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KR20080114044A - 이동통신 네트워크에서 이동 단말기의 이동을 셀 클러스터단위로 관리하는 방법 및 장치 - Google Patents

이동통신 네트워크에서 이동 단말기의 이동을 셀 클러스터단위로 관리하는 방법 및 장치 Download PDF

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KR20080114044A
KR20080114044A KR1020070063204A KR20070063204A KR20080114044A KR 20080114044 A KR20080114044 A KR 20080114044A KR 1020070063204 A KR1020070063204 A KR 1020070063204A KR 20070063204 A KR20070063204 A KR 20070063204A KR 20080114044 A KR20080114044 A KR 20080114044A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mobile terminal
cell
cell cluster
cluster
signal
Prior art date
Application number
KR1020070063204A
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English (en)
Inventor
박진우
조영민
Original Assignee
박진우
조영민
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 박진우, 조영민 filed Critical 박진우
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Priority to US12/667,039 priority patent/US20110183681A1/en
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration
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    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 이동통신 네트워크에서 이동단말기의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 이동 단말과 통신을 수행하는 기지국을 포함하는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하는 셀 클러스터를 형성하는 단계; 상기 이동 단말의 위치를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 상기 이동 단말이 상기 셀 클러스터 영역을 벗어나 다른 셀 클러스터 영역으로 이동하는 경우 상기 이동 단말의 위치정보를 변경하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 종래의 이동통신 시스템에서 셀 또는 무선통신 영역이 불분명하거나 중복되어 이동성 관리가 어려운 단점을 해결하여 효율적이면서도 경제적인 이동성 관리를 할 수 있다.
클러스터, 클러스터 신호, 무선통신, 이동통신

Description

이동통신 네트워크에서 이동 단말기의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법 및 장치{Method and apparatus for the Mobility Management of a mobile terminal Based on Cell-Cluster in Mobile Communications Networks}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 인접한 셀들을 모아서 셀 클러스터를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 방법의 예를 설명한 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셀 클러스터 단위로 단말의 이동성을 관리하는 이동통신 시스템의 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 교환국에서 상향링크 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 교환국이 셀 클러스터를 기반으로 하여 이루어지는 이동 단말기의 이동을 관리하기 위하여 유지하는 이동 단말기 위치정보 관리용 데이터베이스의 예시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 하나의 셀 클러스터 내에서 이동하는 경우를 보여주는 예를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 하나의 셀 클러스터에서 인접한 다른 셀 클러스터로 이동하는 경우를 보여주는 예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 이동할 때에 이동통신 교환국에서 단말기의 이동성을 관리하는 절차를 나타낸 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 이동통신 교환국
401 ~ 407 : 시간지연 보상기
410, 420 : 신호 합산기
현재 이동통신 시스템은 1~2 GHz의 반송파를 이용하는 이동통신 서비스가 보편화되면서, 더욱 다양해지는 무선 멀티미디어 서비스의 수용, 각종 무선 서비스의 광대역화, 그리고 더 많은 가입자 수의 확보를 위해 더욱 발전된 차세대의 이동통신 시스템으로 발전하고 있다.
종래의 이동통신 시스템에서는 이동통신 서비스 지역을 셀 (cell)이라 불리는 작은 지역으로 나누며, 이 셀 지역 내부에 송수신 안테나를 갖춘 기지국이 존재 한다. 상기 기지국은 상기 셀 내부에 위치한 이동 단말기와 무선으로 송수신 통신을 수행한다. 1~2 GHz 대역의 반송파를 사용하는 현재의 이동통신 시스템에서의 셀 반경의 크기는 대략 1~3 km이다. 셀 기지국들은 이동통신 교환국에 연결되는데, 이동통신 교환국은 외부 통신망과의 접속점의 역할을 수행하며 또한 셀 사이에 이동 단말기가 이동할 때에 무선통신 서비스가 끊김 없이 진행될 수 있도록 핸드오버(handover)를 지원한다.
현재 이동통신 서비스에 사용하는 1~2 GHz의 반송파 대역은 이미 기존에 제공하는 이동통신 서비스로 포화상태에 이르렀기 때문에 더욱 높은 반송파 주파수인 3 GHz 이상에서의 반송파의 활용이 대두되고 있다. 이와 같이 높아지는 반송파는 기존에 사용하는 이동통신 반송파와 크게 다른 전파(電波)의 전파(傳播 propagation)특성을 갖는다. 즉, 높은 주파수의 전파는 공기 중에 존재하는 물질에 의하여 산란효과가 커져 효과적인 전파거리가 현저하게 감소하며, 이동통신 서비스의 실현에 있어서 중요한 전파특성인 회절 효과와 반사효과가 감소한다. 상기와 같은 이유로 높은 반송파 주파수를 사용하는 이동통신 시스템에서는 안테나가 설치된 기지국에 의하여 무선 서비스가 이루어지는 지역으로 정의되는 셀 (cell)의 크기가 현저히 감소되므로, 셀의 반경이 수십 m에서 수백 m로 감소되어 이를 마이크로 셀 (micro-cell) 또는 피코 셀(pico-cell)이라 부른다. 특히, 크고 작은 건물이 밀집한 도심지 경우에 전파의 회절과 반사 효과가 매우 작은 이유로 무선통신 음영지역이 많이 발생하게 되므로, 이를 해소하기 위해서는 훨씬 많은 송수신 안테나 및 기지국이 설치되어야 한다.
특히 셀의 크기가 감소되는 현상 이외에 하나의 송수신 안테나의 무선 통신지역으로 설정되는 셀 영역의 구분이 어려워져 셀 영역간의 중복은 피할 수가 없게 된다. 이러한 무선 환경에서 하나의 셀에서 인접한 다른 셀로 무선 이동단말 장치가 이동하는 경우에, 종래의 셀 단위로 단말기의 이동성을 관리하는 이동통신 시스템에서는 핸드오버가 더욱 빈번히 발생하게 되어 요구되는 이동통신 교환국의 높은 성능이 요구되며, 또한 셀 영역이 불분명하게 되어 셀 기반의 핸드오버 제어방법의 효율성이 크게 감소한다.
근거리 무선통신 시스템인 무선 LAN에서는 통신 단말기가 이동을 하면서도 통신서비스가 연속적으로 지원되는 방식에 대한 연구가 진행되고 있다. 무선 LAN의 활용이 실내에서 많이 일어나고 있다는 점을 고려할 때에, 무선 LAN이 line-of-sight(LOS) 통신에 주로 의존하고 있다는 점에서 무선 접속점인 AP (access point)를 이용한 이동성 관리에 어려움이 크다. 즉, AP의 통신영역은 벽면이나 가구 등과 같은 시설재와 구조물에 의하여 영향을 받아 통신 영역의 크기가 불규칙하고 범위가 제한됨으로 수많은 AP를 설치해야 하므로, AP 통신영역들의 중복은 피할 수가 없고 그 숫자가 크다는 측면에서 이동성 관리가 어렵게 된다. 결국 무선 이동통신 시스템에서와 같은 핸드오버 방식에 의한 이동 단말기의 끊김 없는 이동 서비스를 실현하고자 한다면, AP 통신영역을 정의하고 AP 통신영역 사이의 핸드오버를 효율적으로 관리할 수 있는 이동성 관리 방식이 필요하다.
결과적으로 높은 반송주파수를 활용하는 차세대의 이동통신 시스템 그리고 무선 LAN 통신 시스템에서와 같이 셀 또는 통신영역 단위를 기반으로 동작하는 기 존 이동 핸드오버 관리방식으로는 끊김 없는 무선 서비스의 제공이 매우 어려워지거나 또는 복잡해지므로 이를 개선할 수 있는 효율적인 새로운 이동성 관리방법이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 높은 반송주파수를 이용하는 차세대 이동통신 시스템과 무선 LAN 시스템에서 이동 단말기의 이동성을 효율적으로 관리하기 위한 방법을 제공하고자, 인접한 셀들을 셀 클러스터로 정의하고 이러한 셀 클러스터 단위로 이동 단말기의 이동성을 관리하여 이동 단말기가 이동 중에 끊김 없는 서비스가 가능하게 하는 셀 클러스터 지역단위의 이동성 관리 방법과 이를 지원하는 무선 가입자망의 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 이동 단말과 통신을 수행하는 기지국을 포함하는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하는 셀 클러스터를 형성하는 단계; 상기 이동 단말의 위치를 셀 클러스터 단위로 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과 상기 이동 단말이 상기 셀 클러스터 영역을 벗어나 다른 셀 클러스터 영역으로 이동하는 경우 상기 이동 단말의 위치정보를 변경하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 방법은 상기 이동 단말의 상향링크 신호를 수신한 적어도 하나 이상의 상기 기지국들로부터 상기 이동 단말의 상향링크 신호들을 수신하는 단계; 상기 수신한 상향링크 신호들을 합산하여 클러스터 신호를 형성하는 단계; 및 상기 클러스터 신호를 상위 노드로 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 방법은 상기 상향링크 신호들에 대해서 상기 각 기지국과 이동통신 교환국 사이의 거리가 상이함에 따르는 신호전파 시간지연의 차이를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 변경된 셀 클러스터의 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 이동 단말의 이동 또는 상기 이동 단말과의 통신 환경의 변화에 따라 상기 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 방법은 상위 노드로부터 상기 이동 단말의 하향 링크 신호를 수신하는 단계; 상기 하향 링크 신호를 상기 이동 단말이 통신을 수행하고 있는 적어도 하나 이상의 기지국 별로 분리하는 단계; 및 상기 분리된 신호들을 각각 상기 적어도 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하되, 상기 적어도 하나 이상의 기지국들은 상기 분리된 신호들을 상기 이동 단말로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 이동 단말; 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 기지국; 및 상기 기지국들을 포함하는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하는 셀 클러스터를 형성하고, 상기 이동 단말의 이동성을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 교환국을 포함하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템을 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 이동통신 교환국은 상기 기지국들로부터 수신한 상기 이동 단말의 상향링크 신호들을 합산하여 셀 클러스터 신호를 생성하고, 상기 셀 클러스터 신호를 상위 노드로 전달하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 이동통신 교환국은 상기 상향링크 신호들을 합산하여 상기 셀 클러스터 신호를 생성하기 전에 상기 상향링크 신호들을 상기 기지국과 이동통신 교환국 사이의 거리가 상이함에 따르는 신호전파 시간지연의 차이를 보상하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 이동통신 교환국은 상기 이동 단말이 상기 셀 클러스터와 다른 셀 클러스터 구역으로 이동하는 경우 상기 이동 단말의 셀 클러스터 위치 정보를 변경하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 이동통신 교환국은 상기 변경된 셀 클러스터의 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 이동통신 교환국은 상기 이동 단말의 이동 또는 상기 이동 단말과의 통신 환경의 변화에 따라 상기 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 적어도 하나 이상의 기지국을 포함하는 셀 클러스터 내의 적어도 하나 이상의 기지국들을 통해 이동 단말과 통신을 수행하며, 상기 셀 클러스터 내의 기지국들을 관리하는 이동통신 교환국에 있어서, 상기 기지국들로부터 수신한 상기 이동 단말의 상향 링크 신호들의 시간 지연을 보상하는 시간지연 보상기; 및 상기 시간지연 보상기를 통해 시간 지연이 보상된 상기 상향 링크 신호들을 합산하여 클러스터 신호를 생성하는 신호 합산기를 포함하되, 상 기 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 교환국을 제공할 수 있다.
이하 본 발명의 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이때 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지기능 및 구성에 대한 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 시스템에서 인접한 셀들을 모아서 셀 클러스터를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하며, 클러스터 1은 셀(1,1), 셀(1,2), 셀(1,3), 셀(1,4)로 구성되며, 클러스터 2는 셀(2,1), 셀(2,2), 셀(2,3)로, 그리고 클러스터 3은 셀 (3,1), 셀(3,2), 셀 (3,3)로 구성된다. 상기 셀들은 이동통신 시스템에서 정의한 셀, 또는 무선 LAN 등의 실내 무선통신 방식에서 하나의 접속 안테나에 의하여 정해지는 무선통신 서비스 영역을 의미한다. 즉, 상기 셀들은 무선 단말기와 무선 통신을 수행하는 기지국 또는 AP와 같은 무선 접속장치를 포함하며, 상기 기지국 또는 무선 접속장치가 이동 단말기에 대해 서비스를 제공하는 영역이 셀 영역이 된다.
하나의 셀 클러스터는 한 개 이상의 셀을 포함하며 각 셀 클러스터에 포함되는 셀의 수는 동일할 필요는 없다. 이러한 셀 클러스터의 구성은 무선통신 서비스가 발생하는 지역의 전파환경과 안테나 기지국 또는 안테나 장치의 설치 상태를 고려하여 무선 가입자망의 설계 과정에서 사전에 결정될 수 있다. 이동 단말기 위치는 이동 단말기로부터의 신호가 미리 설정한 문턱값 크기 이상의 신호강도 이상으 로 수신되는 셀 하나 또는 그 이상의 셀들로 판별되나, 이동통신 교환국에서는 해당 셀이 포함한 셀 클러스터로 이동 단말기의 위치를 관리하여 이동 단말기와 안테나 기지국 간의 송신 및 수신에 활용한다. 즉 종래의 이동통신 시스템에서는 이동 단말기의 위치 관리를 셀 단위로 수행하였으나, 본 본 발명에서는 셀들이 모인 클러스터 단위로 이동 단말기의 위치 관리를 수행하게 된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 방법의 예를 설명한 도면이다. 도 1에서는 셀 클러스터 전파환경을 고려하여 사전에 결정하는 방법을 제시하였으나, 본 도에서는 이동 단말기가 위치한 전파환경에 따라 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 이동통신 교환국에서는 이동 단말기로부터의 신호가 사전에 설정한 문턱값 이상으로 신호강도가 유지되는 셀들로 셀 클러스터를 형성하는데, 이동통신 단말장치가 이동을 하면 셀 클러스터의 구성 셀의 조합이 변한다. 초기 설정된 셀 클러스터 1[셀(1), 셀(2), 셀(3)]이 이동 단말기의 이동에 따라 셀 클러스터 1'[셀(3), 셀(4), 셀(5), 셀(6)]으로 변경되는 형상을 보여주고 있다. 즉 이동 단말기 하나에 셀 클러스터 하나가 형성되며, 이동통신 교환국에서 셀 클러스터 정보를 관리하며 이 정보를 바탕으로 이동 단말기와 기지국 사이에서의 송신 및 수신 통신을 수행한다. 단, 앞으로의 설명은 도 1에 기반을 둔 사전 셀 클러스터 형성 결정 방법에 따라서 진행하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 셀 클러스터 단위로 단말의 이동성을 관리하는 이동통신 시스템의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 셀 클러스터 단위의 이동통신 시스템은 기지국을 포함하는 셀들, 상기 셀들의 집합인 클러스터, 상기 셀들의 기지국들을 관리하는 이동통신 교환국(301)을 포함한다. 도시하지는 않았지만 상기 이동통신 시스템은 이동 단말기 및 상기 기지국을 제어하는 기지국 제어기를 더 포함할 수 있는데, 이동 단말기 및 기지국 제어기는 통상의 이동통신 시스템과 그 기능이 동일하므로 그 설명은 생략한다.
도 1 및 도 2를 통해 설명한 바와 같이 본 발명의 셀 클러스터는 한 개 이상의 셀들을 포함하며, 셀들의 수는 반드시 동일할 필요는 없다. 도 3의 예에서 클러스터 1은 셀(1,1), 셀(1,2), 셀(1,3) 및 셀(1,4)로 구성되어 있으며, 클러스터 2는 셀(2,1), 셀(2,2) 및 셀(2,3)로 구성되어 있다.
상기 이동통신 교환국(301)은 CDMA 망의 경우 MSC(Mobile Switching Center)가 될 수 있으며, 이동 단말기가 다른 단말 등과 통신을 수행할 수 있도록 상위 노드와 결합한다. 여기서 상기 상위 노드는 상기 이동 단말기와 통신을 수행하는 다른 단말을 관리하는 교환기 또는 다른 이동통신 네트워크 등이 될 수 있다. 또한 상기 이동통신 교환국(301)은 각 셀에 위치한 기지국과 E1, T1 등의 전용 통신선로를 통해 결합한다.
한편 상기 이동통신 교환국은 상기 이동 단말기의 위치 등록을 위하여 위치 등록 장치와 결합한다. 상기 위치 등록 장치의 예로, 홈위치등록기(HLR; Home Location Register) 또는 방문자위치등록기(VLR; Visitor Location Register)가 될 수 있다. 종래의 이동통신 시스템에서 이동통신 교환국은 이동 단말기에 대해서 셀 단위로 위치 등록 및 핸드오버를 수행하였으나, 본 발명에서 상기 이동통신 교환국(301)은 셀 단위가 아니라 셀 클러스터 단위로 이동 단말기의 위치 등록 및 핸드오버를 수행하게 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 교환국에서 상향링크 신호 처리 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 이동통신 교환국(301)은 시간지연 보상기(401, 402, 403, 404, 405, 406, 407) 및 신호합산기(410, 420)를 포함한다. 상기 시간지연 보상기(401, 402, 403, 404, 405, 406, 407)들은 상기 이동통신 교환국(301)에서 관리하는 각 셀의 기지국들에 일대일로 대응된다. 각 셀 기지국과 이를 관리하는 이동통신 교환국(301) 사이는 서로 다른 거리를 두고 있으므로, 이동 단말기의 상향링크 신호는 신호 전송 거리에 해당하는 시간지연을 가지고 상기 이동통신 교환국(301)에 도달한다. 그러므로 이동통신 교환국(301)은 특정 클러스터에 속하는 각 셀의 기지국들로부터 수신된 신호를 시간지연 보상기(401, 402, 403, 404, 405, 406, 407)를 설치하여 시간지연 보상을 한 후에, 신호 합산기(410, 420)에서 신호들을 합산하여 해당 클러스터 신호를 구성한다.
예를 들어, 특정 이동 단말기가 셀(1,1)에 위치하여 상향링크 신호를 발송하는 경우, 이동통신 교환국(301)은 셀(1,1), 셀(1,2), 셀(1,3) 및 셀(1,4)로부터 상 향링크 신호들을 수신한다. 이후 상기 이동통신 교환국(301)은 상기 각 셀들로부터 수신한 상향링크 신호들을 각 셀들이 위치하고 있는 기지국과의 거리를 고려하여 시간 지연을 보상한다. 이후 상기 이동통신 교환국(301)은 신호 합산기(410)에서 시간 지연을 보상한 상향 링크 신호들을 합산하여 클러스터 1 신호를 생성한다. 상기 이동통신 교환국(301)은 상기 클러스터 1 신호를 상위 노드로 전달함으로써 상기 이동 단말기는 상대방 단말과 통신을 수행할 수 있다.
이동 단말기가 셀 클러스터 2에 위치하고 있다면 이동통신 교환국(301)은 셀(2,1), 셀(2,2) 및 셀(2,3)의 기지국으로부터 상향링크 신호들을 수신하여 시간지연 보상을 수행한 후, 시간지연을 보상한 각 상향링크 신호들을 신호 합산기(420)에서 합산하여 클러스터 2 신호를 생성한다.
상기 예에서 상기 클러스터 1 신호 및 상기 클러스터 2 신호를 합산하기 위하여 신호 합산기(410, 420)가 2개 있으며, 시간지연 보상기(401, 402, 403, 404, 405, 406, 407)도 상기 이동통신 교환국(301)에서 관리하는 각 셀의 기지국의 수만큼 표시되어 있으나, 꼭 이에 한정되는 것은 아니다. 실제로 상기 시간지연 보상기는 물리적으로 1개 구성되거나 또는 각 셀의 기지국의 수보다 적게 구성될 수 있다. 그러나 이 경우에도 시간지연 보상기에서 시간지연을 보상하는 크기는 각 셀의 기지국별로 일대일로 대응될 수 있다. 또한 상기 신호 합산기 또한 1개로 구성되거나 또는 셀 클러스터의 수보다 적은 수로 구성될 수 있다.
한편 상기 예에서는 상향링크 신호를 기준으로 설명하였으나, 하향링크 신호의 경우에도 동일한 개념으로 적용될 수 있다. 즉 하향링크 신호를 위해서 상기 이 동통신 교환국(301)은 상위 노드로부터 수신한 하향링크 신호를 해당 클러스터 내에 존재하는 셀의 기지국들로 분배하기 위한 신호 분배기 및 상기 각 셀의 기지국들의 거리를 고려하여 시간 지연을 보상하기 위한 시간지연 보상기를 포함한다. 예로, 이동 단말기가 셀 클러스터 1에 위치하고 있는 경우 상기 이동통신 교환국(301)은 상위 노드로부터 상기 이동 단말기의 하향링크 신호를 셀(1,1), 셀(1,2), 셀(1,3) 및 셀(1,4)의 각 기지국으로 전달하기 위해 신호 분배기에서 하향링크 신호를 분리한다. 이후 상기 이동통신 교환국(301)은 분리된 신호들을 각 셀의 기지국과의 시간지연을 고려하여 시간지연 보상을 수행한 후, 각 셀의 기지국으로 전달한다. 이후 각 셀의 기지국들은 상기 이동 단말기로 하향링크 신호들을 전송함으로써 이동 단말기는 하향링크 신호를 수신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동통신 교환국이 셀 클러스터를 기반으로 하여 이루어지는 이동 단말기의 이동을 관리하기 위하여 유지하는 이동 단말기 위치정보 관리용 데이터베이스의 예시도이다.
도 5를 참조하면, 이동 단말기는 하나의 셀 무선 기지국과 송수신을 할 수도 있으나, 이동 단말기가 셀 영역의 변두리에 위치하거나 셀 영역이 중복되는 장소에 위치하는 경우에 하나 이상의 셀 기지국과 통신할 수도 있다. 블록 1은 이동 단말기가 하나의 클러스터에 속하는 두 개의 셀 기지국과 통신하는 경우이다. 블록 2는 이동 단말기와 통신을 수행하는 3개의 셀 기지국이 셀 클러스터 1과 셀 클러스터 2에 나뉘어 위치하는 경우를 나타낸다. 블록 1의 경우에 있는 이동 단말기는 셀 클 러스터 신호 1로 송수신 통신을 하도록 하며, 블록 2의 경우에 있는 이동 단말기는 셀 클러스터 신호 1과 셀 클러스터 신호 2로 송수신 통신을 수행한다. 상기 예에서 보듯이 셀 클러스터 단위로 상기 이동 단말기의 위치를 관리함으로써, 셀 단위로 관리하던 기존 이동 단말기의 이동정보 관리 방식에 비하여 훨씬 관리가 용이해질 수 있고, 상기 도 4에서의 설명한 바와 같이 셀 클러스터 신호로 통신을 수행함으로써 이동 단말기의 송수신 신호의 품질을 높일 수 있는 장점이 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 하나의 셀 클러스터 내에서 이동하는 경우를 보여주는 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 이동 단말기(601)가 셀(1.1)에서 셀(1,3)로 이동하였으나 동일 클러스터 내에 있음을 알 수 있다. 이 경우 이동통신 교환국에서는 이동 단말기(301)의 위치를 셀(1,1)에서 셀(1,3)로 확인하며, 별도의 핸드오버를 수행하지 아니하고, 계속하여 셀 클러스터 신호 1로 통신을 한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 하나의 셀 클러스터에서 인접한 다른 셀 클러스터로 이동하는 경우를 보여주는 예를 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 이동 단말기(701)는 셀(1,3)에서 셀(2,1)로 이동하므로 셀 클러스터 간에 이동이 발생한 경우이다. 이동통신 교환국에서는 이동 단말기(701)가 셀(1,3)에서 셀(2,1)로 위치 이동을 하였음을 확인하며, 이동하기 전에는 셀 클 러스터 신호 1로 통신을 하다가 이동한 후에는 셀 클러스터 신호 2로 통신을 수행한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이동 단말기가 이동할 때에 이동통신 교환국에서 단말기의 이동성을 관리하는 절차를 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하면, 이동 단말기는 셀 간 이동을 수행한다(단계 801). 이동통신 교환국은 상기 이동 단말기가 위치한 셀 위치를 확인한다(단계 803). 이동통신 교환국은 상기 이동 단말기가 이전의 셀 클러스터와 동일한 셀 클러스터에 있는지를 판단한다(단계 805). 상기 판단 결과 상기 이동 단말기의 셀 클러스터 간 이동이 있는 경우 단계 807이 수행되고, 셀 클러스터 간 이동이 없는 경우 단계 813이 수행된다.
단계 807에서, 이동통신 교환국은 변경된 셀 클러스터를 확인하고(단계 807), 상기 이동 단말기에 대해서 셀 클러스터 위치 정보를 변경한다(단계 809). 이후 상기 이동 단말기는 변경된 셀 클러스터에 해당되는 셀 클러스터 신호를 통해 상기 이동 단말기와 통신을 수행한다(단계 811).
단계 813에서 이동통신 교환국은 기존에 사용하고 있던 셀 클러스터 신호를 통해 상기 이동 단말기와 통신을 계속하여 수행하며, 별도의 위치등록 변경이나 핸드오버 동작을 수행하지 아니한다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내 에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.
본 발명은 높은 반송 주파수를 이용하게 되는 차세대 이동통신 시스템 또는 무선 LAN 시스템에서 종래의 셀 또는 무선통신영역 단위로 이루어지는 이동 단말기의 이동성 관리방법의 효율성을 개선하기 위하여, 인접된 셀들로 이루어지는 셀 클러스터를 정의하고, 셀 클러스터 단위로 이동성을 관리하는 방법을 제안하고 있다. 본 발명에 의하면 셀 또는 무선통신 영역이 불분명하거나 중복되어 셀 단위의 이동성 관리가 어려워지는 종래의 이동성 관리 방법의 단점이 해결되고, 효율적이면서도 경제적인 이동성 관리시스템의 실현이 가능하다.

Claims (13)

  1. 이동 단말과 통신을 수행하는 기지국을 포함하는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하는 셀 클러스터를 형성하는 단계;
    상기 이동 단말의 위치를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과 상기 이동 단말이 상기 셀 클러스터 영역을 벗어나 다른 셀 클러스터 영역으로 이동하는 경우 상기 이동 단말의 위치정보를 변경하는 단계를 포함하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말의 상향링크 신호를 수신한 적어도 하나 이상의 상기 기지국들로부터 상기 이동 단말의 상향링크 신호들을 수신하는 단계;
    상기 수신한 상향링크 신호들을 합산하여 클러스터 신호를 형성하는 단계; 및
    상기 클러스터 신호를 상위 노드로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상향링크 신호들에 대해서 상기 기지국들과 이동통신 교환국 사이의 거리가 상이함에 따르는 신호전파 시간 지연의 차이를 보상하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 변경된 셀 클러스터의 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동 단말의 이동 또는 상기 이동 단말과의 통신 환경의 변화에 따라 상기 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  6. 제1항에 있어서
    상위 노드로부터 상기 이동 단말의 하향 링크 신호를 수신하는 단계;
    상기 하향 링크 신호를 상기 이동 단말이 통신을 수행하고 있는 적어도 하나 이상의 기지국 별로 분리하는 단계; 및
    상기 분리된 신호들을 각각 상기 적어도 하나 이상의 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하되,
    상기 적어도 하나 이상의 기지국들은 상기 분리된 신호들을 상기 이동 단말로 전송하는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 방법.
  7. 이동 단말;
    상기 이동 단말과 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 기지국; 및
    상기 기지국들을 포함하는 적어도 하나 이상의 셀들을 포함하는 셀 클러스터를 형성하고, 상기 이동 단말의 이동성을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 교환국을 포함하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 이동통신 교환국은 상기 기지국들로부터 수신한 상기 이동 단말의 상향링크 신호들을 합산하여 셀 클러스터 신호를 생성하고, 상기 셀 클러스터 신호를 상위 노드로 전달하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리 하는 이동통신 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 이동통신 교환국은 상기 상향링크 신호들을 합산하여 상기 셀 클러스터 신호를 생성하기 전에 상기 상향링크 신호들을 상기 기지국들과 이동통신 교환국 사이의 거리가 상이함에 따르는 신호전파 시간 지연의 차이를 보상하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 이동통신 교환국은 상기 이동 단말이 상기 셀 클러스터와 다른 셀 클러스터 구역으로 이동하는 경우 상기 이동 단말의 셀 클러스터 위치 정보를 변경하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 이동통신 교환국은 상기 변경된 셀 클러스터의 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 이동통신 교환국은 상기 이동 단말의 이동 또는 상기 이동 단말과의 통신 환경의 변화에 따라 상기 셀 클러스터를 동적으로 형성하는 것을 특징으로 하는 단말의 이동을 셀 클러스터 단위로 관리하는 이동통신 시스템.
  13. 적어도 하나 이상의 기지국을 포함하는 셀 클러스터 내의 적어도 하나 이상의 기지국들을 통해 이동 단말과 통신을 수행하며, 상기 셀 클러스터 내의 기지국들을 관리하는 이동통신 교환국에 있어서,
    상기 기지국들로부터 수신한 상기 이동 단말의 상향 링크 신호들의 시간 지연을 보상하는 시간지연 보상기; 및
    상기 시간지연 보상기를 통해 시간 지연이 보상된 상기 상향 링크 신호들을 합산하여 클러스터 신호를 생성하는 신호 합산기를 포함하되,
    상기 클러스터 신호를 이용하여 상기 이동 단말과 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 이동통신 교환국.
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