KR100487239B1 - 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법을 제공한다. 이를 위한 본 발명은 서빙 셀과 상기 서빙 셀로부터 전송되는 시스템 정보를 통해 인접 셀 목록을 저장하고 있는 이동통신 단말기를 구비하는 시분할다중접속 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기가 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법에 있어서, 상기 서빙 셀로부터 소정 프레임들을 통해 전송되는 SCH 채널을 수신하여 인접 셀과의 타이밍 오프셋을 검출하여 상기 인접 셀 관리 정보에 저장하는 과정과, 상기 타이밍 오프셋을 통해 인접 셀의 BCCH 채널의 위치에 동기를 맞춘 후 상기 인접 셀의 BCCH 채널을 수신하고, 상기 수신한 BCCH 채널을 통해 프레임 오프셋을 일정주기 동안 평균을 구하여 상기 구해진 프레임 오프셋으로 상기 인접 셀 관리 정보중 인접 셀과의 프레임 오프셋을 갱신한다.

Description

이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법{METHOD TO MAINTAIN SYNCHRONIZATION BETWEEN NEAR CELLS IN MOBILE STATION}

본 발명은 비동기 방식의 이동통신 시스템에서 동기화 방법에 관한 것으로, 특히 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법에 관한 것이다.

통상적으로 비동기 이동통신 시스템의 대표적인 예라 할 수 있는 유럽형 디지털 이동통신(GSM : Global System for Mobile Communication) 시스템은 시분할다중접속(TDMA : Time Division Multiplexing Access) 방식을 사용하고 있다. GSM 시스템은 현재 완전히 사용화 되어 이미 전 세계적으로 서비스를 제공하고 있다. 비동기 이동통신 시스템에서는 기지국과 이동통신 단말기간의 송, 수신되는 채널에서 프레임 동기화가 이루어지지 않으므로 이동통신 단말기가 각 셀(cell)에 타이밍 동기를 맞추기 위한 과정이 필수적이다. GSM 시스템에서는 모든 셀이 각각 고유의 프레임 번호를 가지게 된다. 따라서 이동통신 단말기는 각 셀과의 동기를 맞추기 위해 기지국으로부터 소정 프레임들을 통해 전송되는 SCH (Synchronization Channel) 채널을 읽으면서 셀 고유의 프레임 번호 정보와 단말기 내부의 등화기(Equalizer)를 통해 얻어낸 타이밍 오프셋 정보를 토대로 동기화 과정을 수행하게 된다. 통상적인 GSM 시스템에서 사용되는 다운 링크 채널의 프레임 구조를 보이고 있는 도 2를 참조하면, 프레임 번호 1과 프레임 번호 2사이의 시간상으로 오프셋이 존재함을 알 수 있다. 이동통신 단말기가 각 셀(cell)에 타이밍 동기를 맞추는 과정을 설명하면, GSM 시스템에서 이동통신 단말기에 전원이 인가되면 서빙 셀(serving cell)을 찾기 위해 위의 모든 채널의 RF(Radio Frequency) 채널을 스캔(Scan)하여 각 채널마다의 RF 전력세기를 측정한다. 이렇게 측정된 전력세기의 정보로 모든 채널을 전력세기 순으로 정렬을 하고 전력세기가 큰 순서부터 각 셀의 시스템 정보(System Information)를 읽어 그 셀에 캠프-온(Camp-On) 할 수 있는지의 여부를 판단한다. 이 후 적합한 셀이라고 판정이 되면, 그 셀에 캠프-온(Camp-On) 하게 된다. 일단, 이동통신 단말기가 캠프-온(Camp-On)하고 나면, 기지국으로부터 페이징을 받을 수 있는 모드로 들어감과 동시에 위치 업데이트(Location update)와 인접 셀(Near cell) 관리를 위한 최대 32개의 인접 셀 생성과정을 수행한다. 이러한 인접 셀(Far cell) 목록은 메인 셀의 시스템 정보를 통해 얻을 수 있다. 이동통신 단말기는 전력이 센 순서로 최대 6개까지의 관리 가능한 인접 셀 목록을 작성한다. 또한 셀 재 선택(Cell Reselection)과 핸드 오버(Hand Over)를 위해 각 셀의 시스템 정보를 복호화(decoding)하는 과정을 5분 주기로 반복하게 된다. 상기한 바와 같이 GSM 시스템에서 이동통신 단말기는 셀 재 선택(Cell Reselection)과 핸드 오버를 위해 인접 셀 목록에 있는 모든 셀의 시스템 정보(System Information)를 주기적으로 읽어야 한다. 이러한 이동통신 단말기는 SCH 채널을 통해 얻은 해당 셀의 타이밍 정보는 이동통신 단말기에서 BCCH(방송제어채널 : Broadcast control channel) 채널 등과 같이 그 외의 일반적인 채널을 수신할 때 해당 기지국과의 동기화를 위해 사용된다.

그러나, 만약 주행 중이거나 채널 상황이 나쁜 약전계에서 상기와 같이 SCH 채널을 통해 얻어진 해당 셀의 타이밍 정보를 다른 채널과의 프레임 동기화 과정에 사용하게 되면, 단말기와 기지국과의 동기가 맞지 않게 되었다. 즉, 해당 셀의 SCH 채널 타이밍 오프셋 정보가 수신하고자 하는 채널의 타이밍 오프셋 정보와 순간적으로 차이가 생기는 상황이 발생하게 된다. 이러한 상황이 발생하면 이동통신 단말기는 셀 재 선택(Cell Reselection)과 핸드오버를 위해 인접 셀의 BCCH 채널을 주기적으로 읽어 시스템 정보를 얻어내는 과정에서 해당 인접 셀과의 동기가 맞지 않아 BCCH를 수신하지 못하게 되었다. 또한 이러한 상황이 계속 발생하면 단말기는 그 셀을 인접 셀 관리 목록에서 삭제를 하고, 새로운 인접 셀에 대해서 시스템 정보를 읽어 내는 과정을 처음부터 다시 수행해야 한다. 예를 들어, 단말기가 정지 상태에서 인접 셀의 동기화 과정이 이루어진 후에, 기지국으로부터 페이징을 받을 수 있는 상태에서 인접 셀의 시스템 정보를 읽기 위하여 BCCH 채널을 읽는 중 아주 빠른 속도로 이동한다고 가정한다. 이렇게 채널 환경이 순간적으로 급격하게 변화하게 되면, SCH 채널을 수신했을 때와 인접 셀과 단말기간의 프레임 오차가 상당히 커지게 되어 인접 셀의 BCCH 채널과의 프레임 동기 실패로 인해 단말기는 인접 셀의 시스템 정보를 읽지 못하고 해당 인접 셀을 인접 셀 목록에서 삭제해야 하는 상황이 벌어진다. 또한 이로 인해 단말기는 새로운 인접 셀을 생성하여 시스템 정보를 읽어야만 하기 때문에 단말기에 걸리는 부하가 늘어나게 되었다. 이와 같이 종래에는 채널의 상황에 따라 순간적으로 발생하는 기지국과 단말기간의 프레임 오프셋에 대하여 제대로 동기를 유지할 수 없는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같이 종래에는 채널의 상황에 따라 순간적으로 발생하는 기지국과 단말기간의 프레임 오프셋에 대하여 제대로 동기를 유지할 수 없는 문제점이 있었다. 또한, 이와 같이 채널이 순간적으로 악화되었음에도 불구하고 단말기는 셀과 단말기간의 전계 약화 문제로 인한 것으로 감지하여 그 셀을 인접 셀 관리 목록에서 삭제를 하고, 새로운 인접 셀에 대한 시스템 정보를 읽어 내는 과정을 처음부터 다시 수행해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 채널의 상황에 따라 순간적으로 발생하는 기지국과 단말기간의 프레임 오프셋에 대하여 동기를 유지하기 위한 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 인접 셀과 단말기간의 프레임 오프셋을 실시간으로 갱신하기 위한 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 서빙 셀과 상기 서빙 셀로부터 전송되는 시스템 정보를 통해 인접 셀 목록을 저장하고 있는 이동통신 단말기를 구비하는 시분할다중접속 이동통신 시스템에서 이동통신 단말기가 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법에 있어서, 상기 서빙 셀로부터 소정 프레임들을 통해 전송되는 SCH 채널을 수신하여 인접 셀과의 타이밍 오프셋을 검출하여 상기 인접 셀 관리 정보에 저장하는 과정과, 상기 타이밍 오프셋을 통해 인접 셀의 BCCH 채널의 위치에 동기를 맞춘 후 상기 인접 셀의 BCCH 채널을 수신하고, 상기 수신한 BCCH 채널을 통해 프레임 오프셋을 일정주기 동안 평균을 구하여 상기 구해진 프레임 오프셋으로 상기 인접 셀 관리 정보중 인접 셀과의 프레임 오프셋을 갱신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

GSM 시스템에서 이동통신 단말기의 인접 셀들과 프레임 동기를 유지하기 위하여 인접 셀의 다운링크 채널을 수신할 때 기지국과 단말기간의 프레임 오프셋을 보정하는 과정에서 SCH 채널을 수신했을 때의 타이밍 오프셋을 이용하여 동기화 과정을 수행한다. 본 발명에서는 상기한 과정과 함께 인접 셀의 시스템 정보를 읽기 위해 주기적으로 BCCH 채널을 수신하면서 단말기의 등화기로부터 얻은 타이밍 정보의 평균치를 구해 인접 셀의 고유 프레임 오프셋을 갱신한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 이동통신 단말기의 동기화 과정 중에서 인접 셀의 프레임 동기를 유지하기 위한 과정을 도시하고 있는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 먼저 단말기는 서빙 셀에 캠프 온(camp-on)한 후에 인접 셀을 관리하기 위하여 인접 셀의 BCCH 채널로부터 시스템 정보를 읽는다. 300단계에서 단말기는 서빙 셀의 시스템 정보를 수신하여 인접 셀 리스트를 기준으로 RF 전력을 스캔하여 전력 세기가 큰 순서로 관리 가능한 인접 셀 목록을 다시 작성한다. 이후 302단계로 진행하여 단말기는 주파수 수정을 위한 FCCH(주파수 수정 채널 : Frequncy Control Chennel) 채널 검색을 통해 주파수 동기화 과정을 수행한다. 304단계로 진행하여 단말기는 원하는 인접셀이 검출되었으면 306단계로 진행하여 SCH 채널을 통해 인접 셀에 타이밍 동기화 과정을 수행한다. 308단계에서 SCH 채널을 통해 인접 셀과 타이밍 동기화 과정이 완료되었나를 검사한다. 검사결과 인접 셀과 타이밍 동기화가 완료되었으면 310단계로 진행하고 그렇지 않으면 306단계로 진행하여 동기화 과정을 계속 수행한다. 한편 310단계로 진행하면, 상기한 306단계에서 수신한 SCH 채널 정보를 통해 특정 셀의 고유 프레임 번호를 찾아내고 그 프레임 번호를 인접 셀 관리 정보 중 해당 셀의 프레임 번호로 저장한다. 이렇게 저장된 인접 셀의 정보는 해당 셀의 BCCH 채널이나 다른 모든 채널을 수신할 때 단말기와 인접 셀의 타이밍 동기를 맞추는 과정에서 사용된다. 이후 312단계로 진행하여 주기적으로 각 셀의 시스템 정보를 수신하고, 314단계에서 단말기는 인접 셀의 BCCH 채널을 수신할 때 등화기로부터 얻은 인접 셀과의 프레임 오프셋을 일정 시간 동안 평균을 취해 실시간적으로 인접 셀과 단말기간의 프레임 오프셋을 갱신하고 316단계로 진행한다. 316단계에서 시스템 정보 수신이 중단되었는지를 검사하여 중단되었으면 종료하고 그렇지 않으면 312단계로 진행하여 계속하여 시스템 정보를 수신하고, 인접셀 정보 중 타이밍 오프셋을 갱신한다. 상기한 바와 같이 단말기에서 SCH 채널을 수신할 때 뿐만 아니라, 인접 셀의 BCCH 채널을 수신할 때에도 단말기는 등화기로부터 얻은 인접 셀과의 프레임 오프셋을 일정 시간 동안 평균을 취해 실시간적으로 인접 셀과 단말기간의 프레임 오프셋을 갱신함으로써, 인접 셀과의 프레임 오프셋을 실시간 적으로 갱신함으로써 동기를 계속 유지할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도 3에서의 타이밍 오프셋 갱신 모드를 설명하기 위한 흐름도이다. 우선 단말기는 400단계에서 도 3의 310단계에서 SCH 채널을 수신함으로 인해 서빙 셀과 인접 셀간의 고유 프레임 차이를 구한다. 이후 402단계로 진행하여 단말기는 현재 프레임 위치로부터 가장 가까운 곳에 위치한 인접 셀의 BCCH 채널의 위치에 단말기 동기를 맞추고, 404단계로 진행하여 원하는 인접 셀의 BCCH 채널을 수신한다. 그런 후 406단계로 진행하여 일정 주기동안 인접 셀의 BCCH 채널을 수신할 때 단말 내부의 등화기로부터 BCCH 채널의 프레임 오프셋을 이용하여 평균치를 구하고, 408단계로 진행하여, 인접 셀 관리 정보중 셀 고유 프레임 오프셋을 갱신하여 저장한다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명에서는 단말기에서 인접 셀의 고유 프레임 오프셋을 계산함에 있어서 SCH 채널을 검출할 때의 타이밍 오프셋만을 이용하는 것이 아니라 단말기가 BCCH 채널을 수신할 때마다 얻어지는 타이밍 오프셋을 셀 고유 프레임 오프셋에 추가한다. 본 발명에서는 인접 셀과의 프레임 오프셋을 실시간 적으로 갱신함으로써 동기를 계속 유지할 수 있게 된다.

전술한 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들어 본 발명에서는 BCCH 채널로부터 얻은 모든 타이밍 오프셋을 이용하여 인접 셀 정보에 타이밍 오프셋을 갱신하였지만, BCCH 채널 이외의 모든 채널로부터 얻은 모든 타이밍 오프셋을 이용하여 인접 셀 정보에 타이밍 오프셋을 갱신할 수도 있다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 GSM 시스템에서 단말기가 SCH 채널 뿐만 아니라 BCCH 채널로부터 얻은 모든 타이밍 오프셋을 일정 주기동안 평균을 취하여 실시간적으로 인접 셀과의 프레임 오프셋을 실시간적으로 갱신한다. 따라서 순간적으로 악화된 채널 상황에서도 인접 셀의 동기화 과정에서 얻어진 SCH 채널의 타이밍 정보가 아닌 바로 전에 수신했던 채널의 타이밍 정보가 반영된 인접 셀의 타이밍 정보를 수시로 갱신할 수 있는 이점이 있다. 이로 인해 시변(time-varying) 채널에서 프레임 동기화 실패로 인한 인접 셀의 삭제와 생성 과정을 생략하여 인접 셀의 모니터링 과정의 효율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 비동기방식의 이동통신시스템들간의 핸드오버를 개념적으로 도시하고 있는 도면,

도 2는 통상적인 GSM 시스템에서 사용되는 다운 링크 채널의 프레임 구조를 도시하고 있는 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 이동통신 단말기의 동기화 과정 중에서 인접 셀 프레임 동기를 유지하기 위한 과정을 도시하고 있는 흐름도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 도 3에서의 인접 셀 정보에 타이밍 오프셋 갱신 모드를 설명하기 위한 흐름도.

Claims (4)

1. 서빙 셀로부터 전송되는 시스템 정보를 통해 얻어진 인접 셀 목록을 가지는 이동통신 단말기가 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법에 있어서,

   상기 서빙 셀로부터 소정 프레임들을 통해 전송되는 SCH 채널을 수신하여 인접 셀과의 타이밍 오프셋을 검출하여 상기 인접 셀 목록에 저장하는 과정과,

   상기 타이밍 오프셋을 통해 인접 셀의 BCCH 채널의 위치에 동기를 맞춘 후 상기 인접 셀의 BCCH 채널을 수신하고, 상기 수신한 BCCH 채널을 통해 프레임 오프셋을 구하여 상기 인접 셀 목록 중 인접 셀과의 프레임 오프셋을 갱신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 수신한 BCCH 채널을 통해 프레임 오프셋을 구하는 과정은, 상기 수신된 인접 셀의 BCCH 채널을 통해 얻은 상기 인접 셀과의 프레임 오프셋을 일정주기 동안 평균을 위하여 구함을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 인접 셀과의 프레임 오프셋을 갱신하는 과정은,

   상기 수신된 SCH 채널로부터 서빙 셀과 인접 셀간의 고유 프레임 차이를 구하는 과정과,

   상기 서빙 셀에서 가장 가까운 곳에 위치한 인접 셀의 BCCH 채널과 상기 이동통신 단말기의 동기를 맞추는 과정과,

   상기 인접셀의 BCCH 채널을 수신하는 과정과,

   상기 수신한 BCCH 채널을 통해 상기 인접 셀과의 프레임 오프셋을 일정시간 주기동안 평균을 구하는 과정과,

   상기 구한 프레임 오프셋으로 인접 셀과의 프레임 오프셋을 계속하여 갱신하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 이동통신 단말기가 GSM 단말기임을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서 인접 셀과 동기를 유지하기 위한 방법.