KR100399015B1 - 이동무선통신시스템의도약패턴변경방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이동무선 통신시스템

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

이동무선 결합기와 이동무선 단말기의 트래픽 도약패턴(Traffic Hopping Pattern)을 도약패턴 갱신주기마다 도약패턴을 변경한다.

3. 발명의 해결 방법의 요지

트래픽 도약패턴 갱신주기와 트래픽 점유채널 정보를 가지는 제어패킷을 구비한 이동무선 결합기의 도약패턴 변경방법에 있어서:

현재 시간이 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과하였으면 임의의 이동무선 단말기로부터의 호 요구의 입력을 차단하는 과정과; 상기 트래픽 점유채널 정보를 체크하여 현재 상기 트래픽 채널을 점유한 이동무선단말기가 있으면 이에 대한 호 처리등급을 파악하는 과정과; 상기 호 처리등급을 파악한 후, 상기 우선순위의 호 처리등급에 대한 호 처리의 시간이 진행중이면 이를 감소시켜 상기 호 처리시간이 다 되었으면 현재 시간을 이용하여 도약패턴을 계산하는 과정과; 상기 도약패턴의 발생을 중지하고 새로운 도약패턴의 기록한 뒤 이를 가지고 도약을 시작하고, 상기 차단된 호 요구의 입력을 해제하여 호를 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 이동무선 단말의 도약패턴 변경방법에 있어서:

이동무선 결합기로부터 수신된 제어패킷중 트래픽 도약패턴 갱신주기와 현재 시간을 저장하는 과정과; 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기와 현재 시간을 이용하여 다음 트래픽 도약패턴 시간을 계산하고 저장하는 과정과; 상기 현재 시간이 상기 트래픽 도약패턴의 갱신시점을 경과하였으면 상기 현재 시점에서의 도약패턴을 계산하는 과정과; 상기 현재 시점에서의 도약패턴의 발생을 중지하고, 새로운 도약패턴을 기록하는 과정과; 상기 새로운 도약패턴을 가지고 상기 이동무선 결합기로 도약하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

4. 발명의 중요한 용도

이동무선 통신시스템.

Description

이동무선 통신시스템의 도약패턴 변경방법

본 발명은 이동무선 통신시스템의 도약패턴 변경방법에 관한 것으로, 특히 이동무선 결합기와 이동무선 단말기의 트래픽 도약패턴(Traffic Hopping Pattern)을 도약패턴 갱신주기마다 도약패턴을 변경하는 방법에 관한 것이다.

제1도는 이동무선 통신시스템의 기본 망 구성을 도시하는 도면으로서, 이동무선 결합기(Radio Access Unit: 이하 "RAU"라 칭함)는 이동무선 단말기(Mobile Subscriber Terminal: 이하 "MST"라 칭함)로 부터의 호에 응답하여 착신 가입자(destination subscriber)를 찾은 후, 서로 간의 신호(signalling)를 교환하여 통화로를 형성하는 무선 교환기를 의미한다. 즉,상기 RAU는 다수개의 채널을 가지며, 상기 MST와 유선 교환시스템을 연결하는 유무선 교환시스템이다. 여기서 상기 RAU는 8개의 채널을 갖는다고 가정한다. 상기 MST는 RAU로 호를 요구하여 다른 MST 또는 유선 가입자와 통신을 수행할 수 있다.

여기서 상기 RAU는 주파수 도약(Frequency Hopping) 방식을 사용하여 상기 MST와 동기를 구현하며, MST는 상기 RAU에서 출력하는 제어정보에 따라 동기 상태를 유지하며 무선 통신을 수행한다.

제2도는 상기 MST의 내부 구성을 도시하는 도면으로, 안테나40을 통해 수신되는 RF(Radio Frequency)로 부터 소정 제어신호에 따라 중간주파수 신호Fif를 여파하는 동조부(tuner)22와, 상기 중간주파수신호Fif를 복조하는 복조부(demodulator)24와, 일정 주기 마다 내부 메모리(ROM)로 부터 도약 주파수(hopping frequency)를 읽어 도약제어신호를 발생하는 주제어부36과, 상기 도약제어신호에 응답하여 소정의 주파수 도약을 행하는 도약부(hop generator)34와, 상기 도약에 응답하여 상기 동조부22의 입/출력주파수 차에 대응하는 주파수를 갖는 동조제어신호Fs를 발생하는 주파수합성부(frequency synthesizer)30과, 상기 복조부24의 출력을 소정의 클럭에 동조시키는 클럭복원부(clock recoverycircuit)32와, 상기 소정 클럭에 동조된 데이타로 부터 프리앰블(preamble)및 포스트앰블(postamble)을 제거하고 프레임의 종류에 따라 프레임 동기 패턴을 결정하여 소스 데이타를 발생하는 디패킷타이저(depacketizer)26과, 상기 디패킷타이저26의 출력을 음성신호 형태로 변환하여 스피커38로 전달하는 데이타/음성변환부28로 구성된다.

상기 MST가 호 서비스(call service)를 받으려면 상기 RAU에 가입되어 있어야 한다. 이는 상기 RAU가 가입되어 있는 MST에 한하여 외부로 부터 MST를 찾는 호의 통신로를 형성하기 때문이다. 상기 MST는 이동하는 무선 가입자이기 때문에 대분분 이동 가입을 수행한다. 상기 이동 가입은 임의 RAU에 가입되어 있는 상태에서 이동하여 다른 RAU 영역으로 진입하였을 경우, 상기 MST는 다른 RAU 영역으로 이동한 사실을 인지하여 가입 가능을 수행하게 된다.

상기 MST가 RAU에 가입하는 절차를 살펴본다. 이동하는 MST는 새로운 RAU 영역에 진입하였을 경우 상기 RAU에서 언제나 송신하고 있는 제어패킷(control packet)을 통해 RAU에 동기를 맞추고, 수신된 제어패킷의 정보를 분석하여 가입을 순행해야 하는지를 판단한다. 상기 MST는 자신의 전화번호 등 필요한 정보를 패킷 내용에 포함하여 가입 패킷을 작성한 후 RAU에 송신한다. 이때 상기 RAU는 MST의 가입 요구에 대한 정보를 분석하고 이전에 가입되어 있던 RAU와의 이중 가입 상태를 방지하기 위해 가입 요구 가입자가 이전에 가입되어 있는 RAU를 찾는 탐색 메세지(search message)를 전체 망으로 동시 전송(broadcasting)한다. 이후 가입 절차를 종료한 MST는 호를 수행할 수 있다.

상기 RAU와 MST는 상호 간의 통신하는 방법이 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 같은 방법을 사용하지 않고, CDMA(Code Division Multiple Access)의 주파수 도약 방법을 사용하면 보안성 및 생존성이 강하다. 즉, 상기 CDMA의 주파수 도약 방식의 통신을 사용하면, 사용 주파수의 환경이 매우 불량한 지역이나 통신 내용의 보안성이 필요한 망을 구현할 시 일반적인 통신방법을 사용하는 것에 비하여 통신 효율이 매우 높게 된다.

상기와 같은 주파수 도약 방법에서 기본적인 것은 RAU와 MST 간의 도약 주파수를 서로 알고 있어야만 통신이 가능하다. 또한 이러한 도약 주파수는 한개만 사용하는 경우 보안성 및 생존성에 취약하게 되므로, 주기적으로 갱신(update)하여야 한다.

상기 RAU와 MST 간의 통신을 크게 하기의 3가지로 구분할 수 있다. 먼저 제어정보의 통신이 이루어져야 한다. 상기 제어정보는 RAU에서 MST에 현재의 RAU 상태를 알려주기 위한 정보로서, 이런 제어정보의 형태는 제3도와 같은 구성을 갖는다. 두번째로 신호의 통신이 이루어져야 한다. 상기 신호정보는 RAU와 MST 간에 호를 성립시키기 위한 사전 단계로서, 상호 간의 호가 진행되는 동안 신호 통신 과정에서 수행해야 하는 사항들을 수행한다. 세번째로 트래픽(traffic) 송수신이 이루어져야 한다. 상기 트래픽 데이타는 MST의 경우 핸드세트로 전달하여 사용자가 청취할 수 있도록 하며, 사용자의 음성 데이타는 트래픽 패킷으로 만들어 송신한다.

상기와 칼은 통신 정보들은 주파수 도약 상황에서 이루어져야 한다. 상기 MST는 상기 제어채널에 동기가 맞아 있는 상태에서 사용자의 호(call) 요구가 있거나 혹은 상기 망으로부터 호 요구에 대한 응답을 수행할 때 상기 RAU와의 신호를 교환한다. 이때 상기 RAU는 8개의 채널중 사용가능한 채널을 상기 MST에게 알려준다. 그러면 상기 MST는 상기 사용가능한 채널에 대한 도약 주파수 패턴을 발생하여 상기 RAU간에 주파수를 도약하면서 신호 및 트래픽 통신을 수행한다. 이전에 초기 동기용 도약패턴 또한 주기적으로 갱신되어야 한다.

그런데, 상기 트랙픽 도약 패턴은 채널에 따라 전용(Dedicate)되어 있기 때문에 보안성에 문제가 될 수 있으므로 시스템의 성능에 치명적일 수 있다. 즉 상대방이 도약패턴을 알게 되어 시스템을 손상시키는 문제점이 발생한다.

따라서 본 발명의 목적은 주파수 도약 방식을 사용하는 이동 무선 통신시스템에서 이동무선 단말기가 이동무선 결합기와 트랙픽 도약 패턴을 트랙픽도약 갱신주기마다 변경하는 방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명될 것이다. 도면들중 동일한 부품들은 가능한한 어느곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

본 발명을 수행하는 이동무선 통신시스템의 망 구성은 제1도와 같이 구성될 수 있으며, 상기 MST의 구성은 제2도와 같이 구성될 수 있다. 또한 상기 RAU에서 MST로 전송되는 제어패킷의 패턴은 제3도와 같은 패턴을 사용한다.

상기 RAU는 운용중에 상기 제어패킷을 송신되며, 상기 MST는 일반적인 휴지상태에서 상기 제어패킷을 수신한다. 상기 MST가 상기 제어패킷을 수신한다는 의미는 첫째, 상기 RAU의 동기에 맞추어서 운용되는 장비이므로 상기 RAU의 클럭에 대해 슬레이브(slave)동작을 수행한다. 즉, 상기 RAU의 동기를 계속 맞추는 동작을 상기 제어패킷을 통하여 수행한다. 둘째, 상기 MST는 상기 RAU의 셀 반경내에서 운용되므로 소속된 RAU의 시스템정보를 전달받아야 한다.

이러한 제어패킷의 세부사항에 대한 설명은 다음과 같다.

1) 지역ID : RAU가 소속된 지역번호를 나타내고, 이를 통하여 MST는 자신이 현재 어느 지역에 있는지를 알 수 있다.

2) RAU ID : RAU의 고유번호를 나타내며, 이를 통하여 MST는 새롭게 가입을 시도해야 하는지를 판단한다.

3) Ref.Data : RAU에 대한 세부항목을 나타낸다. 즉 RAU가 운용되고 있는지, 망에 접속되어 있는지, RAU의 중첩셀이 몇 개인지, MST가 가입가능한 상태인지, 호 수행 금지 상태인지를 나타낸다.

4) TOD : Time Of Bay 즉 현재시간을 나타내는데, 이를 기준으로 하여 MST는 도약패턴의 변경시간을 계산한다.

5) 채널상태(Channel Status) : 8개 채널에 대한 상태를 4가지의 모드로 나타낸다. 즉, MST는 이를 통하여 현재 자신이 통화를 시도할 수 있는지, 채널점유 MST ID와 연계하여 자신의 셀이 RAU에 접속되었는지, RAU가 자신을 호출하였는지를 알 수 있다.

6) 트래픽 도약패턴 갱신주기(Traffic Hopping Pattern Period) : RAU와 트래픽 도약패턴 갱신주기를 나타낸다.

이는 제4도와 같이 구성된다.

7) 채널점유 MSR ID : RAU의 채널을 점유하여 사용중인 MST의 ID를 나타낸다.

8) RAU Power Level : RAU가 송신중인 전력신호의 세기를 나타낸다. 이는 MST의 송신 전력신호세기를 결정하는데 사용한다.

9) MOD64 : Modular 64, 이는 MST에서 중복수신 방지용으로 사용한다.

제4도는 제3도에 설명한 트래픽 도약패턴 갱신주기에 대한 정보포맷을 나타내는 도면이다.

이는 얼마의 시간주기로 트랙픽 도약패턴을 갱신할 것인가를 나타낸다. 여기에서 RAU와 MST간에 기준시간이 존재하는 현재를 1995년 1월 1일로 가정하자. 예를들어 트래픽 도약패턴 갱신주기에 대한 정보포맷이 10000001이면 월 비트(bit)가 세팅되어 있고 시간단위의 값이 1이다. 그러므로 상기 트래픽 도약패턴에 대한 갱신은 매월 1일에 이루어진다.

제5도는 본 발명에 따른 MST에서 트래픽 도약패턴을 트래픽 도약패턴 갱신주기에 변경하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

여기에서 트래픽 도약패턴 갱신주기에 대한 정보포맷이 10000001로 세팅되어 있다고 가정한다.

MST는 502과정에서 RAU로부터 제어패킷을 수신하고 504과정에서 상기 제어패킷중 TOD 및 트래픽 도약패턴 갱신주기를 내부 메모리에 저장한다. 그리고 506과정에서 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기에 대한 나머지 시간을 계산하고 이를 상기 내부 메모리에 저장한다.

그리고 MST는 508과정에서 현재 TOD가 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과하면 510과정에서 현재 시점에서의 TOD를 이용하여 도약패턴을 계산한다. 만약, 상기 현재 시점에서의 TOD가 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과하지 않았으면 상기 현재 시점에서의 TOD가 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과할 때 까지 검사한다.

512과정에서 상기 510과정에서 계산된 도약패턴의 발생을 중지하고, 새로운 도약패턴을 기록한다. 그리고 514과정에서 상기 새로운 도약패턴을 가지고 상기 RAU로 도약을 시작한다.

상기 MST가 트래픽 도약패턴 갱신을 할 때 RAU도 마찬가지로 트래픽 도약패턴 갱신주기에 따라 트래픽 도약패턴을 변경하는데, 이는 제6도에 나타나 있다.

제6도를 참조하면, RAU는 602과정에서 현재 TOD가 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과하면 604과정에서 제어패킷중의 호 블록킹 비트를 세트한다. 이후 606과정에서 상기 제어패킷중 채널점유 MST ID를 체크하여 현재 트래픽 채널을 점유한 MST가 있으면 608과정에서 상기 트래픽 채널을 점유한 MST에 대한 등급을 파악한다. 여기에서 등급은 둘 이상의 MST가 RAU에 호 요구시, 우선 순위를 참조하여 최우선 순위의 등급을 가진 MST에게 호 연결의 우선권을 주는 등급이다. 상기 등급을 파악하여 최우선 순위이면 610과정에서 상기 최우선 순위의 등급에 해당되는 가입자에게 트래픽 채널을 사용할 수 있는 일정시간, 즉 타임아웃시간을 준다. 즉, 최우선 순위 등급에 해당되는 MST의 가입자는 중요한 통화를 수행한다고 가정하여 일정시간 동안 도약 패턴을 변경하지 않고 대기하는 것이다. 소정 시간후에 상기 타임아웃시간 대기중이면 즉 상기 가입자가 트래픽 채널을 사용중이면 612과정에서 상기 타임아웃시간을 감소한다. 만약, 상기 타임아웃시간 대기중이 아니면 614과정에서 우선순위 등급에 따라 타임아웃시간을 세팅하고 상기 602과정으로 전이한다.

이후 616과정에서 RAU는 모든 채널의 타임아웃시간이 없는가를 검사한다. 상기 616과정에서 타임아웃시간이 없으면 618과정에서 현재 시점에서 TOD를 이용하여 도약패턴을 계산한다. 만약, 상기 모든 채널중 임의의 채널에 대하여 타임아웃시간이 있으면 상기 602과정으로 전이한다.

620과정에서 상기 도약패턴의 발생을 중지하고, 새로운 도약패턴을 기록한다. 그리고 622과정에서 상기 새로운 도약패턴으로 도약을 시작한다. 624과정에서 상기 호 블록킹 비트를 클리어하고 종료한다.

즉, RAU가 패턴변경 시점이 되었는데 트래픽 채널을 사용하고 있는 MST가 있는 경우에는 현재 트래픽 채널을 점유하고 있는 MST의 우선순위등급에 따라 타임아웃시간을 셋팅을 하고, 셋팅된 타임아웃시간이 완료되면 도약 패턴을 갱신한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 이동무선 결합기와 이동무선 단말기의 트래픽 도약패턴을 도약패턴 갱신주기마다 도약패턴을 변경함으로써 장비의 수명을 길게 하며, 보안을 높이는 장점이 있다.

제1도는 이동무선 통신시스템의 기본 망을 나타내는 도면.

제2도는 제1도에 도시된 이동무선 단말기의 구성을 나타내는 도면

제3도는 본 발명에 따른 이동무선 결합기에서 이동무선 단말기에 출력하는 제어정보의 형태를 도시하는 도면

제4도는 본 발명에 따른 트래픽 도약패턴 갱신주기에 대한 정보형태를 나타내는 도면.

제5도는 본 발명에 따른 이동무선 단말기에서 도약패턴 변경방법을 나타내는 흐름도.

제6도는 본 발명에 따른 이동무선 결합기에서 도약패턴 변경방법을 나타내는 흐름도.

Claims (4)

1. 트래픽 도약패턴 갱신주기와 트래픽 점유채널 정보를 가지는 제어패킷을 구비한 이동무선 결합기의 도약패턴 변경방법에 있어서;

   현재 시간이 상기 트래픽 도약패턴 갱신주기를 경과하였으면 임의의 이동무선 단말기로부터의 호 요구의 입력을 차단하는 과정과;

   상기 트래픽 점유채널 정보를 체크하여 현재 상기 트래픽 채널을 점유한 이동무선단말기가 있으면 상기 이동무선 단말기의 우선순위등급을 파악하는 과정과;

   상기 트래픽 채널을 점유한 이동무선단말기의 우선순위등급에 따라 타임아웃시간을 셋팅을 하고, 상기 셋팅된 타임아웃시간을 감소시켜 상기 타임아웃시간이 없으면, 현재 시간을 이용하여 도약패턴을 계산하는 과정과;

   상기 도약패턴의 발생을 중지하고 새로운 도약패턴을 기록한 뒤 이를 가지고 도약을 시작하고, 상기 차단된 호 요구의 입력을 해제하여 호를 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 도약패턴 변경방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 이동무선단말기의 우선순위등급은 둘 이상의 이동무선 단말기가 호 요구시, 호 처리의 우선순위를 나타냄을 특징으로 하는 도약패턴 변경방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 타임아웃시간은 상기 이동무선단말기의 우선순위등급이 높을 수록 많이 주어짐을 특징으로 하는 도약패턴 변경방법.
4. 이동무선 단말기의 도약패턴 변경방법에 있어서:

   이동무선 결합기로부터 수신된 제어패킷중 트래픽 도약패턴 갱신주기와 현재 시간을 저장하는 과정과;

   상기 트래픽 도약패턴 갱신주기와 현재 시간을 이용하여 다음 트래픽 도약패턴 시간을 계산하고 저장하는 과정과;

   상기 현재 시간이 상기 트래픽 도약패턴의 갱신시점을 경과하였으면 상기 현재 시점에서의 도약패턴을 계산하는 과정과;

   상기 현재 시점에서의 도약패턴의 발생을 중지하고, 새로운 도약패턴을 기록하는 과정과;

   상기 새로운 도약패턴을 가지고 상기 이동무선 결합기로 도약하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 도약패턴 변경방법.