KR100257343B1

KR100257343B1 - 씨디엠에이 방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법

Info

Publication number: KR100257343B1
Application number: KR1019970031188A
Authority: KR
Inventors: 이효진
Original assignee: 정장호; 주식회사엘지텔레콤
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2000-05-15
Also published as: KR19990008957A

Abstract

본 발명은 셀룰라폰에 관한 것으로, 특히, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동중인 단말기가 별도의 장치없이 핸드오프시기를 실시간으로 정확하게 알 수 있는 씨디엠에이(Code Division Multiple Access)방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법에 관한 것이다.

종래의 비컨트랜스미터를 사용한 CDMA의 경우, 기지국 반경은 현재 기지국의 모든 통화 채널파워의 합에 반비례하며, 또한 모든 통화 채널파워의 합은 순간적으로 파워콘트롤에 의하여 변화한다. 그러므로 두 기지국이 공통으로 사용하는 제1주파수의 기지국 경계와 비컨트랜스미터가 사용하는 제2주파수의 기지국 경계가 다르게 되어 이에 따른 호절단율이 하드 핸드오프를 사용한 경우보다도 높게 될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 두기지국간에 제1주파수와 제2주파수의 경계를 실시간으로 맞추어 주어, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동중인 단말기가 별도의 고가장비 없이 핸드오프시기를 실시간으로 정확하게 인지하여, 이에 따라 핸드오프를 수행함으로써, 양질의 통화서비스를 제공한다.

Description

씨디엠에이 방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법

본 발명은 셀룰라폰에 관한 것으로, 특히, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동중인 단말기가 별도의 장치없이 핸드오프시기를 실시간으로 정확하게 알 수 있도록 하는 씨디엠에이(Code Division Multiple Access)방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법에 관한 것이다.

일반적으로 셀룰라폰의 CDMA방식은 확산스펙트럼 광대역 시스템을 채용한 다중접속 방식으로, 각 이동 단말기는 유일한 무작위 코드시퀀스를 할당 받는다. 주파수 도약 대역확산 시스템에서는 코드가 주파수 도약의 유일한 시퀀스를 발생하는데 사용되고 직접 시퀀스 대역확산 시스템에서 코드는 무작위하고 잡음과 유사한 높은 비트율의 신호를 발생시켜 정보신호와 믹싱하여 대역을 확산한다. 또한 CDMA방식은 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 각 사용자에게 교차 상관이 적은 의사 잡음열을 할당하여 각 사용자는 할당된 의사 랜덤 개열을 이용하여 송신할 신호를 확산하여 전송하고, 수신측에서는 송신측에서 사용한 것과 같은 의사 랜덤계열을 발생시켜서 동기를 맞추고 이를 이용하여 수신된 신호를 역확산하여 원하는 신호를 복원한다. 전술한 바와 같은 CDMA시스템은 아날로그 셀룰라시스템에 비하여 용량을 크게 증가시킬 수 있고, 다중 경로에서 링크를 튼튼히 할 수 있으며, 협대역 잡음신호에 강하고, 특히, 소프트핸드오프가 가능한 바, 기존의 하드핸드오프는 우선 사용중인 통화 채널을 끊고 새로운 통화채널로 통화를 시작하므로 셀과 셀사이의 천이 지점에서 두 개의 통화채널간에 핑퐁현상, 즉, 통화의 불연속이 발생하며, 이것은 핸드오프를 관장하는 교환기의 제어프로세서에 과부하를 유발시킨다. 또한 통화채널전환 상태에 있는 가입자가 듣기에 소리가 순간적으로 단락되는 현상을 느낄 수 있다. 그런데, 소프트 핸드오프는 단말기가 구지지국과 신기지국 모두로 부터 신호를 동시에 받아 품질이 더 나은 신호를 선별하여 수신하고 어느한쪽의 신호강도가 한계치 보다 떨어지면 나머지 한 기지국의 통화채널만 수신하므로 기존 방식이 갖고 있는 단점을 보완할 수 있다. 또한, 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와 같이, CDMA시스템에서 통화환경의 차이로 주파수의 할당 갯수가 다른 두 개의 기지국이 만나는 지역 경계에서 CDMA시스템의 장점인 소프트핸드오프를 유도하기 위해 비컨트랜스미터를 사용한다. 비컨 트랜스미터는 일반 기지국 장치와 달리 송신부만을 가지고 있으며, 송신채널부도 파이롯 체널만을 가지고 있는 바, 비컨 트랜스미터를 사용하면 핸드오프를 수행할 적절한 시간을 알 수 있다. 또한 기지국간에 이루어지는 소프트핸드오프는 기지국간 하드핸드오프에 비하여 호절단 확률이 적으므로 시스템 전반적으로 호절단 확률을 낮출 수 있다.

전술한 바와 같은, 종래의 비컨 트랜스미터를 사용한 CDMA의 경우, 기지국 반경은 현재 기지국의 모든 통화 채널 파워(Power)의 합에 반비례하며, 또한 모든 통화 채널파워의 합은 순간적으로 파워콘트롤에 의하여 변화한다. 그러므로 두 기지국이 공통으로 사용하는 제1주파수의 기지국 경계와 비컨 트랜스미터가 사용하는 제2주파수의 기지국 경계가 다르게 되어 이에 따른 호절단 확율이 하드 핸드 오프를 사용한 경우보다도 높게 될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동중인 단말기가 별도의 장치없이 핸드오프시기를 실시간으로 정확하게 인지하여 핸드오프를 수행함으로써 양질의 통화서비스를 제공하도록 하는 씨디엠에이 방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 비컨 트랜스미터가 적용된 CDMA방식의 이동통신에 있어서, 제2주파수를 사용하는 비컨 트랜스미터에 해당하는 송신 채널부에 파일럿 채널외에, 통화 채널을 입력한 다음, 상기 통화 채널에는 실제의 통화가 진행되는 것처럼 시뮬레이션 하여 해당하는 신호만큼의 잡음을 발생하도록 제어하는 OCNS프로그램을 입력한 후, 두 개의 기지국이 공통으로 사용중인 제1주파수의 동기채널, 호출채널 및 통화 채널의 파워의 합 만큼을 발생하도록 DGU를 설정한 후, 이를 상기 OCNS프로그램에 입력하여, 제2주파수를 사용하는 비컨트랜스미터쪽의 통화 채널 파워를 변화시켜, 두기지국간에 제1주파수와 제2주파수의 경계를 실시간으로 맞추는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 OCNS프로그램에 입력되는 DGU의 설정방법은, 두 개의 기지국이 통화채널로 공통으로 사용하는 제1주파수의 동기채널의 DGU값과, 상기 제1주파수의 호출채널의 DGU의 값과, 상기 제1주파수를 사용중인 모든 통화 채널의 DGU값, 그 각각을 제곱하여 이를 더한 후, 더한 값을 제곱근 연산하여 상기 OCNS프로그램에 입력하는 것을 특징으로 한다.

제1도는 일반적인 씨디엠에이 방식을 사용하는 기지국의 개념도.

제2a도는 제1도에 도시된 제1기지국의 상세구성블록도.

제2b도는 제1도에 도시된 제2기지국의 상세구성블록도.

제3도는 기존의 비컨 트랜스미터를 사용한 경우 주파수에 따른 기지국 경계의 차이를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명에 따른 씨디엠에이방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법의 개념도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 제1기지국 111, 121, 211 : 무선수신부

112, 122, 212 : 수신채널부 113, 123, 213, 221 : 무선송신부

114, 124, 214, 222 : 송신채널부 130, 230 : 디바이더

140, 240 : 콤바인더 200 : 제2기지국

220 : 비컨트랜스미터

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다. 본 발명에 따라 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와 같이, 제1기지국(100)을 이용하여 통화를 하고 있던 단말기가 제2기지국(200)방향으로 이동할 경우를 예를 들어 설명한다. 먼저, 첨부된 도면 제2a도에 도시된 바와 같이 제1기지국(100)은 제1무선수신부(111), 제1수신채널부(112), 제1무선송신부(113), 제1송신채널부 (114), 제2무선수신부(121), 제2수신채널부(122), 제2무선송신부(123), 제2송신채널부(124), 제1디바이더(130) 및 제1콤바이너(140)를 구비한다. 제1디바이더(130)는 안테나를 통해 인가되는 합성된 신호를 각각의 신호로 분리한 후, 해당 신호를 그에 대응하는 제1무선수신부(111)나 제2무선수신부(121)측으로 출력한다. 제1콤바이너(140)는 제1 및 제2무선송신부(113, 123)로부터 전송된 신호를 서로 간섭없이 합성하여 안테나를 통해 송출한다. 제1 및 제2무선수신부(111, 121)는 제1디바이더(130)로 부터 인가되는 신호를 수신하여 복조한 후, 이를 각각 제1 및 제2수신채널부(112, 122)측으로 인가한다. 제1 및 제2무선송신부(113, 123)는 제1 및 제2송신채널부(114, 124)로 부터 인가되는 신호를 RF(Radio Frepuency)로 변조하여 이를 제1콤바이너(140)측으로 인가하고, 제1 및 제2수신채널부(112, 122)는 제1 및 제2무선수신부(111, 121)로 부터 인가되는 신호에서 각각의 채널에 따라 그에 대응하는 동작을 처리한다. 제1 및 제2송신채널부(114, 124)는 각각 파일럿체널, 동기채널, 호출채널 및 통화채널을 구비하며, 각 채널은 DGU(Digital Gain Unit)를 구비하여, 채널당 송신출력의 세기를 결정한다.

한편, 첨부된 도면 제2b도에 도시된 바와 같이 제2기지국(200)은 제3무선수신부(211), 제3수신채널부(212), 제3무선송신부(213), 제3송신채널부(214), 제4무선송신부(221), 제4송신채널부(222), 제2디바이더(230) 및 제2콤바이너(240)를 구비한다. 제2디바이더(230)는 안테나를 통해 인가되는 합성된 신호를 각각의 신호로 분리한 후, 해당 신호를 그에 대응하는 제3무선수신부(211)측으로 출력한다. 제2콤바이너(240)는 제3 및 제4무선송신부(213, 221)로 부터 전송된 신호를 서로 간섭없이 합성하여 안테나를 통해 송출한다. 제3무선수신부(211)는 제2디바이더(230)로 부터 인가되는 신호를 수신하여 복조한 후, 이를 제3수신채널부(212)측으로 인가한다. 제3 및 제4무선송신부(213, 221)는 제3 및 제4송신체널부(214, 222)로 부터 인가되는 신호를 RF(Radio Frequency)로 변조하여 이를 제2콤바이너(240)측으로 인가하고, 제3수신채널부(212)는 제3무선수신부(211)로 부터 인가되는 신호에서 각각의 채널에 따라 그에 대응하는 동작을 수행한다. 제3송신채널부(214)는 각각 파일럿채널, 동기채널, 호출채널 및 통화채널을 구비하며, 각 채널은 DGU(Digital Gain Unit)를 구비하여, 채널당 송신출력의 세기를 결정한다. 제4송신채널부(222)는 비컨 트랜스미터(220)로서 파일럿채널만을 구비한다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 첨부된 도면 제1도에 도시된 바와 같이, CDMA시스템에서 통화환경의 차이로 주파수의 할당갯수가 다른 제1 및 제2기지국(100,200)이 만나는 지역 경계에서 CDMA시스템의 장점인 소프트핸드오프를 유도하기 위해 비컨 트랜스미터를 사용하는 바, 첨부된 도면 제2b도에 도시된 바와 같이, 비컨 트랜스미터(220)는 일반 기지국 장치와 달리 무선송신부(221)만을 가지고 있으며, 송신채널부(222)도 파이럿채널만을 가지고 있다. 예를들어, 제1기지국(100)에서 제1주파수를 이용하여 통화하고 있던 단말기가 제2기지국(200) 방향으로 이동중 기지국 경계지역에서 제2기지국(200)의 제2주파수대역의 파일럿신호를 발견하고 이 신호의 Ec/Io(파일럿신호대파일럿신호를 제외한 다른 모든 신호의 세기비)가 일정값 이상 커지면 제1기지국(100)에 PSMM(Pilot Strength Measurement Message)신호를 송신한다. 제1기지국(100)의 제1주파수로 하드핸드오프하도록 명령한다. 이후에, 두 개의 인접기지국(100,200)이 공통으로 사용하고 있는 제1주파수로 하드핸드오프를 한 단말기는 제1주파수를 사용하여 소프트핸드오프를 수행한다. 이 때, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동하는 단말기의 경우 서로 상이한 주파수로 통화중이면 핸드오프시기를 판단하기가 용이하지 않다. 이 경우, 비컨 트랜스미터(220)를 사용하면 그 적절한 시간을 알 수 있다. 또한 기지국(100,200)간에 이루어지는 소프트핸드오프는 기지국(100,200)간 하드핸드오프에 비하여 호절단확률이 적으므로 시스템 전반적으로 호절단확률을 낮출 수 있다.

한편, 상기 하드핸드오프 및 소프트핸드오프라 함은, 두 기지국(100,200)간을 이동하는 단말기에 서비스를 제공하던 제1기지국(100)에서 제2기지국(200)으로 연속적인 서비스를 제공하기 위하여 핸드오프를 수행하는 바, 두 기지국(100,200)은 FDMA(Frequency Division Multiple Access)인 경우, 단말기는 동시에 두 개의 주파수를 발생 시킬 수 없으므로 제2기지국(200)과 통화하기 전에 현재 제1기지국(100)과의 통화를 끊고 새로운 주파수로 동기한 이후에 제2기지국(200)과 통화를 계속 한다. 이를 하드핸드오프라 하며, 이 경우, 순간적으로 통화의 불연속이 생기고, 핸드오프가 이루어지는 지점이 기지국의 경계에 해당하므로 제2기지국(200)과의 통화 경로에 순간적인 페이딩이 생겨도 통화가 단절될 가능성이 크다. 한편, CDMA의 경우 두 인접 기지국(100,200)이 동일한 주파수를 사용하므로, 단말기가 제2기지국(200)에 접근하면서 동시에 두 개의 기지국(100,200)과 통화를 운영할 수 있다. 그 이후 단말기가 완전히 제2기지국(200)의 세력권 안에 들어가면 제1기지국(100)과의 통화를 끊는다. 이와 같이 기지국의 경계에서 두 개 또는 세 개의 인접기지국과 동시에 통화 경로를 개설하여 모든 통화경로에 페이딩이 발생하지 않는 한 호절단이 발생하지 않으므로, 호절단발생률을 낮출 수 있다. 한편, 핸드오프를 결정하는 Ec/Io는 파일럿신호의 절대적 세기에도 관계하지만 통화 채널의 부하상태에도 관계있다. 예를 들어 통화회선이 풀로딩(full loading)된 때에 모든 잡음이 무시할 수 있는 정도로 작은 경우를 가정하면 기지국 근처에서 Ec/Io는 -7dB에 해당한다. 그러나 파일럿 채널만 있는 경우는 147dB이 된다. 그러므로 두 기지국(100,200) 모드가 사용중인 제1주파수의 기지국 경계와, 제1기지국(100)은 통화상태가 로딩되어 있고 제2기지국(200)은 파일럿 채널만 있는 제2주파수의 기지국 경계는 첨부된 도면 제3도에 도시된 바와 같이 큰 차이를 갖게 된다. 결국 제2주파수의 기지국 경계는 거의 제1기지국(100) 위치와 비슷하게 되어 제1기지국(100)의 제2주파수는 거의 사용되지 않게 된다. 따라서, 기지국 경계만을 파악하고 바로 인접기지국의 제1주파수로 하드핸드오프시키는 방법을 사용하는 시스템의 경우, 제1기지국(100)의 제2주파수를 사용하여 통화를 하고 있던 단말기가, 제2기지국(200)으로 접근하게 되면, 단말기는 제2주파수의 경계에서 제1주파수로 하드핸드오프를 수행하는 바, 이때, 제3도에서 알 수 있는 바와 같이, 제2기지국(200)의 제1주파수신호는 아주 미약 하므로 호절단을 가져오게 된다. 따라서, 이 때, 본 발명을 적용하면 다음과 같다. 기지국의 각 송신채널부에는 파일럿채널, 동기채널, 호출채널로 구성되는 오버헤드채널과, 통화채널이 있는데, 각 채널은 채널당 송신세기를 결정하는 DGU가 있고, 오버헤드채널의 DGU값은 고정되어 있으며, 통화 채널의 경우 포워드 링크 파워 콘트롤에 의하여 DGU값이 가변된다. 이 때, 각 송신채널제어부는 할당된 주파수섹터의 모든 채널의 실시간 DGU를 알 수 있다. 따라서, 이를 이용하여 비컨 트랜스미터(220)에 해당하는 제4송신체널부 (222)에 파일럿 채널뿐만 아니라 통화 채널을 입력하고, 이 통화 채널에는 OCNS(Orthogonal Code Noise Simulation)프로그램을 입력한다. 여기에서 OCNS프로그램이란, 통화채널에서 실제의 통화가 진행되는 것처럼 시뮬레이션 하여 해당하는 신호만큼의 잡음을 발생하도록 제어하는 프로그램을 말한다. 그리고 두 개의 기지국이 공통으로 사용중인 주파수의 동기채널, 호출채널 및 통화 채널의 파워의 합 만큼을 발생하도록 DGU를 설정한다. 이때, DGU의 설정공식은 다음과 같다.

상기 수식에서 SQRT는 제곱근을 나타내고, DGU²(FA1,동기채널)은 제1주파수의 동기채널의 DGU의 값을 제곱한 것을 말하며, DGU²(FA1,호출채널)은 제1주파수의 호출채널의 DGU의 값을 제곱한 것을 말하며, DGU²(FA1,통화채널-1) ~ DGU²(FA1,통화채널-n)은 제1주파수를 사용중인 모든 통화 채널에 대하여 그 각각의 DGU를 제곱한 것을 의미한다. 이를 그림으로 나타내면 첨부된 도면 제4도와 같다. 따라서, 설정된 DGU값을 OCNS프로그램에 입력함으로써, 이에 따라 비컨 트랜스미터쪽의 통화 채널 파워가 변화하게되어, 제1기지국(100)과 제2기지국(200)간에 제1주파수와 제2주파수의 경계가 실시간으로 맞추어지므로써, 소프트 핸드오프 수행시 호절단율을 감소시키게 된다. 이때, OCNS프로그램에 입력되는 DGU의 설정은 1.25msec 마다 반복하는 것이 바람직하다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 두기지국간에 제1주파수와 제2주파수의 경계를 실시간으로 맞추어 주어, 할당된 주파수의 갯수가 다른 기지국간을 이동중인 단말기가 별도의 고가장비 없이 핸드오프시기를 실시간으로 정확하게 인지하여, 이에 따라 핸드오프를 수행함으로써, 양질의 통화서비스를 제공한다.

Claims

비컨 트랜스미터가 적용된 씨디엠에이 방식의 이동통신에 있어서, 제2주파수를 사용하는 비컨 트랜스미터에 해당하는 송신 채널부에 파일럿 채널외에, 통화 채널을 입력한 다음, 상기 통화 채널에는 실제의 통화가 진행되는 것처럼 시뮬레이션 하여 해당하는 신호만큼의 잡음을 발생하도록 제어하는 OCNS프로그램을 입력한 후, 두 개의 기지국이 공통으로 사용중인 제1주파수의 동기채널, 호출채널 및 통화 채널의 파워의 합 만큼을 발생하도록 DGU를 설정한 후, 이를 상기 OCNS프로그램에 입력하여, 제2주파수를 사용하는 비컨트랜스미터쪽의 통화 채널 파워를 변화시켜, 두기지국간에 제1주파수와 제2주파수의 경계를 실시간으로 맞추는 것을 특징으로 하는 씨디엠에이 방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법.
제1항에 있어서, 상기 OCNS프로그램에 입력되는 DGU의 설정방법은, 두 개의 기지국이 통화채널로 공통으로 사용하는 제1주파수의 동기채널의 DGU값과, 상기 제1주파수의 호출채널의 DGU의 값과, 상기 제1주파수를 사용중인 모든 통화 채널의 DGU값, 그 각각을 제곱하여 이를 더한 후, 더한 값을 제곱근 연산하여 상기 OCNS프로그램에 입력하는 것을 특징으로 하는 씨디엄에이 방식의 이동통신에서 핸드오프범위의 결정방법.