KR100308904B1 - 이동통신시스템의 핸드오프 수행장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 부호분할다중접속 통신시스템의 핸드오프 수행장치가, 주어진 프레임 구간을 송신구간과 비송신구간으로 분할하고, 상기 프레임구간내의 프레임 데이터를 제1 및 제2데이타로 분할하며, 상기 제1 및 제2데이타를 서로 다른 직교부호들로 확산하여 상기 송신구간에서 송신하는 기지국 송신장치와, 상기 프레임 구간내의 상기 송신구간에서 상기 서로 다른 직교부호들로 확산되어진 상기 제1 및 제2데이타를 수신하여 상기 프레임 데이터로 조립하고, 상기 비송신구간에서 핸드오프할 인접기지국을 탐색하는 이동국 수신장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

이동통신시스템의 핸드오프 수행장치 및 방법{device and method for implementing handoff in mobile communication system}

본 발명은 이동통신시스템에 관한 것으로, 특히 핸드오프 수행장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신시스템에서 단말기가 통신 중 현재 서비스되고 있는 셀(cell)을 벗어나 다른 셀로 이동하는 경우에 통신을 유지시켜 주는 두가지의 핸드오프(hand off) 방법이 있다. 하나는 통신중에 핸드오프의 대상이 되는 기지국으로부터 채널을 할당받아 현재 서비스 중인 기지국으로부터 받은 채널과 더불어 복수의 채널을이용하여 통신을 하다가 채널 품질이 어느 기준값 이하로 떨어지는 채널을 끊는 소프트 핸드오프(soft hand off)이고, 다른 하나는 통신중에 먼저 현재 서비스 받는 기지국으로부터 받은 채널을 끊고 인접 기지국으로 접속을 시도하는 하드 핸드오프(hard hand off)이다.

이하 종래기술에 따른 이동통신시스템의 핸드오프 방법을 도 1를 참조하여 설명한다.

먼저, 이하 설명되는 용어를 정의하면 다음과 같다.

모드 0(기지국 송신모드 0, 단말기 수신모드 0)이라 함은 기지국이 정상적으로 프레임 전체 주기 동안 데이터를 송신하고, 이에 대응하여 단말기가 상기 송신 데이터를 수신하는 것을 말한다. 모드 1(기지국 송신모드 1, 단말기 수신모드 1)라 함은 기지국이 프레임 주기의 소정구간 동안 데이터를 모두 전송하고, 이에 대응하여 단말기가 상기 송신 데이터를 수신하는 것을 말한다. 모드 2(기지국 송신모드 2, 단말기 수신모드 2)이라 함은 기지국이 프레임 주기의 소정구간동안 데이타를 전송하지 않고, 이에 대응하여 단말기가 상기 구간동안 인접 기지국을 탐색하는 것을 말한다. 여기서 상기 모드 1에서 모드 2로 전환하기 위해 필요한 가드 타임을 a라 하고, 상기 모드 2에서 모드 1 또는 모드 0으로 전환하기 위한 가드 타임을 b라고 명한다.

또한 제1프레임이라 함은 핸드오프 요구시 기지국에서 단말기로 최초 전송되는 프레임을 말하며, 제2프레임이라 함은 상기 제1프레임에 연이어 전송되는 다음 프레임을 말한다.

마지막으로 슬롯모드(slotted mode = copressed mode)라 함은 핸드오프시 기지국이 프레임 주기를 시간분할하여 송신구간 및 비송신구간을 반복하면서 데이터를 전송 및 비전송하는 모드를 말한다. 여기서 데이터를 송신하는 송신구간을 슬롯모드의 동작구간이라 칭하며, 데이터를 송신하지 않는 비송신구간을 슬롯모드의 비동작구간이라 칭한다.

도 1은 기존의 슬롯방식에 의한 핸드오프 방법을 설명한 도면이다. 여기서 (a)는 슬롯모드 1에 대한 핸드오프 방식이며, (b)는 슬롯모드 2에 대한 핸드오프 방식이다.

먼저, 슬롯모드 1에 대한 핸드오프 방식을 상기 도 1의 (a)를 참조하여 설명하면, 100단계는 기지국과 단말기가 모드 0으로 통신을 수행하는 단계이다. 여기서 상기 모드 0은 전송율이 R_D인 데이터를 계층 m의 직교부호로 확산하여 프레임 주기 T 동안 전송하는 방식을 말한다. 이때 핸드오프 요구가 발생할 시 상기 기지국은 110단계 및 120단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 계층 m-1 직교부호로 확산하여 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 따라서 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 이후 상기 기지국은 130단계 및 140단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 계층 m-1 직교부호로 확산하여 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 따라서 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 즉, 상술한 바와 같이 슬롯모드 1은 핸드오프 요구시, 기지국이 제1프레임의 앞구간 및 제2프레임 앞구간에서 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터가 수신되지 않는 상기 제1프레임의 뒷구간 및 제2프레임 뒷구간에서 인접기지국을 탐색한다. 그리고 상기 슬롯모드 동작후, 상기 기지국 및 단말기는 150단계에서 상기 100단계와 같이 모드 0을 수행한다. 즉, 두 개의 프레임 주기동안 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한후, 150단계에서 기지국은 계층 m 직교부호로 데이터를 확산하여 전송하고, 단말기는 상기와 같이 확산된 데이터를 수신한다.

다음으로, 슬롯모드 2에 대한 핸드오프 방식을 상기 도 1의 (b)를 참조하여 설명하면, 200단계는 기지국과 단말기가 모드 0으로 통신을 수행하는 단계이다. 여기서 상기 모드 0은 전송율이 R_D인 데이터를 계층 m의 직교부호로 확산하여 프레임 주기 T 동안 전송하는 모드를 말한다. 이때 핸드오프 요구가 발생할 시 상기 기지국은 210단계 및 220단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 계층 m-1 직교부호로 확산하여 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 따라서 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 그리고 상기 기지국은 220단계 및 230단계에서 프레임의 앞구간 반주기 동안 데이터를 전송하지 않고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안 데이터 전송율을 2배로 하여 계층 m-1 직교부호로 확산하여 전송한다. 즉, 상술한 바와 같이 슬롯모드 2는 핸드오프 요구시 기지국이 제1프레임의 앞구간 및 제2프레임의 뒷구간에서 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터가 수신되지 않는 상기 제1프레임의 뒷구간 및 제2프레임의 앞구간에 연속해서 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다.

도 2는 가변 확산이득을 가지면서 채널간의 직교성을 유지해 주는 직교부호 계층을 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하여 직교부호 계층의 특성을 설명하면, 기본적으로 동일계층의 직교부호들을 서로 직교성을 유지하며, 직계의 직교부호들은 직교성을 가질수 없다. 따라서 계층 m(m = 0, 1, 2,…)의 직교부호가 사용될 경우에 상기 직교부호에서 생성되는 직상위 계층들 m+k(k = 0, 1, 2,…)의 직교부호는 채널간의 직교성을 유지하기 위하여 사용될 수 없다. 또한 계층 m의 직교부호가 사용중일 경우 직하위 계층들 m-k(k = 0, 1, 2,…,m)의 직교부호는 채널간의 직교성을 위하여 사용될수 없다.

도 3의 (a)와 (b)는 기존의 주파수간 핸드오프를 수행할 경우, 상위계층의 직교부호 할당하는 방법을 설명하고 있다. 여기서 사각 처리한 부분은 주파수간 핸드오프시 할당된 직교부호를 나타내며, 타원으로 처리한 부분은 현재 통신중에 있는 채널에 할당된 직교부호를 나타낸다.

상기 도 3을 참조하면, 현재 00000000의 직교부호를 이용하여 기지국이 송신할 때 핸드오프가 발생하였다고 가정하자. 이때 도 3의 (a)와 같이 직상위의 직교부호 0000이 할당 가능할 경우, 기지국은 0000을 할당하여 데이터를 송신하고, 단말기는 이에 맞추어 데이터를 수신한다. 그러나 도 3의 (b)에서와 같이 직상위의 직교부호 0000이 현재 사용중인 직교부호 00001111의 사용으로 인해 할당될수 없을 경우, 기지국은 상기 직상위의 다른 직교부호를 검색하여 할당 가능한 직교부호를 찾는다. 여기서 기지국은 직교부호 0011이 할당가능 함을 인지하고, 상기 직교부호 0011를 이용하여 데이터를 송신하며, 단말기는 이에 맞추어 데이터를 수신한다. 결국 이럴 경우, 상기 도 1의 (a)의 100구간과 150구간, 도 1의 (b)의 200구간과 240구간에서의 직교부호는 다를수 있다. 또한 도 3의 (a)의 경우보다는 도 3의 (b)의 경우가 이전 구간에 사용하던 직교부호와 다른 직교부호를 사용할 가능성이 높다. 왜냐하면, 도 3의 (a)의 경우는 직상위의 직교부호를 사용하기 때문에 다시 원래 직교부호를 사용하는 것이 항상 가능하기 때문이다. 반면 도 3의 (b)는 원래의 직교부호가 슬롯모드 동안 다른 채널에 할당되었다면 원래의 직교부호로의 복귀가 불가능하다.

상술한 종래기술에 따른 핸드오프 수행절차를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 기지국은 411단계에서 프레임 전주기(T) 동안 데이터를 송신하고, 이에 단말기는 413단계에서 상기 데이터를 수신한다. 즉, 415단계는 상기 기지국과 단말기가 현재 통신중임을 나타낸다. 이때 상기 단말기는 417단계에서 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 측정하고, 설정값 이하일 경우 419단계에서 상기 기지국으로 상기 측정값을 통보한다. 그러면 상기 기지국은 421단계에서 상기 측정값을근거로 핸드오프가 요구되는지를 검사한다. 이때 핸드오프 요구시 상기 기지국은 423단계로 진행하며, 상기 핸드오프가 요구되지 않을 시 상기 기지국은 상기 411단계로 되돌아가 계속해서 프레임 전주기(T)동안 데이터를 송신한다. 상기 핸드오프 요구를 감지하고 상기 423단계로 진행한 상기 기지국은 할당가능한 상위계층 직교부호가 존재하는지를 검사한다. 만일 현재 계층 2의 직교부호를 사용중이라면 계층 1에 할당가능한 직교부호가 존재하는지를 검사한다. 이때 상기 할당가능한 직교부호가 존재할 시 상기 기지국은 425단계로 진행하며, 상기 할당가능한 직교부호가 존재하지 않을 시 상기 기지국은 계속해서 할당가능한 직교부호가 발생할때까지 현단계에서 대기한다. 즉, 여기서 할당가능한 상위계층 직교부호가 발생할 때까지 핸드오프를 수행하지 못하는 문제점이 발생한다. 상기 할당가능한 상위계층 직교부호가 있음을 감지하고 상기 425단계로 진행한 상기 기지국은 핸드오프를 수행하기 위한 각종 파라미터(송신주기, 비송신주기 정보) 및 상기 직교부호를 상기 단말기로 통보한다. 그러면 상기 단말기는 427단계에서 상기한 핸드오프 수행 정보들을 수신하고, 429단계에서 수신결과를 ack 신호로 통보한다. 그리고 상기 기지국은 상기한 핸드오프 수행 파리미터를 송신한후 431단계에서 상기 단말기로부터 ack 신호가 수신되는지를 검사한다. 이때 상기 단말기로부터 ack 신호 수신시 상기 기지국은 433단계로 진행하며, 상기 ack 신호가 수신되지 않을 시 상기 기지국은 다시 상기한 핸드오프 수행 파라미터를 재전송하기 위해 상기 425단계로 되돌아간다. 그리고 상기 ack 신호를 수신한후 상기 기지국은 상기 433단계에서 T/Ton(여기서 상기 Ton은 T/2이므로 상기 T/Ton은 2가 됨)배 만큼 빨라진 데이터를 상기 상위계층 직교부호로 확산하여 제1프레임의 앞구간(D1)에서 Ton 시간동안 송신한다. 그러면 상기 단말기은 435단계에서 상기 제1프레임의 앞구간(D1)에서 상기 상위 계층 직교부호로 확산된 데이타를 수신하고 상기 제1프레임의 뒷구간(D2)에서 인접 기지국의 신호를 수신하여 핸드오프 대상 기지국을 탐색한다.

즉, 상술한 기존의 방식에서의 문제점은 도 5에서와 같이 계층 3의 직교부호 00000000를 사용하는 채널이 핸드오프를 수행하려고 전송데이타율을 일시적으로 높이고자 할 경우 상위계층의 직교부호를 할당할수 없다는 것이다. 우선, 계층 2의 직교부호 0000은 계층 2의 직교부호 00001111의 사용으로 할당할수 없고, 계층 2의 직교부호 0011은 계층 3의 직교부호 00110011의 사용으로 할당할수 없으며, 계층 2의 직교부호 0101은 현재 사용중인 직교부호이므로 할당할수 없고, 계층 2의 직교부호 0110은 계층 3의 직교부호 01101001의 사용으로 할당할 수 없다. 즉 직교성을 유지하기 위해서는 상위 계층 2의 어떠한 직교부호도 할당할수 없으며, 이럴 경우 할당 가능한 상위계층(계층 2)의 직교부호가 발생할 때까지 핸드오프를 수행할수 없는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 핸드오프용으로 상위 계층의 직교부호 몇 개를 따로 보유하는 방법이 있을 수 있다. 그러나 핸드오프의 빈도가 낮을 경우에는 채널의 효율적 사용 측면에서 단점으로 작용하며, 가변 데이터율이 지원되는 시스템에서는 데이터율에 따라 필요한 직교부호가 다르기 때문에 비효율적인 문제점이 있다.

상기한 방법 외에도 도 6과 같은 핸드오프 방법이 있다.

상기 도 6을 참조하면, 계층 3의 직교부호 00001111이 현재 통신중인 채널에할당되어 있어 직계 상위 계층의 직교부호 0000을 할당할 수 없을 경우, 먼저, 상기 채널에 동일한 계층에 사용 가능한 직교부호 00111100 또는 01100110을 새로 할당한다. 즉, 직교부호 00001111를 반납 받아서 상기 직교부호 0000을 상기의 핸드오프 수행 채널에 할당한다. 그러나 이 방식의 경우 신뢰성 있는 핸드오프를 수행하기 위해서 기지국과 단말기 사이에 제어신호가 존재해야 된다. 또한 직교부호 00111100을 새로 할당하여 통신을 수행하고 있는 중에, 직교부호 00110011이 핸드오프를 수행하게 되면, 또 다시 상기와 같은 절차를 수행해야되는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 다른 목적은 이동통신시스템에서 핸드오프시 프레임 구간을 송신구간 및 비송신구간으로 분할하고, 상기 송신구간에서 프레임 데이터를 다중부호로 확산하여 송신하는 핸드오프 수행장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 부호분할다중접속 통신시스템의 핸드오프 수행장치가, 주어진 프레임 구간을 송신구간과 비송신구간으로 분할하고, 상기 프레임구간내의 프레임 데이터를 제1 및 제2데이타로 분할하며, 상기 제1 및 제2데이타를 서로 다른 직교부호들로 확산하여 상기 송신구간에서 송신하는 기지국 송신장치와, 상기 프레임 구간내의 상기 송신구간에서 상기 서로 다른 직교부호들로 확산되어진 상기 제1 및 제2데이타를 수신하여 상기 프레임 데이터로 조립하고, 상기 비송신구간에서 핸드오프할 인접기지국을 탐색하는 이동국 수신장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1의 (a)와 (b)는 종래기술에 따른 이동통신시스템에서 슬롯방식에 의한 핸드오프 방식을 설명한 도면.

도 2는 가변 확산이득을 가지는 계층 직교부호를 도시한 도면.

도 3의 (a)와 (b)는 종래기술에 따른 이동통신시스템에서 핸드오프시 상위 계층 직교부호 할당이 가능한 경우를 설명한 도면.

도 4는 종래기술에 따른 이동통신시스템에서 가변 확산이득만을 사용하는 핸드오프 수행절차를 도시한 도면.

도 5는 종래기술에 따른 이동통신시스템에서 핸드오프시 상위 계층의 직교부호 할당이 불가능한 경우를 설명한 도면.

도 6은 종래기술에 따른 이동통신시스템에서 핸드오프시 상위 계층 직교부호를 할당하기 위해서 동일 직계의 직교부호를 사용하는 채널에 다른 직교부호를 할당하는 것을 설명한 도면.

도 7은 본 발명에 따른 이동통신시스템에서 핸드오프시 동일계층의 다른 직교부호를 할당하여 다중부호 방식으로 동작하는 것을 설명한 도면.

도 8의 (a)와 (b)는 본 발명에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식으로 동작하는 핸드오프를 각 슬롯방식에 적용한 예를 설명한 도면.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식으로 동작하는 기지국 송신기 구조를 도시한 도면.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식의 핸드오프 수행절차를 도시한 도면.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식의 핸드오프 수행절차를 도시한 도면.

도 12는 상기 도 9의 기지국 송신기에 대응하는 이동국 수신장치를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일 부호를 가지도록 하였다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 7은 본 발명에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식의 핸드오프 수행방법을 설명하고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 계층 3의 직교부호 00000000을 사용하여 통신을 수행중에 핸드오프가 요구되면, 동일 계층내의 비사용중인 직교부호 00111100 또는 01100110를 추가로 할당하여 다중부호 방식으로 슬롯모드 구간동안 동작한다. 이럴 경우, 슬롯모드가 종료했을 때 원래의 직교부호 00000000를 그대로 사용할 수 있기 때문에 추가적인 제어신호가 필요 없으며, 추가로 할당된 직교부호에 대한 제어신호만 필요하다. 여기서는 2개의 직교부호를 이용한 다중방식을 설명하였으나, 그 이상의 직교부호를 이용한 다중부호 방식으로도 슬롯모드를 동작시킬수 있다.

상기한 다중부호 방식의 핸드오프 수행방법은 도 8의 (a)의 슬롯모드 1 또는 (b)의 슬롯모드 2로 구현된다. 상기 도 8의 (a)를 참조하면, 300단계는 기지국과단말기가 모드 0으로 통신을 수행하는 단계이다. 여기서 상기 모드 0은 전송율이 R_D인 데이터를 계층 m의 직교부호로 확산하여 프레임 주기 T 동안 전송하는 모드를 말한다. 이때 핸드오프 요구시 상기 기지국은 310단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 여기서 상기 기지국은 상기 프레임의 반주기 동안 계층 m의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송된다. 이에 상기 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 그리고 상기 기지국은 330단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 여기서 상기 기지국은 상기 프레임의 반주기 동안 계층 m의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송한다. 그리고 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다.

상술한 바와 같이 핸드오프 요구될 시, 기지국은 제1프레임의 앞구간 및 제2프레임의 앞구간 반주기 동안 동일계층(모드 0에서 사용된 직교부호와 동일한 계층을 의미)의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터가 수신되지 않는 상기 제1프레임의 뒷구간 및 제2프레임 뒷구간에서 인접기지국을 탐색한다. 다시말해, 데이터 전송율 변화에 따른 상위계층의 직교부호를 사용하지 않고, 동일계층의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송한다.

다음으로, 상기 도 8의 (b)를 참조하면, 400단계는 기지국과 단말기가 모드 0으로 통신을 수행하는 단계이다. 여기서 상기 모드 0은 전송율이 R_D인 데이터를 계층 m의 직교부호로 확산하여 프레임 주기 T 동안 전송하는 모드를 말한다. 이때 핸드오프가 요구될 시 상기 기지국은 410단계 및 414단계에서 데이터 전송율을 2배로 하여 프레임의 반주기 동안 전송하고, 프레임의 나머지 반주기 동안은 데이터를 전송하지 않는다. 여기서 상기 기지국은 상기 프레임의 반주기 동안 계층 m의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송한다. 이에 상기 단말기는 상기 프레임의 앞구간 반주기 동안 상기 기지국으로부터 데이터를 수신하고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안은 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 그리고 상기 기지국은 430단계 및 434단계에서 프레임의 앞구간 반주기 동안 데이터를 전송하지 않고, 상기 프레임의 뒷구간 반주기 동안 전송율을 2배로 하여 데이터를 전송한다. 여기서 상기 기지국은 상기 프레임의 반주기 동안 계층 m의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송한다.

상술한 바와 같이 슬롯모드 2는 핸드오프가 요구될 시 기지국이 제1프레임의 앞구간 및 제2프레임의 뒷구간에서 데이터를 전송하고, 단말기는 데이터가 수신되지 않는 상기 제1프레임의 뒷구간 및 제2프레임의 앞구간에 연속해서 핸드오프할 인접 기지국을 탐색한다. 다시말해, 핸드오프가 요구될 시 기지국이 데이터 전송율변화에 따른 상위계층의 직교부호를 사용하지 않고, 동일계층의 직교부호 2개를 할당하여 다중부호 방식으로 데이터를 전송한다.

본 발명은 크게 전송 데이터율을 높이면서 채널간의 직교성을 유지하기 위하여 상위 계층의 직교부호를 할당할 수 있는 경우와 할당할 수 없는 경우로 구분한다. 상기한 상위 계층의 직교부호를 할당할 수 없는 경우에는 다중부호방식을 사용하고, 할당할수 있을 경우에는 상위계층의 직교부호를 사용하거나 다중부호 방식을 사용한다. 본 발명의 실시 예에서는 핸드오프에만 국한되어 있지만 채널방식에 따라 선택적 채널부호화방식 등과 같이 전송 데이터율이 통신중에도 변함에도 불구하고 채널간의 직교성을 유지시키고자 하는 통신시스템에 적용할수 있다.

또한 본 발명의 실 시예는 전송 데이터율을 2배로 하는 경우에 한정되어 있지만 가변확산이득을 가지는 직교부호를 할당하는 경우 2의 자승배로 전송데이타율이 변하는 것이 가능하고, 다중부호 방식으로 동작하는 경우에 정수배로 전송데이타율이 변하는 것이 가능하다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 다중부호 방식으로 동작하는 기지국 송신기 구조를 도시한 것으로, 2개의 직교부호를 사용하는 예를 설명한다.

상기 도 9를 참조하면, 채널부호화기 및 인터리버 911은 송신신호가 통신채널을 거쳐 수신될 때의 신호의 신뢰도를 높여주기 위한 일반적인 채널부호화기와 인터리버를 나타낸다. 역다중화기 (Demultiplexer) 912는 송신데이타를 다중부호로 전송하기 위해 입력 심볼들을 홀수번째 심볼과 짝수번째 심볼로 나누어 출력하는스위치이다. 본 실시 예에서는 2개의 직교부호를 이용해 송신하는 경우를 예로 들지만, 본 발명이 단지 2개의 직교부호에 한정되는 것이 아니라 더 많은 직교부호를 할당하는 다중부호 방식을 구현할수 있음은 자명한 사실이다. 신호변환기 913과 914는 상기 역다중화기912의 출력인 논리적 신호 0과 1을 홀수번째와 짝수번째로 나누어 출력하고, 아울러 실제 전송을 위한 신호인 +1과 -1과 변환하여 출력한다. 직교부호 발생기 915는 다수의 전송채널을 구분하기 위하여 사용되는 직교부호를 발생하는 장치이다. 여기서 상기 직교부호 발생기915는 동일계층내에서 서로 직교성을 유지하는 제1직교부호(OC1) 및 제2직교부호(OC2)를 각각 혼합기 118 및 119에 제공한다. 상기 혼합기 916은 상기 신호변환기913의 출력과 상기 제1직교부호(OC1)를 곱하여 출력한다. 상기 혼합기 917은 상기 신호변환기 914의 출력과 상기 제2직교부호(OC2)를 곱하여 출력한다. PN부호 발생기 918은 두 개의 PN 부호 PN_I와 PN_Q를 발생시켜 복소 PN확산기 919로 출력한다. 상기 복소 PN 확산기 919는 상기의 혼합기 916과 917의 출력을 상기의 PN_I와 PN_Q 부호와 복소수 곱하여 출력한다. 저역여파기 920와 921은 송신신호를 특정 대역폭내로 한정하기 위한 일반적인 저역여파기이다. 반송파발생기 924는 송신하고자 하는 신호의 반송파를 발생시켜 혼합기 922 및 90 위상 변환기 925로 출력한다. 상기 90도 위상변환기 925는 I채널과 Q채널의 직교성을 확보하기 위하여 반송파발생기 924의 출력을 90도 위상 변환하여 출력한다. 상기 혼합기 922는 상기 저역여파기 920의 출력과 상기 반송파발생기 924의 출력을 곱하여 가산기 926으로 출력한다. 상기 혼합기 923은 상기 저역여파기 921의 출력과 상기 90도 위상변환기 925의 출력을 곱하여 가산기 926으로 출력한다. 상기 가산기 926은 상기 혼합기 922와 923의 출력을 합하여 안테나를 통하여 송신한다.

상기 도 9과 같은 기지국 송신장치에 대응하는 이동국 수신장치는 12에 도시되어 있다.

상기 도 12를 참조하여 이동국 수신장치를 설명하면, 반송파발생기1203은 수신하고자 하는 신호의 반송파를 발생한다. 위상변환기1204는 상기 반송파발생기1203의 출력을 90도 위상변환하여 출력한다. 혼합기1201은 수신신호와 상기 반송파발생기1203의 출력을 곱하여 출력한다. 혼합기1202는 상기 수신신호와 상기 위상변환기1204의 출력을 곱하여 출력한다. 저역여파기1205와 1206은 각각 대응되는 혼합기1201 및 1202의 출력을 저역여파하여 출력한다. PN부호발생기1209는 두 개의 PN 부호 PN_I와 PN_Q를 발생시켜 PN역확산기 1208로 출력한다. 상기 PN역확산기1208은 상기 저역여파기1205 및 1206의 출력과 상기 PN_I 및 PN_Q를 곱해 역확산하여 출력한다. 직교부호 발생기1209은 송신측에서 사용한 동일계층내에서 서로 직교성을 유지하는 제1직교부호(OC1) 및 제2직교부호(OC2)를 각각 혼합기 1210 및 1211에 제공한다. 상기 혼합기1210은 상기 PN 역확산기1208의 출력과 상기 제1직교부호(OC1)을 곱해 출력한다. 상기 혼합기1211은 상기 PN역확산기1208의 출력과 상기 제2직죠부호(OC2)를 곱해 출력한다. 누적기1212 및 1213은 각각 대응되는 상기 혼합기1210 및 1211의 출력을 심볼단위로 누적하여 출력한다. 판정기1214 및 1215는 각각 대응되는 상기 누적기1212 및 1213의 출력의 부호를 판정하여 출력한다. 다중화기1216은 상기 판정기1214 및 1215의 출력을 다중화하여 출력한다. 디인터리버 및 채널 복호기1217은 상기 다중화기1216의 출력을 디인터리빙하고 채널 복호화하여 출력한다.

이하 본 발명에 따른 동작 과정을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가변확산이득 및 다중부호 방식을 이용한 핸드오프 수행절차를 도시한 도면이다. 여기서 D1은 프레임 구간을 구분함에 있어 프레임의 앞구간을, D2는 프레임의 뒤구간을 나타낸다. 그리고 Ton이라 함은 기지국이 단말기로 데이터를 송신하는 시간을, Toff는 데이터를 송신하지 않는 시간을 의미한다.

상기 도 10을 참조하면, 먼저, 기지국은 1011단계에서 프레임 전주기(T) 동안 데이터를 송신하고, 이에 단말기는 1013단계에서 상기 데이터를 수신한다. 즉, 1015단계는 상기 기지국과 단말기가 현재 통신중임을 나타낸다. 이때 상기 단말기는 1017단계에서 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 측정하고, 설정값 이하일 경우 1019단계에서 상기 기지국으로 상기 측정값을 통보한다. 그러면 상기 기지국은 1021단계에서 상기 측정값을 근거로 핸드오프가 요구되는지를 검사한다. 이때 핸드오프 요구시 상기 기지국은 1023단계로 진행하며, 상기 핸드오프가 요구되지 않을 시 상기 기지국은 상기 1011단계로 되돌아가 계속해서 프레임 전주기(T)동안 데이터를 송신한다. 상기 핸드오프 요구를 감지하고 상기 1023단계로 진행한 상기 기지국은 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재하는지를 검사한다. 이때 상기 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재할 시 상기 기지국은 1027단계로 진행하며, 상기 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재하지 않을 시 상기 기지국은 1025단계로 진행한다. 먼저, 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재하지 않을 경우를 설명하면, 상기 기지국은 상기 1025단계에서 할당 가능한 동일계층 직교부호가 존재하는지를 검사한다. 이때 상기 할당 가능한 동일계층 직교부호가 존재할 시 상기 기지국은 1027단계로 진행하며, 상기 할당 가능한 동일계층 직교부호가 존재하지 않을 시 상기 기지국은 다시 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재하는지를 검사하기 위해 상기 1023단계로 되돌아간다. 한편 상기 할당 가능한 상위계층 직교부호가 존재함을 감지하고 상기 1027단계로 진행한 상기 기지국은 상기 직교부호(상위계층 직교부호 또는 동일계층 직교부호)를 포함한 핸드오프 수행 정보들을 상기 단말기로 통보한다. 그러면 상기 단말기는 1029단계에서 상기 핸드오프 수행정보를 수신하고, 1031단계에서 상기 핸드오프 수행정보 수신에 해당하는 응답신호(ack 신호)를 상기 기지국에 통보한다. 그리고 상기 기지국은 상기 핸드오프 수행 정보들을 전송한 후 1033단계에서 상기 단말기로부터 응답신호가 수신되는지를 검사한다. 이때 상기 응답신호 수신시 상기 기지국은 1035단계로 진행하며, 상기 응답신호가 수신되지 않을 시 상기 기지국은 다시 상기 핸드오프 수행 정보들을 재전송하기 위해 상기 1027단계로 되돌아간다. 그리고 상기 응답신호를 수신한후 상기 기지국은 상기 1035단계에서 T/Ton(여기서 상기 Ton은 T/2이므로 상기 T/Ton은 2가 됨)배 만큼 빨라진 데이터를 상기 직교부호(상위계층 직교부호 또는 동일계층 직교부호)로 확산하여 프레임의 앞구간(D1)에서 Ton 시간동안 송신한다. 그러면 상기 단말기은 1037단계에서 상기 프레임의 앞구간(D1)에서 상기 상위 계층 직교부호로 확산된 데이타를 수신하고 상기 프레임의 뒷구간(D2)에서 인접 기지국의 신호를 수신하여 핸드오프 대상 기지국을 탐색한다.

도 11은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 이동통신시스템에서 다중부호 방식의 핸드오프 수행절차를 도시한 도면이다.

상기 도 11을 참조하면, 먼저, 기지국은 1111단계에서 프레임 전주기(T) 동안 데이터를 송신하고, 이에 단말기는 1113단계에서 상기 데이터를 수신한다. 즉, 1115단계는 상기 기지국과 단말기가 현재 통신중임을 나타낸다. 이때 상기 단말기는 1117단계에서 기지국으로부터 수신되는 신호세기를 측정하고, 설정값 이하일 경우 1119단계에서 상기 기지국으로 상기 측정값을 통보한다. 그러면 상기 기지국은 1121단계에서 상기 측정값을 근거로 핸드오프가 요구되는지를 검사한다. 이때 핸드오프 요구시 상기 기지국은 1123단계로 진행하며, 상기 핸드오프가 요구되지 않을 시 상기 기지국은 상기 1111단계로 되돌아가 계속해서 프레임 전주기(T)동안 데이터를 송신한다. 상기 핸드오프 요구를 감지하고 상기 1123단계로 진행한 상기 기지국은 할당가능한 동일계층 직교부호가 존재하는지를 검사한다. 이때 상기 할당가능한 동일계층 직교부호가 존재할 시 상기 기지국은 1125단계로 진행하며, 상기 할당가능한 동일계층 직교부호가 존재하지 않을 시 상기 기지국은 계속해서 할당가능한 동일계층 직교부호가 발생하는지를 검사한다. 한편 상기 할당가능한 동일계층 직교부호가 존재함을 감지하고 상기 1125단계로 진행한 상기 기지국은 상기 할당가능한 동일계층 직교부호를 포함하는 핸드오프 수행 정보들을 상기 단말기로 통보한다. 그러면 상기 단말기는 1127단계에서 상기 핸드오프 수행 정보들을 수신하고, 1129단계에서 상기 핸드오프 수행 정보 수신에 따른 응답신호(ack 신호)를 상기 기지국으로 전송한다. 한편 상기 기지국은 상기 핸드오프 수행 정보들을 전송한 후 1131단계에서 상기 단말기로부터 응답신호가 수신되는지를 검사한다. 이때 상기 응답신호 수신시 상기 기지국은 1133단계로 진행하며, 상기 응답신호가 수신되지 않을 시 상기 기지국은 다시 상기 핸드오프 수행 정보들을 재전송하기 위해 상기 1125단계로 되돌아간다. 그리고 상기 응답신호를 수신한후 상기 기지국은 상기 1133단계에서 T/Ton(여기서 상기 Ton은 T/2이므로 상기 T/Ton은 2가 됨)배 만큼 빨라진 데이터를 상기 동일계층 직교부호로 확산하여 프레임의 앞구간(D1)에서 Ton 시간동안 송신한다. 그러면 상기 단말기은 1135단계에서 상기 프레임의 앞구간(D1)에서 상기 동일계층 직교부호로 확산된 데이타를 수신하고 상기 프레임의 뒷구간(D2)에서 인접 기지국의 신호를 수신하여 핸드오프 대상 기지국을 탐색한다.

상술한 바와 같이 일 실시예는 할당가능한 상위계층 직교부호가 존재하는 경우에는 상위계층 직교부호를 할당하여 슬롯모드(슬롯모드 1 또는 슬롯모드 2)로 동작하고, 할당가능한 상위계층 직교부호가 존재하지 않을 경우에는 할당가능한 동일계층 직교부호가 존재하는지를 파악하여 존재할 경우 다중부호로 동작하고, 존재하지 않을 경우 사용가능한 상위계층 또는 동일계층 직교부호가 존재할 때까지 상기한 과정들을 반복한다. 한편 상술한 다른 실시예는 가변 확산이득을 사용하지 않고 무조건 다중부호 방식으로 슬롯모드를 동작시키는 핸드오프 방식을 나타낸다. 즉, 핸드오프 요구시 현재 사용중인 직교부호와 동일계층의 직교부호가 존재하는 경우에 다중부호방식으로 슬롯모드를 동작시킨다. 따라서 주파수간 핸드오프시 현재 사용중인 직교부호와 동일계층의 직교부호를 사용하여 다중부호 방식으로 슬롯모드를 동작시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동통신시스템에서 핸드오프시 상위계층의 직교부호를 할당할수 없는 경우를 위해 다중부호 방식으로 핸드오프를 수행하는 방법을 제안한다. 즉, 상위계층의 직교부호가 없어 핸드오프를 수행하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다. 또한, 슬롯모드가 종료하였을 때 원래의 사용하던 직교부호를 그대로 사용할수 있기 때문에 직교부호를 다시 할당하기 위한 추가적인 제어신호가 필요없어 보다 효율적인 핸드오프를 지원할수 있다.

Claims (20)

1. 주어진 한 프레임 구간은 송신구간과 비송신구간으로 분할되고, 상기 송신구간에서 핸드오프 프레임 신호를 다중부호 방식으로 송신하는 기지국 송신장치에 있어서,

   상기 프레임 구간내의 프레임 데이터를 제1 데이터와 제2 데이터로 분할하는 디멀티플렉서와,

   상기 제1 데이터를 제1직교부호로 확산하여 제1확산신호를 발생하는 제1확산기와,

   상기 제2 데이터를 제2직교부호로 확산하여 제2확산신호를 발생하는 제2확산기와,

   상기 핸드오프 프레임 신호를 생성하기 위해 상기 송신구간에서 상기 제1 및 제2 확산신호들을 PN부호로 확산하는 PN확산기와,

   상기 핸드오프 프레임 신호를 송신하기 위한 송신기로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   계층적 구조를 가지는 복수개의 직교부호들은 더 구비하며, 각 계층의 직교부호들은 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1직교부호와 상기 제2직교부호는 동일계층의 직교부호임을 특징으로 하는 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 프레임 구간내의 비송신구간에서 이동국은 핸드오프할 인접기지국을 탐색함을 특징으로 하는 장치.
5. 주어진 한 프레임구간은 송신구간과 비송신구간으로 분할되고, 상기 송신구간에서 다중부호방식으로 송신되는 핸드오프 프레임 신호를 수신하는 이동국 수신장치에 있어서,

   상기 핸드오프 프레임 신호를 PN부호로 역확산하여 PN역확산신호를 발생하는 PN역확산기와,

   상기 PN역확산신호를 서로 다른 직교부호들로 역확산하여 제1 및 제2데이타를 발생하는 직교역확산기와,

   상기 제1 및 제2데이타를 다중화하여 프레임 데이터를 출력하는 멀티플렉서로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제5항에 있어서,

   계층적 구조를 갖는 복수개의 직교부호들을 더 구비하며, 상기 각 계층의 직교부호들은 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 장치.
7. 제5항에 있어서,

   상기 서로 다른 직교부호들은 동일계층의 직교부호임을 특징으로 하는 장치.
8. 제5항에 있어서,

   상기 프레임 구간내의 비송신구간에서 상기 이동국은 핸드오프할 인접기지국을 탐색함을 특징으로 하는 장치.
9. 부호분할다중접속 통신시스템에서 주어진 한 프레임구간은 송신구간과 비송신구간으로 분할되고, 상기 송신구간에서 핸드오프 프레임 신호를 다중부호방식으로 송신하는 기지국 송신방법에 있어서,

   상기 프레임 구간내의 프레임 데이터를 제1 및 제2 데이터로 분할하는 단계와,

   상기 제1 및 제2 데이터를 서로 다른 직교부호들로 확산하여 제1 및 제2확산신호를 생성하는 단계와,

   상기 제1 및 제2 확산신호를 PN부호로 확산하여 상기 핸드오프 프레임 신호를 생성하는 단계와,

   상기 핸드오프 프레임 신호를 래디오 주파수 신호로 변환하여 상기 송신구간에서 송신하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제9항에 있어서,

    계층적 구조를 가지는 복수개의 직교부호들을 더 포함하며, 상기 각 계층의 직교부호들은 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 서로 다른 직교부호들은 동일계층의 직교부호임을 특징으로 하는 방법.
12. 제9항에 있어서,

    상기 프레임 구간내의 비송신구간에서 이동국은 핸드오프할 인접기지국을 탐색함을 특징으로 하는 방법.
13. 주어진 한 프레임구간은 송신구간과 비송신구간으로 분할되고, 상기 송신구간에서 다중부호방식으로 송신되는 핸드오프 프레임 신호를 수신하는 이동국 수신방법에 있어서,

    상기 핸드오프 프레임 신호를 PN부호로 역확산하여 PN역확산신호를 발생하는 과정과,

    상기 PN역확산신호를 서로 다른 직교부호들로 역확산하여 제1 및 제2데이타를 발생하는 과정과,

    상기 제1 및 제2데이타를 다중화하여 프레임 데이터를 생성하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서,

    계층적 구조를 갖는 직교부호들을 더 포함하며, 상기 각 계층의 직교부호들은 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 서로 다른 직교부호들은 동일계층의 직교부호임을 특징으로 하는 방법.
16. 제13항에 있어서,

    상기 프레임 구간내의 비송신구간에서 이동국은 핸드오프할 인접기지국을 탐색함을 특징으로 하는 방법.
17. 주어진 프레임 구간을 송신구간과 비송신구간으로 분할하고, 상기 프레임구간내의 프레임 데이터를 제1 및 제2데이타로 분할하며, 상기 제1 및 제2데이타를 서로 다른 직교부호들로 확산하여 상기 송신구간에서 송신하는 기지국 송신장치와,

    상기 프레임 구간내의 상기 송신구간에서 상기 서로 다른 직교부호들로 확산되어진 상기 제1 및 제2데이타를 수신하여 상기 프레임 데이터로 조립하고, 상기 비송신구간에서 핸드오프할 인접기지국을 탐색하는 이동국 수신장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템의 핸드오프 장치.
18. 제17항에 있어서,

    계층적 구조를 갖는 직교부호들을 더 구비하며, 상기 각 계층의 직교부호들은 서로 직교성을 가짐을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템의 핸드오프 장치.
19. 제17항에 있어서,

    상기 서로 다른 직교부호들은 동일계층의 직교부호임을 특징으로 하는 장치.
20. 이동국이 통신중인 기지국으로부터의 수신 신호 세기를 측정하여 상기 기지국으로 보고하는 과정과,

    상기 기지국이 상기 보고된 측정값으로부터 핸드오프 여부를 판단하는 과정과,

    상기 핸드오프가 요구될 시 현재 사용중인 직교부호와 동일계층에서 서로 다른 직교부호들을 선택하는 과정과,

    상기 기지국이 주어진 한 프레임 구간을 송신구간 및 비송신 구간으로 분할하고, 상기 프레임 구간내의 프레임 데이터를 제1 및 제2데이타로 분할하며, 상기 제1 및 제2 데이터를 상기 서로 다른 직교부호들로 확산하여 상기 송신구간에서 송신하는 과정과,

    상기 이동국이 프레임 구간내의 상기 송신구간에서 상기 서로 다른 직교부호들로 확산되어진 상기 제1 및 제2데이타를 수신하여 상기 프레임 데이터로 조립하는 과정과,

    상기 이동국이 상기 비송신구간에서 핸드오프할 인접기지국을 탐색하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 부호분할다중접속 통신시스템의 핸드오프 수행방법.