KR100329168B1 - 채널 전환 장치, 기지국 장치, 이동국 장치, 무선 통신 시스템 및 채널 전환 방법 - Google Patents

채널 전환 장치, 기지국 장치, 이동국 장치, 무선 통신 시스템 및 채널 전환 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 소망파의 수신 전계 강도를 소망파 수신 전계 강도 검출 수단(102)에서 검출하고, 간섭파의 수신 전계 강도를 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단(103)으로 검출하여, 그것들을 비교 수단(104)에서 비교해서 D/U 비를 산출한다. 또한, 프레임 에러율 검출 수단(106)으로 FER을 검출한다. 쌍방의 이력으로부터 장래의 D/U 비와 FER을 예측하여, 통신 채널을 전환하는 것에 의해, 통화를 중단하는 일 없이, 수신 상황을 검출하여 통신 품질의 향상을 도모한다.

Description

채널 전환 장치, 기지국 장치, 이동국 장치, 무선 통신 시스템 및 채널 전환 방법{CHANNEL SWITCHING DEVICE AND CHANNEL SWITCHING METHOD}
종래의 채널 전환 장치는, 통신중에 통신 품질이 열화한 경우, 통신 채널을 전환함으로써, 통신 품질의 향상을 도모하도록 구성되어 있다. 이 전환은, 프레임 에러율 및, 소망파와 간섭파가 가산된 수신 신호의 수신 전계 강도의 절대적인 레벨만을 기준으로 하여 실행된다.
그러나, 이러한 종래의 채널 전환 장치는, 소망파 및 간섭파 각각에 대한 전계 수신 강도를 모르기 때문에, 그 통신 채널의 통신 품질을 적확(的確)하게 파악할 수 없어, 적절히 채널 전환을 실행할 수 없는 경우가 있다.
발명의 개시
본 발명은, 상기 과제를 해결하기 위해서, 그 통신 채널의 통신 품질을 적확하게 파악하여, 적절한 채널 전환을 실행함으로써, 통신 품질의 향상을 도모할 수 있는 채널 전환 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 이동국의 소망파 수신 전계 강도를 검출하는 소망파 수신 전계 강도 검출 수단과 동 주파수에 있어서의 간섭파 수신 전계 강도를 검출하는 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단을 각각 마련하고, 이들의 검출 수단이 검출한 수신 전계 강도의 비를 구하여, 그 비를 기준으로 통신 채널을 전환하도록 하였다. 이에 따라, 절대적인 수신 전계 강도 레벨이 높은 경우에도, 그 통신 채널의 통신 품질이 열화한 경우에는, 통신 채널을 전환함으로써, 안정된 통신을 실행할 수 있다.
또한, 본 발명은, 소망파의 수신 전계 강도와 간섭파의 수신 전계 강도와의 비교 결과와, 프레임 에러율 검출 수단의 검출 결과를 각각 기억하는 기억 수단을 마련하고, 기억된 상기 비교 결과와 검출 결과 양쪽으로부터 장래의 회선 상황을 예측하는 예측 수단을 구비하는 구성으로 하였다. 이에 따라, 페이딩 혹은 산출 오차 등에 의한 소망파 전계 강도 및 간섭파 전계 강도값의 변동을 흡수할 수 있어, 채널을 잘못 전환하는 일이 없어지고, 적절한 채널 전환이 가능해진다. 또한, 미리 예측한 결과에 근거하여, 완전히 통신 품질이 열화하여 통신이 곤란하게 되기 전에 통신 채널을 전환할 수 있기 때문에, 안정된 통신의 확보가 가능해진다.
본 발명은, 무선 통신의 통신 품질이 열화한 경우에, 통신 채널을 전환하는 채널 전환 장치 및 채널 전환 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 채널 전환 장치의 개략 블럭도,
도 2는 실시예 1에 있어서의 소망파와 간섭파의 수신 전계 강도를 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치의 개략 블럭도,
도 4는 실시예 2에 있어서의 D/U 비와 FER의 관계를 도시한 도면,
도 5는 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치를 나타내는 블럭도,
도 6은 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치의 상관기의 동작 설명도,
도 7은 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치의 상관기의 동작 설명도,
도 8은 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치의 판정 조건의 설명도,
도 9는 실시예 2에 있어서의 채널 전환 장치를 사용한 기지국 장치의 개략 블럭도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 본 발명의 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 9를 이용하여, 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
도 1은, 본 발명의 실시예 1에 따른 채널 전환 장치이다. 안테나(101)는 무선 신호를 수신한다. 소망파 수신 전계 강도 검출 수단(102)은, 안테나(101)가 수신한 전파로부터 소망파의 수신 전계 강도를 검출하고, 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단(103)은, 안테나(101)가 수신하는 전파로부터 간섭파의 수신 전계 강도를 검출한다. 비교 수단(104)은, 소망파 수신 전계 강도 검출 수단(102) 및 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단(103)에 의해서 검출된 2개의 수신 전계 강도를 비교한다. 전환 수단(105)은, 비교 수단(104)에 의해 비교된 결과에 근거하여 채널를 전환하고, 채널 전환 지시 신호 S를 출력한다.
이상과 같이 구성된 채널 전환 장치의 동작에 대하여, 도 2를 더 참조하여 설명한다. 도 2는, 임의의 소정 시간에 있어서의 소망파 수신 전계 강도와 간섭파 수신 전계 강도의 레벨 및 소망파 전계 강도와 간섭파 전계 강도의 합의 평균값을 나타낸 것이다.
도 2에 도시하는 바와 같이 소망파 및 간섭파의 전계 강도는, 시각에 따라 변동한다. 그리고, 소망파의 통신 품질의 상태는, 소망파와 간섭파의 수신 전계 강도 각각의 레벨에 따라서, 상대적으로 크게 변화한다. 따라서, 소망파에 간섭파가 가해진 레벨을 측정하는 것만으로는, 수신 전계 강도의 증감이 소망파에 의한 것인지 간섭파에 의한 것인지 혹은 그 양쪽 모두에 의한 것인지를 판단할 수 있지 없어서, 통신 품질의 상태를 적확하게 판정할 수 없지만, 본 발명에 따르면, 아래와 같이 가능하게 된다.
우선, 소망파 수신 전계 강도 검출 수단(102)은, 안테나(101)에 의해 수신된 수신 신호에 근거하여 소망파의 수신 전계 강도를 검출하고, 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단(103)은, 안테나(101)에 의해 수신된 수신 신호에 근거하여 간섭파의 수신 전계 강도를 검출한다.
이어서, 비교 수단(104)은, 이들 2개의 검출 수단으로부터 수신 전계 강도를나타내는 신호를 각각 입력하여, 소망파의 수신 전계 강도와 간섭파의 수신 전계 강도와의 비(D/U 비)를 구한다. 전환 수단(105)은, 현재 통신중인 채널에 의한 통신이 가능한지 여부를, 이 D/U 비에 근거하여 판단하여 통신 채널의 전환을 제어한다.
이러한 구성에 의해, 통신중인 채널의 통신 품질을 정밀도있게 판정할 수 있기 때문에, 절대적인 수신 전계 강도 레벨이 높다고 하더라도 상대적으로 통신 품질의 상태가 열화한 경우에는, 적절한 채널 전환이 가능해져, 안정된 통신을 수행할 수 있다.
또, 상기 실시예 1에서는, 통신중인 채널을 전환하는 경우에 대하여 설명하였지만, 통신 개시시에 채널을 할당할 때에, 상기 DU 비를 이용하여 채널을 할당하도록 하여도 좋다.
(실시예 2)
다음에, 본 발명의 실시예 2에 따른 채널 전환 장치에 대하여, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3에 도시하는 바와 같이 실시예 2의 채널 전환 장치는, 실시예 1의 구성에 부가하여, 슬롯 에러가 있는 슬롯수 FER(프레임 에러율)을 관측하는 프레임 에러율 검출 수단(106)을 구비하고 있다. 에러율의 검출은, 이와 같이 프레임 단위로 실행하는 것으로 하였지만, 비트 단위로 실행하는 것도 가능하다. 이 경우에는, D/U 비와 비트 에러율(BER)을 비교한다.
안테나(101)로부터 수신하는 신호로부터, 프레임 에러율 검출 수단(106)에의해 FER이 검출되어, 실시예 1에서 설명한 D/U 비와 함께, 전환 수단(105)에 입력된다. 전환 수단(105)은, 입력된 FER 및 D/U 비에 근거하여, 통신 채널을 전환하는 신호 S를 출력한다.
이러한 구성에 의해, 통신 품질이 열화하여, 그에 따른 FER이 악화된 경우에도, D/U 비가 높은 경우에는, 현재 통신중인 통신 채널의 통신 품질이 높은 것으로 추정하여, 현재의 통신 채널에 의한 통신을 속행한다. 그 결과, 함부로 통신 채널을 전환할 필요가 없게 되고, 그에 따른 통신의 일시 중단 등을 피할 수 있어, 채널 용량을 증가할 수 있다.
한편, FER이 악화되게 된 경우, D/U 비를 조사하여, 그 결과에 근거해 현재 통신중인 통신 채널을 개방해서, 조속히 다른 채널을 전환하는 것에 의해, 다른 기지국 및 이동국에 간섭을 미치는 일이 없게 되기 때문에, 결과적으로 채널 용량을 증가시킬 수 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, D/U 비와 FER과의 관계는, FER이 낮고 D/U 비가 높은 경우와, 반대로 FER이 높고 D/U 비가 낮은 경우가 있다. 본 실시예에서는, 판정 수단(52)에 의해 D/U 비와 FER을 비교 판정하여, FER이 일정값보다도 높은 경우에는 통신 채널을 전환하지만, 반대로 FER이 일정값보다도 높은 경우이더라도, D/U 비가 일정값보다도 높은 경우에는 통신 채널을 전환하지 않도록 하였다.
따라서, 프레임 에러가 발생했을 때의 이동국과 기지국 사이의 통신 상태를 D/U 비를 고려하여 보다 적확하게 판단할 수 있기 때문에, 보다 적정한 통신 채널의 전환을 수행할 수 있다.
다음에, 실시예 2에 따른 채널 전환 장치를, 도 5 및 도 6을 이용하여, 보다 구체적으로 설명한다. 도 5는 채널 전환 장치의 블럭도이다.
안테나(501)는 무선 신호를 수신한다. 수신 전계 강도 검출 수단(502)은, 안테나(501)가 수신한 수신 신호의 레벨을 나타내는 것이며, 소망파의 수신 전계 강도와 간섭파의 수신 전계 강도와의 총합을 검출한다. 신호 처리 수단(503)은, 적응 신호 처리 등의 방법으로, 안테나(501)에 의해 수신되는 소망파와 간섭파가 서로 혼합된 수신 신호로부터 소망파 신호만을 추출하는 회로이다.
상관기(504)는, 신호 처리 수단(503)에 의해 추출한 소망파 신호와 수신 신호와의 상관값을 산출한다. 추출한 이 소망파 신호에서는, 소망파 수신 전계 강도를 알 수는 없기 때문에, 안테나(501)에 의해 수신되는 신호 중에 소망파 신호가 어느 정도 포함되는가를 판정하기 위함이다. 소망파와 간섭파가 서로 혼합된 수신 신호의 수신 전계 강도는 기지(旣知)의 사항이기 때문에, 산출한 수신 신호 중에 어느 정도의 소망파가 존재하는가라고 하는 상관값을 산출하면, 올바른 소망파 수신 전계 강도를 검출할 수 있는 것이다.
또한, 보정 회로(505)는, 산출된 상관값을 입력 신호 레벨에 따라 보정하는 회로이다. 안테나로 수신된 수신 신호는, 그 레벨에 따라 증폭되어, 신호 처리를 실시하는 전단(前段)에서, 임의의 일정값의 입력 신호가 되도록 제어된다. 그러나, 그 일정값으로부터 벗어난 경우에는, 그 대소에 따라 상관값도 변동하게 되어, 올바른 상관값이 산출되지 않는 경우가 발생한다. 그래서, 보정 수단(505)은, 그 수신 신호의 대소를 검출하여, 그 검출값에 따라 상관값을 보정함으로써, 올바른상관값을 산출한다.
도 6, 도 7을 이용하여, 보정 회로(505)의 동작을 자세히 설명한다. 도 6의 (a)는 입력 신호를, (b)는 소망파 신호의 설정값을, (c)는 상관값을 각각 나타내고 있다. 도 6은, 수신한 소망파가 설정 레벨보다 작은 경우이고, 도 7은, 설정 레벨과 대략 동등한 경우이며, 도 6과 도 7의 입력 신호는 완전히 동일한 소망파 신호가 포함되어 있는 것으로 한다.
도 6, 도 7 각각의 입력 신호(a)와 설정 레벨(b)의 상관을 산출하면, (c)에 도시하는 바와 같이 입력 신호의 레벨에 따라서, 산출된 상관값의 크기도 변화하기 때문에, 올바른 입력 신호 중의 소망파 신호 성분을 산출할 수 없다. 그래서, 보정 회로(505)는, 입력 신호 레벨(a)과 설정 레벨(b)과의 어긋남을 검출하여, 상관기(504)에 의해 산출된 상관값을 보정한다.
이어서, 연산기(506)는, 이 보정후의 상관값과, 수신 전계 강도 산출 수단(502)으로부터 입력되는 수신 신호의 전계 강도의 쌍방으로부터, 소망파의 수신 전계 강도 신호를 산출한다. 또한, 연산기(507)는, 산출된 소망파의 수신 전계 강도와, 수신 전계 강도 산출 수단(502)으로부터 입력되는 수신 신호의 전계 강도의 쌍방으로부터, 간섭파의 수신 전계 강도를 산출한다. 이 구성에 의하면, 통화중에 있어서도 간섭파 수신 전계 강도를 검출할 수 있다. 그리고, 연산기(506)와 연산기(507)의 출력은, 비교기(508)에 입력된다.
비교기(508)는, 소망파 수신 전계 강도와 간섭파 수신 전계 강도의 비, D/U 비를 산출하고, 기억 회로(509)는, 산출된 D/U 비를 일정량 기억한다. 예측회로(510)는, 기억 회로(509)가 기억하고 있는 과거의 수치군으로부터, 예를 들어 평균값이나 회귀직선(回歸直線) 등을 산출함으로써, 신뢰도가 높은 현(現) D/U 비를 산출함과 동시에, 수 시각 앞의 D/U 비를 예측한다.
한편, 신호 처리 수단(503)의 출력은, 복조 수단(511)에서 복조되어, FER 검출 수단(512)에 입력된다. FER 검출 수단(512)에는, 수신 신호의 에러율을 산출하여 기억 회로(513)에 출력한다. 이 기억 회로(513)는, FER 검출 수단으로부터 출력되는 FER을 일정량 기억한다. 예측 수단은 기억 수단이 기억하고 있는 과거의 수치군으로부터, 예를 들어 회귀직선을 산출함으로써 수 시각 앞의 FER을 예측한다.
예측 수단(510, 514)의 출력은, 판정 수단(516)에 입력되어, 전환 수단(516)에 대해 판정 결과를 출력한다. 전환 수단(516)은, 전환 신호 S에 의해, 통신 채널의 전환을 제어국에 통지한다.
예측 수단(510, 514)과 판정 수단(515)은, 예를 들어, 도 8에 도시하는 바와 같이 장래 FER이 열화하는 한편, D/U 비가 향상될 것으로 예측되는 경우에는, 현재 통신중인 채널을 유지한다. 또한, 장래 FER이 향상되는 한편, D/U 비가 열화할 것이 예측되는 경우에도, 현재 통신중인 채널을 유지한다. 어느 경우에도, FER, D/U 비의 한계 부근에, 통신 채널 전환의 임계값을 설정함으로써, 통신 채널의 변경을 반복할 기회가 적어지기 때문에, 주파수의 유효 이용을 도모할 수 있다.
이와 같이, 전파 전파(電波傳播) 환경에 의해 순간적으로 변동하는 D/U 비를 임의의 소정 시간 간격으로 보면, 측정을 정확하게 실행할 수 있다. 또한, 수 시각 앞의 D/U 비 혹은 FER을 과거의 수치군으로부터 장래의 통신 상황을 예측함으로써, 재빨리 전파 전파 환경의 변화에 대응할 수 있어, 안정된 높은 통신 품질을 유지할 수 있다.
즉, 통신 품질이 열화하기 전에, 간섭파가 존재하는 채널로부터, 간섭파가 존재하지 않는 채널로 전환함으로써, 결과적으로, 기지국과 이동국의 통신 가능한 거리가 신장되어, 채널 용량의 향상이 가능해진다. 구체적으로는, 예측 수단이 예측한 D/U 비 혹은 FER의 변화의 방법을 산출하여, 예측되는 금후의 변화에 의해서 현 채널의 통신 품질의 개선이 요망되는 것이면, 이 채널을 계속하여 사용하고, 반대로 통신 품질의 개선이 요망되지 않고, 더욱 통신 품질이 열화하는 것이라고 판단된 경우에는, 재빨리 채널을 전환하는 것으로 한다.
상기 실시예 1 및 실시예 2에서 설명한 채널 전환 장치는, 무선 통신을 실행하는 시스템, 예를 들어 PHS 시스템 등에 사용되는데, 주로 무선 통신 시스템의 기지국 장치에서 사용된다. 도 9는, 본 발명의 채널 전환 장치를 적용한 기지국 장치의 개략을 나타내는 블럭도이며, 송신 데이터는, 송수신부(902)에 의해 생성되고, 믹서(903)에 의해 주파수 전환부(904)가 발생하는 주파수와 승산되어, 안테나(901)로부터 송신된다. 상기 실시예의 채널 전환 장치(906)로부터, 전환 신호 S가 출력되면, 주파수 전환부(904)에 의해 송신 주파수가 전환되어, 통신 채널의 전환이 실행된다.
마찬가지로, 본 발명의 채널 전환 장치는, 무선 통신 이동국 장치에도 적용할 수 있다. 이동국 장치가 통신중인 통신 채널의 회선 품질의 저하를 예측한 경우에는, 기지국 및 제어국에 대하여 통신 회선의 전환을 요구하고, 이동국 장치는 기지국 장치로부터의 지시에 의해 통신 채널을 전환한다.
본 발명의 채널 전환 장치는, 무선 통신을 실행하는 시스템, 예를 들어 PHS 시스템 등에 사용되는, 주로, 무선 통신 시스템의 기지국 장치에서 사용되며, 또한 무선 통신 이동국 장치에도 적용할 수 있다. 본 발명에 의해 통신 채널을 전환하여, 통화를 중단하지 않고 수신 상황을 검출하여 통신 품질의 향상을 도모할 수 있다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 이동국의 소망파 수신 전계 강도를 검출하는 소망파 수신 전계 강도 검출 수단과,
    동일 주파수에 있어서 간섭파 수신 전계 강도를 검출하는 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단과,
    이들 검출 수단이 검출한 수신 전계 강도를 비교하는 비교 수단과,
    상기 비교 수단의 비교 결과의 출력과, 수신 신호중의 에러율을 검출하는 에러율 검출 수단의 검출 결과의 출력에 따라서 통신 채널을 전환하는 전환 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전환 수단은, 비교 수단의 비교 결과의 출력과 프레임 에러율 검출 수단의 검출 결과의 출력을 비교하는 비교 수단과, 이 비교 수단의 비교 결과에 의해 채널을 전환할 것인지 여부를 판정하여 전환 지시를 출력하는 판정 수단과, 이 판정 수단의 출력에 따라 적절히 통신 채널을 전환하는 전환 수단을 포함하는 것을특징으로 하는 채널 전환 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 판정 수단은, 비교 수단의 비교 결과와 프레임 에러율 검출 수단의 검출 결과를 기억하는 기억 수단과, 기억된 상기 비교 결과와 검출 결과로부터 장래의 회선 상황을 예측하는 예측 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 소망파 수신 전계 강도 검출 수단은, 안테나에 의해 수신된 소망파에 간섭파가 가해진 신호로부터 소망파만을 추출하는 신호 처리 수단과, 이 신호 처리 수단에 의해 출력되는 소망파 신호와 안테나에 의해 수신된 소망파에 간섭파가 가해진 신호와의 상관값을 산출하는 상관값 산출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 상관값 산출 수단은, 산출한 상관값을 입력 신호 레벨의 대소를 판정하여 보정하는 보정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 간섭파 수신 전계 강도 검출 수단은, 소망파 수신 전계 강도 검출 수단과, 안테나에 의해 수신된 소망파에 간섭파가 가해진 수신 전계 강도와 상기 소망파 수신 전계 강도 검출 수단에 의해 검출된 소망파 수신 전계 강도와의 차분을 출력하는 차분 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 장치.
  8. 청구항 4에 기재된 채널 전환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  9. 청구항 4에 기재된 채널 전환 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동국 장치.
  10. 청구항 4에 기재된 채널 전환 장치를 기지국 장치 또는 이동국 장치 중 어느 한쪽에 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  11. 삭제
  12. 이동국의 소망파 수신 전계 강도를 검출하고, 또한 동일 주파수에 있어서 간섭파 수신 전계 강도를 검출하며, 수신 신호의 에러율을 검출하여, 검출한 수신 전계 강도의 비교 결과와 검출한 상기 에러율에 따라서 통신 채널을 전환하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 소망파 수신 전계 강도의 검출을, 안테나에 의해 수신된 소망파에 간섭파가 가해진 신호로부터 소망파만을 추출하여, 추출된 소망파 신호와 상기 안테나로부터 수신되는 소망파에 간섭파가 가해진 신호와의 상관값을 산출함으로써 실행하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 간섭파 수신 전계 강도의 검출을, 이동국의 소망파 수신 전계 강도와안테나에 의해 수신된 소망파에 간섭파가 가해진 수신 전계 강도와의 차분을 취함으로써 실행하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 소망파 수신 전계 강도와 간섭파 수신 전계 강도와의 비교 결과와 프레임 레이트의 검출 결과와의 쌍방으로부터, 장래의 회선 상황을 예측하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 소망파 수신 전계 강도와 간섭파 수신 전계 강도와의 비교 결과와 프레임 레이트의 검출 결과와의 쌍방으로부터, 장래의 회선 상황을 예측하는 것을 특징으로 하는 채널 전환 방법.
KR1019997004075A 1997-09-10 1998-09-09 채널 전환 장치, 기지국 장치, 이동국 장치, 무선 통신 시스템 및 채널 전환 방법 KR100329168B1 (ko)

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