7), 단말(10)의 이동 속도가 60Km-100Km 사이인 경우에는 도 4 b와 같이 위치 영역은 7개의 셀을 갖도록 하고(S8, S9), 단말(10)의 이동 속도가 60Km이하인 경우에는 도 4 c와 같이 1개의 셀을 갖도록 설정한다(S10). 도 4에 의한 셀의 개수는 설명의 편이를 위한 것이며 본 발명을 실시할 때에는 실시 조건이 환경에 따라서 상이하게 설정하게 됨을 알아야 한다. 또한, 상술한 위치 영역 내에 포함되는 셀들은 상기 위치 등록할 단말(10)이 위치하고 있는 셀(C0)을 중심으로 설정하여야 함은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있을 것이다.

단계(S6 - S10)에 의하여 단말(10)이 위치하고 있는 셀(C0)을 중심으로 하는 위치 영역을 설정한 MSC(30)는 그 위치 영역을 구성하는 셀 정보(즉 기지국BS1-BSn)정보)와 함께 VLR(50)내에 저장한다(S11).

상술한 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명에서의 위치 영역은 고정된 것이 아니라 가변적으로 설정되며, 위치 영역 내의 셀의 개수는 단말(10)의 이동성 즉, 이동 속도가 큰 경우에는 셀 개수가 증가하고 이동 속도가 작은 경우에는 위치 영역 내의 셀의 개수가 감소함을 알 수 있다. 이동 속도가 큰 가입자의 경우에는 그 이동성이 크다고 볼 수 있으므로 위치 영역을 크게 잡고 이동 속도가 작은 가입자의 경우에는 그 이동성이 작으므로 위치 영역을 작게 잡는 것이다. 여기서, 이동성이 작은 가입자의 경우에는 그 이동이 거의 없다고 볼 수 있고 따라서 위치 영역의 갱신이 거의 발생하지 않는다고 볼 수 있다. 이 경우에는 위치 영역이 작으므로 즉, 위치 영역 내의 셀의 개수가 적어 위치 영역의 갱신 비용이 적고 페이징비용이 최소화될 수 있음을 알 수 있다. 이와는 반대로 이동성이 큰 가입자의 경우에는 위치 영역이 크므로 즉 위치 영역 내의 셀의 개수가 많아 페이징 비용은 증가할 것이나 상대적으로 위치 영역의 갱신 비용은 최소화 될 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 이동성이 큰 가입자에 대한 페이징 비용은 증가하나 전체적인 위치 영역의 갱신 비용과 페이징 비용은 감소할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 가입자의 이동성을 고려하여 위치 영역의 크기를 조절함으로서 위치 영역에 대한 갱신 비용과 페이징 비용을 전체적으로 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 이동 단말에 대한 위치 영역 설정 방법으로서,

   상기 이동 단말이 기 설정된 위치 영역 외에 위치하고 있는가를 판단하는 단계와;

   상기 이동 단말이 기 설정된 위치 영역 외에 위치하고 있으면 상기 이동 단말의 이동 속도를 검출하는 단계와;

   상기 이동 속도에 대응하여 상기 이동 단말에 대한 위치 영역 및 그 위치 영역의 크기를 설정하는 단계와;

   상기 설정된 위치 영역 및 위치 영역 내의 셀 정보를 저장하는 단계를 구비하는 이동 단말의 위치 영역 관리 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 이동 단말이 기 설정된 위치 영역 외에 위치하고 있는가를 판단하는 단계는,

   상기 단말이 온/오프될 때 상기 단말과 통신하는 기지국이 기 설정된 위치 영역 내의 기지국인가를 판단하는 단계와;

   상기 단말은 소정 시간 간격을 두고 소정 기지국과 통신을 행하며, 상기 단말과 통신하는 기지국이 상기 기 설정된 위치 영역 내의 기지국인가를 판단하는 단계와;

   통화 중인 상기 단말과 통신하는 기지국이 상기 기 설정된 위치 영역 내의 기지국인가를 판단하는 단계를 구비하는 이동 단말의 위치 영역 관리 방법.