KR100192877B1

KR100192877B1 - 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용단말기

Info

Publication number: KR100192877B1
Application number: KR1019950070990A
Authority: KR
Inventors: 박종호
Original assignee: 유기범; 대우통신주식회사
Priority date: 1995-12-30
Filing date: 1995-12-30
Publication date: 1999-06-15
Also published as: KR970056012A

Abstract

본 발명은 절전기능이 내장된 개인통신용 단말기에 있어서, 기지국으로부터 송신되는 방송제어채널에 대한 연속적인 프레임수신시 에러로 인한 전력을 절약할 수 있도록 된 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기에 관한 것으로, GSM 규격에 따른 TDMA 방식으로 운용되는 개인통신용 단말기에 있어서, 안테나에 의해 수신된 무선주파수신호로부터 본래의 코드신호를 복조하는 복조수단과, 이 복조부에 의해 복원된 코드데이터에 대하여 디코딩 및 디인터리빙을 실행하는 베이스밴드처리수단, 이 베이스밴드처리수단으로부터 출력되는 데이터를 처리하여 기지국으로부터 전송된 방송채널에 대한 제어데이터를 검출하는 LAPDm처리수단, 이 LAPDm처리수단에 의해 처리된 방송제어채널(BCCH)의 수신시 각 프레임에 대한 수신에러를 검출하는 BCCH수신에러검출수단, 순차적으로 프레임번호를 계수하기 위해 프레임번호계수수단 및, 상기 방송제어채널이 수신되는 경우 해당 프레임의 순차적인 계수제어를 통하여 각각의 프레임에 대하여 순차적으로 수신에러를 검출제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기

제1도는 개인통신 시스템의 전반적인 구성을 나타낸 시스템구성도.

제2도는 제1도에 나타낸 개인통신 시스템에 있어서의 송수신데이터의 프레임구성을 나타낸 구성도.

제3도는 제1도에 나타낸 개인통신 시스템에 있어서의 기지국과 단말기간에 제어데이터를 송수신하기 위한 제어채널의 데이터구성도.

제4도는 본 발명의 1실시예에 따른 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기의 구성을 나타낸 구성도.

제5도는 본 발명에 따른 장치의 동작을 설명하기 위한 동작 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 단말기 2(2₁~2n) : 기지국

3(3₁~3n) : 기지국 제어기 4 : 교환기

5 : 인증센터 21 : 안테나

22 : 저잡음증폭부 23 : 변복조부

231 : 복조부 232 : 변조부

24 : 베이스밴드처리부 25 : LAPDm처리부

26 : 스피커 27 : 마이크로폰

28 : 음성처리부 29 : 증폭부

30 : 키입력부 31 : 표시부

32 : 제어부 33 : 프로그램 메모리

34 : 데이터 메모리 35 : A/D 변환기

36 : 프레임번호 계수부 37 : BCCH 수신에러검출부

본 발명은 절전기능이 내장된 개인통신용 단말기에 관한 것으로, 특히 기지국으로부터 송신되는 방송제어채널에 대한 연속적인 프레임수신시 에러로 인한 전력을 절약할 수 있도록 된 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기에 관한 것이다.

최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 개인이 임의의 장소에서 또는 한 장소에서 다른 장소로 이동하면서 다른 사람과 통신을 행할 수 있도록 된 개인통신 시스템이 개발되어 일반화되고 있다.

이러한 개인통신 시스템은 크게 TDMA(Time Division Multiple Access)방식과 CDMA(Code Division Multiple Access)방식으로 분할되어 있는 바, 여기서 TDMA 방식은 시스템의 안정성과 기술의 완성도가 높다는 이유로 전세계적으로 폭넓게 사용되고 있다.

제1도는 개인통신 시스템, 특히 TDMA 방식에 따른 개인통신 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도로, 도면에서 참조번호 1은 개인이 휴대하게 되는 단말기이고, 2(2₁~2n)는 다수의 단말기(1)와 각종 데이터를 송수신하여 단말기(1)에 대한 무선신호의 송수신과 통신프로토콜의 변환 및 암호화/복호화 등을 실행하는 기지국, 3(3₁~3n)은 다수의 기지국 (2:2₁∼2_n)을 관리하면서 각 단말기(1)에 대한 통신채널의 할당제어와 핸드오버(Hand Over)결정 등의 기능을 수행하는 기지국 제어기, 4는 이 기지국 제어기(3)와 국선 또는 국설교환기와 이후에 설명할 인증센터(5)를 연결처리하는 교환기, 5는 각 단말기(1)에 대한 고유번호 등을 구비하여 임의의 단말기(1)에 대한 사용허가와 과금처리 등을 실행하는 인증센터이다.

상기 구성으로 된 개인통신 시스템에 있어서는 임의의 단말기(1)가 특정한 지역내에 있게 되면, 그 지역을 관할하는 기지국(2)은 해당 단말기(1)의 존재를 확인하여 이를 기지국 제어기(3)로 보고하게 되고, 기지국 제어기(3)는 그 단말기(1)의 등록상태를 인증센터(5)로부터 확인한 후 기지국(2)을 통해 통화에 필요한 암호코드 등을 할당함으로써 해당 단말기(1)를 사용가능상태로 설정함과 더불어, 다른 단말기(1)로부터의 호출 등을 해당 단말기(1)로 연결시켜 주게 된다.

그런데, 상기한 개인통신 시스템에 있어서는 상술한 바와 같이 기지국(2)과 단말기(1)가 무선통신을 통해 데이터를 송수신함으로써 개인에 대한 통화기능을 제공하도록 되어 있기 때문에 기지국(2)과 단말기(1)간의 데이터 송수신을 위해 그 송수신방법이나 송수신 데이터의 규격을 일치시킬 필요가 있게 된다. 이러한 점을 고려하여 일반적으로 TDMA 방식의 개인통신 시스템에 있어서는 GSM(Global System for Mobile communication) 규격에 따라 시스템을 구성하도록 되어 있다.

상기 GSM 규격에 따르면, 상기 기지국 제어기(3)와 기지국(2)은 LAPD 프로토콜, 기지국(2)과 단말기(1)는 LAPDm 프로토콜에 따라 데이터의 송수신을 행하도록 되어 있다.

또한, GSM 규격에 따르면 각 기지국(또는 단말기)은 데이터 송수신을 위해 4개의 무선캐리어를 구비하고 각 무선캐리어에 대해 8개의 타임슬롯(TS : Time Slot)을 구비하도록 되어 있으며, 각 타임슬롯은 156.25비트로 구성하도록 되어 있는 바, 여기서 각 타임슬롯은 단말기의 제어데이터와 트래픽데이터 송신용으로서 기지국 제어기(3)에 의해 할당되게 된다.

또한, 기지국(2)과 단말기(1)는 13MHz의 클록을 기준으로 동작하여 상기 타임슬롯(TS)을 구성하는 각 비트는 48클록의 길이를 갖도록 함과 더불어, 제2도에 나타낸 바와 같이 상기 8개의 타임슬롯(TS)을 1프레임으로 하여, 제어데이터의 경우에는 51개나 102개의 프레임을 포함하는 51-멀티프레임이나 102-멀티프레임, 트래픽 데이터(음성 및 데이터)의 경우에는 26개의 프레임을 포함하는 26-멀티프레임으로 구성하고, 이 26-멀티프레임을 51개 취합하거나 상기 51-멀티프레임을 26개, 또는 102-멀티프레임을 13개 취합하여 슈퍼프레임(Super Frame)을 구성하도록 되어 있다.

그리고, 상기 구성에서 기지국(2)은 각 단말기(1)에 데이터프레임의 개시순간을 나타내기 위한 프레임개시신호와 사용하게 될 타임슬롯 번호를 송출하게 되고, 각 단말기(1)는 상기 프레임개시신호를 근거로 기지국(2)과 데이터 송수신에 대한 동기를 일치시킨 후, 각 데이터프레임의 할당된 타임슬롯 구간을 통해 기지국(2)과 각종 데이터, 예를 들어 음성데이터나 제어데이터의 송수신을 실행함으로써 사용자에게 통화기능을 제공하도록 되어 있다.

한편, 제3도는 기지국(2)과 단말기(1)간에 제어데이터를 송수신하기 위한 제어채널의 51-멀티프레임 및 102-멀티프레임의 구성을 나타낸 것으로, 이는 특정한 단말기에서 자신에게 할당된 타임슬롯을 통해 수신되는 데이터를 취합한 결과를 나타낸 것이다.

또한, 제3도에서 참조부호 F는 단말기의 주파수수정을 위한 주파수수정채널(FCCH)이고, S는 단말기에서 기지국과의 프레임동기를 맞추도록 하기 위한 동기채널(SCH), B는 단말기에 대해 기지국의 각종 상태나 주위 기지국의 정보 등과 같이 단말기가 기지국에 대해 접속을 하기 위한 각종 데이터를 송출하기 위한 방송제어채널(BCCH), C는 단말기로 부터의 발신요구에 대한 응답을 위한 억세스허용채널(AGCH)이나 단말기에 대해 호출신호를 송출하기 위한 호출채널(PCH) 또는 핸드오버기능을 위한 고속결합제어채널(FACCH) 등과 같은 제어데이터를 송수신하기 위한 공통제어채널(CCCH), R은 단말기가 기지국에 대해 발신을 요구하거나 기지국으로부터의 호출신호에 응답하기 위한 임의 접속채널(RACH), D0~D7은 단말기를 등록하기 위해 인증처리를 진행하거나 호설정과 관련된 각종 제어데이터를 송수신하기 위한 독립제어채널(SDCCH), A0~A7은 단말기가 기지국에 대해 접속처리를 진행하거나 또는 다른 단말기와의 통화중에 송수신되는 신호의 강도나 그 타이밍 어드밴스의 값을 송수신하기 위한 저속결합제어채널(SACCH)로서, 개인통신시스템에 있어서는 상기한 각종 제어채널을 제3도에 나타낸 바와 같이 결합함으로써 필요한 각종 제어데이터를 송수신하도록 되어 있다.

한편, 단말기(1)는 기지국(2)과 동기된 클럭을 기준으로 할당받은 자기 타임슬롯의 송신 및 수시시간구간 동안만 내부의 송신부 및 수신부를 구동하도록 되어 있으며, 이때 단말기에서 소비되는 전력은 무선신호의 송신부에서 가장 크고, 다음으로 고주파합성을 위한 주파수 합성부, 수신을 위한 복조단의 구동, 및 베이스밴드 처리의 순으로 전력소비가 많이 일어나게 된다.

또한, 기존의 단말기들에 대한 처리과정은 데이터 링크 레벨에서의 에러 발생 유무 처리를 하도록 되어 있기 때문에 특정 제어채널에 대한 수신 처리시 그 처리 중간 과정에서의 에러 발생 유무에 관계없이 전 데이터를 모두 수신하도록 되어 있다.

예컨대 단말기(1)가 기지국(2)으로부터 송신되는 제어채널을 수신하는 데에 있어서, 방송제어채널(BCCH)의 경우에는 연속적으로 4프레임에 걸쳐서 하나의 정보단위를 형성하게 되는 바, 이에 따라 수신된 채널에 대한 에러검출시 4프레임 중 1프레임에서도 에러가 발생하는 경우에는 4프레임을 모두 수신하지 않게 되므로, 다시 방송제어채널(BCCH)을 수신하기 위해서는 4프레임 모두를 다시 수신하여야만 하기 때문에 에러가 발생하지 않은 프레임인 경우에는 정보의 수신동작이 반복되게 되므로 불필요한 전력이 낭비되게 되는 문제가 있게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 기지국으로부터 송신되는 방송제어채널에 대한 연속적인 프레임수신시 에러로 인한 전력을 절약할 수 있도록 된 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기는 안테나에 의해 수신된 무선주파수신호로부터 본래의 코드신호를 복조하는 복조수단과, 이 복조부에 의해 복원된 코드데이터에 대하여 디코딩 및 디인터리빙을 실행하는 베이스밴드처리수단이 구비된 GSM 규격에 따른 TDMA방식으로 운용되는 개인통신용 단말기에 있어서; 상기 베이스밴드처리수단으로부터 출력되는 데이터를 처리하여 기지국으로부터 전송된 방송제어채널(BCCH)에 대한 제어데이터를 검출하는 LAPDm처리수단과, 방송제어채널(BCCH)수신시 각 프레임에 대한 수신에러를 검출하는 BCCH수신에러검출수단과, 순차적으로 프레임번호를 계수하기 위한 프레임번호계수수단 및, 방송제어채널(BCCH) 수신시 첫 번째 프레임부터 네 번째 프레임에 대한 수신에러를 순차적으로 검출하여 수신에러가 검출되는 경우에는 에러가 검출된 해당 프레임부터 방송제어채널(BCCH) 수신을 중지하도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 구성으로 된 본 발명에 의하면 기지국으로부터 단말기로 송신되는 방송제어채널(BCCH)에 대하여, 단말기는 연속적인 4프레임 수신에서 순차적으로 각 프레임에 대한 수신에러를 검출하여 어는 한 프레임에 에러가 발생한 경우에는 그 다음 프레임의 수신을 중지함으로써 불필요한 데이터수신에 따른 전력소비를 절감할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

제4도는 본 발명의 1실시예에 따른 방송제어채널 수신전력 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기를 나타낸 구성도로, 동도면에서 참조번호 21은 기지국(2)과의 데이터 송수신을 위한 안테나이고, 22는 이 안테나(21)에 의해 수신된 주파수신호를 증폭하는 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier)등으로 구성된 저잡음증폭부, 23은 이 저잡음증폭부(22)를 통해서 입력된 주파수신호로부터 본래의 코드신호를 복조하는 복조부(231)와 이후에 설명할 베이스밴드 처리부(24)를 통해 출력되는 송신데이터를 소정의 주파수신호로 변조하는 변조부이로 구성된 변복조부이다.

또한, 참조번호 24는 상기 변복조부(23)를 통해 송수신되는 데이터에 대해 GSM 규격에 따라 인터리빙(Interleaving)과 블록코딩(Block Coding) 및 콘벌루션코딩(Convolution Coding)을 실행하는 베이스밴드 처리부, 25는 기지국(2)과 LAPDm 규격에 따라 송수신하게 되는 제어데이터를 처리하는 LAPDm 처리부이다.

또한, 참조번호 26은 상대국 단말기로부터의 음성신호를 가청음성으로서 출력하기 위한 스피커이고, 27은 사용자의 음성입력을 전기적인 음성신호로서 변환입력하는 마이크로폰, 28은 상기 마이크로폰(27)으로부터 입력되는 아날로그 음성신호를 디지털 데이터로 변환하고 상기 베이스밴드 처리부(24)를 통해서 인가된 음성데이터를 아날로그 음성신호로 변환하여 상기 스피커(26)로 출력하는 등의 음성처리를 실행하는 음성처리부이다.

또한, 참조번호 29는 상기 변복조부(23)로부터 송신되는 주파수신호를 증폭하는 증폭부이고, 30은 다수의 숫자키(10-키)와 기능키를 구비한 키입력부이고, 31은 단말기(1)의 각종 동작상태나 조작상태를 표시하기 위한 예컨대 액정표시장치 등의 표시부, 32는 상기 LAPDm 처리부(25)를 통한 기지국(2)과의 송수신을 통해 단말기의 사용상태를 동작제어함과 더불어 상기 키입력부(30)를 통해 입력되는 조작신호에 따라 단말기(1)를 제어하는 제어부이다.

그리고, 참조번호 33은 상기 제어부(32)의 동작프로그램이 저장되어 있는 프로그램 메모리, 34는 상기 제어부(32)의 동작과 관련된 각종 처리데이터가 저장되는 데이터 메모리이다.

또한, 참조번호 35는 상기 변복조부(23)에서 복조되어 출력되는 수신데이터를 디지털변환하여 수신 전력레벨에 대응하는 데이터값을 상기 제어부(32)로 출력하는 아날로그/디지털 변환기로서, 이는 단말기(1)의 기지국 선택이나 핸드오버(Hand Over) 기능을 위해 제공되는 것이다.

한편, 참조번호 36은 상기 베이스밴드 처리부(24)에 의해 수신되는 제어채널에대하여 순차적으로 프레임번호를 계수하는 프레임번호계수부이고, 참조번호 37은 상기 제어부(32)의 제어하에 프레임번호계수부(36)에서 방송제어채널(BCCH)에 대한 프레임이 계수되는 경우(BCCH)의 각각의 프레임에 대하여 수신에러를 검출하는 BCCH 수신에러검출부이다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 제5도에 나타낸 플로우챠트를 이용하여 설명한다.

사용자가 단말기(1)의 전원을 온시키게 되면(ST1단계), 제어부(32)는 복조부(231)의 복조주파수를 순차로 증가 또는 감소시키면서 안테나(21)를 통해 수신되는 무선캐리어를 검색함과 더불어(ST2단계) 아날로그/디지탈 변환기(35)를 통해 입력되는 각 복조신호의 레벨을 근거로 자신이 소속되는 기지국(2)을 파악하게 된다(ST3단계).

이때, 제어부(32)는 변복조부(23)를 제어하기 위한 제어데이터와 그에 따라 아날로그/디지탈 변환기(35)를 통해 입력되는 수신데이터의 레벨값을 데이터메모리(34)에 저장한 후 가장 그 레벨값이 큰 수신주파수를 근거로 변복조부(23)의 복조주파수를 설정하게 된다.

그리고, 제어부(32)는 상기 변복조부(23)에서 수신되는 기지국(2)으로부터의 방송제어채널을 수신하게 되는 바(ST4단계), 이에 따라 단말기로 호출채널 수신에 따른 에러를 검출하게 된다.

즉, 상기 프레임번호 계수부(36)에서 계수되는 프레임번호가 방송제어채널(BCCH)에 해당되는 경우, 상기 제어부(32)는 BCCH수신에러검출부(37)로부터의 각각의 프레임에 대하여 인가되는 검출신호를 근거로 방송제어채널의 수신에러를 검출하게 되는바, 먼저 BCCH의 첫 번째 프레임의 수신에 있어서, 상기 제어부(32)는 소정의 수신에러가 발생되지 않을 경우에는 BCCH의 두 번째 프레임을 수신하게 되고(ST5, ST6, ST7단계), 이 두 번째 프레임에서도 수신에러가 발생하지 않을 시에는 BCCH의 세 번째 프레임을 수신한다(ST8, ST9단계).

이어, 이 세 번째 프레임에서도 수신에러가 발생하지 않을 시에는 마지막 BCCH의 4번째 프레임을 수신하고(ST10, ST11단계), 이 네 번째 프레임에서도 수신에러가 발생하지 않았을 경우(ST12단계), 즉 4프레임 모두가 수신됨으로써 단말기(1)는 기지국(2)의 각종 상태나 주위 기지국(2)의 정보 등과 같이 단말기(1)가 기지국(2)에 대해 접속을 하기 위한 각종 데이터를 방송제어채널(BCCH)로부터 인식할 수 있게 된다.

이에 따라, 수신된 방송정보를 근거로 상기 LAPDm처리부(25)와 베이스밴드 처리부(24) 및 변복조부(23)를 통해 자신의 정보를 해당 기지국(2)으로 송출함으로써 등록절차를 수행하게 된다(ST13단계).

그리고, 기지국(2)에서는 단말기(1)로부터 단말기정보가 수신되게 되면 이를 기지국 제어기(3)로 송출하게 되고, 기지국 제어기(3)는 그 단말기정보를 교환기(4)를 통해 인증센터(5)로 송신함으로써 해당 단말기(1)가 적법하게 등록되어 있는 것인지를 확인하게 된다.

그리고, 상기 해당 단말기(1)가 정상적으로 등록되어 있는 것으로 판정되면, 기지국 제어기(3)는 기지국(2)을 통해 단말기(1)로 암호화코드 등을 송출함으로써 해당 단말기(1)를 사용가능상태로 등록처리함과 더불어 이후의 다른 단말기로부터의 호출처리 등을 실행학 된다(ST14단계).

한편, 제어부(32)는 상기 ST6, ST8, ST10, ST12단계에서 방송제어채널(BCCH) 수신시 소정의 프레임에 수신에러가 발생하는 경우에는 그 다음 프레임부터 수신을 중지하고 방송제어채널(BCCH)을 재수신하게된다.

즉, 상기 실시예에 의하면 기지국으로부터 단말기로 송신되는 방송제어채널(BCCH)에 대하여, 단말기는 연속적인 4프레임 수신에서 순차적으로 각 프레임에 대한 수신에러를 검출함으로써, 에러발생시에는 그 다음 프레임을 수신하지 않음으로써 방송제어채널(BCCH)의 수신시 에러로 인한 전력을 절약할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기지국으로부터 송신되는 방송제어채널에 대한 연속적인 프레임수신시 에러로 인한 전력을 절약할 수 있도록 된 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기를 실현할 수 있게 된다.

또한, 상기 실시예에 있어서는 방송제어채널(BCCH)의 수신 중에 어느 한 프레임에 수신에러가 발생하는 경우에는 다음 프레임을 수신하지 않음으로써 불필요한 데이터수신에 따른 전력소비를 절감할 수 있도록 된 것에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 억세스허용채널이나 독립제어채널 및 호출채널에 대해서도 동일한 방식으로 적용하여 전력소비 절감을 도모할 수 있게 된다.

Claims

안테나에 의해 수신된 무선주파수신호로부터 본래의 코드신호를 복조하는 복조수단과, 이 복조부에 의해 복원된 코드데이터에 대하여 디코딩 및 디인터리빙을 실행하는 베이스밴드처리수단이 구비된 GSM 규격에 따른 TDMA방식으로 운용되는 개인통신용 단말기에 있어서; 상기 베이스밴드처리수단으로부터 출력되는 데이터를 처리하여 기지국으로부터 전송된 방송제어채널(BCCH)에 대한 제어데이터를 검출하는 LAPDm처리수단과, 방송제어채널(BCCH)수신시 각 프레임에 대한 수신에러를 검출하는 BCCH수신에러검출수단과, 순차적으로 프레임번호를 계수하기 위한 프레임번호계수수단 및, 방송제어채널(BCCH) 수신시 첫 번째 프레임부터 네 번째 프레임에 대한 수신에러를 순차적으로 검출하여 수신에러가 검출되는 경우에는 에러가 검출된 해당 프레임부터 방송제어채널(BCCH) 수신을 중지하도록 제어하는 제어수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 방송제어채널수신 에러시의 절전기능을 갖춘 개인통신용 단말기.