KR100233252B1 - 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 셀 접속 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 관한 것으로, 셀 접속시 탐색하여야 하는 셀 시퀀스의 종류를 줄여주기 위하여, 몇 개의 셀들을 묶어 클러스터로 정의하여 우선 클러스터를 탐색한 후에 해당 클러스터에 속하는 셀 시퀀스만을 탐색하는 셀 접속 방법을 제공하기 위하여, 다수개의 셀을 묶어 클러스터를 형성하되 각 클러스터에 서로 다른 클러스터 시퀀스를 할당하고, 상기 각 클러스터에 속하는 각각의 셀에도 서로 다른 셀 시퀀스를 할당하는 제1단계; 이동국은 우선적으로 상기 클러스터 시퀀스를 탐색하여 최대 출력을 나타내는 클러스터 시퀀스를 탐색하는 제2단계; 및 상기 이동국은 상기 탐색한 최대 출력의 클러스터 시퀀스에 속하는 셀 시퀀스를 탐색하는 제3단계를 포함하여 구성하므로써, GPS와 같은 고가 장비를 사용하지 않아도 되므로 기지국 설치 비용을 줄일 수 있고, GPS를 사용할 수 없는 실내나 지하 환경에서도 사용이 가능하고, GPS 등의 외부 시스템과 독립적으로 운용할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Description

기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템에서의 셀 접속 방법

제1도는 종래의 시간 옵셋을 이용한 기지국 구분 방법에 대한 설명도.

제2도는 7개의 주파수를 재사용하는 경우에 아날로그 셀룰라 시스템이나 시분할 다중 접속 시스템의 셀 구조예시도.

제3도는 7개의 시퀀스를 재사용하는 경우에 코드 분할 다중 접속 시스템의 셀 구조예시도.

제4도는 본 발명이 적용되는 코드 분할 다중 접속 시스템의 기지국 구성예시도.

제5도는 두 개의 파일럿을 이용하는 경우에 코드 분할 다중 접속 시스템의 일실시예 셀 구조도.

제6도는 다층 셀 구조인 경우에 본 발명에 따른 셀 접속 방법에 대한 일실시예 흐름도.

제7도는 클러스터 중앙에서 클러스터 파일럿을 전송하는 경우에 본 발명에 따른 셀 접속 방법에 대한 일실시예 흐름도.

제8도는 모든 셀이 클러스터 파일럿과 셀 파일럿을 전송하는 경우에 본발명에 따른 셀 접속 방법에 대한 일실시예 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 기지국 제어기 42 : 기지국

43 : 이동국

본 발명은 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 준동기 방식으로 동작하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서 두 개의 파일럿 채널을 사용하여 초기 동기를 획득하는 셀 접속 방법에 관한 것이다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 용어의 의미를 개략적으로 살펴보면, “준동기”라는 의미는 기지국 제어기가 각 기지국으로 전송하는 셀간 동기를 위한 동기 신호가 정밀하지 않은 동기 신호인 것을 의미하며, 이에 비하여 “동기”라는 의미는 기지국 제어기가 각 기지국으로 전송하는 셀간 동기를 위한 동기 신호가 정밀한 동기 신호인 것을 의미하며, “비동기”라는 기지국 제어기가 각 기지국으로 전송하는 셀간 동기를 위한 동기 신호가 없는 것을 의미한다.

본 발명은 GPS(Global Position System)와 같은 외부 시간 정보원을 사용하지 않고, 기존의 네트워크나 무선을 통하여 전달되는 시간 정보원을 이용한다.

다수의 기지국을 수용하는 마이크로 셀 환경에서는 각 기지국에 GPS와 같은 고가장비를 사용하는 경우에 비용 부담이 커지고, 실내나 지하 공간 등에 기지국을 설치하는 경우에는 GPS(Global Position System)장비를 이용하는데 기술적으로 어려움이 따른다.

더욱이, GPS와 같이 우리나라 통제권밖에 있는 시간 정보원에 따라 코드 분할 다중 접속 시스템이 운영되는 경우에 GPS 시스템의 고장이나 GPS 시스템 운용자의 고의적 정보 차단에 대처할 수 있는 방법이 없으므로 외부 시스템(GPS)과는 독립적으로 운용될 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 비슷한 이유에서 현재 유럽에서 개발되고 있는 코드 분할 다중 접속 방식이나 일본의 “NTT DoCoMo”사의 코드 분할 다중 접속 방식에서도 GPS를 사용하지 않고 운용되는 시스템 개발에 박차를 가하고 있는 상황이나 아직 별다른 해결책을 찾지 못한 상황이다.

제1도는 종래의 시간 옵셋을 이용한 기지국 구분 방법에 대한 설명도이다.

GPS를 이용하는 종래의 코드 분할 다중 접속 방식(IS-95)이나 “OKI”사가 제안하는 광대역 코드 분할 다중 접속 시스템(W-CDMA)에서 각각의 기지국은 GPS로부터 매우 정확한 시간 정보를 얻어 모든 기지국이 동기식으로 동작한다. 이 경우에 각각의 기지국은 제1도에 도시된 바와 같이 동일 PN(Pseuddo Noise) 시퀀스의 시간 옵셋으로 구분되고 있으며(IS-95는 기지국간 시간 옵셋이 약 52.1μsec, OKI사의 경우는 약 62.5μsec), “IS-95”의 경우에는 512개, “OKI”사의 경우에는 320개의 기지국을 구분할 수 있다.

즉, “IS-95”의 경우에 PN 시퀀스 길이는 32768이고 칩율은 1.2288Mcps(chips per second)로 각 기지국은 64칩(64×1/1.2288M=52.1μsec)만큼의 시간 옵셋으로 구분되고 있으므로 512(=32768/64)개의 기지국 구분이 가능하고, “OKI”사의 경우에 PN 시퀀스 길이는 81290이고 칩율은 4.096Mcps(chips per second)로 각 기지국은 256칩(256×1/4.096M=62.5μsec)만큼의 시간 옵셋으로 구분되고 있으므로 320(=81920/256)개의 기지국 구분이 가능하다.

이처럼 수백개의 기지국 구분이 가능한 이유로 셀 설계의 부담을 줄일 수 있고, 이는 코드 분할 다중 접속 방식(CDMA)의 가장 큰 장점 중의 하나이다.

제2도는 7개의 주파수를 재사용하는 경우에 아날로그 셀룰라 시스템이나 시분할 다중 접속 시스템의 셀 구조예시도이다.

아날로그 셀룰라 시스템이나 시분할 다중 접속 방식(TDMA)의 경우에 주파수로 기지국을 구분하고 있으므로 불과 몇 개의 기지국만을 구분할 수 있다. 따라서, 제2도에 도시된 바와 같이 몇 개의 주파수가 재사용되어야만 한다. 이 경우에 같은 주파수를 사용하는 기지국간의 간섭이 최소가 되도록하는 셀 계획이 필요하며, 이는 전파 환경이나 지형 지물 등에 많은 영향을 받으므로 상당한 부담이 되고 있다.

각 기지국이 PN 시퀀스의 서로 다른 시간 옵셋을 사용하기 위해서는 모든 기지국이 상호간의 정확한 시간 정보를 가지고 있어야만 하며, 만약 시간 정보의 부정확도가 기지국 구분을 위한 시간 옵셋 보다 크다고 하면 각각의 기지국을 구분할 수 없게 된다. 따라서, “OKI”사 등에서는 GPS를 이용하여 기지국간의 정확한 동기를 얻어내고 있다.

그러나, 통제할 수 없는 GPS를 근간으로 한 시스템은 시스템 안정도나 비용면에서 상당한 문제가 된다.

따라서, GPS와 같은 정확한 외부 시간 정보원없이 동작하는 각 기지국간의 동기 방법이 필요하다. 이에 따라 본 발명에서는 GPS와 같이 정확한 외부 시간 정보원 대신에 기존의 유선 또는 무선 네트워크를 통하여 전송하는 시간 정보원을 이용하는 방법을 제안한다.

기존의 유선 또는 무선 네트워크를 통하여 전달되는 시간 정보원은 매우 부정확하다. 따라서, 이를 이용하여 기지국을 구분하는 경우에는 기지국간 시간 옵셋을 시간 정보원의 부정확도 보다 훨씬 크게 선정하여야만 가능하다. 그러나, 이러한 경우에는 기지국을 구분할 수 있는 시간 옵셋 수가 적어지는 문제점이 있고, 반대로 시간 옵셋 수를 많이 하는 경우에는 초기 동기에 상당한 시간이 걸리는 문제점이 있다.

현재의 페이징(paging) 시스템에서는 모든 기지국이 동일 시간에 신호를 전송(simulacating)하여야 하므로 네트워크를 통한 시간 정보를 이용하여 기지국간 동기를 설정하고 있다. 이때, 각 기지국의 위치에 따른 거리나 네트워크 전송로에 의한 시간 지연, 신호를 주고 받는 모뎀(modem)의 처리 시간 등으로 인하여 기지국간 동기의 부정확도가 수백 마이크로초(μsec)에 이르는 것으로 조사되었다.

다수의 기지국을 동일 PN 코드의 시간 옵셋으로 구분하고 기지국간의 동기를 기존의 유선 네트워크나 무선을 통하여 설정하는 경우에는 각 기지국에 따른 전송로등의 시간 지연값을 모두 고려하여 이중 부정확도가 가장 크게 나타나는 값보다 큰 시간 옵셋으로 기지국을 구분하여야 하며, 또한 이 값은 일정한 값으로 주어지지 않으므로 상당량의 측정 데이터를 필요로 한다. 더욱이, 시스템 동기가 갑작스럽게 불안해지는 경우에는 서로 다른 기지국을 구분하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

GPS와 같은 정확한 시간 정보원을 이용하지 않는 경우에 기지국들을 종래의 방법에서 처럼 동일 시퀀스의 시간 옵셋을 통하여 구분하는 것은 무리가 따른다. 따라서, 기지국간 비동기 방식을 추구하는 유럽(CODIT 시스템)에서는 기지국간 구분을 동일 시퀀스의 시간 옵셋이 아닌 기지국마다 서로 다른 시퀀스를 할당하여 이룩하고 있다. 서로 다른 시퀀스를 사용하여 기지국을 구분하여 주는 방식에 있어서는 기지국간 동기가 맞아 있지 않더라도 서로 다른 시퀀스를 사용하고 있으므로 기지국이 구분되지 못하는 경우는 발생하지 않는다.

그러나, 이와 같은 방법을 사용하는 경우에는 처음에 사용자가 기지국 코드를 획득하는 데 상당히 많은 시간이 걸리게 되어 문제가 되고 있다. “IS-95”나 “OKI”와 같은 경우에 모든 기지국이 동일 시퀀스를 사용하고 있으므로 하나의 시퀀스에 대해서만 초기 동기를 수행하면 기지국 시퀀스를 획득할 수 있지만, 기지국들을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하고자 하는 경우에는 모든 시퀀스에 대한 초기 동기를 수행하여야 하므로 현실적으로 불가능하다.

이를 극복할 수 있는 방법으로는 사용할 수 있는 시퀀스 수를 제한하고 이 시퀀스들을 제3도에 도시된 바와 같이 재사용하는 방법이 있겠으나 이 경우에는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)의 가장 큰 장점인 간단한 셀 계획이 불가능하여지는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 기지국 구분용으로 다수의 시퀀스를 사용하여 간단한 셀 계획이 가능하도록 하면서도 빠른 초기 동기를 획득하기 위하여 서로 다른 시퀀스를 사용하는 셀 접속 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

즉, 본 발명은, 셀 접속시 탐색하여야 하는 셀 시퀀스의 종류를 줄여주기 위하여, 몇 개의 셀들을 묶어 클러스터로 정의하여 우선 클러스터를 탐색한 후에 해당 클러스터에 속하는 셀 시퀀스만을 탐색하는 셀 접속 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 기지국 구분용으로 다수의 시퀀스를 사용하여 간단한 셀 계획이 가능하도록 하면서도 빠른 초기 동기를 획득하기 위하여 두 개의 파일럿 채널을 사용하는 셀 접속 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 다수개의 셀을 묶어 클러스터를 형성하되 각 클러스터에 서로 다른 클러스터 시퀀스를 할당하고, 상기 각 클러스터에 속하는 각각의 셀에도 서로 다른 셀 시퀀스를 할당하는 제1단계; 이동국은 우선적으로 상기 클러스터 시퀀스를 탐색하여 최대 출력을 나타내는 클러스터 시퀀스를 탐색하는 제2단계; 및 상기 이동국은 상기 탐색한 최대 출력의 클러스터 시퀀스에 속하는 셀 시퀀스만을 탐색하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 이동국은 서로 다른 두 개의 시퀀스중 하나의 시퀀스를 클러스터 시퀀스를 사용하되, 우선적으로 클러스터 시퀀스를 탐색하여 최대 출력을 나타내는 시퀀스를 찾는 제2단계; 및 상기 두 개의 시퀀스중 다른 하나의 시퀀스를 셀 시퀀스로 사용하되, 상기 이동국은 상기 찾은 클러스터 시퀀스에 속하는 셀 시퀀스만을 탐색하는 제3단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 셀 구조가 다층 셀 구조인 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 수신기 출력이 소정의 값보다 커질때까지 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류와 셀 파일럿에 할당된 주파수 대역을 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 클러스터 중앙에서 클러스터 파일럿을 전송하는 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 수신기 출력이 소정의 값보다 켜질 때까지 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 모든 셀이 클러스터 파일럿과 셀 파일럿을 전송하는 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 최대의 수신기 출력값에 동기 시점을 설정한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

모든 종래의 기지국간 동기 방식에서는 파일럿 채널이 하나만 존재하고 이동국들은 이 채널만을 탐색하도록 하고 있다. “IS-95”나 “OKI”사의 경우에 각 기지국은 각각의 시간 옵셋을 갖는 동일 시퀀스를 파일럿 채널을 통하여 전송하고 있고, 서로 다른 시퀀스를 기지국을 구분하는 경우에는 각 기지국의 파일럿 채널은 자신의 기지국에 해당하는 시퀀스를 전달하게 된다.

이동국이 처음 호를 설정하고자 하는 경우에 현 기지국 시퀀스의 시간 옵셋이나 종류 등에 대한 아무런 정보가 없으므로 파일럿 채널에는 초기 동기의 부담을 줄여 주기 위하여 아무런 데이터도 실어주지 않는 것이 통례이다. 데이터가 실려져 있는 경우에는 시퀀스의 부호가 데이터 값에 따라 변하게 되므로 초기 동기에 어려움이 따른다. 파일럿 채널을 통하여 초기 동기를 획득하고 난 후에는 이를 바탕으로 동기 채널을 읽게 되는데, 동기 채널은 파일럿 채널과 동기가 정확하게 맞아 있으므로 데이터를 읽을 수 있다. 동기 채널을 할당하고 있는 이유는 데이터의 시작 시점을 알려주고 또한 페이징 채널이나 시간에 대한 정보 등을 알려준다. 페이징 채널을 통하여 이동국을 호출하고 있는 신호가 있는지의 여부를 확인하며, 호출이 있는 경우에 트래픽 채널을 할당받아 통화를 시작한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명이 적용되는 코드 분할 다중 접속 시스템의 기지국 구성예시도로서, 도면에서 41은 기지국 제어기, 42는 기지국, 43은 이동국을 각각 나타낸다.

일반적인 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)의 구성과 마찬가지로 다수의 이동국(43)이 기지국(42)에 접속하도록 되어 있고, 다수의 기지국(42)이 기지국 제어기(41)에 접속되도록 되어 있다. 본 발명에서는 하나의 기지국 제어기(41)에 접속되어 있는 셀들로 하나의 클러스터를 구성한다.

기지국 제어기(41)와 기지국(42)간의 접속은 유선이나 무선 네트워크를 통하여 이루어지고, 기지국 제어기(41)는 각각의 기지국(42)에 동기 신호를 전송한다. 이때, 기지국 제어기(41)에서 각 기지국(42)까지의 거리와 전송로 특성이 모두 다르므로 다수의 측정을 통한 동기 보정을 계속적으로 수행하여야 한다.

제5도는 두 개의 파일럿을 이용하는 경우에 코드 분할 다중 접속 시스템의 셀 구조예시도이다.

제5도를 살펴보면, 몇 개의 셀들이 모여 하나의 클러스터를 이루고 있다. 이 경우에 같은 클러스터에 속하는 셀들은 모두 같은 클러스터 파일럿 채널을 이용하고, 클러스터내의 셀들은 각각의 셀 파일럿으로 구분되어진다. 이동국이 처음에 호를 설정하고자 하는 경우에 설 파일럿(종래의 방법에 있어서 파일럿)에 접속하기 전에 클러스터 파일럿에 먼저 접속하게 된다.

이처럼 클러스터 파일럿에 먼저 접속하도록 하는 이유는 현 기지국의 시퀀스의 시간 옵셋이나 종류 등에 대한 아무런 정보가 없는 상황에서 모든 종류의 시퀀스를 모든 시간에 대하여 탐색하는 것은 너무나 긴 시간을 필요로 하여 현실적으로 불가능하기 때문이다.

따라서, 곧바로 모든 셀들의 시퀀스를 탐색하지 않고 몇 개의 시퀀스가 재사용되고 있는 클러스터 파일럿을 먼저 탐색하여 클러스터 파일럿을 포착한 후에 클러스터 동기 채널을 통하여 현 클러스터에 속해 있는 셀들의 시퀀스 종류를 읽어 이에 대한 탐색만을 시도한다. 클러스터 파일럿은 몇 개의 시퀀스가 재사용되고 있으므로 어둠속에서 찾아야 할 시퀀스 수는 상당히 줄어든다. 일단 클러스터 파일럿에 접속하고 나면 셀들은 네트워크를 통한 동기가 설정되어 있는 상황이므로 네트워크가 보장하는 시간 만큼의 셀 파일럿들만 탐색하면 된다.

“IS-95”에서와 같이 512개의 셀 구분이 가능한 경우를 예를 들면, 클러스터들은 16개의 시퀀스가 재사용되어진다고 가정하고, 각각의 클러스터에 속하는 셀들의 숫자가 같다고 가정한다면 각각의 클러스터내에 속하는 셀 수는 32개가 된다. 따라서, 이동국은 16개의 시퀀스를 탐색하여 자신이 속한 클러스터를 찾아낸 후에 32개에 해당하는 시퀀스만 탐색하면 된다. 결국 512개의 시퀀스를 탐색했어야 했던 것을 48개의 시퀀스만을 탐색하면 된다.

또한, 셀들간에는 기존의 유선이나 무선 네트워크를 통하여 전달된 동기 정보가 있으므로 클러스터 파일럿을 탐색하고 난 후에 셀 파일럿을 탐색할 경우에는 각 시퀀스의 전체 길이를 탐색하지 않고 이 동기 정보를 이용할 수 있으므로 초기 동기를 이루는데 걸리는 시간이 상당히 줄어 든다.

클러스터들은 몇 개의 시퀀스가 재사용되어져야 하므로 클러스터를 배치할 때 세밀한 계획을 필요로 한다. 그러나, 클러스터의 크기를 상당히 크게 설정함으로서 클러스터간의 간섭이 상대적으로 적어지며, 셀을 배치하거나 새로운 셀을 설치하는 경우에는 클러스터 동기 채널에 추가된 셀의 시퀀스 종류만을 더해주면 가능하므로 결국 간단한 셀 계획이 가능하다.

본 발명은 다층 셀 구조와 단일 셀 구조로 구성할 수 있다.

먼저, 다층 셀 구조를 살펴보면 다음과 같다.

다중 셀 구조란 현재 디지털 셀룰라 시스템과 같은 매크로 셀과 향후 개인 휴대통신을 위한 마이크로 셀이 공존하는 구조를 말한다. 즉, 저속 보행자나 실내 환경등을 고려할 경우에 셀 반경이 적은 마이크로 셀이 적합하지만 고속 이동 가입자일 경우에 잦은 핸드오버가 발생하므로 셀 반경이 큰 매크로 셀이 적합하다. 따라서, 다양한 서비스를 제공하기 위해서는 여러 개의 셀이 공존하는 다층 셀 구조가 필요시 되고 있으며, 향후 진화된 이동 통신 서비스는 모두가 다중 셀 구조를 고려하고 있다. 다층 셀 구조에서는 일반적으로 매크로 셀과 마이크로 셀간의 상호 간섭이 발생하므로 서로 다른 주파수를 사용하고 있다.

본 발명에서 제시하는 두 개의 파일럿을 사용하는 시스템은 다층 셀 구조에 적합하다. 즉, 클러스터를 매크로 셀로 생각하고, 클러스터내의 각 셀을 마이크로 셀로 생각한다면, 이동국은 처음에 매크로 셀 파일럿을 찾아내고 매크로 셀 동기 채널을 통하여 마이크로 셀의 시퀀스 종류를 읽어 마이크로 셀에 접속한다.

제6도는 다층 셀 구조인 경우에 본 발명에 따른 셀 접속 흐름도이다.

먼저, 이동국의 전원을 온하고(61) 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에(62) 수신기 출력(코릴레이터 출력값)이 문턱 전압보다 큰지를 판단하여(63) 수진기 출력이 문턱 전압보다 작으면 계속 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하고(62) 수진기 출력이 문턱 전압보다 크면 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한다(64). 이때, 클러스터간에는 유선이나 무선 네트워크를 통하여 동기가 설정되어 있으므로 다른 클러스터 시퀀스를 탐색할 경우에는 현 동기 시점을 전후로 네트워크 동기의 부정확한 범위 만큼만을 탐색하면 된다.

클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정한다(65).

클러스터 동기 채널로 클러스터에 속한 셀들의 시퀀스 종류와 셀 파일럿이 운영되는 주파수 대역에 대한 정보를 포함하는 셀 파일럿 정보가 전송된다. 다중 셀 구조에서는 클러스터 파일럿과 셀 파일럿들이 서로 다른 주파수 대역에서 동작하므로 셀 파일럿에 할당되는 주파수 대역에 관한 정보가 필요하다.

따라서, 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류와 셀 파일럿에 할당된 주파수 대역을 판독한다(66).

이후, 이동국은 이러한 셀 파일럿 정보를 이용하여 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색한다(67). 이 경우에도 셀들은 유선이나 무선 네트워크를 통하여 동기가 설정되어 있으므로 클러스터 동기 시점을 전휴로 하여 네트워크 동기의 부정확한 범위 만큼만을 탐색하면 된다.

이처럼 클러스터 동기 시점을 기준으로 클러스터내의 셀 파일럿 시퀀스에 대하여 탐색을 시도하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정함으로써 셀에 접속한다(68).

한편, 단일 셀 구조를 살펴보면 다음과 같다.

단일 셀 구조에서 두 개의 파일럿을 사용하는 경우에 두가지 시스템을 고려할 수 있다.

첫 번째 방법은 클러스터의 중앙에 클러스터 파일럿을 전송하는 시스템을 설치하거나 또는 클러스터 중앙의 셀이 클러스터 파일럿을 전송하는 방법이고, 두 번째 방법은 각각의 셀이 클러스터 파일럿의 셀 파일럿을 동시에 전송하는 방식이다.

첫 번째 방법은 각각의 셀이 클러스터 파일럿을 전송하지 않는다는 장점이 있고, 두 번째 방법은 각각의 셀이 클러스터 파일럿을 전송하여야 하는 부담이 있지만 클러스터 파일럿과 셀 파일럿의 정확한 동기가 가능하므로 초기 동기의 부담이 줄어든다.

제7도는 클러스터 중앙에서 클러스터 파일럿을 전송하는 경우에 본 발명에 따른 셀 접속 흐름도이다.

클러스터 중앙에서 클러스터 파일럿을 전송하기 위하여 클러스터 중앙에 클러스터 파일럿을 전송하는 시스템을 설치하거나 클러스터 중앙의 셀이 클러스터 파일럿을 전송한다.

먼저, 이동국의 전원을 온하고(71) 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에(72) 수신기 출력(코릴레이터 출력값)이 문턱 전압보다 큰지를 판단하여(73) 수신기 출력이 문턱 전압보다 작으면 계속 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하고(72) 수신기 출력이 문턱 전압보다 크면 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한다(74). 이때, 클러스터간에는 유선이나 무선 네트워크를 통하여 동기가 설정되어 있으므로 다른 클러스터 시퀀스를 탐색할 경우에는 현 동기 시점을 전후로 네트워크 동기의 부정확한 범위 만큼만을 탐색하면 된다.

클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정한다(75).

클러스터 동기 채널로 클러스터에 속한 셀들의 시퀀스 종류를 포함하는 셀 파일럿 정보가 전송된다.

따라서, 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독한다(76).

이후, 이동국은 이러한 셀 파일럿 정보를 이용하여 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색한다(77). 이 경우에도 셀들은 유선이나 무선 네트워크를 통하여 동기가 설정되어 있으므로 클러스터 동기 시점을 전후로 하여 네트워크 동기의 부정확한 범위 만큼만을 탐색하면 된다.

이처럼 클러스터 동기 시점을 기준으로 클러스터내의 셀 파일럿 시퀀스에 대하여 탐색을 시도하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정함으로써 셀에 접속한다(78).

제8도는 모든 셀이 클러스터 파일럿과 셀 파일럿을 전송하는 경우에 본 발명에 따른 셀 접속 흐름도이다.

먼저, 이동국의 전원을 온하고(81) 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한다(82). 이 때, 제7도에서 설명한 하나의 클러스터 파일럿이 전송되는 경우와는 달리 수신기 출력(코릴레이터 출력값)이 문턱 전압을 넘어서면 바로 다른 클러스터 시퀀스를 탐색하지 않고, 동일 클러스터 파일럿 시퀀스에 대하여 네트워크 동기의 부정확한 범위 만큼은 탐색하여야 한다. 클러스터내의 모든 셀이 하나의 클러스터 파일럿을 전송하고 있어 여러 시점에서 다수의 출력값이 문턱 전압을 넘어설 수 있으므로 최대의 수신기 출력값에 일단 동기 시점을 설정한다(83). 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한다(84). 이때, 클러스터간에는 유선이나 무선 네트워크를 통하여 동기가 설정되어 있으므로 다른 클러스터 시퀀스를 탐색할 경우에는 동기 시점을 전후로 네트워클 동기의 부정확한 범위 만큼만을 탐색하면 된다.

클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정한다(85).

클러스터 동기 채널로 클러스터에 속한 셀들의 시퀀스 종류를 포함하는 셀 파일럿 정보가 전송된다.

따라서, 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독한다(86).

이후, 이동국은 이러한 셀 파일럿 정보를 이용하여 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색한다(87). 이 경우에 각각의 셀들이 클러스터 파일럿과 셀 파일럿을 전송하고 있으므로 클러스터 동기 시점과 셀 파일럿 동기 시점에 정확히 맞아 있어 클러스터 동기 시점에 대하여 셀 파일럿들을 탐색하면 된다.

이처럼 클러스터 동기 시점을 기준으로 클러스터내의 셀 파일럿 시퀀스에 대하여 탐색을 시도하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정함으로서 셀에 접속한다(88).

상기와 같은 본 발명은 GPS와 같은 고가 장비를 사용하지 않아도 되므로 기지국 설치 비용을 줄일 수 있고, GPS를 사용할 수 없는 실내나 지하 환경에서도 사용이 가능하고, GPS 등의 외부 시스템과 독립적으로 운용할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (10)

1. 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 이동국은 서로 다른 두 개의 시퀀스 중 하나의 시퀀스를 클러스터 시퀀스로 사용하되, 클러스터 시퀀스를 탐색하여 최대 출력을 나타내는 시퀀스를 찾는 제2단계; 및 상기 두 개의 시퀀스 중 다른 하나의 시퀀스를 셀 시퀀스로 사용하되, 상기 이동국은 상기 찾은 클러스터 시퀀스에 속하는 셀 시퀀스를 탐색하는 제3단계를 포함하여 이루어진 셀 접속 방법.
2. 셀 구조가 다층 셀 구조인 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 수신기 출력이 소정의 값보다 커질 때까지 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그 중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류와 셀 파일럿에 할당된 주파수 대역을 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 셀 접속 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 수신기 출력값은, 코릴레이터 출력값을 사용하는 것을 특징으로 하는 셀 접속 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 소정의 값은, 문턱 전압인 것을 특징으로 하는 셀 접속 방법.
5. 클러스터 중앙에서 클러스터 파일럿을 전송하는 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 수신기 출력이 소정의 값보다 커질 때까지 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 셀 접속 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 수신기 출력값은, 코릴레이터 출력값을 사용하는 것을 특징으로 하는 셀 접속 방법.
7. 제5항에 있어서, 상기 소정의 값은, 문턱 전압인 것을 특징으로 하는 셀 접속 방법.
8. 모든 셀이 클러스터 파일럿과 셀 파일럿을 전송하는 경우에 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 기지국 제어기가 다수의 상기 기지국에 셀간 동기를 위한 동기 신호를 전송하는 제1단계; 이동국이 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 최대의 수신기 출력값에 동기 시점을 설정한 후에 현 동기 시점을 기준으로 다른 클러스터 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 클러스터 파일럿 시퀀스에 클러스터 동기를 설정하는 제2단계; 클러스터 동기 채널을 읽어 셀 파일럿 시퀀스의 종류를 판독하는 제3단계; 및 상기 이동국은 클러스터 동기 시점을 기준으로 셀 파일럿 시퀀스를 탐색하여 그중 최대 출력을 나타내는 셀 파일럿 시퀀스에 셀 동기를 설정하는 제4단계를 포함하여 이루어진 셀 접속 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 수신기 출력값은, 코릴레이터 출력값을 사용하는 것을 특징으로 하는 셀 접속 방법.
10. 기지국을 서로 다른 시퀀스를 통하여 구분하는 코드 분할 다중 접속 시스템(CDMA)에서의 셀 접속 방법에 있어서, 다수개의 셀을 묶어 클러스터를 형성하되 각 클러스터에 서로 다른 클러스터 시퀀스를 할당하고, 상기 각 클러스터에 속하는 각각의 셀에도 서로 다른 셀 시퀀스를 할당하는 제1단계; 이동국은 우선적으로 상기 클러스터 시퀀스를 탐색하여 최대 출력을 나타내는 클러스터 시퀀스를 탐색하는 제2단계; 및 상기 이동국은 상기 탐색한 최대 출력의 클러스터 시퀀스에 속하는 셀 시퀀스를 탐색하는 제3단계를 포함하여 이루어진 셀 접속 방법.