KR100627141B1

KR100627141B1 - 이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치및 방법

Info

Publication number: KR100627141B1
Application number: KR20040043338A
Authority: KR
Inventors: 유호상; 김진용; 김태신; 김형석
Original assignee: 주식회사 지티앤티
Priority date: 2004-06-12
Filing date: 2004-06-12
Publication date: 2006-09-25
Also published as: KR20050118027A; TWI292674B; TW200541365A; CN1707975A; JP4130437B2; BRPI0405437A; JP2005354660A

Abstract

본 발명은 동기식 CDMA 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘(Beacon) 장비가 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 때 기지국 CDMA RF 신호에서 기지국 구분용 PN 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 그 방법에 관한 것으로서,

본 발명에 의하면, 비콘 장치에서 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 RF CDMA 신호에서 숏 피엔(Short Pseudo Noise) 코드 동기 획득시 시리얼 서쳐 방식을 사용하여 많은 게이트(Gate)가 필요하지 않으며, 자체 오실레이터(Oscillator)의 안정성(Stability)에 의한 주파수 쉬프트(Shift)로 인한 Short PN 코드의 드리프트(Drift)를 보상하며, 또한 출력되는 더미 파일롯 신호가 기지국 수준의 주파수 안정도(≤±0.05ppm)의 성능을 만족하며, 기존 더미 파일롯 신호를 발생시키는 방식에서 EVEN CLOCK과 기준 클럭을 기지국으로부터 제공받아야 하는 불편함을 제거하였다는 장점이 있다.

하드 핸드오버, 소프트 핸드오버, 주파수, PN 코드, 비콘, 파일롯, 기지국, 옵셋, CDMA

Description

이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 방법{Apparatus and Method for Generating Dummy Pilot Signal in Hard Hand-over of Mobile Telecommunication}

도 1a는 기지국간 하드 핸드오버를 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 나타낸 도면,

도 5는 비콘 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,

도 6은 베이스밴드 처리부(534)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도,

도 7은 도 6에서 생성되는 수신부 PN 코드 발생과 수신부 PN 코드 트리거 펄스 타이밍도,

도 8은 입력되는 CDMA 신호의 PN Offset과 출력되는 PN Offset 보정을 나타 낸 도면,

도 9는 베이스밴드 처리부(534)의 더미 파일롯 신호를 발생하기 위한 개념도를 나타낸 도면,

도 10은 I/Q 파일롯 신호 발생을 위한 데이터 메모리의 내부 구성을 나타낸 블럭 구성도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

200 : 제1 실시예 더미 파일롯 신호 발생 장치 210 : 기지국

220 : 비콘 장치 222 : 비콘 모듈

224 : 고전력 증폭기 226 : 대역통과필터

230 : 방향성 결합기 240 : 하이브리드 결합기

250 : 안테나

300 : 제2 실시예 더미 파일롯 신호 발생 장치 310 : 듀플렉서

320 : 수신 다이버서티 안테나 Rx1 : 수신 안테나 급전 케이블

400 : 제3 실시예 더미 파일롯 신호 발생 장치 410 : 비콘 장치

420 : 수신 비콘 안테나 430 : 송신 비콘 안테나

500 : 비콘 장치 502 : NMS 단말장치

504 : 제1 BPF 506 : 2-Way 분배기

508 : 제1 RF 증폭기 510 : 제2 BPF

512 : 제1 믹서 514 : 제1 신디사이저

516 : 제1 LPF 518 : 제2 RF 증폭기

520 : SAW 필터 522 : 제3 RF 증폭기

524 : 제1 가변 감쇄기 526 : 제2 신디사이저

528 : 직각위상 복조기 530 : 제2 LPF

532 : AD 변환기 534 : 베이스밴드 처리부

536 : 전압 제어 발진기 538 : 시스템 클럭 PLL

540 : DA 변환기 542 : 제3 LPF

544 : 직각위상 변조기 546 : 제3 신디사이저

548 : 제3 BPF 550 : 제4 RF 증폭기

552 : 제2 가변 감쇄기 554 : 제4 신디사이저

556 : 제2 믹서 558 : 제4 BPF

560 : 제5 RF 증폭기 562 : 고출력 증폭기

564 : 캐버티(Cavity) BPF 602 : 수신레벨 조정기

604 : 송신이득 조정기 606 : 상관기

608 : 위상왜곡 조정기 610 : 상관 에너지값 계산 및 PN코드 클럭 제어부

612 : Short PN 코드 및 트리거 펄스 발생기 614 : 파일롯 신호 발생부

본 발명은 이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동기식 CDMA 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘(Beacon) 장비가 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 때 기지국 CDMA RF 신호에서 기지국 구분용 PN 동기를 추출하여 사용하도록 하는 이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 방법에 관한 것이다.

이동통신에서 기지국은 셀(Cell) 방식으로 서비스를 제공하고 있으며, 단말기가 셀 또는 기지국간 이동시에도 호(Call)는 끊기지 않도록 서비스해야 한다. 이와같이 기지국간 호가 끊어짐없이 서비스하는 것을 "핸드오버"라고 한다.

일반적으로 이동통신에서 핸드오버는 하드 핸드오버(Hard Handover)와 소프트 핸드오버(Soft Handover)로 나뉘어진다. 소프트 핸드오버는 기지국간 핸드오버시 인접 기지국과 같은 FA(Frequency Allocation)로 통화 채널 할당이 이루어지는 것을 말하고, 하드 핸드오버는 단말기가 통화하면서 핸드 오버 시점에서 인접 기지국에서 다른 FA가 할당될 때 발생한다. 이때, 비콘(Beacon)은 FA가 다른 기지국간의 하드 핸드오버에서 호의 끊어짐이 없도록 지원해주는 장비이다.

도 1은 기지국간 하드 핸드오버를 나타낸 도면이다.

도 1에서, 단말기가 기지국 A 영역에서 FA2로 통화하면서 기지국 B 영역으로 이동할 경우, 단말기는 기지국 B의 FA2의 신호가 존재하지 않으면 기지국 B의 영역에 있는지를 알 수 없다. 단말기는 한 개의 주파수를 처리하는 RF H/W를 갖고 있기 때문이다. 그러므로, 단말기는 기지국 A의 신호가 끊어질 때까지 계속적으로 기지국 B 영역으로 들어가다가 결국 호(Call)가 끊어지게 된다.

그러나, 기지국 B의 FA2에서 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 단말기로 송신하게 되면, 단말기는 기지국 B영역으로 들어가고 있는다는 것을 알게 된다. 그러므로, 기지국 B의 FA2의 파일롯 에너지가 충분한 세기가 되면 단말기는 기지국 B로 하드 핸드오버를 수행하게 되며, 호가 끊어지지 않게 된다. 이때, 기지국 B에서 FA2의 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생할 때에는 기지국 B의 FA1의 파일롯 채널의 기지국 구분용 Short PN 코드의 같은 타임 오프셋(Time Offset)이어야 한다.

한편, 주파수 하드 핸드오프 현상은 기지국이 사용하는 주파수 개수(FA)가 다르게 되는 도심 경계선 및 옥외/인빌딩 경계 지역 등에서 주로 발생하게 된다. 도심과 도심 외곽 경계선에서 기지국간 FA가 다른 경우, 기지국 셀 사이의 원활한 핸드오프를 유도하기 위하여 도심 기지국과 도심 외곽 기지국 간에 FA 수가 동일하도록 도심 외곽 기지국에 비콘 장비를 설치한다.

기존의 비콘 방식은 두 가지 방식이 사용되었다.

첫째는 도 1에서 기지국 B의 FA1 RF 신호를 기지국에서 커플링하여 주파수를 FA2로 변파시켜 송신하는 방식이다. 이 방식은 FA1에서 사용되는 Pilot, Sync, Paging, Traffic의 모든 채널들이 FA2에서 송신되어 최종 증폭기에 부하를 과중시 키게 된다. 또한, RF 패스의 지연으로 FA1과 FA2의 Pilot 신호는 정확하게 Short PN 코드의 Time offset이 같게 될 수가 없다.

둘째는 도 1의 기지국 B에서 비콘 장비에 기지국 동기 신호인 Even CLK을 제공하여 사용자가 Short PN을 입력하면 비콘 장비는 사용자의 설정에 따라 Short PN Code를 Time Offset시켜 Dummy Pilot 신호를 발생시키는 방식이다. 이 방식은 기지국에서 Even CLK과 기준 클럭을 비콘에 항상 제공하여 한다는 단점이 있다.

한편, 위의 두 가지 방식을 수용하고 있는 비콘 장비의 경우, FA1을 커플링하여 FA2로 변파시에 기지국 메인(BTS_MAIN) 안테나 케이블에 연결된 방향성 결합기(Direction Coupler)에서 RF 신호를 커플링하게 된다. 커플링된 RF 신호는 RF Hopping Unit로 입력되어 주파수를 변파시키게 된다. 변파된 RF 신호는 고전력 증폭기(HPA)를 거쳐 듀플렉서 필터(Duplexer Filter)를 거쳐 다이버서티 안테나(ANT_DIV)로 출력되게 된다.

또한, 기지국에서 전송된 EVEN_CLK을 받아서 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 경우에는 기지국으로부터 EVEN_CLK과 기준 클럭 포트를 통해 EVEN_CLK과 기준 클럭을 수신하게 되며 PN 발생 장치(PN Generation Unit)의 기지국 숏 피엔(Short PN) 동기와 비콘 시스템 기준 클럭으로 사용된다. 이 PN 발생 장치에서는 EVEN_CLK을 기준으로 사용자의 PN 설정에 따라 적절한 타임 옵셋(Time Offset)을 갖는 파일롯(Pilot) 신호를 발생시키게 된다. 이 파일롯(Pilot) 신호는 RF 호핑 장치(RF Hopping Unit)를 거쳐 RF 주파수로 변환되어 고전력 증폭기(HPA), 듀플렉서 필터(Duplexer Filter)를 거쳐 다이버서티 안테나(ANT_DIV) 포트로 출력된다.

이와 같은 기존의 비콘 장비에 있어서, RF 신호를 변파시키는 방식의 경우에는 장비가 매우 간단하다는 장점이 있는 반면에, 파일롯 채널 이외의 싱크(Sync), 페이징(Paging), 트래픽(Traffic) 채널이 존재하여 최종 출력단 증폭기에 부하(Load)를 제공하여, 파일롯 채널만 송신하는 증폭기보다 약 5 dB 정도 더 높은 출력이 송신된다는 단점과, RF 패스의 지연으로 Short PN의 타임 옵셋(Time Offset)이 정확하지 않다는 단점이 있다. 또한, 외부에서 기존 클럭(EVEN_CLK)을 공급받아 파일롯을 생성하는 방식의 경우에는 장비가 비교적 간단하다는 장점이 있는 반면에, 기지국에서 Short PN 코드의 EVEN_CLK과 기준 클럭을 제공해 주어야 하는 단점이 있다.

한편, 기출원된 국내 출원번호 제 20-2000-0020362 호의 "하드 핸드오프가 가능한 개선된 비콘 장치"의 경우에는 파일롯 서쳐(Pilot Searcher)를 매치드 필터(Matched Filter)를 사용하여 Short PN 코드의 빠른 동기의 획득이 가능하다는 장점과, 더미 파일롯 신호의 발생시 외부에서 EVEN_CLK 같은 동기 클럭 신호를 받지 않으므로 기지국과의 인터페이스가 간단하다는 장점이 있다. 그러나, 파일롯 서쳐를 매치드 필터로 구현하는 것은 많은 게이트(Gate)가 소모된다는 단점과, 파일롯 서쳐만을 이용하여 초기 Short PN 코드의 획득은 가능하나, 자체 오실레이터(Oscillator)의 안정성(Stability)에 의한 주파수 쉬프트(Shift)로 인한 Short PN 코드의 드리프트(Drift) 보상 방안이 없다는 단점이 있다. 또한, 출력되는 더미 파일롯 신호가 기지국 수준의 주파수 안정도(≤±0.05ppm)를 갖기 위한 방안이 없다는 단점과, 파일롯 I, Q 발생기에서 출력되는 I, Q 신호를 일정 시간 지 연시키는 지연기를 사용함으로써 추가적인 FIFO(First In First Out) 메모리가 필요하다는 단점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 동기식 CDMA 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘 장비가 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 기지국 CDMA RF 신호에서 기지국 구분용 PN 동기를 추출하여 사용하도록 하는 이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 동기식 코드 분할 다중 접속 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘 장비가 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호에서 기지국 구분용 피엔 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서, 상기 기지국으로부터 씨디엠에이 알에프 신호를 유선으로 수신하여 상기 더미 파일롯 신호를 출력하는 비콘 장치; 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호를 상기 비콘 장치에 커플링하는 방향성 결합기; 상기 비콘 장치로부터 출력된 상기 더미 파일롯 신호를 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 결합하여 이동 통신 신호를 출력하는 하이브리드 결합기; 및 상기 하이브리드 결합기에서 출력된 상기 이동 통신 신호를 무선 신호로 방사하는 기지국 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오 버용 더미 파일롯 신호 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 2 목적에 의하면, 동기식 코드 분할 다중 접속 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘 장비가 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호에서 기지국 구분용 피엔 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서, 상기 기지국으로부터 씨디엠에이 알에프 신호를 유선으로 수신하여 상기 더미 파일롯 신호를 출력하는 비콘 장치; 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호를 상기 비콘 장치에 커플링하는 방향성 결합기; 상기 씨디엠에이 알에프 신호를 무선 신호로 방사하는 기지국 안테나; 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호와 상기 비콘 장치의 더미 파일롯 신호를 결합시켜 이동 통신 신호를 출력하는 듀플렉서; 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호를 상기 듀플렉서로 전달하는 수신 안테나 급전 케이블; 및 상기 이동 통신 신호를 공중으로 방사하는 수신 다이버서티 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 3 목적에 의하면, 동기식 코드 분할 다중 접속 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘 장비가 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호에서 기지국 구분용 피엔 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서, 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프 신호를 무선으로 수신하여 상기 더미 파일롯 신호가 포함된 이동 통신 신호를 무선으로 방사하는 비콘 장치; 상기 씨디엠에이 알에프 신호를 무선으로 수신하는 수신 비콘 안테나; 및 상기 더미 파일롯 신호를 이동 통신 신호로 무선으로 송출하는 송신 비콘 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제 4 목적에 의하면, 기지국에서 송신된 씨디엠에이 알에프 신호를 이용하여 비콘 장치의 더미 파일롯 신호를 기지국과 동기화하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법에 있어서, 상기 기지국으로부터 송신된 씨디엠에이 알에프 신호에 상기 비콘 장치의 자체에서 발생한 숏 피엔 코드를 상관시켜, 상기 기지국의 상기 숏 피엔 코드의 시작점을 인지하는 제 1 단계; 상기 숏 피엔 코드의 주기성을 이용하여 시스템 시간 지연과 전송 및 전파 지연을 보상하기 위한 송신 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 제 2 단계; 및 상기 기지국으로부터 송신된 씨디엠에이 알에프 신호를 주기적으로 검사하여 상기 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 나타낸 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 더미 파일롯 신호 발생 장치(200)는 송수신 다이버서티(Diversity)를 지원하지 않는 기지국과 본 발명의 비콘 장치를 연동하는 방안으로서, 기지국 제어기(도시되지 않음)와 이동 통신 신호를 송수신하는 기지국(210)과, 기지국(210)으로부터 송출된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 세기가 약한 영역에 설치되어 기지국(210)과 연동하며, 기지국(210)으로부터 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 수신하여 더미 파일롯 신호를 출력하는 비콘 장치(220), 기지국(210)의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 비콘 장치(220)에 커플링하는 방향성 결합기(D/C : Directional Coupler, 230); 비콘 장치(220)로부터 출력된 더미 파일롯 신호를 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 결합하여 이동 통신 신호를 출력하는 하이브리드 결합기(Hybrid Coupler, 240); 및 하이브리드 결합기(240)에서 출력된 이동 통신 신호를 무선 신호로 방사하는 기지국 안테나(250)를 포함한 구성을 갖는다.

또한, 비콘 장치(220)는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 더미 파일롯 신호로 변환하는 비콘 모듈(222)과, 더미 파일롯 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기(224), 증폭된 더미 파일롯 신호 중에서 해당되는 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터(226) 등을 포함한다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 따른 더미 파일롯 신호 발생 장치(200)에서, 비콘 장치(220)는 방향성 결합기(230)를 이용하여 기지국(210)으로부터 송신된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 커플링하고, 커플링 된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호는 비콘 장치(220)로 입력되며, 비콘 장치(220)는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 이용하여 기지국(210)의 숏 피엔(Short PN) 코드와 동일한 더미 파일롯 신호를 출력하며, 비콘 장치(220)에서 출력되는 더미 파일롯 신호는 하이브리드 결합기(240)를 이용하여 기지국(210)으로부터 출력된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 결합이 되어 이동 통신 신호를 출력하며, 결합된 이동 통신 신호는 기지국 안테나(250)를 통하여 방사하게 된다.

그러나, 비콘 장치(220)의 출력이 기지국 출력과의 결합시 하이브리드 결합기(240)를 사용하면서 기지국(210) 및 비콘 장치(220)의 출력이 3dB 감쇄하는 현상이 발생하게 된다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성(300)을 나타낸 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 더미 파일롯 신호 발생 장치(300)는 송신 안테나 다이버서티(Diversity)를 지원하지 않지만, 수신 안테나 다이버서티를 지원하는 기지국과 본 발명의 비콘 장치를 연동하는 방안으로서, 도 2의 구성에서 기지국(210)에 수신 안테나 급전 케이블(Rx1)을 추가하여 기지국(210)의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 수신 다이버서티(Diversity) 안테나(320)로 전달하고, 비콘 장치(220)의 더미 파일롯 신호와 수신 안테나 급전 케이블(Rx1)을 통해 전달된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 결합시키는 듀플렉서(Dplexer, 310), 및 기지국(210)으로부터 수신한 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 비콘 장치(220)를 통하여 더미 파일롯 신호가 포함된 이동 통신 신호로 공중으로 방사하는 수신 다이버서티(Diversity) 안테나(320)를 포함한 구성을 갖는다.

비콘 장치(220)는 기지국(210)의 안테나 급전 케이블(TX/RX0)에서 방향성 결합기(D/C, Directional Coupler, 230)를 이용하여 기지국(210)에서 송신한 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 커플링하게 되며, 커플링 된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호는 비콘 장치(220)로 입력된다. 비콘 장치(220)는 CDMA RF 신호를 이용하여 기지국(210)의 Short PN 코드와 동일한 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 송신하게 된다. 비콘 장치(210)에서 출력되는 더미 파일롯 신호는 기지국(210)의 수신 안테나 급전 케이블(Rx1)을 통해 듀플렉서(310)로 결합되어 이동 통신 신호로서 수신 다이버서티 안테나(320)를 통하여 공중으로 방사하게 된다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성(400)을 나타낸 것이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 더미 파일롯 신호 발생 장치(400)는 기지국(210)과 비콘 장치(410)가 유선으로 연결이 불가능한 경우, 기지국 안테나(250)에서 송신되는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 비콘 장치(410)에서 수신 비콘 안테나(420)를 이용하여 수신하는 방식으로서, 기지국(210)으로부터 송 출된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 무선으로 수신하여 더미 파일롯 신호로 변환하여 이동 통신 신호로서 무선 송출하는 비콘 장치(410)와, 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 무선으로 수신하는 수신 비콘 안테나(420), 및 더미 파일롯 신호를 이동 통신 신호로 무선으로 송출하는 송신 비콘 안테나(430)를 포함한 구성을 갖는다.

비콘 장치(410)는 수신 비콘 안테나(420)를 통하여 기지국(210)의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 수신하며, 수신된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호는 비콘 장치(410)로 입력된다. 비콘 장치(410)는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 이용하여 기지국(210)의 Short PN 코드와 동일한 Dummy Pilot 신호를 송신하게 된다. 이 파일롯 더미 신호는 송신 비콘 안테나(430)를 통하여 이동 통신 신호로서 무선으로 공중으로 방사된다.

도 5는 비콘 장치의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 비콘 장치(500)는 NMS(Network Management System) 단말장치(502), 제1 BPF(Band Pass Filter:504), 2-Way 분배기(506), 제1 RF 증폭기(508), 제2 BPF(510), 제1 믹서(Mixer:512), 제1 신디사이저(Synthesizer:514), 제1 LPF(Low Pass Filter:516), 제2 RF 증폭기(518), SAW 필터(520), 제3 RF 증폭기(522), 제1 가변 감쇄기(524), 제2 신디사이저(526), 직각위상 복조기(528), 제2 LPF(530), AD(Analog to Digital) 변환기(532), 베이스밴드(Baseband) 처리부(534), 전압 제어 발진기(536), 시스템 클럭 PLL(Phase Lock Loop)(538), DA(Digital to Analog) 변환기(540), 제3 LPF(542), 직각위상 변조기(544), 제3 신디사이저(546), 제3 BPF(548), 제4 RF 증폭기(550), 제2 가변 감쇄기(552), 제4 신디사이저(554), 제2 믹서(556), 제4 BPF(558), 제5 RF 증폭기(560), 고출력 증폭기(562), 캐버티(Cavity) BPF(564) 등을 포함한 구성을 갖는다.

비콘 장치(500)의 내부 구성에서 각 부분의 기능은 이미 공지된 기술이므로 그 상세한 설명은 생략한다.

비콘 장치(500)는 기지국(210)에서 송신되는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 수신하게 된다. 이때, 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호는 파일롯 채널, 동기 채널, 페이징 채널, 통화 채널 등으로 구성되어 있다. 비콘 장치(500)로 입력된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호는 제1 BPF(504)를 통과한 후에 2-Way 분배기(506)를 거쳐 NMS용으로도 사용하도록 NMS 단말장치(502)와 제1 RF 증폭기(508)로 분배하게 된다.

제1 RF 증폭기(508)에 입력된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 분배 신호는 증폭이 이루어진 후에, 이미지 제거용 제2 BPF(510)를 통과하게 된다. 제2 BPF(510)를 통과한 증폭 신호는 제1 믹서(512)에 입력된다. 제2 BPF(510)를 통과한 신호는 제1 신디사이저(514)에서 공급된 신호와 함께 제1 믹서(512)에서 믹싱(Mixing)이 이루어진다.

제1 믹서(512)로부터 출력된 믹서 출력 신호는 제1 LPF(516)를 통과하게 된다. 제1 LPF(516)의 출력은 IF 주파수 신호만 존재하게 된다. 즉, 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호가 IF 주파수로 변환되게 된다. 제1 LPF(516)의 출력 신호는 제2 RF 증폭기(518)를 거쳐 증폭이 이루어진 후에 SAW 필터(520)를 통과하게 된다. SAW 필터(520)는 기지국(210)에서 출력되는 여러 개의 근접 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 제거하고 1 개의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호만 수신하기 위해 사용된다.

SAW 필터(520)를 통과한 CDMA 신호는 제3 RF 증폭기(522)를 거쳐 제1 가변 감쇄기(524)에 입력된다. 제1 가변 감쇄기(524)는 베이스밴드 처리부(534)로부터 인가된 제어 신호에 따라 수신 이득을 제어하게 된다. 이 제1 가변 감쇄기(524)는 수시로 변하는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 수신 이득 제어 신호에 따라 일정한 전력 레벨이 되도록 이득을 조절한다. 제1 가변 감쇄기(524)에서 출력된 일정 레벨의 신호는 직각 위상 복조기(528)에 입력된다. 이 직각 위상 복조기(528)는 제2 신디사이저(526)에서 입력된 신호를 이용하여 IF 주파수의 씨디엠에이(CDMA) 신호를 I/Q 베이스 밴드 CDMA 신호로 변환한다.

직각 위상 복조기(528)에서 출력된 I/Q 베이스 밴드 CDMA 신호는 제2 LPF(530)를 통과하여 이미지 신호를 제거하게 된다. 제2 LPF(530)를 통과한 CDMA 신호는 AD 변환기(532)에 입력된다. AD 변환기(532)는 CDMA 신호를 디지털 데이터로 변환하여 1.2288 Mbps보다 8배 이상의 높은 속도로 샘플링을 수행하게 된다. AD 변환기(532)를 통해 디지털 데이터로 변환된 디지털 CDMA 신호는 베이스밴드 처리부(534)로 입력된다.

베이스밴드 처리부(534)는 시스템 클럭 PLL부(538)에서 시스템 클럭을 받게 되며, 사용자의 출력 설정을 입력 받게 된다. 또한, 베이스밴드 처리부(534)는 수 신 이득 제어를 수행하기 위하여 제1 가변 감쇄기(524)를 제어하며, 기지국(210)과의 주파수 오차를 줄이기 위하여 비콘 장치(500)의 기준 주파수를 발생시키는 전압 제어 발진기(536)를 제어한다. 또한, 베이스밴드 처리부(534)는 송신 전력 제어를 수행하게 되며, 수신되는 파일롯 신호와 동일한 Short PN 코드를 갖는 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호가 비콘 장치(500)에서 출력될 수 있도록 Dummy Pilot I/Q 신호를 발생시킨다.

베이스밴드 처리부(534)에서 출력된 Dummy Pilot I/Q 신호는 DA 변환기(540)에 입력되어 아날로그 I/Q 신호로 변환된다. DA 변환기(540)에서 출력된 아날로그 I/Q 신호는 제3 LPF(542)를 통과함으로써 이미지 신호들이 제거된다. 제3 LPF(542)를 통과한 파일롯 I/Q 신호는 직각 위상 변조기(544)에 입력되어 IF 신호로 변환된다.

직각 위상 변조기(544)의 출력은 제3 BPF(548)를 통과하면서 통과 대역 외의 이미지 신호들을 제거하게 된다. 제3 BPF(548)의 출력 신호는 제4 RF 증폭기(550)를 거쳐 증폭된 후에 제2 가변 감쇄기(552)에 입력된다. 이때, 제2 가변 감쇄기(552)는 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호의 출력 레벨 조정을 하기 위한 용도이다. 제2 가변 감쇄기(552)의 출력은 제2 믹서(556)에 입력되어 RF 신호로 변환된다.

제2 믹서(556)의 출력은 제4 BPF(558)를 통과하여 이미지 신호들을 제거한 후에, 제5 RF 증폭기(560)에 입력되어 신호 증폭이 이루어진다. 제5 RF 증폭기(560)의 출력은 고출력으로 증폭하기 위하여 고출력 증폭기(562)에 입력된 다. 고출력 증폭이 이루어진 후에 캐버티 BPF(564)를 통하여 대역 외의 이미지 및 스퓨리어스를 제거한 후에 더미 파일롯 신호로 출력된다.

도 6은 베이스밴드 처리부(534)의 내부 구성을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

베이스밴드 처리부(534)는 수신레벨 조정기(602), 송신이득 조정기(604), 상관기(606), 위상왜곡 조정기(608), 상관 에너지값 계산 및 PN코드 클럭 제어부(610), Short PN 코드 및 트리거 펄스 발생기(612), 및 파일롯 신호 발생부(614) 등을 포함한 구성을 갖는다.

수신레벨 조정기(602)는 수신되는 디지털 I/Q 신호를 이용하여 수신되는 디지털 I/Q 신호의 일정 구간을 검사하여 일정한 전력 레벨이 수신되도록 수신 이득 제어를 수행한다.

송신이득 조정기(604)는 사용자의 설정에 따라 송신 이득 제어를 수행한다. 또한, 송신이득 조정기(604)는 수신레벨 조정기(602)에서 수신되는 수신 레벨 세기와 상관기(606)에서 받은 상관값을 이용하여 수신되는 CDMA 신호의 파일롯 레벨을 측정하며, 수신되는 파일롯 레벨을 이용하여 출력되는 Dummy Pilot 신호의 송신 이득 제어를 수행한다.

위상 왜곡 조정기(608)는 기지국(210)과 비콘 장치(500)의 위상 차이 등으로 인하여 수신되는 파일롯의 위상 왜곡이 존재하게 되는데, 상관기(606)에서 출력되는 I/Q 상관 적분값과 전 상태의 상관 적분값을 비교하여 시계 방향과 반시계 방향 으로 회전하는 것을 판단하여 회전하지 않고 일정한 지점에 위치하도록 기준 발진기의 전압 제어를 수행하게 된다. 이런 지속적인 제어 과정을 통하여 기지국(210)에서 수신되는 CDMA 중심 주파수와 비콘 장치(500)의 수신 선택 중심 주파수는 일치하게 된다.

상관기(606)는 내부에 곱셈기와 적분기로 구성되어 있다. 곱셈기는 발생된 I/Q Short PN 코드와 수신되는 디지털 CDMA I/Q 신호와의 곱셈을 수행하게 된다. 곱셈기를 통과한 디지털 값은 적분기에 입력된다. 적분기에서는 일정 구간을 디지털 값을 적분하게 된다. 곱셈과 적분은 각각 I/Q 독립적으로 이루어지고 독립적인 I/Q 적분값를 출력하게 된다.

상관 에너지 값 계산 및 PN 코드 클럭 제어부(610)는 상관기(606)에서 출력되는 I/Q 적분값을 이용하여 상관 에너지 값을 계산하고, 이렇게 구한 상관 에너지 값을 이용하여 자체에서 발생시킨 Short PN의 상관 위치 판단 및 PN 코드 클럭 제어 등을 수행한다.

Short PN 코드 및 트리거 펄스 발생기(612)는 수신기에서 사용할 I/Q short PN 코드를 발생시키며, 또한 Pilot 신호를 발생하기 위한 Short PN 코드의 트리거 펄스 신호를 발생시킨다. 여기서, I/Q short PN 코드는 CDMA 방식에 맞는 I/Q PN 코드를 발생시키고 있다. Pilot 신호를 발생하기 위한 Short PN 코드의 트리거 펄스 신호는 Short PN 코드의 주기(1/1.2288Mcps*2¹⁵

26.67ms)마다 발생하고 있다. 이 트리거 펄스는 비콘 장비 시스템 지연 및 처리 지연에 의한 시간 지연을 고려하 여 트리거 펄스 신호를 발생시킨다.

파일롯 신호 발생부(614)는 비콘 장치(500)의 송신기에서 사용할 Dummy Pilot 신호를 발생하는 장치이다. 도 6에서 발생되는 트리거 펄스 신호를 이용하여 기지국(210)에서 발생되는 PN과 동일한 PN을 발생할 수가 있다. Pilot 신호 발생은 IS-95 규격을 충족하고 있는 신호를 발생시키며, 또한 Pilot 신호는 Short PN 코드가 주기(26.67ms)를 갖고 있으므로 출력되는 Pilot 신호의 I/Q도 주기(26.67ms)를 갖는다. 이러한 주기성을 이용하여 I/Q 데이터의 1 주기(26.27ms)를 보관하고 있는 데이터 메모리 장치이다. 따라서, Pilot 신호의 송신시에는 도 6에서 발생되는 트리거 펄스를 수신하여 26.67ms마다 메모리의 어드레스 조정이 이루어진다.

기지국(210)에서 송신된 CDMA RF 신호를 이용하여 비콘 장치(500)의 Dummy Pilot 신호의 기지국 동기화 방안은 세 단계로 나누어진다.

첫째, 기지국으로부터 송신된 CDMA RF 신호에 자체 발생한 Short PN 코드를 상관시켜 기지국의 Short-PN 코드의 시작점(PN #0의 시작점)을 인지하는 과정과, 둘째, Short PN 코드의 주기성을 이용하여 시스템 시간 지연과 전송 및 전파 지연을 보상하기 위한 송신 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 과정, 및 셋째, 기지국으로부터 송신된 CDMA RF 신호를 주기적으로 검사하여 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 과정으로 이루어진다.

먼저, 기지국으로부터 송신된 CDMA RF 신호에 자체 발생한 Short PN 코드를 상관시켜 기지국의 Short-PN 코드의 시작점(PN #0의 시작점)을 인지하는 과정에 대하여 설명한다.

도 7은 도 6에서 생성되는 수신부 PN 코드 발생과 수신부 PN 코드 트리거 펄스 타이밍도이다.

도 7에서, 15 개의 Flip-Flop을 이용해서 PN Sequence를 알고자 할 때 'all zero'의 경우는 나오지 않는다. PN Sequence의 특성상 만일 모든 Flip-Flop이 'all zero'의 경우라면 그 이후 PN Sequence는 계속해서 '0'가 나오게 된다. 그래서 실제로 add zero를 하지 않은 상황에서 PN Sequence를 보면 32767 주기를 갖는다. 따라서 PN Sequence의 마지막의 'zero'를 추가해야만 한다. I와 Q 모두 Sequence의 끝 지점에서 연속으로 14 개의 'zero'가 나오는데 여기에 'zero'를 추가해 줌으로써 32678개의 Chip을 생성할 수 있다.

수신부 I/Q Short-PN Sequence의 생성시 14 개의 "0"가 발생되면 "0"을 추가로 삽입하고, 그 다음부터는 I/Q Short-PN Sequence의 시작점, 즉 Short-PN #0의 시작점에서 수신부 PN 시퀀스의 트리거 펄스를 생성하게 된다.

도 8은 입력되는 CDMA 신호의 PN Offset과 출력되는 PN Offset 보정을 나타낸 것이다.

도 8에서, 임의의 Time offset을 갖고 입력되는 CDMA 신호는 AFC가 OFF 상태하에서 자체에서 발생한 Short-PN 코드를 상관시키고 Slewing하면서 PN #0의 위치를 찾게 된다.

도 8에서 입력되는 CDMA 신호의 PN 기준점은 비콘 장치(500)의 RF 입력포트의 입력 시점을 나타내고 있으며, 수신부 PN 시퀀스 트리거 펄스는 비콘 장치(500)에서 PN #0의 시작점을 인지한 지점을 나타내고 있다. 여기서, 시간 지연 I는 RF 입력 포트에서 베이스밴드 처리부(34)의 시간 지연과 베이스밴드 처리부(534)의 처리 시간 지연을 나타내고 있다.

두번째, Short PN 코드의 주기성을 이용하여 시스템 시간 지연과 전송 및 전파 지연을 보상하기 위한 송신 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 과정에 대하여 설명한다.

비콘 장치(500)에서 기지국(210)의 PN #0의 시작점을 찾으면, 비콘 장치(500)의 시간 지연을 보상하여 파일롯 신호를 송신하여야 한다. 비콘 장치(500)의 시간 지연의 요소로는 수신부의 시간 지연, 베이스밴드 처리의 시간 지연, 송신부의 시간 지연이다. 비콘 장치(500)에서 이러한 시간 보상을 하기 위해서는 파일롯 신호가 주기성이다는 사실을 이용하여 시간 보상하게 된다.

시간 보상은 도 8에 있는 송신부 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스에 적용하게 된다. RF 입력 포트로 수신되는 CDMA 신호와 비콘 장치(500)의 파일롯 신호의 출력 간에 시간 정렬을 시키기 위하여 시간 지연 II 만큼 시간 지연시켜 송신 파일롯 신호를 발생시킨다.

세번째로, 기지국(210)으로부터 송신된 CDMA RF 신호를 주기적으로 검사하여 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 과정에 대하여 설명한다.

베이스밴드 처리부(534)로 입력되는 CDMA 신호와 비콘 출력의 파일롯 신호 간의 시간 지연을 보상할지라도 비콘 장치(500)의 시스템 클럭과 기지국(210)의 시스템 클럭의 안정도 차이로 인하여 CDMA 신호와 비콘 출력의 파일롯 신호 간의 시간 지연은 변하게 되어 있다.

그러므로, 이러한 보상은 일정 주기마다 입력되는 CDMA 신호와 비콘 장치(500)의 Short PN 코드를 상관시켜 에너지 값을 구하여 지속적으로 보상하게 된다. 보상시 시간 지연의 흔들림을 적게 하기 위하여 비콘 장치(500)는 아날로그/디지털 변환시 8 Over Sampling 이상을 수행하여 사용하며, 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간 지연의 제어 분해능은 1/24 Chip으로 수행한다. 이 경우, 비콘 장치(500)의 시스템 클럭의 안정성을 위하여 AFC를 수행한다. 참고로, Qualcomm사의 단말기에서는 아날로그/디지털 변환시 4 Over Sampling을 하고 있다.

도 9는 베이스밴드 처리부(534)의 더미 파일롯 신호를 발생하기 위한 개념도를 나타낸 것이다.

도 9에서, 파일롯 데이터는 모두 "0"이며, IS-95에서 왈쉬(Walsh)도 "0"이기 때문에 1.2288 bps의 왈쉬 "0"으로 모듈레이션 된다. 이때, 출력은 두 개로 나누어지고, 외부에서 공급되는 트리거 펄스 기준으로 I/Q Short PN 발생기에서 발생된 PN 코드로 모듈레이션 되어지며, I/Q Short PN 코드의 시퀀스 주기는 2¹⁵의 길이( 즉, 32768 Chip)를 갖는다.

PN 코드에 의해 모듈레이션된 데이터는 스케일러(Scaler)를 통하여 이득 조정이 이루어진 후에 FIR 필터에 입력된다. FIR 필터에서는 IS-95에 적합한 Baseband 신호를 제외한 하모닉 신호들을 제거하게 된다. FIR 필터는 4 Over Interpolation을 수행한 후에 출력하게 된다.

따라서, 비콘 장치(500)는 PN 코드의 주기성으로 인하여 송신 디지털 I/Q 파일롯 신호가 주기성을 갖고 있으므로 1 주기(1/1.2288Mcps * 32768

26.67ms)의 I/Q 파일롯 신호를 데이터 메모리에 저장하여 주기적인 반복으로 I/Q 파일롯 신호를 생성하고 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 트리거 펄스 신호가 어드레스 래치 및 어드레스 카운팅부에 의해 I 파일롯 데이터와 Q 파일롯 데이터로 나뉘어 데이터 메모리에 저장된다. 도 10에서, I 파일롯 데이터의 저장 영역에는 0.25 칩 시간 지연마다 0 번지부터 131071 번지까지 I 파일롯 데이터가 저장되고, Q 파일롯 데이터의 저장 영역에도 0.25 칩 시간 지연마다 0 번지부터 131071 번지까지 Q 파일롯 데이터가 저장되어 있다.

한편, 다음은 기지국의 출력 주파수 안정도와 비콘 장치의 출력 주파수 안정 도를 연동하는 방안에 대하여 설명한다.

비콘 장치(500)의 출력 주파수 안정도 규격은 ±0.05ppm 이하이며, 기지국과 동일한 주파수 안정도를 확보하여야 한다. 이 주파수 안정도를 고려하기 위해서는 비콘 장치(500)의 기준 발진기로 사용하는 발진기의 온도 안정도과 격년 변화율에 따른 안정도 등을 고려하여 사용해야 한다. 이때, 비콘 장치(500)에서 고안정도의 발진기(OCXO 등급)를 사용하게 되면 가격은 매우 비싸지게 진다. 이러한 가격 문제를 해결하기 위해 비콘 장치(500)에서는 전압 제어형 발진기(TCXO)를 사용하였으며, 비콘 장치(500)에 입력 CDMA 신호를 이용하여 기지국 기준 발진기의 성능에 따라 가능 하도록 AFC 기능을 구현하였다. 또한, 비콘 장치(500)의 높은 주파수 안정도로 인하여 기준 발진기의 전압 제어시 10 비트 이상의 분해능으로 제어를 수행한다. 예컨대, Qualcomm사의 단말기에서 AFC 분해능은 8 비트이다.

그리고, 기지국 출력 레벨과 비콘 장치 출력 레벨 연동 방안에 대하여 설명한다.

더미 파일롯을 발생시키는 기존의 비콘 장치에서 출력 레벨은 사용자가 고정해서 사용하고 있다. 기지국에서 전체적인 출력 레벨을 증가시키거나 감소시키게 되는 경우, 기지국의 서비스 영역이 변경되므로 비콘 장치의 출력도 같이 변경되어야 하지만 기존의 비콘 장치는 기지국 파일롯 전력이 변할지라도 변경되지 못하는 단점이 있다. 이러한 문제점을 보완하기 위한 아래와 같이 기지국 출력 레벨과 비콘 장치의 출력 레벨을 연동한다.

RF 포트로 입력되는 CDMA RF 신호는 파일롯 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 다수개의 통화 채널로 구성되어 있다. 또한, 통화 가입자의 수에 따라 입력되는 CDMA RF 신호의 전력은 지속적으로 변하게 되어 있다. 기지국 출력 신호에서 변할지라도 파일롯 채널 전력이 일정하게 되면 기지국의 서비스 영역은 일정하게 유지된다. 그러므로, 입력되는 CDMA RF 신호에서 파일롯 채널의 전력을 알 수 있다면, 비콘 출력 신호의 파일롯 신호 전력 제어가 가능하게 된다.

즉, 비콘 장치(500)에서 AGC(Automatic Gain Controlling)를 수행하면서 CDMA RF 신호의 수신 레벨을 인지한다. 또한, 베이스밴드 처리부(534)에서 상관기(606)를 거쳐 적분하여 상관값을 구하고, 통화 채널의 수에 따라 상관값이 선형적으로 변하는 성질이 있으므로, 전체 전력에서 파일롯 전력 비율을 계산한다. 이어서, CDMA RF 신호 전력에서 파일롯 채널 전력을 계산하고, 송신 더미 파일롯 전력을 제어하는 것이다.

기지국(210)에서 출력 레벨을 전체적으로 증가 또는 감소시키게 되면, 파일롯 채널의 전력이 증가 또는 감소하게 되고 비콘 장치(500)는 파일롯 채널의 전력 변화율을 감지하여 비콘 장치의 출력 레벨을 제어하게 되는 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명은, 동기식 CDMA 무선 통신망에서 하드 핸드오버를 지원해 주는 비콘 장비가 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 기지국 CDMA RF 신호에서 기지국 구분용 PN 동기를 추출하여 사용하도록 하는 이동통신의 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치 및 방법을 실현할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비콘 장치에서 더미 파일롯 신호를 발생시킬 때 RF CDMA 신호에서 숏 피엔(Short Pseudo Noise) 코드 동기 획득시 시리얼 서쳐 방식을 사용하여 많은 게이트(Gate)가 필요하지 않으며, 자체 오실레이터(Oscillator)의 안정성(Stability)에 의한 주파수 쉬프트(Shift)로 인한 Short PN 코드의 드리프트(Drift)를 보상하며, 또한 출력되는 더미 파일롯 신호가 기지국 수준의 주파수 안정도(≤±0.05ppm)를 가지며, 기존의 EVEN_CLK과 기준 클럭을 수신하여 더미 파일롯 신호를 발생시키는 방식에 비해 별도의 EVEN CLOCK과 기준 클럭을 공급받지 않으므로 기지국 인터페이스가 매우 간단하다는 장점이 있 다.

Claims

동기식 코드 분할 다중 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 무선 통신망에서 하드 핸드오버(Hard Handover)를 지원해 주는 비콘(Beacon) 장비가 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 때 기지국의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호에서 기지국 구분용 피엔(PN:Pseudo Noise) 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서,

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 더미 파일롯 신호로 변환하는 비콘 모듈과, 상기 더미 파일롯 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기, 및 증폭된 상기 더미 파일롯 신호 중에서 해당되는 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터를 포함하여 구성되고서, 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 이용하여 상기 기지국의 숏 피엔(Short PN) 코드와 동일한 상기 더미 파일롯 신호를 출력하는 비콘 장치;

상기 기지국의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 비콘 장치에 커플링하는 방향성 결합기(D/C : Directional Coupler);

상기 비콘 장치로부터 출력된 상기 더미 파일롯 신호를 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 결합하여 이동 통신 신호를 출력하는 하이브리드 결합기(Hybrid Coupler); 및

상기 하이브리드 결합기에서 출력된 상기 이동 통신 신호를 무선 신호로 방사하는 기지국 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
삭제
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동기식 코드 분할 다중 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 무선 통신망에서 하드 핸드오버(Hard Handover)를 지원해 주는 비콘(Beacon) 장비가 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 때 기지국 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호에서 기지국 구분용 피엔(PN:Pseudo Noise) 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서,

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 더미 파일롯 신호로 변환하는 비콘 모듈과, 상기 더미 파일롯 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기, 및 증폭된 상기 더미 파일롯 신호 중에서 해당되는 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터를 포함하여 구성되고서, 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 이용하여 상기 기지국의 숏 피엔(Short PN) 코드와 동일한 상기 더미 파일롯 신호를 출력하는 비콘 장치;

상기 기지국의 안테나 급전 케이블(TX/RX0)에서 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 비콘 장치에 커플링하는 방향성 결합기(D/C : Directional Coupler);

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 무선 신호로 방사하는 기지국 안테나;

상기 기지국의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 상기 비콘 장치의 더미 파일롯 신호를 결합시켜 이동 통신 신호를 출력하는 듀플렉서(Dplexer);

상기 기지국의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 듀플렉서로 전달하는 수신 안테나 급전 케이블(Rx1); 및

상기 이동 통신 신호를 공중으로 방사하는 수신 다이버서티(Diversity) 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
삭제
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동기식 코드 분할 다중 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 무선 통신망에서 하드 핸드오버(Hard Handover)를 지원해 주는 비콘(Beacon) 장비가 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생시킬 때 기지국 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호에서 기지국 구분용 피엔(PN:Pseudo Noise) 동기를 추출하여 사용하도록 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치에 있어서,

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 상기 더미 파일롯 신호로 변환하는 비콘 모듈과, 상기 더미 파일롯 신호를 고전력으로 증폭하는 고전력 증폭기, 및 증폭된 상기 더미 파일롯 신호 중에서 해당되는 대역의 신호를 필터링하는 대역통과필터를 포함하여 구성되고서, 상기 기지국의 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 무선으로 수신하여 상기 기지국의 숏 피엔(Short PN) 코드와 동일한 상기 더미 파일롯 신호가 포함된 이동 통신 신호를 무선으로 방사하는 비콘 장치;

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 무선으로 수신하는 수신 비콘 안테나; 및

상기 더미 파일롯 신호를 이동 통신 신호로 무선으로 송출하는 송신 비콘 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
삭제
삭제
제 1 항, 제 4 항 및 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 비콘 장치는, 사용자의 출력 설정을 입력 받으며, 수신 이득 제어를 수행하고, 상기 기지국과의 주파수 오차를 줄이기 위하여 상기 비콘 장치의 기준 주파수의 발생을 제어하며, 송신 전력 제어를 수행하고, 수신되는 파일롯 신호와 동일한 숏 피엔(Short PN) 코드를 갖는 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호가 출력될 수 있도록 더미 파일롯(Dummy Pilot) I/Q 신호를 발생시키는 베이스밴드 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
제 10 항에 있어서,

상기 베이스밴드 처리부는,

입력되는 디지털 I/Q 신호를 이용하여 상기 디지털 I/Q 신호의 일정 구간을 검사하여 일정한 전력 레벨이 수신되도록 수신 이득 제어를 수행하는 수신레벨 조정기;

사용자의 설정에 따라 송신 이득 제어를 수행하는 송신이득 조정기;

내부에 곱셈기와 적분기로 구성되고, 상기 곱셈기는 발생된 I/Q 숏 피엔(Short PN) 코드와 수신되는 디지털 CDMA I/Q 신호와의 곱셈을 수행하며, 상기 곱셈기를 통과한 디지털 값은 적분기에 입력되고, 상기 적분기에서는 일정 구간을 디지털 값을 적분하게 되며, 곱셈과 적분이 각각 I/Q 독립적으로 이루어지고 독립적인 I/Q 적분값을 출력하는 상관기;

상기 기지국과 상기 비콘 장치의 위상 차이로 인하여 수신되는 파일롯의 위상 왜곡이 존재하게 되는데, 상기 상관기에서 출력되는 I/Q 상관 적분값과 전 상태의 상관 적분값을 비교하여 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하는 것을 판단하여, 회전하지 않고 일정한 지점에 위치하도록 기준 발진기의 전압 제어를 수행하는 위상 왜곡 조정기;

상기 상관기에서 출력되는 I/Q 적분값을 이용하여 상관 에너지 값을 계산하고, 상기 상관 에너지 값을 이용하여 자체에서 발생시킨 숏 피엔(Short PN)의 상관 위치 판단 및 PN 코드 클럭 제어를 수행하는 상관 에너지 값 계산 및 PN 코드 클럭 제어부;

수신기에서 사용할 I/Q 숏 피엔(short PN) 코드를 발생시키며, 파일롯 신호를 발생하기 위한 숏 피엔(Short PN) 코드의 트리거 펄스 신호를 발생시키는 숏 피엔(Short PN) 코드 및 트리거 펄스 발생기; 및

상기 비콘 장치의 송신기에서 사용할 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 발생하는 장치로서, 트리거 펄스 신호를 이용하여 상기 기지국에서 발생되는 PN과 동일 한 PN을 발생시키는 파일롯 신호 발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 송신이득 조정기는 상기 수신레벨 조정기에서 수신되는 수신 레벨 세기와 상기 상관기에서 받은 상관값을 이용하여 수신되는 상기 씨디엠에이 알에프 신호의 파일롯 레벨을 측정하며, 수신되는 파일롯 레벨을 이용하여 출력되는 더미 파일롯 신호의 송신 이득 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 숏 피엔(Short PN) 코드 및 트리거 펄스 발생기에서, 상기 I/Q 숏 피엔(short PN) 코드는 CDMA 방식에 맞는 I/Q PN 코드를 발생시키고, 상기 파일롯 신호를 발생하기 위한 숏 피엔(Short PN) 코드의 트리거 펄스 신호는 숏 피엔(Short PN) 코드의 주기마다 발생하고 있으며, 상기 트리거 펄스는 상기 비콘 장치의 시스템 지연 및 처리 지연에 의한 시간 지연을 고려하여 트리거 펄스 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 파일롯 신호 발생은 IS-95 규격을 충족하고 있는 신호를 발생시키며,

상기 파일롯 신호 발생부는 주기성을 이용하여 I/Q 데이터의 1 주기를 보관하고 있으며, 상기 파일롯 신호의 송신시에는 트리거 펄스를 수신하여 26.67ms마다 메모리의 어드레스를 조정하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
제 11 항에 있어서,

상기 파일롯 신호 발생부는, 트리거 펄스 신호가 입력되면 어드레스 래치 및 어드레스 카운팅부에 의해 I 파일롯 데이터와 Q 파일롯 데이터로 나누어 저장하며,

상기 I 파일롯 데이터의 저장 영역에는 0.25 칩 시간 지연마다 0 번지부터 131071 번지까지 상기 I 파일롯 데이터를 저장하고, 상기 Q 파일롯 데이터의 저장 영역에도 0.25 칩 시간 지연마다 0 번지부터 131071 번지까지 상기 Q 파일롯 데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 장치.
기지국에서 송신된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 이용하여 비콘 장치의 더미 파일롯(Dummy Pilot) 신호를 기지국과 동기화하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법에 있어서,

상기 기지국으로부터 송신된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호에 상기 비콘 장치의 자체에서 발생한 숏 피엔(Short PN) 코드를 상관시켜, 상기 기지국의 상기 숏 피엔(Short-PN) 코드의 시작점(PN #0의 시작점)을 인지하는 제 1 단계;

상기 숏 피엔(Short PN) 코드의 주기성을 이용하여 시스템 시간 지연과 전송 및 전파 지연을 보상하기 위한 송신 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 제 2 단계; 및

상기 기지국으로부터 송신된 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호를 주기적으로 검사하여 상기 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간의 지연을 보상하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 1 단계는,

15 개의 플립 플롭(Flip-Flop)을 이용해서 피엔 시퀀스(PN Sequence)를 수행할 때 'all zero'의 경우는 나오지 않으며,

상기 피엔 시퀀스(PN Sequence)의 특성상 모든 플립 플롭(Flip-Flop)이 'all zero'인 경우, 이후 상기 피엔 시퀀스(PN Sequence)는 계속해서 '0'가 출력되고, '0'를 추가하지 않은 상황에서 상기 피엔 시퀀스(PN Sequence)는 32767 주기를 가지며, 상기 피엔 시퀀스(PN Sequence)의 마지막에 '0'를 추가하며,

I와 Q 모두 시퀀스의 끝 지점에서 연속으로 14 개의 '0'가 나오며, 여기에 '0'를 추가해 32678개의 칩(Chip)을 생성하며, 수신부 I/Q 숏 피엔 시퀀스(Short-PN Sequence)의 생성시 14 개의 "0"가 발생되면 "0"을 추가로 삽입하고, 그 다음부터는 I/Q 숏 피엔 시퀀스(Short-PN Sequence)의 시작점에서 수신부 PN 시퀀스의 트리거 펄스를 생성하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.
제 17 항에 있어서,

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 피엔 옵셋(PN Offset)과 출력되는 피엔 옵셋(PN Offset) 보정은, AFC가 OFF 상태하에서 임의의 타임 옵셋(Time offset)을 갖고 입력되는 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호가 자체에서 발생한 숏 피엔(Short-PN) 코드를 상관시키고 Slewing하면서 PN #0의 위치를 찾게 되며,

상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 PN 기준점은 상기 비콘 장치의 RF 입력포트의 입력 시점을 나타내고 있으며, 수신부 PN 시퀀스 트리거 펄스는 상기 비콘 장치에서 PN #0의 시작점을 인지한 지점을 나타내며,

시간 지연 I는 RF 입력 포트에서 상기 베이스밴드 처리부의 시간 지연과 상기 베이스밴드 처리부의 처리 시간 지연을 나타내는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 2 단계에서, 상기 기지국의 PN #0의 시작점을 찾으면, 상기 비콘 장치의 시간 지연을 보상하여 파일롯 신호를 송신하며,

상기 비콘 장치의 시간 지연의 요소로는 수신부의 시간 지연, 베이스밴드 처리의 시간 지연, 송신부의 시간 지연을 포함하며,

상기 비콘 장치에서 시간 보상을 하기 위해서 파일롯 신호의 주기성을 이용 하여 시간을 보상하며,

상기 시간 보상은 송신부 파일롯 신호 발생용 트리거 펄스에 적용하며, RF 입력 포트로 수신되는 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 상기 비콘 장치의 파일롯 신호의 출력 간에 시간 정렬을 시키기 위하여 시간 지연만큼 시간을 지연시켜 송신 파일롯 신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 제 3 단계는, 베이스밴드 처리부로 입력되는 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 비콘 출력의 파일롯 신호 간의 시간 지연을 보상하더라도 상기 비콘 장치의 시스템 클럭과 상기 기지국의 시스템 클럭의 안정도 차이로 인하여 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 비콘 출력의 파일롯 신호 간의 시간 지연은 변하므로, 일정 주기마다 입력되는 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호와 상기 비콘 장치의 숏 피엔(Short PN) 코드를 상관시켜 에너지 값을 구하여 지속적으로 보상하며,

보상시 시간 지연의 흔들림을 적게 하기 위하여 상기 비콘 장치는 아날로그/디지털 변환시 8 오버 샘플링(Over Sampling) 이상을 수행하며, 송신 파일롯용 트리거 펄스 시간 지연의 제어 분해능은 1/24 칩(Chip)으로 수행하며,

상기 비콘 장치의 시스템 클럭의 안정성을 위하여 AFC를 수행하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.
제 16 항에 있어서,

상기 기지국의 출력 레벨과 상기 비콘 장치의 출력 레벨 연동시,

RF 포트로 입력되는 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호가 파일롯 채널, 동기 채널, 페이징 채널 및 다수개의 통화 채널로 구성되어 있으므로, 상기 파일롯 채널의 전력이 일정하도록 상기 비콘 장치에서 AGC(Automatic Gain Controlling)를 수행하면서 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 수신 레벨을 인지하고, 베이스밴드 처리부에서 상관기를 거쳐 적분하여 상관값을 구하고, 통화 채널의 수에 따라 상관값이 선형적으로 변하는 성질이 있으므로, 전체 전력에서 파일롯 전력 비율을 계산하며, 상기 씨디엠에이 알에프(CDMA RF) 신호의 전력에서 파일롯 채널 전력을 계산하고, 송신 더미 파일롯 전력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하드 핸드오버용 더미 파일롯 신호 발생 방법.