KR100286430B1 - 코드분할다중접속시스템에서엑세스채널의파라미터최적화장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA 시스템의 엑세스 채널에 관한 것으로서, 특히 효과적인 엑세스에 필요한 여러 가지 파라미터들의 최적화에 관한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 CDMA 필드에서의 엑세스 파라미터의 최적화 방법에 있어서, 엑세스 파라미터의 최적화 시험 장치를 소정의 경로에 구성하는 제1 단계와, 셀의 경계 지점과 중간 지점을 시험 장소로 지정하는 제2 단계와, 엑세스 채널의 파라미터 중 일부 파라미터의 값을 일정한 값으로 설정하는 제3 단계와, 상기 지정된 시험 장소에 있는 CDMA 이동국의 엑세스 시도 후, 엑세스 프로브 전송 횟수를 스팩트럼 분석기로 확인하는 제4 단계와, 상기 엑세스 채널의 파라미터 중 다른 일부 파라미터의 값을 변경하면서 상기 제4 단계를 수행하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 엑세스 채널 파라미터들의 값을 최적화하여 이동국의 엑세스 프로브 전송 횟수를 최소화하고 이동국의 소비 전력을 감소시키며, 그에 따라 CDMA 시스템의 성능과 엑세스 채널의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Description

코드 분할 다중 접속 시스템에서 엑세스 채널의 파라미터 최적화 장치 및 방법{THE PARAMETER OPTIMIZATION FLOW AND METHOD FOR ACCESS CHANNEL IN CDMA SYSTEM}

본 발명은 CDMA 시스템의 엑세스 채널에 관한 것으로서, 특히 효과적인 엑세스에 필요한 여러 가지 파라미터들의 최적화에 관한 절차와 수행 방법에 관한 것이다.

CDMA 이동 통신 시스템에서 이동국(Mobile Station: MS)과 기지국(Base Station: BS) 사이에 존재하는 무선 통신선로는 크게 기지국에서 이동국으로 향하는 순방향 링크(forward link)와 반대로 이동국에서 기지국으로 향하는 역방향 링크(reverse link)로 구별된다. 또한 음성 호가 설정되기 전에 기지국과 이동국 사이에 데이터를 주고 받기 위해서 공용 채널(common channel)인 페이징 채널(paging channel)과 엑세스 채널(access channel)이 사용된다. 페이징 채널은 기지국이 이동국으로 메시지를 전송하고, 이동국이 기지국으로부터의 응답을 받는 데에 사용하고, 엑세스 채널은 기지국이 이동국으로부터의 응답을 받고, 이동국이 기지국으로 메시지를 전송하는 데에 사용한다.

도 1은 CDMA 이동국의 엑세스 과정을 개략적으로 나타내고 있다. 이동국이 기지국으로 엑세스 채널(Access Channel)을 통하여 메시지를 전송하는 것을 엑세스(Access)라고 한다. 이러한 엑세스 과정에 대해서 설명하면, 이동국은 먼저 초기 출력을 갖는 메시지를 기지국으로 전송하고, 이 메시지 전송에 대한 응답이 없으면 상기 메시지를 소정의 전력 증분값만큼 증가시켜 전송하여 엑세스를 시도한다. 다시 말해, 이동국이 하나의 메시지를 보내고 그 메시지에 대한 확인을 받는 과정을 엑세스 시도(Access Attempt)라고 하는데, 이 엑세스 시도는 도 1에 도시된 바와 같이 엑세스가 성공할 때까지 여러번 반복해서 일어난다. 맨 처음 정해진 전력으로 엑세스를 시도하고 기지국으로부터 반응이 없으면, 정해진 시간 뒤에 전력을 정해진 만큼 증가시켜 다시 엑세스를 시도하고, 이 때에도 반응이 없으면, 다시 정해진 만큼 전력을 증가시켜, 다시 엑세스를 시도한다. 이러한 시도를 정해진 최대 전력에 도달할 때까지 시도해도 응답이 없으면, 다시 새로운 시도를 시작한다. 처음부터 충분히 강한 신호로 기지국과 엑세스를 시도하지 않는 이유는 역방향 링크는 간섭에 의해서 수용 용량이 크게 변하므로 엑세스 신호에 의해서 용량에 영향을 받지 않게 하기 위해서 적정한 전력이 될 때까지 송신전력을 단계적으로 높여가는 방법을 사용하는 것이다. 즉, 엑세스 시도는 상기 이동국이 상기 기지국으로 엑세스 채널을 통하여 메시지를 전송하고 상기 메시지 전송에 대한 응답을 받을 때까지의 전체 과정을 말한다.

이러한 엑세스 과정에서, 이동국이 기지국으로 전송하는 신호의 각 전송 단위가 엑세스 프로브(Access Probe)이며, 각 엑세스 프로브는 이동국에서 기지국으로의 초기 출력에 소정의 전력량을 증분하여 얻어진다. 이러한 엑세스 프로브들의 집합을 엑세스 프로브 시퀀스(Access Probe Sequence)라고 한다.

도 2는 도 1의 엑세스 과정을 더욱 상세히 나타낸 도면이다. 이동국(단말기)의 초기 출력은 다음의 수학식 1과 같이 정해지고 계속해서 PI 만큼 전력을 증가시켜 엑세스를 시도한다.

IP = -(평균 전력) - 76 + NOM_PWR - 16 * NOM_PWR_EXT + INIT_PWR

PI(Power Increment) = PWR_STEP

상기의 엑세스 관련 파라미터를 정리하면 다음과 같다.

* NOM_PWR : 엑세스 초기 출력 설정 파라미터(-8 ~ 7)

* NOM_PWR_EXT : NOM_PWR의 변화 범위 조정(0.1)

* INIT_PWR : 엑세스 초기 출력 설정 파라미터(-16 ~ 15)

* PWR_STEP : 엑세스 프로브 출력 증분값(0 ~ 7)

* NUM_STEP : 엑세스 프로브 재전송 횟수(0 ~ 15)

* IP : 초기 오픈 루프 전력(Initial Open Loop Power)

= －(평균 전력)－76＋NOM_PWR－16 * NOM_PWR_EXT＋INIT_PWR

* TA : 확인 응답 타임아웃(Acknowledgement Response Timeout)

= 80 * (2 + ACC_TMO)

* RT : 프로브 백오프(Probe Backoff), 랜덤(0 ~ 1 + PROBE_BKOFF)

* PI : 전력 증분값(Power Increment), PWR_STEP

CDMA 네트워크에서 이동국이 호를 시도하거나 상대 발신측에 응답하는 첫번째 단계가 엑세스 단계이다. 도 2를 참조하면, 이동국은 초기 오픈 루프 전력값을 갖는 엑세스 프로브 1을 기지국으로 전송한다. 이 초기 오픈 루트 전력값을 결정하는 엑세스 채널의 파라미터는 전술한 바와 같이 엑세스 초기 출력 설정 파라미터인 NOM_PWR, NOM_PWR_EXT 및 INIT_PWR이다. 이러한 이동국으로부터의 신호에 대해 확인 응답 타임아웃(TA) 기간 동안 기지국으로부터 응답이 없으면, 엑세스 프로브를 백오프(backoff)한다. 그러면, 이동국은 엑세스 프로브 1을 전력 증분값 PI만큼 증가시켜 엑세스 프로브 2를 전송한다. 이 전력 증분값 PI를 결정하는 엑세스 채널의 파라미터는 PWR_STEP이다. 이와 같은 방식으로, 이동국은 기지국에 대해 엑세스 시도를 하고, 기지국으로부터의 응답이 있을 때까지 계속하게 된다.

따라서 이동국이 기지국으로 엑세스할 때 이 엑세스 단계는 엑세스 채널의 파라미터값에 좌우되게 된다. 그런데, CDMA 네트워크에서 이동국이 호를 시도하거나 상대 발신측에 응답하는 첫 번째 단계가 엑세스 단계이기 때문에 호 소통률에 가장 크게 영향을 미치는 요소중의 하나가 엑세스 채널 파라미터들의 값이 될 수 있다.

그러나, 이동국이 기지국으로 엑세스 채널을 통해 신호를 전송하는 경우, 엑세스 채널 파라미터들의 값을 최적화하는 장치 및 방법이 정립되어 있지 않고, 그에 따라 CDMA 시스템의 성능이 저하하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 엑세스 단계의 성능을 결정하는 파라미터의 최적값을 구하기 위한 필드 최적화 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 CDMA 이동국의 엑세스 과정을 개략적으로 나타내는 도면.

도 2는 도 1의 엑세스 과정을 상세히 나타내는 도면.

도 3은 본 발명에 의한 엑세스 프로브 송출 시험 구성도.

도 4는 셀의 경계 지점에서 파라미터 값을 변경하여 엑세스 시도한 결과의 일실시예를 나타낸 도면.

도 5는 도 4에 나타난 표를 그래프화하여 나타낸 도면.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

2 : CDMA 기지국

4 : 감쇠기

6 : 듀플렉서

8 : CDMA 이동국

10 : 스플리터

12 : 스팩트럼 분석기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엑세스 채널의 파라미터 최적화 장치에 있어서 엑세스 채널의 파라미터 최적화 시험 장치에 있어서, CDMA 기지국과, 상기 CDMA 기지국의 송신단에 결합되고, 상기 CDMA 기지국으로부터의 신호를 입력받아 진폭을 감소시키는 감쇠기와, CDMA 이동국과, 상기 CDMA 이동국 및 감쇠기에 결합되며, CDMA 이동국으로부터의 엑세스 프로브 신호를 입력받아 스플리터에 출력하고 감쇠기로부터의 신호를 입력받아 CDMA 이동국에 출력하는 듀플렉서와, 상기 듀플렉서의 출력을 입력받아 상기 CDMA 기지국의 수신단에 출력하는 스플리터와, 상기 스플리터에 결합되고, 상기 스플리터로부터 신호를 입력받는 스팩트럼 분석기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 CDMA 필드에서의 엑세스 파라미터의 최적화 방법에 있어서, 전술한 구성의 엑세스 파라미터의 최적화 시험 장치를 소정의 경로에 구성하는 제1 단계와, 셀의 경계 지점과 중간 지점을 시험 장소로 지정하는 제2 단계와, 엑세스 채널의 파라미터 중 일부 파라미터의 값을 일정한 값으로 설정하는 제3 단계와, 상기 지정된 시험 장소에 있는 CDMA 이동국의 엑세스 시도 후, 엑세스 프로브 전송 횟수를 스팩트럼 분석기로 확인하는 제4 단계와, 상기 엑세스 채널의 파라미터 중 다른 일부 파라미터의 값을 변경하면서 상기 제4 단계를 수행하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기한 CDMA 필드에서의 엑세스 파라미터의 최적화 방법에 있어서, 상기 엑세스 시도는 스팩트럼 분석기를 해당 주파수에 맞게 세팅하는 제1 단계와, 상기 설정된 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제2 단계와, CDMA 이동국에서 "통화" 키를 누르고 상기 스팩트럼 분석기에서 상기 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제3 단계와, 상기 엑세스 채널 파라미터의 레벨이 너무 높으면 그 크기를 로그 스케일로 변화시켜 세팅하는 제4 단계와, 상기 스팩트럼 분석기에서 상기 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제5 단계로 이루어진다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 엑세스 프로브 송출 시험 구성도이다.

도 3의 엑세스 파라미터 최적화 시험 장치는 CDMA 기지국(2), 감쇠기(4), 듀플렉서(6), 스플리터(8), 스팩트럼 분석기(10) 및 CDMA 이동국(12)을 포함한다. CDMA 이동국(12)은 듀플렉서를 통해 CDMA 기지국(2)으로 엑세스 시도한다. 엑세스 시도시, 이동국의 초기 출력인 엑세스 프로브 1은 상기 수학식 1에 의해 결정되고, 연속하는 엑세스 프로브 시퀀스의 엑세스 프로브 2는 엑세스 프로브 1을 전력 증분값(Power Increment)인 엑세스 채널의 파라미터 PWR_STEP만큼 증가시키는데, 엑세스 프로브 시퀀스의 다음 연속하는 엑세스 프로브에 대해서도 동일하다. CDMA 이동국(12)으로부터의 출력은 듀플렉서(6) 및 스플리터(8)를 통해 CDMA 기지국(2)으로 보내진다. CDMA 기지국(2)이 CDMA 이동국(12)의 엑세스 프로브에 응답하여 신호를 전송하면, 이 신호는 감쇠기(4) 및 듀플렉서(6)를 통해 CDMA 이동국(12)에 보내진다. 이러한 엑세스 과정에서 스팩트럼 분석기(10)는 CDMA 이동국(12)의 엑세스 채널 파라미터를 확인할 수 있다.

스팩트럼 분석기(10)는 엑세스 채널 파라미터의 확인 전에, CDMA 시스템의 현재 사용 주파수에 적합하게 세팅된다. 이러한 세팅 작업은 상기 사용 주파수를 스팩트럼 분석기의 중심 주파수(Center Frequency)로 하고, 스팬(Span)을 0, 즉 주파수 축에서 시간 축으로 변경하며, RBW(Resolution Bandwidth), VBW(Video Bandwidth) 및 스위프 타임(Sweep Time)을 설정하는 것 등이다.

이하, 스팩트럼 분석기(10)의 동작에 관하여 설명한다. 스팩트럼 분석기(10)는 먼저 전술한 바와 같이, CDMA 시스템의 해당 주파수에 적합하게 세팅된 후, CDMA 이동국(12)에서 설정된 엑세스 채널의 파라미터(INIT_PWR, NOM_PWR, PWR_STEP, NUM_STEP)를 확인한다. 이어서, CDMA 이동국(12)에서 엑세스 프로브를 CDMA 기지국으로 전송하도록 "통화" 키를 누르면, 스팩트럼 분석기는 상기 CDMA 이동국에서 설정된 엑세스 채널의 파라미터를 다시 확인한다. 이 때, 파라미터의 레벨이 너무 높으면 크기(Amplitude)를 로그 스케일(Log Scale)로 변화시켜 눈으로 확인할 수 있도록 세팅한다. 스팩트럼 분석기는 엑세스 채널의 파라미터를 확인할 때, 엑세스 프로브가 전력 증분값 파라미터인 PWR_STEP에 따라 레벨이 증가하는지의 여부와 엑세스 프로브 재전송 횟수 파라미터인 NUM_STEP만큼 반복해서 엑세스를 하는지의 여부를 확인한다. 이러한 엑세스 시도 시험은 이동국이 파라미터에서 제시된 횟수만큼 엑세스를 시도할 수 있도록 환경을 세팅한다.

계속해서, 본 발명에 따른 CDMA 필드에서의 엑세스 파라미터의 최적화 방법에 대해서 설명한다.

먼저, 엑세스 파라미터의 최적화 시험 장치를 소정의 경로에 구성한 후 셀의 경계 지점과 셀의 중간 지점을 시험 장소로 지정한다. 이어서, 엑세스 채널의 파라미터중 일부 파라미터 예컨대, NOM_PWR, NOM_PWR_EXT를 일정한 값으로 한다. CDMA 이동국(12)이 상기 지정된 시험 장소에서 엑세스 시도 후, 엑세스 채널의 파라미터를 스팩트럼 분석기(10)를 통해 확인한다. 예컨대, 엑세스 프로브가 전력 증분값 파라미터인 PWR_STEP에 따라 레벨이 증가하는지, 엑세스 프로브를 몇 번 전송하여야 호가 소통되는지를 확인한다. 그런 다음, 엑세스 채널의 파라미터중 일부 파라미터의 값을 변경하여 엑세스 시도한 후, 각각의 파라미터 값에 따른 결과를 비교하여 최적의 파라미터를 구한다.

도 4는 셀의 경계 지점에서 파라미터 값을 변경하여 엑세스 시도한 결과의 일실시예로서 나타내고, 도 5는 도 4에 나타난 표를 그래프화하여 나타낸다.

이 실시예에서는, 엑세스 채널의 파라미터중 평균 출력 설정 파라미터(NOM_PWR), NOM_PWR의 변화 범위 조정 파라미터(NOM_PWR_EXT)를 일정한 값으로 고정하고, 엑세스 초기 출력 설정 파라미터(INIT_PWR)를 변경하면서 엑세스 시도하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 셀의 경계 지점에서는 전술한 엑세스 시도의 결과, 최적의 파라미터는 INIT_PWR = 5, PWR_STEP = 3을 설정하는 것이 엑세스 프로브 전송 횟수가 가장 양호하게 나타났고, 셀의 중간 지점에서의 엑세스 시도의 결과를 도시하지는 않았지만, 평균 엑세스 프로브의 전송 횟수가 모두 2회로 양호하게 나타났다. 따라서, 이 실시예에서는 엑세스 채널의 파라미터를 INIT_PWR = 5, PWR_STEP = 3으로 설정하는 것이 상기 셀의 중간 부분과 경계 부분에서 모두 양호한 결과를 나타내므로 가장 최적의 파라미터 값이 된다.

본 발명은 이동국이 통화를 시도하기 위한 엑세스의 효과적인 수행을 위해서 필요한 여러 가지 파라미터를 최적화하는 장치 및 방법을 제공하는데, 이러한 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면 엑세스 채널 파라미터들의 값을 최적화하여 이동국의 엑세스 프로브 전송 횟수를 최소화하고 이동국의 소비 전력을 감소시키며, 그에 따라 CDMA 시스템의 성능과 엑세스 채널의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

Claims (4)

1. 엑세스 채널의 파라미터 최적화 시험 장치에 있어서,

   CDMA 기지국과,

   상기 CDMA 기지국의 송신단에 결합되고, 상기 CDMA 기지국으로부터의 신호를 입력받아 진폭을 감소시키는 감쇠기와,

   CDMA 이동국과,

   상기 CDMA 이동국 및 감쇠기에 결합되며, CDMA 이동국으로부터의 엑세스 프로브 신호를 입력받아 스플리터에 출력하고 감쇠기로부터의 신호를 입력받아 CDMA 이동국에 출력하는 듀플렉서와,

   상기 듀플렉서의 출력을 입력받아 상기 CDMA 기지국의 수신단에 출력하는 스플리터와,

   상기 스플리터에 결합되고, 상기 스플리터로부터 신호를 입력받는 스팩트럼 분석기를 포함하는 것을 특징으로 하는 엑세스 파라미터의 최적화 시험 장치.
2. CDMA 필드에서의 엑세스 파라미터의 최적화 방법에 있어서,

   청구항 1에 기재된 엑세스 파라미터의 최적화 시험 장치를 소정의 경로에 구성하는 제1 단계와;

   셀의 경계 지점과 중간 지점을 시험 장소로 지정하는 제2 단계와;

   엑세스 채널의 파라미터 중 일부 파라미터의 값을 일정한 값으로 설정하는 제3 단계와;

   상기 지정된 시험 장소에 있는 CDMA 이동국의 엑세스 시도 후, 엑세스 프로브 전송 횟수를 스팩트럼 분석기로 확인하는 제4 단계와;

   상기 엑세스 채널의 파라미터 중 다른 일부 파라미터의 값을 변경하면서 상기 제4 단계를 수행하는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파라미터 최적화 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 엑세스 시도한 엑세스 채널 파라미터중 엑세스 프로브 전송 횟수가 가장 작은 파라미터를 최적의 파라미터로 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파라미터 최적화 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 엑세스 시도는

   스팩트럼 분석기를 해당 주파수에 맞게 세팅하는 제1 단계와,

   상기 설정된 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제2 단계와,

   CDMA 이동국에서 통화 키를 누르고 상기 스팩트럼 분석기에서 상기 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제3 단계와,

   상기 엑세스 채널 파라미터의 레벨이 너무 높으면 그 크기를 로그 스케일로 변화시켜 세팅하는 제4 단계와,

   상기 스팩트럼 분석기에서 상기 엑세스 채널 파라미터를 확인하는 제5 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파라미터 최적화 방법.

Images