KR100249205B1 - 핸드오버 신호처리 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신에서 핸드 오버 신호처리 장치에 관한 것으로서, 특히 액티브 타임 슬롯 변경 신호를 입력받아 셋트하고 다음 송신 인에이블 신호의 폴링 엣지에서 리셋하는 윈도우 마스크 신호를 발생하고, 발생된 윈도우 마스크 신호를 상기 데이타 송수신 수단의 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호와 각각 논리 조합하여 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호의 액티브 상태를 제어함으로써, 액티브 타임 슬롯 변경시 잘못된 또는 불필요한 수신 인에이블 신호, 송신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호의 발생을 제거하고 DSP 또는 MCU의 연산처리 스케줄을 확보하며, 수신 -＞ 송신 -＞ 모니터의 처리 순서를 지킬수 있다. 또한, 최대 1 타임 슬롯의 데이타 손실만을 가져오기 때문에 핸드오버시 음성신호의 자연스런 연결을 이룰수 있다.

Description

핸드오버 신호처리 장치

본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 특히 액티브 타임 슬롯이 변경되는 핸드 오버(Hand Over)시의 신호처리 장치에 관한 것이다.

휴대용 이동 전화나 PHS(Personal Handyphone System)등과 같은 이동체 통신 기기의 보급과 발전은 급속히 진행되고 있다. 이러한 이동체 통신에서는 일반적으로 장소를 셀로 구성하고 주파수를 반복해 이용한다. 그리고, 1개의 셀내에 있어서는 복수의 유저가 자유공간이라고 하는 공통 통신 매체를 동시에 사용한다. 이 때문에 각 유저가 이용하는 채널은 자유 공간을 서로 분할해 사용(Access)할 필요가 있다. 통상적으로 주파수 분할, 시간 분할 또는 부호의 직교성에 의한 분할에 의하여 채널을 분할해 억세스한다. 이를 각각 FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), CDMA(Code Division Multiple Access)이라 불리고 이들을 총칭해 무선 억세스 방식이라고 한다.

이때, 저비트 레이트화와 양호한 음성 품질의 양립, 전송 오차에 대한 완건성, 주변 소음에 대한 내성 등의 조건을 고려하여 각종 이동체 통신용 음성 부호화 방식의 표준화가 행해지고 있다. 즉, GSM(Global System For Mobile Communications) 풀 레이트(Full Rate)를 시작으로 유럽, 북미, 일본등 각 지역에서 풀 레이트 및 하프 레이트(비트 레이트가 풀 레이트의 1/2인 방식)의 각 표준화가 진행되고 있다. 여기서, GSM이란 유럽, 아프리카, 중동, APAC 제국등 100개국 이상, 190 사업자 이상을 커버하는 디지탈 셀룰러 서비스(Digital Cellular Service)로서, 1992년에 서비스를 개시하여 2000년에는 GSM 가입자가 1억이상 될 것이 예상되고 있다.

상기 GSM등에서는 억세스 방식으로 1개의 무선 주파수를 시간적으로 분할해서 이용하는 상기된 TDMA 방식을 채택한다. 즉, 이러한 TDMA 방식의 디지탈 무선 통신에서는 일정 프레임내에서 이동국(Mobile Station ; MS)과 지상 기지국(Base Station ; BS)의 신호 전송이 시분할로 특정 타임 슬롯을 할당받아 이루어진다.

예를들어, 도 1과 같은 GSM 시스템에서 (a)와 같이 1 프레임이 8개의 타임 슬롯으로 분할되고, 액티브 타임 슬롯으로 유저에게 3이 할당되어 있다고 하면, 수신 경로에서 수신 인에이블 신호 RX_Enable이 도 1의 (b)와 같이 타임 슬롯 3의 위치에서 액티브되어 타임슬롯 3의 데이타를 수신한다. 즉, 1 프레임이 8개의 타임 슬롯으로 할당되어 있으므로 1 채널에 대하여 8명의 유저가 동시에 사용할 수 있고, 한 유저는 8개의 타임 슬롯중 한 타임 슬롯을 할당받아 사용하는데, 유저에게 할당된 타임 슬롯을 액티브 타임 슬롯이라 한다.

한편, 송신 경로에서도 마찬가지이고 모니터 경로도 마찬가지로 도 1의 (d)와 같이 타임 슬롯 3위치에서 송신 인에이블 신호 Tx_Enable, 도 1의 (f)와 같이 타임 슬롯 3의 주변 위치에서 모니터 인에이블 신호 Mon_Enable 가 액티브되어 데이타를 송신한다.

예를들어, 영국의 TTP 사의 송수신 인에이블 발생장치에서는 이동국에서 RX_TimeBase라는 카운터를 이용한 자신의 시계가 작동하여 RX_TimeBase의 타임 슬롯 3마다 즉, RX_TimeBase의 액티브 타임 슬롯의 시작점마다 도 1의 (h)와 같이 Normalize_Time_Mark를 세워 이를 기준점으로 한다음 상대적인 거리로 (d)의 Tx_Enable, (b)의 Rx_Enable, (f)의 Mon_Enable 신호를 액티브 상태로 만들어 데이타를 송수신한다.

이때, 이동 통신 기기가 차량 등에 탑재되어 있으면 장소의 이동이 발생하므로 특정 기지국(BS)의 영역에서 다른 BS의 영역으로 이동하는, 즉 셀의 변동이 발생한다. 이런 경우에 액티브 타임 슬롯이 변경되는 현상이 일어나는데 이를 핸드오버(Handover)라고 한다. 즉, 1 기지국의 무선 영역(area)은 반경이 100m에서 500m정도이다. 보행 정도의 이동속도에서도 통신을 두절시키지 않기 위해서는 PHS 단말이 전파를 송수신하는 기지국을 동적으로 교체할 필요가 있다. PHS 단말은 전파 상태의 악화를 감지하면서 다른 기지국에서 무선 채널의 교체 요구(handover 요구)를 행한다. 네트워크는 요구에 따라 교체전 빈 타임슬롯을 첵크하여 액티브 타임 슬롯을 변경한다. 도 1은 액티브 타임 슬롯이 3에서 5로 변경되는 종래의 예시도이다.

예컨대, 영국의 TTP 사의 송수신 인에이블 발생장치에서는 송신측 인에이블 신호 Tx_Enable 가 액티브될 때마다 도 1의 (e)와 같이 발생하는 송신 인터럽트 신호 Tx_Int 가 마이크로 컴퓨터 유니트(MCU ; 도시되지 않음.)에 인터럽트로 들어가면 MCU로부터 액티브 타임 슬롯을 변경하라는 명령이 내려온다. 여기서, Tx_Int 신호는 Tx_Enable 신호가 액티브되었을 때 Tx_Enable 신호의 끝 즉, 폴링 에지에서 발생한다.

이 경우에 타임 슬롯 5가 비어있으면 즉각적인 액티브 타임 슬롯의 변경이 이루어지므로 B와 C 사이 지점에서 도 1의 (d)와 같이 Tx_Enable 신호가 액티브된다. 즉, 프레임 내에서 Tx_Enable 신호가 2번 액티브 되고 있다. 즉, 액티브 슬롯이 한 채널에서 2개가 발생하여 똑같은 데이터가 같은 유저에게 두 번 송신되게 되므로 불필요한 데이터가 송신되게 된다. 이 경우 Tx_Enable 신호에 의해 Tx_Int 신호도 두 번 발생하므로 MCU가 명령 출력후 프로세싱이 되지않는 상태에서 또다른 명령을 내려야 되므로 MCU의 부담이 커지고 과부하가 걸리게 된다. 또한, MCU 및 디지털 신호 처리부(DSP)의 신호처리 스케줄이 무너지고, 타임 슬롯 3에서 데이터를 전송하는 중에 타임 슬롯 5에서도 데이터를 전송하게 되면 데이터가 혼선이 될 수 있으며 이로 인해 다른 시스템의 에러를 유발할 수 있다. 따라서, 핸드 오버시 안정된 동작을 보장할 수 없게된다.

도 2는 종래 방식의 액티브 타임 슬롯이 3에서 2로 변경되는 경우를 도시한 것이다. B 지점까지는 도 1과 도 2가 똑같이 동작하므로 설명을 생략하고, 도 2의 (e)의 액티브 타임 슬롯 변경 지점(Q)에서 액티브 타임 슬롯이 변경되면 B 지점과 C 지점의 normalize_Time_Mark 사이에 Mon_Enbale 신호가 발생하지 않게된다. 모니터 인에이블 신호 Mon_Enable 는 주변 셀들에 대한 값들을 수신하기 위한 신호이다. 따라서, Mon_Enbale 신호가 발생하지 않게되면 수신 -＞ 송신 -＞ 모니터로 이어지는 스케줄에서 공백이 발생하게 된다. 이는 미리 정해진 처리 순서에 혼란이 발생하고 이로 인해 데이터 송수신에 문제가 발생할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 윈도우 마스크 신호를 발생시켜 액티브 타임 슬롯의 변경시 잘못된 또는 불필요한 인에이블 신호의 발생을 방지하는 핸드오버 신호처리 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핸드오버 신호처리 장치는, 수신측 액티브 타임 슬롯의 시작 위치에서 발생하는 수신 인에이블 신호에 의해 액티브 타임 슬롯의 데이타를 수신하고, 송신측 액티브 타임 슬롯의 시작 위치에서 발생하는 송신 인에이블 신호에 의해 액티브 타임 슬롯의 데이타를 송신하며, 모니터 인에이블 신호에 의해 주변 타임 슬롯을 감시하는 데이타 송수신 수단과, 액티브 타임 슬롯 변경 신호를 입력받아 셋트하고 다음 송신 인에이블 신호의 폴링 엣지에서 리셋하는 윈도우 마스크 신호를 발생하는 윈도우 마스크 신호 발생부와, 상기 윈도우 마스크 신호 발생부에서 발생된 윈도우 마스크 신호를 상기 데이타 송수신 수단의 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호와 각각 논리 조합하여 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호의 액티브 상태를 제어하는 로직부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

도 1의 (a) 내지 (i)는 액티브 타임 슬롯이 3에서 5로 변경되는 경우의 종래의 핸드오버 신호처리 장치의 각 블럭의 타이밍도

도 2의 (a) 내지 (i)는 액티브 타임 슬롯이 3에서 2로 변경되는 경우의 종래의 핸드오버 신호처리 장치의 각 블럭의 타이밍도

도 3은 본 발명에 따른 핸드오버 신호처리 장치의 구성 블럭도

도 4의 (a) 내지 (j)는 액티브 타임 슬롯이 3에서 5로 변경되는 경우의 본 발명에 따른 핸드오버 신호처리 장치의 각 블럭의 타이밍도

도 5의 (a) 내지 (j)는 액티브 타임 슬롯이 3에서 2로 변경되는 경우의 본 발명에 따른 핸드오버 신호처리 장치의 각 블럭의 타이밍도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 액티브 타임 슬롯 래치 2 : 2의 보수기

3 : 가산기 4,5,6,7 : 래치

8,9,10 : 비교기 11,12,13 : SR 플립플롭

14,15,16 : 앤드 게이트 17 : 인버터

18 : 클럭 발생기 19 : SR 플립플롭

20 : RX_Timebase 카운터

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 핸드오버 신호 처리장치의 구성 블록도이다.

도 3을 보면, MCU와 연결되어 액티브 타임 슬롯을 입력받아 래치하는 액티브 타임 슬롯 래치(1), 액티브 타임 슬롯 변경시 MCU로부터 발생하는 변경 신호를 셋트 신호로 받고 클럭 발생기(18)의 출력을 리셋 신호로 받아 윈도우 마스크 신호 window_mask 를 발생하는 SR 플립플롭(19), 액티브 타임 슬롯 래치(1)의 출력을 입력받아 2의 보수를 취하는 2의 보수기(2), 상기 2의 보수기(2)에서 2의 보수를 취한 값과 RX_Timebase 카운터(20)에서 출력되는 TS[2..0]를 입력받아 더하는 가산기(3), DSP 또는 MCU로부터 명령(예컨대, 임의의 시간)을 다운로드 받는 송신 윈도우 시작 래치(4), 송신 윈도우 끝 래치(5), 수신 윈도우 시작 래치(6), 모니터 윈도우 시작 래치(7), 상기 가산기(3)의 출력을 상위 비트로 상기 RX_Timebase 카운터(20)의 출력 Q비트를 하위 비트로 하여 한쪽 입력으로 받고 상기 각 래치(4-7)의 출력을 또다른 입력으로 받아 비교 동작을 수행하는 비교기(8,9,10), 상기 비교기(8)의 두 출력을 각각 셋트와 리셋 신호로 받는 SR 플립플롭(11), 비교기(9)의 출력을 셋트 신호로 입력받고 DSP로부터의 출력을 리셋 신호로 받는 SR 플립플롭(12), 비교기(10)의 출력을 셋트 신호로 입력받고 DSP로부터의 출력을 리셋 신호로 받는 SR 플립플롭(13), SR 플립플롭(11)의 출력을 받아 폴링 엣지시 1 클럭을 발생시키는 클럭 발생기(18), SR 플립플롭(19)에서 출력되는 Window_mask 신호를 인버터(17)를 거쳐 한 입력으로 받고 SR 플립플롭(11,12,13)의 출력을 각각 다른 입력으로 받아 논리조합함에 의해 Tx_Enable, Rx_Enable, Mon_Enable 신호를 각각 출력하는 앤드 게이트(14,15,16)로 구성된다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 MCU로부터 받은 액티브 타임 슬롯이 3이라면 '011'로 표현되고 이 값은 액티브 타임 슬롯 래치(1)에서 일시 래치되었다가 2의 보수기(2)에서 2의 보수가 취해져 '101'이 된다. 가산기(3)는 2의 보수가 취해진 값 101을 RX_Timebase 카운터(20)의 출력 TS[2..0]과 더하는데 카운터(20)의 출력이 3 즉, '011'가 될 때 가산기(3)의 출력은 오버플로우 삭제시 '000'이 된다. 상기 가산기(3)의 출력이 '000'이 되었을 때 즉, 액티브 타임 슬롯의 시작점에서 도 4의 (i)와 같이 normalize_Time_Mark 가 발생하고, 이를 기준으로 하여 DSP 또는 MCU로부터 Tx_Enable 시작 값 β, Tx_Enable 끝 값, Rx_Enable 시작 값 α, Mon_Enable 시작 값 γ가 래치(4,5,6,7)에 각각 로드된다. 여기서, Tx_Enable 시작 값 β, Tx_Enable 끝 값, Rx_Enable 시작 값 α, Mon_Enable 시작 값 γ는 미리 정해지는 시간이다. 이때, 가산기(3)의 출력은 마치 Normalize_Time_Mark 시작 위치부터 순차 증가하는 카운터처럼 동작하여 비교기(8,9,10)에 입력된다.

따라서, 상기 비교기(8)에서 상기 가산기(3)의 출력이 상위 비트가 되고 상기 RX_Timebase 카운터(20)의 출력 Q비트가 하위 비트로 되어 입력되는 값이 Tx_Enable 시작 값 β와 같아지면 SR 플립플롭(11)은 셋트 동작을 수행하고, Tx_Enable 끝 값과 같아지면 SR 플립플롭(11)은 리셋 동작을 수행하여 Tx_Enable 신호를 발생한다.

또한, 상기 비교기(9)에서 상기 가산기(3)의 출력이 상위 비트가 되고 상기 RX_Timebase 카운터(20)의 출력 Q비트가 하위 비트로 되어 입력되는 값이 Rx_Enable 시작 값 α와 같아지면 SR 플립플롭(12)은 셋트 동작을 수행하여 Rx_Enable 신호를 발생하고, 상기 비교기(10)에서 상기 가산기(3)의 출력이 상위 비트가 되고 상기 RX_Timebase 카운터(20)의 출력 Q비트가 하위 비트로 되어 입력되는 값이 Mon_Enable 시작 값 γ와 같아지면 SR 플립플롭(13)은 셋트 동작을 수행하여 Mon_Enable 신호를 발생한다.

이때, MCU로부터의 명령은 상기 클럭 발생기(18)가 Tx_Enable 신호의 폴링 엣지에서 발생하는 Tx_Int를 기준으로 하기 때문에 SR 플립플롭(19)은 MCU의 액티브 타임 슬롯 변경 신호를 받아 셋트하고 다음 Tx_Enable 신호의 폴링 엣지에서 리셋하는 Window_Mask 신호를 발생하고, 이 Window_Mask 신호는 인버터(17)를 거쳐 앤드 게이트(15,16,17)로 출력된다.

상기 앤드 게이트(15)는 상기 SR 플립플롭(11)의 출력과 인버터(17)를 거친 Window_Mask 신호를 논리곱하여 최종적인 Tx_Enable 신호를 출력한다. 마찬가지로, 앤드 게이트(16)는 상기 SR 플립플롭(12)의 출력과 인버터(17)를 거친 Window_Mask 신호를 논리곱하여 Rx_Enable 신호를 출력하고, 앤드 게이트(17)는 상기 SR 플립플롭(13)의 출력과 인버터(17)를 거친 Window_Mask 신호를 논리곱하여 최종적으로 Mon_Enable 신호를 출력한다.

따라서, 도 4에서와 같이 액티브 타임 슬롯이 3에서 5로 변경되는 경우, 종래에는 (d)와 같이 B와 C 지점 사이에 Tx_Enable 신호가 발생하였으나 본 발명은 Window_Mask 신호로 인해 출력되지 않는다. 이 경우 Tx_Enable 신호가 발생하지 않아 Tx_Int 신호도 발생하지 않으므로 MCU가 명령 출력후 프로세싱이 되지않는 상태에서 또다른 명령을 내릴 부담이 없어진다. 또한, Rx -＞ Tx -＞ Mon으로 이어지는 인에이블의 연속적 발생 루프가 이어지고 각 인에이블의 발생 주기가 1 프레임(8 타임 슬롯) 이상을 유지하고 있어 DSP 및 MCU의 신호처리 스케줄상 과부하가 없어져 핸드 오버시에서도 안정된 동작을 보장한다.

도 5는 액티브 타임 슬롯이 3에서 2로 변경되는 경우로서, 액티브 타임 슬롯의 변경이 Rx_Timebase의 2 상에서 이루어졌으므로 Normalize_Time_Mark는 다음 돌아오는 C 지점에서 액티브된다. 그리고, Tx_Enable 신호는 계산상 B와 C 지점 사이에서도 발생하나 이는 변경시의 값으로 이 구간 사이에 발생하는 Window_Mask 신호로 인해 발생되지 않는다. 물론 Tx_Int도 발생하지 않는다. 이 구간 사이의 Rx_Enable 신호도 Window_Mask 신호에 의해 출력되지 않는다. 또한, 액티브 타임 슬롯의 변경에 따라 B-C 구간에서는 Mon_Enable 신호가 발생하지 않으므로 이를 고려하면 Rx -＞ Tx -＞ Mon 인에이블 신호의 발생 루프는 어느 인에이블 신호도 빠뜨리지 않고 이루어진다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 핸드오버 신호처리 장치에 의하면, 액티브 타임 슬롯 변경시 액티브 타임 슬롯 변경 신호를 받아 셋트하고 다음 송신 인에이블 신호의 폴링 엣지에서 리셋하는 윈도우 마스크 신호를 발생하여 수신 인에이블 신호, 송신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호와 논리 조합함으로써, 잘못된 또는 불필요한 수신 인에이블 신호, 송신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호의 발생을 제거하고 DSP 또는 MCU의 연산처리 스케줄을 확보하며, 수신 -＞ 송신 -＞ 모니터의 처리 순서를 지킬수 있다. 또한, 최대 1 타임 슬롯의 데이타 손실만을 가져오기 때문에 핸드오버시 음성신호의 자연스런 연결을 이룰수 있다.

Claims (2)

1. 수신측 액티브 타임 슬롯의 시작 위치에서 발생하는 수신 인에이블 신호에 의해 액티브 타임 슬롯의 데이타를 수신하고, 송신측 액티브 타임 슬롯의 시작 위치에서 발생하는 송신 인에이블 신호에 의해 액티브 타임 슬롯의 데이타를 송신하며, 모니터 인에이블 신호에 의해 주변 타임 슬롯을 감시하는 데이타 송수신 수단과;

   액티브 타임 슬롯 변경 신호를 입력받아 셋트하고 다음 송신 인에이블 신호의 폴링 엣지에서 리셋하는 윈도우 마스크 신호를 발생하는 윈도우 마스크 신호 발생부와;

   상기 윈도우 마스크 신호 발생부에서 발생된 윈도우 마스크 신호를 상기 데이타 송수신 수단의 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호와 각각 논리 조합하여 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호의 액티브 상태를 제어하는 로직부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 핸드오버 신호처리 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 데이타 송수신 수단은

   타이머를 이용하여 액티브 타임 슬롯마다 정규화 타임 마크(Normalize_Time_Mark) 신호를 액티브시키고, 이를 기준점으로 한다음 상대적인 거리로 송신 인에이블 신호, 수신 인에이블 신호, 모니터 인에이블 신호를 발생함을 특징으로 하는 핸드오버 신호처리장치.

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