KR100658920B1 - Ｃｄｍａ 시스템에서 다이버시티 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CDMA(Code Division Multiple Access) 데이터 통신 중에 PN(Pseudo Noise) 중첩 지역에서의 다이버시티를 제어하도록 한 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법에 관한 것으로, 기지국을 통해 CDMA 데이터 통신을 연결한 후에, 주기적으로 PN 중첩 지역에서 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 과정과; 메모리로부터 기준 PN 개수를 판독하여 상기 확인된 PN 개수를 해당 판독한 기준 PN 개수와 비교하는 과정과; 상기 확인된 PN 개수가 상기 판독한 기준 PN 개수보다 큰 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 오프시켜 메인 경로만을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 함으로써, PN 중첩 지역에서 발생하는 핸드오프 횟수를 개선하여 잦은 핸드오프를 방지하며, 이에 데이터 전송 속도 및 데이터 통신 환경을 향상시킬 수 있다.

Description

ＣＤＭＡ 시스템에서 다이버시티 제어 방법 {Method of Controlling a Diversity in the CDMA System}
도 1은 일반적인 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템에서 이루어지는 다이버시티(Diversity)에 대한 설명을 하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어(Diversity Control)를 위한 구성을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법을 나타낸 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
21: PN(Pseudo Noise) 정보 수집부
22: 다이버시티 제어부
23: 메모리부
본 발명은 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법에 관한 것으로, 특히 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역에서의 다이버시티를 제어하도록 한 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, CDMA 시스템은 대용량, 통화 보안, 개방형 셀룰러 망구조 등을 지원하며, 여러 가지 형태의 다이버시티를 이용한 페이딩(Fading) 현상의 극복 및 소프트 핸드오프(Soft Handoff) 등에 의한 고품질의 서비스를 제공한다.
이러한 CDMA 이동 통신 환경에서는 다중 경로에 의한 페이딩으로 인하여 시스템의 성능을 저하하게 만드는데, 해당 페이딩이 존재하는 무선 채널에서 시스템의 성능을 향시키는 방안으로 다이버시티 기술이 사용된다.
해당 다이버시티 기술에는 시간, 주파수 및 공간의 다이버시티로 분류하는데, 해당 시간 다이버시티는 동일한 정보 신호를 서로 다른 두 개 이상의 시간에 걸쳐 송수신하는 것을 말하며, 해당 주파수 다이버시티는 동일한 정보 신호를 서로 다른 두 개 이상의 주파수에서 송수신하는 것을 말하며, 해당 공간 다이버시티는 동일한 정보 신호를 두 개 이상의 공간을 통하여 송수신하는 것을 말한다.
그리고, 상기 CDMA 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 제어국(11)과, 다수 개의 기지국(12-1, 12-2)과, 해당 기지국(12-1, 12-2)에 속해 있는 이동 통신 단말기(13)를 포함하여 이루어져 있는데, 상술한 세 가지 방식의 다이버시티를 모두 사용하도록 이루어져 있다.
우선, 시간 다이버시티의 경우에는, 인터리빙과 채널 부호화 과정에서 수행되는데, 해당 인터리빙으로 인하여 버스트 에러가 랜덤 에러로 변환되며, 하나의 데이터 비트는 채널 부호화에 의하여 2비트 또는 3비트로 변환된 후에 코딩된 심볼로 전송되도록 한다.
또한, 주파수 선택적 페이딩은 신호 대역 중에서 보통 200 ~ 300(KHz)의 대역에 영향을 주는데, 상기 CDMA 시스템에서는 신호 에너지를 넓은 주파수 대역으로 확산시킴으로써, 주파수 다이버시티를 구현하게 된다.
또한, 상기 CDMA 시스템에서의 공간(또는, 경로) 다이버시티는, 상기 기지국(12-1, 12-2)의 복수 안테나를 사용하고 레이크(Rake) 수신기를 구성하고 소프트 핸드오프의 구현을 통하여 얻어지게 되는데, 이때 해당 레이크란 사전적 의미로는 갈퀴 또는 갈퀴로 긁어 모으다는 뜻으로 다수의 코릴레이터로 다중 경로의 신호를 모으는 역할을 수행함을 의미한다. 특히, 해당 레이크 수신기나 소프트 핸드오프에 의한 공간 다이버시티는, 상기 CDMA 시스템에서만 제공되는 기술이다.
다시 말해서, 상기 CDMA 시스템에서는 데이터 속도보다 훨씬 빠른 속도로 발생되는 PN 부호를 사용하여 광대역 변호를 수행함으로써, 신호 경로의 분해 능력을 향상시켜 서로 다른 경로로 들어오는 신호를 독립적으로 처리하도록 한다. 이것은 상기 CDMA 시스템에만 유일하게 적용되는 것으로서 이로 인하여 다중 경로 페이딩의 영향을 감소시킬 수 있다. 또한, 이를 구현한 것이 상기 레이크 수신기로서, 해당 수신기에서는 상관기(Correlator)를 병렬로 다수 개를 두어 각기 다른 경로로 들어오는 수신 신호들을 독립적으로 추적하고 에너지를 결합하여 복조하는 기능을 수행한다.
상술한 공간 다이버시티의 경우에 있어서, 상기 레이크 수신기를 추가함으로써, 상기 기지국(12-1, 12-2)에서 보내지는 동일 신호 및 PN 부호에 대하여 상술한 공간 다이버시티를 적용하지 않을 경우에 비해, 2 ~ 3(dB) 정도 더 좋은 Ec/Io(즉, 레이크 수신기로 수신되는 총 전력 스펙트럼 밀도에 대한 PN 칩(Chip)당 파일럿 에너지(Pilot Energy)) 값을 가지게 해 준다.
그러나, 상기 PN의 중첩 지역과 같은 다수의 PN이 존재하는 지역에서는, 상기 공간 다이버시티를 적용한 경우에 주변 필드에 존재하는 각 PN들의 Ec/Io 값이 좋아짐에 의해서, 해당 다수의 PN이 수신 단말기(13)의 이웃(Neighbor) PN으로 등록이 이루어진다. 이때, 상기 PN 중첩 지역이란, 비숫한 전계강도를 가지는 PN이 다수 개(일반적으로, 10 개 이상인 경우)가 수신되는 지역으로, 빈번한 핸드오프가 발생되는 지역이다.
이에, 이런 환경에서 CDMA 데이터를 송수신하는 경우에는, 데이터 통신 도중에 다수의 PN들 사이에 핸드오프를 발생하게 되며, 이에 이동 통신 단말기(13)에서는 해당 데이터 통신 도중에 발생하는 잦은 핸드오프 처리를 수행해 주어야 하기 때문에, 오히려 데이터의 전송 속도를 저하시키는 문제점이 발생하게 된다.
다시 말해서, 종래 기술의 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법은, CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 여러 개의 PN이 존재하는 지역에서 다이버시티 기능에 의해 핸드오프를 빈번하게 발생하게 만들게 되며, 이에 데이터의 전송 속도를 저하시키며, 또한 시스템의 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.
전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역에서의 다이버시티를 제어하도록 한 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 여러 개의 PN이 존재하는 지역에서 다이버시티 기능에 의해 빈번하게 발생하는 핸드오프 회수를 해당 다이버시티 제어를 통해 개선시킴으로써, 데이터의 전송 속도 및 환경을 향상시키도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 경우에, 수신측 이동 통신 단말기의 등록된 PN 개수 정보를 주기적으로 확인하여 이를 기준으로 다이버시티의 기능을 제어하도록 함으로써, 이동 통신 단말기에서의 데이터 통신 중에 발생하게 되는 잦은 핸드오프를 방지할 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 여러 개의 PN이 존재하는 지역에서 발생하는 잦은 핸드오프를 억제할 수 있도록 해 줄 뿐만 아니라, 데이터 통신 환경을 개선시킬 수 있도록 하는데, 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시 스템에서 다이버시티 제어 방법은, 기지국을 통해 CDMA 데이터 통신을 연결한 후에, 주기적으로 PN 중첩 지역에서 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 과정과; 메모리로부터 기준 PN 개수를 판독하여 상기 확인된 PN 개수를 해당 판독한 기준 PN 개수와 비교하는 과정과; 상기 확인된 PN 개수가 상기 판독한 기준 PN 개수보다 큰 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 오프시켜 메인 경로만을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 PN 개수 확인 과정은, 상기 PN 중첩 지역에서 액티브에 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 것을 특징으로 한다.
다르게는, 상기 PN 개수 확인 과정은, 상기 PN 중첩 지역에서 캔디데이트 또는 이웃에 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법은, 상기 확인된 PN 개수가 상기 판독한 기준 PN 개수보다 작은 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 온시켜 메인 경로와 함께 데이터 송수신을 수행하도록 하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 CDMA 시스템에서 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 경우에 등록되어진 PN 개수(즉, 액티브(Active), 캔디데이트(Candidate) 또는 이웃에 등록되어진 PN들의 개수)를 주기적으로 확인한 후에, 해당 확인된 PN 개수 정보를 기준으로 하여 다이버시티의 기능을 제어하도록 한다.
다시 말해서, 본 발명은 PN 정보 수집부와, 다이버시티 제어부를 구현하여, 해당 PN 정보 수집부에서 CDMA 데이터 통신 중에 등록되어진 PN들(즉, 액티브, 캔디데이트 또는 이웃에 등록되어진 PN들)을 주기적으로 확인하여 해당 다이버시티 제어부에 통보하며, 이에 해당 다이버시티 제어부에서 해당 등록되어진 PN들(즉, 액티브, 캔디데이트 또는 이웃에 등록되어진 PN들)에 따라 다이버시티 상태를 제어하도록 함으로써, 이동 통신 단말기에서의 데이터 통신 중에 발생하게 되는 잦은 핸드오프를 방지하도록 해 준다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어를 위한 구성은 도 2에 도시된 바와 같이, PN 정보 수집부(21)와, 다이버시티 제어부(22)와, 메모리부(23)를 포함하여 이루어지는데, CDMA 데이터 통신 중에 액티브(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃)에 등록되어진 PN들이 일정 수보다 많아지면 다이버시티 경로(Path)를 동작시키지 않고 메인 경로(Main Path)만을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 하며, 반면에 해당 액티브(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃)에 등록되어진 PN들이 일정 수보다 적어지면 다이버시티 경로를 동작시켜 주도록 이루어진다.
상기 PN 정보 수집부(21)는 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 경우에 액티브(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃)에 등록되어 있는 PN들을 주기적으로 확인하며, 해당 확인된 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)를 상기 다이버시티 제어부(22)에게 통보한다.
상기 다이버시티 제어부(22)는 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 통보되는 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)를 기준으로 하여 다이버시티 상태를 제어하는데, 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 통보받은 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)와 상기 메모리부(23)로부터 판독한 기준 PN 개수를 비교하며, 해당 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)가 해당 기준 PN 개수보다 큰 경우에 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 동작시키지 않으며, 반면에 해당 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)가 해당 기준 PN 개수보다 작은 경우에 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 동작시켜 준다.
상기 메모리부(23)는 상기 다이버시티 제어부(22)의 제어 동작에 필요한 프로그램 및 데이터를 저장하는데, 특히 다이버시티 기능에 의해 핸드오프를 빈번하게 발생되지 않도록(즉, 적합한 핸드오프 회수를 유지할 수 있도록) 다이버시티를 제어하기 위한 기준 PN 개수를 미리 설정하여 저장해 둔다.
본 발명의 실시 예에 따른 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법을 도 3의 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 임의의 이동 통신 단말기에서는 자신이 속해 있는 기지국을 통해 CDMA 데이터 통신을 연결하게 되는데, 이때 해당 이동 통신 단말기의 송수신부(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)에 의해서 CDMA 데이터 통신을 연결시킨 다음에는(단계 S31), 주기적으로 PN 정보 수집부(21)에서는 해당 CDMA 데이터 통신 중 에 액티브 상에 존재하는 PN 수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 상에 존재하는 PN 수)를 확인하게 된다.
즉, 상기 PN 정보 수집부(21)는 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 경우에 액티브에 등록되어 있는 PN들(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃에 등록되어 있는 PN들)을 주기적으로 확인한 다음에(단계 S32), 해당 확인된 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)를 다이버시티 제어부(22)에게 통보해 주게 된다.
여기서, 상기 각 기지국으로부터 보내지는 파일럿 PN의 분류를 살펴보면, 리메이닝 세트(Remaining Set)와, 이웃 세트(Neighbor Set)와, 캔디데이트 세트(Candidate Set)와, 액티브 세트(Active Set)으로 이루어진다.
해당 리메이닝 세트는 상기 이동 통신 단말기에서 수신되는 파일럿 PN 세트를 말하며, 해당 이웃 세트는 해드오프를 위해서 충분히 해당 캔디데이트 세트가 될 수 있는 파일럿 PN 세트를 말하며, 해당 캔디데이트 세트는 해당 액티브 세트는 아니지만 충분한 전계강도를 가지는 파일럿 PN 세트를 말하며, 해당 액티브 세트는 트래픽 채널에 할당된 채널에 해당되는 파일럿 PN 세트를 말한다.
예를 들어, 상기 이동 통신 단말기가 처리해야 할 파일럿 PN 세트는, 해당 액티브 세트의 경우에 최대 6개이며, 해당 캔디데이트 세트의 경우에 최대 5개이며, 해당 이웃 세트의 경우에 최소 40개이다.
그리고, 해당 이웃 세트에서 해당 캔디데이트 세트가 되기 위한 기준점(즉, 기준 레벨)이 있는데, 상기 기지국으로부터 HDM(Handoff Direction Message)을 수 신받은 후에 해당 캔디데이트 세트에서 해당 액티브 세트로 전환되며, 해당 액티브 세트에서 해당 기준 레벨 이하로 떨어지게 되면 다시 해당 이웃 세트로 전환되어지게 된다.
다시 말해서, CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 경우에는, 많은 수의 PN이 액티브나 캔디데이트로 전환되어지는데, 이때 다이버시티가 온으로 되어 있을 경우에 향상된 Ec/Io 값에 의해 더 많은 핸드오프가 발생할 수도 있으므로, 이것을 방지하기 위해서, 상기 PN 정보 수집부(21)에서는 상기 제32단계(S32)와 같이 액티브 PN 개수를 확인하여 상기 다이버시티 제어부(22)에게 통보해 주게 된다. 다르게는, 상기 PN 정보 수집부(21)에서는 캔디데이트 PN 개수 또는 이웃 PN 개수를 확인하여 상기 다이버시티 제어부(22)에게 통보해 줌으로써, 해당 확인된 PN 개수가 메모리부(23)에 저장되어 있는 기준 PN 개수보다 큰 경우에 다이버시티를 오프시켜 잦은 핸드오프 발생을 방지하도록 해 주게 된다.
그러면, 상기 다이버시티 제어부(22)는 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)를 통보받아 상기 메모리부(23)에 저장되어 있는 기준 PN 개수를 판독한 후에(단계 S33), 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 통보받은 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)와 해당 메모리부(23)로부터 판독한 기준 PN 개수를 비교한다(단계 S34).
만약에, 상기 제34단계(S34)에서 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 통보받은 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)가 상기 메모리부(23)로부터 판독한 기준 PN 개수보다 크면, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경 로를 오프시켜 동작되지 않도록 함으로써, 메인 경로만을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 해 준다(단계 S35).
다시 말해서, 레이크 수신기(설명의 편의상으로 도면에는 도시하지 않음)는 상관기를 병렬로 다수 개를 두어 각기 다른 경로로 들어오는 수신 신호들을 독립적으로 추적하고 에너지를 결합하여 복조하는 기능을 수행하는데, 이때 상기 다이버시티 제어부(22)는 해당 레이크 수신기를 제어하여 해당 레이크 수신기를 통해 형성되어진 다이버시티 경로에 대한 차단을 수행하게 되는 것이다.
반면에, 상기 제34단계(S34)에서 상기 PN 정보 수집부(21)로부터 통보받은 액티브 PN 개수(다르게는, 캔디데이트 또는 이웃 PN 개수)가 상기 메모리부(23)로부터 판독한 기준 PN 개수보다 작은 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 온시켜 동작되도록 함으로써, 메인 경로와 함께 데이터 송수신을 수행하도록 해 준다(단계 S36).
이상과 같이, 본 발명에 의해 CDMA 데이터 통신 중에 PN 중첩 지역과 같이 다수의 PN이 존재하는 지역에서 다이버시티 기능에 의해 핸드오프를 빈번하게 발생하는 경우를 억제하기 위해서, 수신측 이동 통신 단말기의 등록된 PN 개수 정보를 주기적으로 확인하여 이를 기준으로 다이버시티의 기능을 제어하도록 함으로써, PN 중첩 지역에서 발생하는 핸드오프 횟수를 개선하여 잦은 핸드오프를 방지하며, 이에 데이터 전송 속도 및 데이터 통신 환경을 향상시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 기지국을 통해 CDMA 데이터 통신을 연결한 후에, 주기적으로 PN 중첩 지역에서 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 과정과;
    메모리로부터 기준 PN 개수를 판독하여 상기 확인된 PN 개수를 해당 판독한 기준 PN 개수와 비교하는 과정과;
    상기 확인된 PN 개수가 상기 판독한 기준 PN 개수보다 큰 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 오프시켜 메인 경로만을 이용하여 데이터 송수신을 수행하도록 하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PN 개수 확인 과정은, 상기 PN 중첩 지역에서 액티브에 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PN 개수 확인 과정은, 상기 PN 중첩 지역에서 캔디데이트 또는 이웃에 등록되어 있는 PN들의 개수를 확인하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 확인된 PN 개수가 상기 판독한 기준 PN 개수보다 작은 경우에, 다이버시티에 의해 형성되어진 다이버시티 경로를 온시켜 메인 경로와 함께 데이터 송수신을 수행하도록 하는 과정을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 다이버시티 제어 방법.
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