KR100790333B1

KR100790333B1 - 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기

Info

Publication number: KR100790333B1
Application number: KR1020070008928A
Authority: KR
Inventors: 이철진; 정진섭; 하경민; 지승환; 박준완
Original assignee: 주식회사 이노와이어리스
Priority date: 2007-01-29
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2008-01-02
Also published as: EP1950990A3; US7869370B2; ES2655242T3; EP1950990A2; EP1950990B8; JP2008187715A; US20080181120A1; JP4601677B2; EP1950990B1

Abstract

본 발명은 단일의 휴대인터넷 계측기에 의해 휴대인터넷 단말기에 대한 핸드오버 테스트기능을 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 테스트 장비의 구축 비용의 절감을 도모할 수 있고 이외에도 UL 및 DL 동기 확립과 통합 제어를 매우 간편하게 수행할 수 있도록 한 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기에 관한 것이다.

본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기는 핸드오버 테스트와 관련하여 서로 다른 코드로 미리 할당된 셀 ID가 포함된 프리앰블 인덱스에 의해 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 각종 다운링크 신호를 인코딩한 후에 합성하여 휴대인터넷 단말기로 송신하는 송신부; 핸드오버 테스트와 관련하여 휴대인터넷 단말기로부터의 각종 업링크 신호를 수신하여 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 셀 ID로 디코딩하는 수신부; 매 프레임의 다운링크 구간 및 업링크 구간마다 스위칭되어 상기 송신부와 상기 수신부를 휴대인터넷 단말기에 택일적으로 연결하는 스위칭부 및 핸드오버 테스트와 관련하여 상기 송신부를 통해 휴대인터넷 단말기로 전송할 각종 MAC 메시지를 생성하고 상기 수신부를 통해 수신된 핸드오버 테스트 관련 MAC 메시지를 해석하며 상기 스위칭부의 절환 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하여 이루어진다.

휴대인터넷(Mobile WiMAX), 와이브로, wibro, 계측기, 핸드오버, 서빙, 타겟, 기지국

Description

핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기{Mobile WiMAX Analyzer with Hand-over Test}

도 1은 OFDMA 방식에서 시간축과 주파수축의 자원 할당 방식을 설명하기 위한 도,

도 2는 휴대인터넷 시스템의 MAP 구조를 보인 도,

도 3은 일반적인 휴대인터넷 시스템의 네트워크 구성도,

도 4는 본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기의 블록 구성도,

도 5는 기지국의 요청에 따른 핸드오버 시험 절차를 설명하기 위한 흐름도,

도 6은 단말기의 요청에 따른 핸드오버 시험 절차를 설명하기 위한 흐름도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

100: 휴대인터넷 계측기, 110: 송신부,

111: 송신 제어부, 112: 서빙BS 신호생성부,

113: 타겟BS 신호생성부, 114, 115: 전력/주파수 조절부,

116: 믹서, 120: 중앙 제어부,

130: 수신부, 131: 수신 제어부,

132: 서빙BS 신호분석부, 133: 타겟BS 신호분석부,

140: 스위칭부, 200: 휴대인터넷 단말기,

210: RF 단자, 220: DM 포트

본 발명은 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기에 관한 것으로, 특히 단일의 휴대인터넷 계측기에 의해 휴대인터넷 단말기에 대한 핸드오버 테스트기능을 원활하게 수행할 수 있도록 한 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기에 관한 것이다.

현재까지 무선으로 인터넷에 접근할 수 있는 방식은 크게 WAP(Wireless Application Protocol)이나 WIPI(Wireless Internet Platform for Interoperability) 등의 플랫폼을 기반으로 이동전화망을 통해 접근하는 방식과 공중 무선 LAN과 액세스 포인트(Access Point)를 통해 접근하는 방식이 있다. 그러나 이동전화망을 통한 방식의 경우에는 화면 사이즈나 입력 인터페이스의 제약 및 종량제에 의한 과금 체계 등으로 인해 보편적인 인터넷 접속 수단으로서 근본적인 한계가 있었다. 그리고 무선 LAN의 경우에도 액세스 포인트를 중심으로 반경 수십 미터 내외에서만 사용이 가능하다는 지역적인 제약 이외에 이동성에 취약하다는 근본적인 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 극복하고자 ADSL 수준의 품질과 비용으로 정지 또는 중속 이동 중에도 고속 인터넷 접속이 가능한 무선 인터넷 서비스로서 '휴대인터넷'(Mobile WiMAX 또는 그 서브셋으로서 국내 표준인 WiBro)이 제안되어 있다.

도 1은 OFDMA 방식에서 시간축과 주파수축의 자원 할당 방식을 설명하기 위 한 도이다. 일반적인 통신 시스템에서는 시간과 주파수라는 무선 자원이 한정되어 있기 때문에 이를 여러 단말기 사용자들에게 배분하여 사용하여야 한다. 그런데, 기존의 CDMA 계열과 WLAN(Wireless LAN) 등의 시스템과는 달리 휴대인터넷 시스템은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)라는 방식을 채택하고 있는바, 이것은 도 1에 도시한 바와 같이 시간축과 주파수축의 2차원 자원 영역을 동시에 각 단말기에 할당하는 방식이다.

도 2는 휴대인터넷 시스템의 MAP 구조를 보인 도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 휴대인터넷 시스템에서는 효율성을 향상시키기 위해 같은 채널 코딩 방식과 변조 방식을 사용하는 데이터들을 하나의 묶음으로 전송하게 된다. 이 같이 동일한 채널 코딩 방식과 변조 방식을 사용하는 데이터 영역의 집합을 하나의 버스트(Burst)라 하는데, 각각의 버스트 위치 및 크기 정보는 도 2에 도시한 바와 같은 프레임의 지도(MAP) 정보에 의해 알 수가 있다. 여기에서 '프레임'(Frame)이라 함은 물리계층(PHY: Physical Layer) 규격에 의하여 사용되는 고정된 지속시간을 갖는 구조화된 데이터 시퀀스를 말하는바, 하나의 프레임은 기지국으로부터 단말기 방향으로의 링크인 하향링크(Downlink; 이하 간단히 'DL'이라고도 한다) 서브프레임(sub-frame)과 단말기로부터 기지국 방향으로의 링크인 상향링크(Uplink; 이하 'UL'이라고도 한다) 서브프레임 양쪽을 모두 포함할 수 있다.

휴대인터넷 시스템의 경우에는 또한 상향링크와 하향링크 전송들이 동일한 주파수를 공유하며 서로 다른 시간에 발생하는 시분할 복신 방식(Time Division Duplexing; TDD)을 채택하고 있기 때문에 한 프레임의 길이, 하향링크와 상향링크 의 비율 등의 필수 정보 등도 MAP 정보를 통해 제공된다. 그리고 단말기에 대한 자원 할당을 동적으로 하기 위하여 기지국은 각 프레임에 서로 다른 내용의 MAP을 전송할 수 있다. 이 경우에 MAP은 하향링크의 전송 정보를 담고 있는 DL_MAP과 상향링크의 자원 접근 권한을 알리는 UL_MAP으로 나누어질 수 있다. 여기에서, DL_MAP은 하향링크 상에서 기지국에 의하여 부채널 및 시간축 상에서 분할 다중화되는 버스트의 심볼 오프셋 및 부채널 오프셋과 할당된 자원인 심볼의 개수 및 부채널의 개수를 정의하는 매체접근제어(MAC: Media Access Control) 계층 메시지로 정의될 수 있다. 나아가, DL 서브프레임의 첫 번째 심볼에는 고유하게 정의되는 프리앰블(Preamble)이 존재하고, 이러한 프리앰블에는 또한 셀 ID(Cell Identification) 정보와 세그멘트(segment) 정보가 포함되어 있다.

한편, 휴대인터넷 시스템에서도 통상의 이동통신 시스템과 마찬가지로 단말기가 하나의 기지국이 제공하는 무선 인터페이스에서 다른 기지국이 제공하는 무선 인터페이스로 이동하는 경우에 그 접속이 끊기지 않도록 지원하는 핸드오버(Hand-over) 기능을 지원하고 있고, 휴대인터넷 규격에서는 단말기에서 이를 원활히 수행하는지를 테스트하는 항목이 규정되어 있다. 그리고 이러한 핸드오버에는 타겟 기지국(Target Base Station; 이하 간단히 '타겟BS'라고도 한다)과의 서비스가 기존 서빙 기지국(Serving Base Station; 이하 간단히 '서빙BS'라고도 한다)과의 연결을 끊은 후 시작되는 핸드오버(break-before-make HO)와 타겟BS와의 서비스가 기존 서빙BS와의 연결을 끊기 전 시작되는 핸드오버(make-before-break HO)가 있다. 여기에서 '서빙BS'라 함은 임의의 단말기에 대해 초기 네트워크 진입 절차 또는 핸드오 버 동안 단말기가 최근에 등록을 수행한 기지국을 말하고, '타겟BS'라 함은 단말기가 핸드오버의 마지막 과정에서 등록을 하려고 하는 기지국을 말한다.

한편, 종래의 휴대인터넷 단말기에 대한 핸드오버 수행 성능을 테스트하기 위해서는 임의의 서빙BS 및 타겟BS의 도움을 받아 실제 휴대인터넷 환경에서와 같이 테스트하는 방법이 있을 수 있는데, 이 방법은 기지국 장비의 유지 및 관리 체계상 기지국의 협조를 구하기가 사실상 불가능하다는 문제점이 있었다. 이외에 2 대의 휴대인터넷 계측기를 사용하여 실내에서 테스트하는 방법도 있을 수 있는데, 이 경우에는 2대의 휴대인터넷 계측기를 사용해야 되기 때문에 장비 구축비용이 많이 소요되고 이외에도 두 장비에 대한 UL 및 DL 동기 확립과 통합 제어가 매우 복잡하다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 단일의 휴대인터넷 계측기에 의해 휴대인터넷 단말기에 대한 핸드오버 테스트기능을 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 테스트 장비의 구축 비용의 절감을 도모할 수 있고 이외에도 UL 및 DL 동기 확립과 통합 제어를 매우 간편하게 수행할 수 있도록 한 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기를 제공함을 그 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기는 핸드오버 테스트와 관련하여 서로 다른 코드로 미리 할당된 셀 ID가 포함된 프리앰블 인덱스에 의해 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 각종 다운링크 신 호를 인코딩한 후에 합성하여 휴대인터넷 단말기로 송신하는 송신부; 핸드오버 테스트와 관련하여 휴대인터넷 단말기로부터의 각종 업링크 신호를 수신하여 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 셀 ID로 디코딩하는 수신부; 매 프레임의 다운링크 구간 및 업링크 구간마다 스위칭되어 상기 송신부와 상기 수신부를 휴대인터넷 단말기에 택일적으로 연결하는 스위칭부 및 핸드오버 테스트와 관련하여 상기 송신부를 통해 휴대인터넷 단말기로 전송할 각종 MAC 메시지를 생성하고 상기 수신부를 통해 수신된 핸드오버 테스트 관련 MAC 메시지를 해석하며 상기 스위칭부의 절환 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 상기 송신부는 핸드오버 테스트와 관련하여 상기 프리앰블 인덱스에 의한 인코딩을 포함하여 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 수행되는 물리계층 알고리즘을 구현하는 서빙기지국 신호생성부와 타겟기지국 신호생성부, 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호의 전력과 주파수를 상호 독립적으로 조절하는 전력/주파수 조절부, 각각의 상기 전력/주파수 조절부에서 출력된 다운링크 신호를 믹싱하는 믹서 및 상대적으로 하위에 속한 MAC 계층의 알고리즘을 구현하고, 송신 메시지를 생성하며, 상기 셀 ID, UL 셀 ID가 포함된 UCD/DCD 및 기타 필요한 메시지를 생성하여 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에 전달하고, 각각의 상기 전력/주파수 조절부를 제어하는 송신 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 송신부는 또한 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호의 CINR을 독립적으로 제어하거나 상기 서빙기지국 신호생성부와 상 기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호 사이의 타이밍 옵셋을 독립적으로 제어하는 기능을 더 구비할 수도 있다.

나아가, 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부는 FPGA나 DSP로 구현되는 것이 바람직하고, 상기 송신 제어부는 DSP로 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수신부는 휴대인터넷 단말기로부터의 각종 업링크 신호를 수신한 후에 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에 할당된 셀 ID로 디코딩하는 서빙기지국 신호분석부와 타겟기지국 신호분석부 및 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부의 동작을 제어하고 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부에서 디코딩된 신호를 상기 중앙 제어부로 전달하는 수신 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 중앙 제어부는 퍼스널 컴퓨터로 구현되되, 상기 송신부의 송신 제어부 및 상기 수신부의 상기 수신 제어부와 쌍방향 통신을 수행하여 상기 송신부와 상기 수신부 사이의 동기를 유지하고, 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부 및 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부에 대한 백본 기능을 담당하며, 상기 송신부를 통해 송신할 메시지 생성하고, UL-MAP 정보를 생성하여 상기 송신부와 상기 수신부에 전달하고, 사용자로부터 핸드오버 테스트와 관련된 각종 사항을 설정 또는 입력받는 유저 인터페이스를 사용자에게 제공하며, 상기 수신부로부터 전달받은 디코딩 결과와 휴대인터넷 단말기로부터 전달받은 각종 데이터를 해석한 후에 그 결과를 사용자에게 알려준다.

이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기에 대해 상세하게 설명한다.

도 3은 일반적인 휴대인터넷 시스템의 네트워크 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 휴대인터넷 시스템의 기본적인 네트워크 구성은 크게 휴대 단말기(Portable Subscriber Station: PSS), 기지국(Radio Access Station: RAS 또는 Base Station: BS) 및 제어국(Access Control Router : ACR)을 포함하여 이루어진다. 전술한 구성에서, 휴대 단말기(PSS)는 휴대인터넷 무선접속, IP 기반 서비스 접속, IP 이동성, 단말/사용자 인증 및 보안, 멀티캐스트 서비스 수신 및 타 망과 연동 기능 등을 수행한다. 한편, 기지국(RAS 또는 BS)은 휴대인터넷 무선접속, 무선자원 관리 및 제어, 이동성(핸드오프) 지원, 인증 및 보안, QoS 제공, 하향 링크 멀티캐스트, 과금, 통계 정보생성 및 통보 기능 등을 수행한다. 마지막으로 제어국(ACR)은 IP 라우팅 및 이동성 관리, 인증 및 보안, QoS 제공, IP 멀티캐스트, 과금 서버에 대한 과금 서비스 제공, 제어국(ACR) 내의 기지국(RAS)간 이동성 제어, 자원 관리 및 제어 기능 등을 수행한다.

아래의 표 1은 휴대인터넷 시스템에서의 주요 파라미터와 필수 요구사항을 보인 표이다. 표 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 분석 대상이 되는 휴대인터넷 시스템에서는 복신 방식으로 TDD를 채택하며, 다중접속 방식으로는 OFDMA를 채택함을 알 수가 있다.

항목	방식 또는 값
복신 방식	TDD
다중접속 방식	OFDMA
시스템 대역폭	8.75㎒
가입자당 전송속도	상향 최소/최대 128Kbps/1Mbps 하향 최소/최대 512Kbps/3Mbps
주파수 재사용 계수	1
주파수 효율	최대 주파수 효율 : Downlink/Uplink(6/2) 평균 주파수 효율 : Downlink/Uplink(2/1)
핸드오프	기지국내 셀 간 핸드오프, 기지국간 핸드오프, 주파수간 핸드오프 : 150㎳
이동성	최대 60㎞/h
서비스 커버리지	피코 셀 : 100m 마이크로 셀 : 400m 매크로 셀 : 1㎞

아래의 표 2는 휴대인터넷 시스템에서 필수 구현 옵션으로 지정된 PUSC(Partial Usage of Sub-Channel) 다이버시티 부채널인 경우의 OFDMA의 기본 파라미터를 보인 표이다.

변수	변수값
시스템 대역폭	8.75㎒
샘플링 주파수(F_s)	10㎒
샘플링 간격(1/F_s)	100㎱
FFT 크기(N_FTT)	1024
사용된 부반송파 개수	840
데이터 부반송파 개수	720
파일럿 부반송파 개수	120
부반송파 주파수 간격	9.765625㎒
유효 심볼 시간(T_b=1/Δf)	102.4㎲
CP 시간(T_g=T_b/8)	12.8㎲
OFDMA 심볼 시간(T_s=T_b+T_g)	115.2㎲
TDD 프레임 길이	5㎳

표 2에서 설명한 바와 같이, 휴대인터넷에서 한 프레임(TDD 프레임)의 길이는 5㎳이고, 1개의 심볼 시간은 115.2㎲임을 알 수가 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기의 블록 구성도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대인터넷 계측기(100)는 크게 핸드오버 테스트와 관련하여 서로 다른 코드로 미리 할당된 셀 ID가 포함된 프리앰블 인덱스에 의해 서빙BS 또는 타겟BS의 각종 DL 신호를 인코딩한 후에 합성하여 단말기(200)로 송신하는 송신부(110), 핸드오버 테스트와 관련하여 후술하는 단말기(200)로부터의 각종 UL 신호를 수신한 후에 서빙BS 또는 타겟BS의 셀 ID로 디코딩하는 수신부(130), 매 프레임의 DL 구간 및 UL 구간마다 스위칭되어 송신부(110)와 수신부(130)를 단말기(200)에 택일적으로 연결하는 스위칭부(140) 및 핸드오버 테스트와 관련하여 송신부(110)를 통해 단말기(200)로 전송할 각종 MAC(Media Access Control) 메시지를 생성하고 수신부(130)를 통해 수신된 핸드오버 테스트 관련 MAC 메시지를 해석하며 스위칭부(140)를 제어하는 중앙 제어부(120)를 포함하여 이루어질 수 있다.

전술한 구성에서, 송신부(110)는 다시 핸드오버 테스트와 관련하여 서빙BS 및 타겟BS에서 수행되는 물리계층(PHYisical layer) 알고리즘을 구현하는 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113), 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에서 출력된 각종 DL 신호의 전력과 주파수를 상호 독립적으로 조절하는 전력/주파수 조절부(114),(115), 각각의 전력/주파수 조절부(114),(115)에서 출력된 DL 신호를 믹싱하는 믹서(116) 및 상대적으로 하위에 속한 MAC 계층의 알고리즘을 구현하고, 송신 메시지(MAC PDU; MAC Protocol Data Unit)를 생성하며, 셀 ID, UL 셀 ID 등이 포함된 UCD(Uplink Channel Descriptor)/DCD(Downlink Channel Descriptor) 및 기타 필요한 메시지를 생성하여 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에 전달하고, 각 전력/주파수 조절부(114),(115)를 제어하는 송신 제어부(111)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이러한 구성에서, 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)는 각각 빠른 시간이 요구되는 단순작업을 주로 수행하기 때문에 이에 적합한 FPGA(Field Programmable Gate Array)나 DSP(Digital Signal Processor)로 구현될 수 있을 것이다. 송신 제어부(111)는 빠른 연산에 적합한 DSP로 구현될 수 있을 것이다.

한편, 수신부(130)는 단말기(200)로부터의 각종 UL 신호를 수신한 후에 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에 할당된 셀 ID로 디코딩하는 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133) 및 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)의 동작을 제어하고 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)에서 디코딩된 신호를 중앙 제어부(120)로 전달하는 수신 제어부(131)를 포함하여 이루어질 수 있다. 여기에서, 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)는 FPGA나 DSP로 구현될 수 있고, 수신 제어부(131)는 DSP로 구현될 수 있다.

중앙 제어부(120)는 통상적인 퍼스널 컴퓨터로 구현될 수 있는데, 송신부(110)의 송신 제어부(111) 및 수신부(130)의 수신 제어부(131)와 쌍방향 통신을 수행하여 송신부(110)와 수신부(130) 사이의 동기를 유지하고, 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113) 및 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)에 대한 백본(Backbone) 기능을 담당하며, 송신부(110)를 통해 송신할 메시지 생성하고, UL-MAP 정보를 생성하여 송신부(110)와 수신부(130)에 전달하는 기능을 담당한다. 중앙 제어부(120)는 이외에도 사용자로부터 핸드오버 테스트와 관련된 각종 사항을 설정 또는 입력받는 유저 인터페이스를 사용자에게 제공하고, 수신부(130)로부터 전달받은 디코딩 결과와 단말기(200)로부터 전달받은 각종 데이터를 해석한 후에 그 결과를 사용자에게 알려준다. 이를 위해 중앙 제어부(120)는 단말기(200)의 DM(Diagnostic Monitoring) 포트(220)를 통해 단말기(200)와 유선으로 연결될 수 있다. 한편, 스위칭부(140)는 통상의 전자 스위치로 구현될 수 있는바, 그 고정 접점은 RF(Radio Frequency) 단자(210)를 통해 단말기(200)에 유선으로 연결되고, 그 2개의 가동 접점은 각각 송신부(110)와 수신부(130)에 연결되어 있다.

전술한 구성에서, 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에는 이들을 구분하기 위해 2개의 서로 다른 프리앰블 인덱스(Preamble Index)(셀 ID와 세그먼트)가 할당되고, 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)는 이들 서빙BS 신호생성부 및 타겟BS 신호생성부에 할당된 셀 ID에 의해 수신되는 UL 신호를 디코딩하게 된다.

도 5는 기지국의 요청에 따른 핸드오버 시험 절차를 설명하기 위한 흐름도인바, 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)에서의 DL 신호의 생성은 각각 휴대인터넷 계측기(100)의 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에서 수행되고, 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)에서의 UL 신호의 수신 및 디코딩은 각각 휴대인터넷 계측기(100)의 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)에서 수행될 수 있다. 나아가, 백본은 중앙 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 단말기(PSS)는 미리 정해진 시간 주기로 인접 BS에 대한 스캐닝을 수행하는데, 이는 망을 식별하고 또한 초기 망 진입 및 HO를 찾는 단말기(PSS)에 인접BS(타겟BS)의 특성을 정의하기 위해 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)가 미리 정해진 시간 주기, 예를 들어 30초마다 단말기(PSS)에 전송하는 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신하여 수행될 수 있다.

다음으로, 서빙BS(sBS)에서는 후술하는 MOB_BSHO-REQ 메시지에서 명시되어 있는 인접 BS, 즉 타겟BS(tBS)와 백본을 통해서 핸드오버 관련 정보를 교환한 후에 자체 알고리즘에 의해 적합한 추천 BS 리스트를 결정(이 경우 타겟BS(tBS)가 될 것임)하여 단말기(PSS)에게 MOB_BSHO-REQ 메시지를 전송한다. 이 때, MOB_BSHO-REQ 메시지에는 타겟BS(tBS)의 BS_ID와 프리앰블 인덱스(Preamble Index)가 포함된다.

다음으로, 단말기(PSS)는 이러한 MOB_BSHO-REQ 메시지를 수신한 시점에서 에어(Air) 환경의 큰 변화가 없는 상태이면 핸드오버를 최종 확정한 후에 타겟 BS-ID를 포함한 MOB_HO-IND 메시지를 서빙BS(sBS)에 전송하여 핸드오버 결정을 알린다. 다음으로, 단말기(PSS)는 이러한 MOB_HO-IND 메시지를 전송한 후에 서빙BS(sBS)와의 무선 접속을 끊고 타겟BS(tBS)와의 재접속을 시도하는 한편, MOB_HO-IND 메시지를 수신한 서빙BS(sBS)는 MOB_HO-IND 메시지에서 명시되어 있는 타겟BS(tBS)에게 백본(Backbone)을 통해서 핸드오버를 알리게 된다. 이후 단말기(PSS)는 CDMA 코드 레인징(Code Division Multiple Access Code Ranging) 방법을 사용하여 타겟BS(tBS)로부터 RNG-REQ 메시지를 전송할 수 있는 UL 자원을 할당받는다.

다음으로, RNG-REQ 메시지를 수신한 타겟BS(tBS)는 이러한 메시지에 명시되어 있는 서빙BS(sBS)에게 백본을 통해서 단말기(PSS)의 컨텍스트(Context)를 획득하고 단말기(PSS)의 인증정보를 확인하는데, 정상적인 단말기임을 확인한 타겟BS(tBS)는 단말기(PSS)에게 시스템 자원을 할당한 후에 RNG-RSP 메시지를 전송하여 응답한다. 다음으로, 타겟BS(tBS)는 단말기(PSS)에 다운링크 트래픽을 전송하기 시작한다.

도 6은 단말기의 요청에 따른 핸드오버 시험 절차를 설명하기 위한 흐름도인바, 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)에서의 DL 신호의 생성은 각각 휴대인터넷 계측기(100)의 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에서 수행되고, 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)에서의 UL 신호의 수신 및 디코딩은 각각 휴대인터넷 계측기(100)의 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)에서 수행될 수 있다. 나아가, 백본은 중앙 제어부(120)에 의해 수행될 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 단말기(PSS)는 미리 정해진 시간 주기로 인접 BS에 대한 스캐닝을 수행하는데, 이는 망을 식별하고 또한 초기 망 진입 및 HO를 찾는 단말기에 인접BS(타겟BS)의 특성을 정의하기 위해 서빙BS(sBS)와 타겟BS(tBS)가 미리 정해진 시간 주기, 예를 들어 30초마다 단말기(PSS)에 전송하는 MOB_NBR_ADV 메시지를 수신하여 수행될 수 있다. 이러한 MOB_NBR_ADV 메시지에는 시간/주파수 동기 식별자와 DCD/UCD 참조 식별자 등이 포함될 수 있다. 이 과정에서 송신 제어부(111)는 각각의 전력/주파수 조절부(114),(115)를 통해 서빙BS 신호생성부(112)의 출력신호의 세기를 낮추는 한편 타겟BS 신호생성부(113)의 출력신호의 세기를 높여서 단말기가 핸드오버 조건이 충족된 것으로 결정할 수 있도록 한다.

다음으로, 단말기(PSS)는 핸드오버 조건이 충족했는지를 판단하여 충족된 경우에는 MOB_MSHO-REQ 메시지를 서빙BS(sBS)에 전송하는데, 이러한 핸드오버 조건은 예를 들어 서빙BS로부터 수신되는 신호의 세기와 타겟BS로부터 수신되는 신호의 세기를 비교하여 결정될 수 있다. 따라서 휴대인터넷 계측기(100)의 중앙 제어부(120)는 이 시점에서 각각의 전력/주파수 조절부(114),(115)를 제어하여 서빙BS 신호생성부(112)와 타겟BS 신호생성부(113)에서 출력되는 전력을 적절하게 조절할 수 있다.

다음으로, 서빙BS(sBS)는 이후 MOB_MSHO-REQ 메시지에서 명시되어 있는 인접 BS, 즉 타겟BS(tBS)와 백본을 통해서 핸드오버 관련 정보를 교환한다. 서빙BS(sBS)는 이어서 자체 알고리즘에 의해 적합한 추천 BS, 즉 타겟BS(tBS)를 결정한 후에 단말기(PSS)에게 MOB_BSHO-RSP 메시지를 통해 응답한다.

한편, 단말기(PSS)는 추천 BS, 즉 타겟BS(tBS) 정보가 포함된 MOB_BSHO-RSP 메시지를 수신한 시점에도 MOB_MSHO-REQ 메시지를 전송했던 시점과 비교하여 에어 환경의 큰 변화가 없는 상태이면 핸드오버를 최종 확정한 후에 타겟 BS-ID를 포함한 MOB_HO-IND 메시지를 서빙BS(sBS)에 전송하여 핸드오버 결정을 알린다. 이와 같이 MOB_HO-IND 메시지를 전송한 후 단말기(PSS)는 서빙BS(sBS)와의 무선 접속을 끊고 타겟BS(tBS)와의 재접속을 시도하는 한편, MOB_HO-IND 메시지를 수신한 서빙BS(sBS)는 MOB_HO-IND 메시지에서 명시되어 있는 타겟BS(tBS)에게 백본을 통해서 핸드오버를 알리게 된다. 이후 단말기(PSS)는 CDMA 코드 레인징(Code Division Multiple Access Code Ranging) 방법을 사용하여 타겟BS(tBS)로부터 RNG-REQ 메시지를 전송할 수 있는 UL 자원을 할당받는다.

다음으로, RNG-REQ 메시지를 수신한 타겟BS(tBS)는 이러한 메시지에 명시되어 있는 서빙BS(sBS)에게 백본을 통해서 단말기(PSS)의 컨텍스트(Context)를 획득하고, 단말기(PSS)의 인증정보를 확인하는데, 정상적인 단말기임을 확인한 타겟BS(tBS)는 단말기(PSS)에게 시스템 자원을 할당한 후에 RNG-RSP 메시지를 전송하여 응답한다. 다음으로, 타겟BS(tBS)는 단말기(PSS)에 다운링크 트래픽을 전송하기 시작한다.

한편, 중앙 제어부(120)는 도 5 및 도 6에 도시한 흐름도의 각종 단계에서 서빙BS 신호분석부(132)와 타겟BS 신호분석부(133)를 거쳐서 단말기(200)로부터 수신되는 각종 메시지와 DM 포트(220)를 통해 단말기(200)로부터 직접 전달받은 데이터를 해석하여 단말기(200)가 핸드오버에 필요한 동작을 적절하게 수행하는지를 체크 및 판정하게 된다.

본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 예를 들어 도 4에서의 각 블록은 기능적인 측면에서 구분된 것임을 밝혀둔다. 그리고 전력/주파수 조절부(114),(115)의 내부 또는 그 전단 및 후단에 CINR(Carrier to Interference Noise Ratio) 또는 타이밍 옵셋(Timing Offset)을 각각 독립적으로 제어할 수 있는 기능을 추가할 수도 있는데, 여기에서 CINR 조절 기능은 원하는 목표 노이즈의 신호를 각 프레임 전체에 가감하는 기능이고, 타이밍 옵셋 기능은 서빙BS과 타겟BS의 DL 신호 사이에 시간차를 두는 기능으로 서빙BS의 DL 신호와 타겟BS의 DL 신호 사이에 시간 지연을 주기 위해 사용될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기에 따르면, 단일의 휴대인터넷 계측기에 의해 휴대인터넷 단말기에 대한 핸드오버 테스트기능을 원활하게 수행할 수 있도록 함으로써 테스트 장비의 구축 비용의 절감을 도모할 수 있고 이외에도 UL 및 DL 동기 확립과 통합 제어를 매우 간편하게 수행할 수가 있다.

Claims

핸드오버 테스트와 관련하여 서로 다른 코드로 미리 할당된 셀 ID가 포함된 프리앰블 인덱스에 의해 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 각종 다운링크 신호를 인코딩한 후에 합성하여 휴대인터넷 단말기로 송신하는 송신부;

핸드오버 테스트와 관련하여 휴대인터넷 단말기로부터의 각종 업링크 신호를 수신하여 서빙 기지국 또는 타겟 기지국의 셀 ID로 디코딩하는 수신부;

매 프레임의 다운링크 구간 및 업링크 구간마다 스위칭되어 상기 송신부와 상기 수신부를 휴대인터넷 단말기에 택일적으로 연결하는 스위칭부 및

핸드오버 테스트와 관련하여 상기 송신부를 통해 휴대인터넷 단말기로 전송할 각종 MAC 메시지를 생성하고 상기 수신부를 통해 수신된 핸드오버 테스트 관련 MAC 메시지를 해석하며 상기 스위칭부의 절환 동작을 제어하는 중앙 제어부를 포함하여 이루어진 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 1 항에 있어서,

상기 송신부는 핸드오버 테스트와 관련하여 상기 프리앰블 인덱스에 의한 인코딩을 포함하여 서빙 기지국 및 타겟 기지국에서 수행되는 물리계층 알고리즘을 구현하는 서빙기지국 신호생성부와 타겟기지국 신호생성부, 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호의 전력과 주파수를 상호 독립적으로 조절하는 전력/주파수 조절부, 각각의 상기 전력/주파수 조절부에서 출력된 다운링크 신호를 믹싱하는 믹서 및 상대적으로 하위에 속한 MAC 계층의 알고리즘을 구현하고, 송신 메시지를 생성하며, 상기 셀 ID, UL 셀 ID가 포함된 UCD/DCD 및 기타 필요한 메시지를 생성하여 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에 전달하고, 각각의 상기 전력/주파수 조절부를 제어하는 송신 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 2 항에 있어서, 상기 송신부는 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호의 CINR을 독립적으로 제어하는 기능을 더 구비한 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 2 항에 있어서, 상기 송신부는 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에서 출력된 각종 다운링크 신호 사이의 타이밍 옵셋을 독립적으로 제어하는 기능을 더 구비한 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부는 FPGA나 DSP로 구현되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 5 항에 있어서,

상기 송신 제어부는 DSP로 구현되는 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 6 항에 있어서,

상기 수신부는 휴대인터넷 단말기로부터의 각종 업링크 신호를 수신한 후에 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부에 할당된 셀 ID로 디코딩하는 서빙기지국 신호분석부와 타겟기지국 신호분석부 및 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부의 동작을 제어하고 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부에서 디코딩된 신호를 상기 중앙 제어부로 전달하는 수신 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.
제 7 항에 있어서,

상기 중앙 제어부는 퍼스널 컴퓨터로 구현되되, 상기 송신부의 송신 제어부 및 상기 수신부의 상기 수신 제어부와 쌍방향 통신을 수행하여 상기 송신부와 상기 수신부 사이의 동기를 유지하고, 상기 서빙기지국 신호생성부와 상기 타겟기지국 신호생성부 및 상기 서빙기지국 신호분석부와 상기 타겟기지국 신호분석부에 대한 백본 기능을 담당하며, 상기 송신부를 통해 송신할 메시지 생성하고, UL-MAP을 생 성하여 상기 송신부와 상기 수신부에 전달하고, 사용자로부터 핸드오버 테스트와 관련된 각종 사항을 설정 또는 입력받는 유저 인터페이스를 사용자에게 제공하며, 상기 수신부로부터 전달받은 디코딩 결과와 휴대인터넷 단말기로부터 전달받은 각종 데이터를 해석한 후에 그 결과를 사용자에게 알려주는 것을 특징으로 하는 핸드오버 테스트기능을 갖는 휴대인터넷 계측기.