KR100846244B1 - 휴대 전화기 - Google Patents

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KR100846244B1
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산요덴키가부시키가이샤
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Abstract

소프트 핸드 오프 지시 및 하드 핸드 오프 지시에 대응하여 목적지의 기지국을 탐색하는 휴대 전화기(100)는 기지국으로부터 소프트 핸드 오프 지시 또는 서치창의 폭의 지정을 포함할 수 있는 하드 핸드 오프 지시를 접수하는 접수 하드 핸드 오프 지시를 접수한 경우에는 창 제어부(83)가 해당 지시에 포함되는 서치창의 지정, 또는 소프트 핸드 오프 지시에 대하여 사용하는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 사용하여 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하도록 서치부(70)를 제어한다.

Description

휴대 전화기 {CELLULAR TELEPHONE}
본 발명은 CDMA 방식 휴대 전화 시스템의 핸드 오프에 관한 것이다.
CDMA 방식의 휴대 전화기는 셀 사이의 이동에 수반하여 통신중인 기지국에서 다른 기지국으로 통신 채널을 전환하는 핸드 오프를 실행한다. 핸드 오프에는 통신중인 기지국(구기지국이라 함)과의 통신을 중단하지 않으면서 동일한 주파수상에서의 다른 기지국(신기지국이라 함)과의 통신을 시작하는 소프트 핸드 오프와, 구기지국과의 통신을 절단한 후에 다른 기지국 그룹, 다른 주파수 할당 또는 다른 프레임 오프셋의 기지국과의 통신을 시작하는 하드 핸드 오프가 있다.
소프트 핸드 오프는 휴대 전화기의 주변에 위치하는 주변 기지국의 파일럿 강도에 근거하여 실행된다. 파일럿 강도란 각 기지국이 서로의 확산 타이밍을 어긋나게 하여 출력하고 있으며, 각 기지국에 공통의 파일럿 채널의 강도에 대한 것으로서 수신 에너지 전체에 대한 수신 파일럿 에너지의 비율이다.
휴대 전화기는 주변 기지국의 파일럿 강도를 상시 측정하여 통신중인 기지국에 보고하고 있다. 기지국은 자신의 파일럿 강도보다 충분히 강한 파일럿 강도를 가진 주변 기지국이 있으면 그 주변 기지국으로의 소프트 핸드 오프를 휴대 전화기에 지시한다. 휴대 전화기는 파일럿 강도의 측정에 의하여 주변 기지국의 확산 타 이밍, 즉 동기 타이밍을 이미 특정하고 있기 때문에 소프트 핸드 오프의 지시가 있으면 곧바로 지정된 주변 기지국에 동기할 수 있다.
한편, 하드 핸드 오프는 기지국 그룹, 주파수 할당 또는 프레임 오프셋이 다른 기지국 사이의 핸드 오프이기 때문에, 휴대 전화기는 하드웨어 구성상의 이유로 인하여 핸드 오프 전에 신기지국의 파일럿 강도를 측정할 수 없다. 따라서 휴대 전화기는 기지국으로부터의 하드 핸드 오프의 지시를 접수하고, 신기지국의 파일럿 강도를 측정하여 이 측정 결과를 기초로 신기지국의 동기 타이밍을 특정한다. 신기지국의 파일럿 강도 측정시에, 휴대 전화기는 구기지국의 동기 타이밍에 근거하여 신기지국의 동기 타이밍을 추정하고, 추정한 동기 타이밍에 맞추어 서치창(search window)을 설정하고, 서치창이 표시하는 기간동안 파일럿 강도를 측정한다.
이와 같이 하드 핸드 오프에서는 구기지국의 동기 타이밍을 기준으로 하여 서치창을 설정하기 때문에, 신기지국으로부터의 전파가 반사 등에 의하여 대폭 지연된 경우, 신기지국의 파일럿 신호의 피크 위치가 서치창의 틀에서 벗어나서 신기지국의 동기 타이밍을 포착할 수 없게 되고, 핸드 오프에 실패하여 통신이 끊어지게 되는 문제가 있다
상술한 문제를 감안하여 본 발명은 CDMA 방식 휴대 전화 시스템의 핸드 오프의 성공율을 향상시킨 휴대 전화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 휴대 전화기는 소프트 핸드 오프 지시 및 하드 핸드 오프 지시에 따라 목적지의 기지국을 탐색하는 휴대 전화기로서, 기지국으로부터 소프트 핸드 오프 지시 또는 서치창의 폭에 대한 지정을 포함하는 하드 핸드 오프 지시를 접수하는 접수 수단과, 하드 핸드 오프 지시를 접수했을 때, 해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 소프트 핸드 오프 지시에 대하여 사용하는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 통하여 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하는 탐색 수단을 구비한다.
소프트 핸드 오프에서는 소프트 핸드 오프에 앞서, 근처 기지국의 파일럿 서치를 행하고, 파일럿 채널의 타이밍을 포착한 후 소프트 핸드 오프를 행하기 때문에 이와 같은 문제는 발생하지 않는다. 한편, 하드 핸드 오프에서는 핸드 오프 전에 목적지의 파일럿 서치를 행하지 않기 때문에, 이와 같은 문제가 발생하기 쉽다. 이 때문에 본 발명은 하드 핸드 오프의 경우에는 구기지국과 신기지국으로부터의 전파의 지연 시간의 시간차가 큰 경우에도, 서치창을 넓게 하여 시간차를 흡수할 수 있도록 함으로써 핸드 오프의 실패를 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 실시형태에 있어서 휴대 전화기의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 서치창 테이블을 나타내는 도면.
도 3(a)은 통상의 하드 핸드 오프 포인트를 나타내는 도면.
도 3(b)은 비정상적인 하드 핸드 오프 포인트를 나타내는 도면.
도 4는 도 3(b)의 기지국 A, B의 각 채널의 전파 강도와 서치창과의 관계를 나타내는 도면.
도 5는 제어부(80)를 중심으로 한 처리 순서를 나타내는 플로우차트.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 사용하여 설명한다.
도 1은 본 실시형태에 있어서 휴대 전화기의 구성을 나타내는 블록도이다. 동일 도면에 있어서 휴대 전화기(100)는 안테나(10), 무선부(20), 변복조부(30), 음성 처리부(40) 마이크(50), 스피커(60), 서치부(70) 및 제어부(80)로 구성된다.
무선부(20)는 기지국-안테나(10) 사이의 무선 구간과 변복조부(30) 사이의 주파수 변환을 행하는 것으로, 제어부(80)의 지시에 의하여 교통 채널의 주파수 할당에 따른 주파수 변환을 행할 수 있다.
변복조부(30)는 주로 협대역 변조 및 확산 변조를 행하는 변조부와 역확산 및 복조을 행하는 복조부를 구비하여 데이터의 변복조를 행한다.
음성 처리부(40)는 마이크(50) 및 스피커(60)를 통하여 입출력되는 음성의 CODEC 처리를 행한다.
서치부(70)는 매치드(matched) 필터(71) 및 파일럿 강도 측정부(72) 등을 구비하고, 통신중에 있어서 근처의 기지국이나 하드 핸드 오프시의 신기지국의 파일럿 서치를 행한다.
파일럿 서치란, 서치창을 설정하고, 이 서치창내에서 사용할 수 있는 파일럿 채널의 멀티 패스 컴포넌트(즉, 대응하는 하행 트래픽 채널을 복조하기 위해 휴대 전화기(100)가 사용할 수 있는 멀티 패스 컴포넌트)를 서치하는 조작을 말한다. 서치창의 사이즈는 기지국으로부터의 지시에 근거한다. 파일럿 채널은 각 기지국이 연속하여 송신하는 신호로서, 이 파일럿 채널에 의하여 휴대 전화기는 하강 CDMA 채널의 타이밍을 포착할 수 있다. 다른 기지국 끼리는 다른 파일럿 PN 계열 오프셋에 의하여 식별된다. 즉, 각 기지국은 주기가 2의 15승의 PN 계열에 의하여 512 종류의 다른 타이밍으로 파일럿 채널을 확산하기 때문에, 휴대 전화기는 타이밍을 특정함으로써 기지국을 특정할 수 있다.
휴대 전화기(100)는 근처의 기지국의 파일럿 서치에 의하여 현행의 CDMA 주파수 할당 상에서 파일럿 채널을 서치하고, 다른 기지국의 파일럿 채널의 존재를 검출하여 그 강도를 측정한다. 휴대 전화기(100)는 충분한 강도를 갖는 다른 기지국의 파일럿 채널을 검출한 경우, 통신중인 기지국에 파일럿 강도 측정 메시지를 송신하고, 기지국은 이에 대응하여 핸드 오프의 실행을 지시한다.
또한, 휴대 전화기(100)는 하드 핸드 오프시의 신기지국의 파일럿 서치에 의하여 신기지국의 동기 포착을 행한다. 동기 포착이란 수신측에서의 확산 부호의 발생 타이밍을 수신 신호의 확산 부호에 맞추는 조작을 말한다.
매치드 필터(71)는 창 제어부(83)로부터의 서치창의 기간을 나타내는 신호가 입력되어 있는 동안에 수신 신호와 PN 계열과의 중합 적분으로 상관 검출을 행한다.
파일럿 강도 측정부(72)는 매치드 필터(71)의 상관 검출의 결과에 근거하여 칩당의 수신 파일럿 에너지 Ec와 각 컴포넌트의 총수신 스펙트럼 밀도(잡음과 시그널) Io와의 비를 가하여 맞춤으로써 파일럿 채널의 파일럿 강도를 측정한다. 또한 파일럿 강도 측정부(72)는 강도의 측정으로 피크 위치를 특정하고, 파일럿 채널의 타이밍을 검출한다.
제어부(80)는 도시하지 않는 CPU, RAM 및 ROM 등으로 구성되며, CPU가 ROM에 기록된 각종 프로그램을 실행함으로써 휴대 전화기(100)의 각종 제어를 행한다.
기능적으로는, 제어부(80)는 핸드 오프 처리부(81), 주파수 설정부(82), 창 제어부(83), 서치창 메모리(84) 및 서치창 테이블(85)로 구성된다.
핸드 오프 처리부(81)는 기지국으로부터 핸드 오프 지시 메시지를 접수하면, 각 구성 요소를 제어하여 핸드 오프를 수행한다. 보다 상세하게, 핸드 오프 처리부(81)는 먼저 핸드 오프 지시 메시지를 해석하여 핸드 오프 종별, 주파수 할당, 파일럿 PN 계열 오프셋 인덱스, 서치창 사이즈 정보 등을 특정한다. 여기서 핸드 오프 종별은 소프트 핸드 오프와 하드 핸드 오프가 있다. 주파수 할당은 신기지국의 채널에 할당된 주파수를 나타내며, 핸드 오프 종별이 소프트 핸드 오프의 경우는 생략된다. 파일럿 PN 계열 오프셋 인덱스는 신기지국에 대한 0 오프셋 파일럿 계열에 비례하는 1 파일럿당 64 PN 칩 단위의 PN 오프셋을 나타낸다. 서치창 사이즈는 파일럿 서치에 사용하는 서치창 사이즈를 나타내고, 경우에 따라서는 생략된다.
다음에, 핸드 오프 처리부(81)는 특정한 주파수 할당의 주파수에 동조하여 주파수 변환을 행하도록 무선부(20)를 제어한다.
또 핸드 오프 처리부(81)는 서치창 사이즈 정보를 사용하여 서치창 테이블(85)로부터 대응하는 서치창 사이즈를 판독하고, 서치창 메모리(84)에 격납한다.
또한 핸드 오프 처리부(81)는 창 제어부(83)에 파일럿 PN 계열 오프셋 인덱 스와 핸드 오프 종별을 통지한다.
주파수 설정부(82)는 핸드 오프 처리부(81)가 해석한 핸드 오프 지시에 포함되어 있는 신기지국의 주파수 할당에 따라 무선부(20)의 주파수 전환 제어를 행한다.
서치창 테이블(85)은 도 2에 도시된 서치창 테이블을 기억한다. 동일 도면에 도시된 바와 같이, 서치창 테이블은 좌측란에 도시된 서치창 정보와, 우측란에 도시된 창 사이즈 파라미터로 구성된다. 창 사이즈 파라미터가 나타내는 값은 파일럿 채널을 서치할 때에 사용하는 서치창의 PN 칩 수에 대응한다.
서치창 메모리(84)는 핸드 오프 처리부(81)에 의해 서치 창 테이블(85)로부터 판독된 서치부 및 창 사이즈 파라미터를 기억한다.
창 제어부(83)는 핸드 오프 종별, 파일럿 PN 계열 오프셋, 서치창 메모리(84)에 기억되는 서치창 정보 및 창 사이즈 파라미터에 근거하여 매치드 필터(71)에 파일럿 서치시의 서치창에 대한 타이밍을 통지한다.
창 제어부(83)는 통신중에 있어서 서치창 메모리에 나타나는 창 사이즈 파라미터의 폭의 서치창의 중심을 각 근처 기지국의 파일럿 PN 계열 오프셋에 설정하여 파일럿 서치를 행한다.
창 제어부(83)는 핸드 오프 종별이 하드 핸드 오프의 경우, 서치창 메모리(84)에 기억되는 서치창 정보를 판독하고, 서치창 정보의 값을 하나 늘리고, 늘린 값의 서치창 정보에 대응하는 창 사이즈 파라미터를 서치창 테이블(85)로부터 판독한다. 그 다음 창 제어부(83)는 판독한 창 사이즈 파라미터의 폭의 서치창의 중심을 신기지국의 파일럿 PN 계열 오프셋에 설정하여 신기지국의 파일럿 서치를 행한다.
즉 이러한 구성에 의하여, 휴대 전화기(100)는 하드 핸드 오프시에는 서치창 메모리에 기억되어 있는 창 사이즈 파라미터가 나타내는 서치창 사이즈보다 넓은 사이즈의 서치창에서 신기지국의 파일럿 서치를 행한다. 이로 인해 하드 핸드 오프시에는 소프트 핸드 오프를 위한 파일럿 서치에 사용하는 서치창 사이즈, 또는 기지국으로부터 지시된 서치창 사이즈보다 넓은 창에 의하여 파일럿 서치가 행해지는 것이 된다.
도 3(a)는 통상의 하드 핸드 오프 포인트를 나타내고, 도 3(b)는 비정상적인 하드 핸드 오프 포인트를 나타낸다.
도 3(a), (b)에 있어서, 휴대 전화기가 기지국 A로부터 기지국 B로 하드 핸드 오프하는 경우, 휴대 전화기는 기지국 A의 전파를 기준으로 하여 기지국 B의 파일럿 서치의 서치창을 설정한다. 즉, 서치창의 타이밍은 기지국 A로부터의 전파의 지연 시간에 근거하여 결정된다.
도 3(a)에 있어서, 휴대 전화기(도면에서 이동기)는 기지국 A와 기지국 B 중간의 거리에 위치하기 때문에, 기지국 A로부터의 전파의 지연 시간 α1과 기지국 B로부터의 전파의 지연 시간 α2의 시간차는 그다지 크지 않다. 따라서, 시간차는 하드 핸드 오프시에 기지국으로부터 지시된 서치창 사이즈 또는 전회의 파일럿 서치시에 사용한 서치창 사이즈에 의하여 흡수된다.
그러나, 도 3(b)와 같이, 휴대 전화기(도면에서 이동기)가 기지국 A에 가깝 고 기지국 B에 먼 지점에 위치하는 경우, 기지국 B로부터의 전파는 건축물 등에 의한 반사가 많아지는 만큼 지연 시간이 길어진다. 이 때문에, 기지국 A로부터의 전파의 지연 시간 β1과 기지국 B로부터의 전파의 지연 시간 β2와의 시간차는 도 3(a)의 경우보다 크고, 기지국으로부터 지시된 서치창 사이즈 또는 전회의 파일럿 서치시에 사용한 서치창 사이즈에서는 흡수할 수 없는 경우가 있다. 흡수할 수 없는 경우, 휴대 전화기는 기지국 B의 파일럿 신호를 포착할 수 없고, 그 결과 하드 핸드 오프에 실패하여 통화가 드롭하는 것이 된다.
소프트 핸드 오프에서는 소프트 핸드 오프에 앞서, 근처 기지국의 파일럿 서치를 행하고, 파일럿 채널의 타이밍을 포착한 후 소프트 핸드 오프를 행하기 때문에 이와 같은 문제는 발생하지 않는다. 한편, 하드 핸드 오프에서는 핸드 오프 전에 목적지의 파일럿 서치를 행하지 않기 때문에, 이와 같은 문제가 발생하기 쉽다. 따라서 본 발명은 하드 핸드 오프의 경우에는 구기지국과 신기지국으로부터의 전파의 지연 시간의 시간차가 큰 경우라도, 서치창을 넓게 함으로써 시간차를 흡수할 수 있도록 하여 핸드 오프의 실패를 방지한다.
도 4는 도 3(b)의 기지국 A, B의 각 채널의 전파 강도와 서치창과의 관계를 나타낸다.
동도는 왼쪽에서 우측 방향으로 시간의 흐름을 나타낸다. PN 100은 기지국 A의 파일럿 PN 오프셋 인덱스, PN 200은 기지국 B의 파일럿 PN 오프셋 인덱스를 나타낸다. 휴대 전화기(l00)는 기지국 A(주파수 할당 25ch)와의 통신중에 기지국 A의 신호의 전파 강도로부터 전파의 피크 위치를 검출하고, 해당 검출 위치와 PN l00의 기준 시각으로부터 지연 시간 β1을 구하여 기억하고 있다. 기지국 B(주파수 할당 50ch)에의 하드 핸드 오프 지시가 있으면, 창 제어부(83)는 PN l00의 기준 시각과 지연 시간 β1에 근거하여 PN 200의 타이밍과 PN 200으로부터 지연 시간 β1만큼 지연된 타이밍을 추정한다.
그리고 창 제어부(83)는 PN 200으로부터 지연 시간 β1분 지연된 타이밍을 기준으로 하여 기지국으로부터 지시되는 서치창 사이즈(또는 사전에 기억하고 있는 서치창 사이즈)보다 넓은 사이즈의 서치창 사이즈를 연다. 기지국 B의 신호의 전파의 피크 위치는 PN 200의 위치로부터 지연 시간 β2분 지연되고 있으나, 서치창 사이즈가 넓은 것에 의하여 서치창내에서 피크가 검출된다.
도 5는 제어부(80)를 중심으로 한 처리 순서를 나타내는 플로우차트이다.
핸드 오프 처리부(81)는 통신중의 기지국으로부터 핸드 오프 지시 메시지를 취득하면, 핸드 오프 지시 메시지를 해석함으로써, 핸드 오프 종별, 신기지국의 파일럿 PN 계열 오프셋 인덱스, 신기지국의 주파수 할당, 서치창 사이즈 등을 취득하고, 주파수 설정부(82), 창 제어부(83) 등에 필요한 정보를 전송한다(단계 S401, 단계 S402).
창 제어부(83)는 핸드 오프 지시 메시지의 핸드 오프 종별이 하드 핸드 오프인지의 여부를 식별하고, 하드 핸드 오프인 경우에는 단계 S404로 가고, 그 밖의 경우에는 단계 S405로 진행한다(단계 S403).
창 제어부(83)는 서치창 메모리(84)에 기억되어 있거나 또는 핸드 오프 지시 메시지에 포함되어 있는 서치창 사이즈보다 한 사이즈가 큰 서치창 사이즈를 서치 창 테이블(85)로부터 취득한다(단계 S404). 그 다음, 도 4에서 설명한 방법으로 추정한 타이밍으로 단계 S404에서 취득한 서치창 사이즈의 서치창을 열도록 매치드 필터(71)를 제어하고, 매치드 필터(7l) 및 파일럿 강도 측정부(72)에 파일럿 서치를 행하게 한다(단계 S406).
한편, 창 제어부(83)는 핸드 오프 종별이 하드 핸드 오프가 아닌 경우에는 서치창 메모리(84)에 기억되어 있거나 또는 핸드 오프 지시 메시지에 포함되어 있는 서치창 사이즈를 사용하여 매치드 필터(71) 및 파일럿 강도 측정부(72)에 파일럿 서치를 행하게 한다.
본 발명의 휴대 전화기는 소프트 핸드 오프시의 성공율이 높고, 높은 통신 품질이 요구되어 있는 CDMA 방식의 휴대 전화기로서 유용하다.

Claims (4)

  1. 소프트 핸드 오프 지시 및 하드 핸드 오프 지시에 대응하여 목적지의 기지국(destination base station)을 탐색하는 휴대 전화기로서,
    기지국으로부터 소프트 핸드 오프 지시 또는 서치창의 폭의 지정을 포함할 수 있는 하드 핸드 오프 지시를 접수하는 접수 수단과,
    하드 핸드 오프 지시를 접수할 때, 해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 소프트 핸드 오프 지시에 대하여 사용하는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 사용하여 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하는 탐색 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대 전화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탐색 수단은
    서치창의 폭을 나타내는 정보를 기억하는 기억부와,
    상기 접수 수단에 의하여 접수된 지시가 상기 하드 핸드 오프 지시인지의 여부를 판정하는 판정부와,
    상기 판정부에 의하여 상기 하드 핸드 오프 지시인 것으로 판정된 경우, 해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 상기 기억부에 기억되는 정보가 나타내는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 이용하고，
    상기 판정부에 의하여 상기 하드 핸드 오프 지시가 아닌 것으로 판정된 경우, 해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 상기 기억부에 기억되는 정보가 나타내는 서치창의 폭과 동일한 폭의 서치창을 사용하여，다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하는 탐색부를 구비하는 것을 특징으로 하는 휴대 전화기．
  3. 소프트 핸드 오프 지시 및 하드 핸드 오프 지시에 대응하여 목적지의 기지국을 탐색하는 휴대 전화기에 사용되고 있는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 소프트 핸드 오프 지시 또는 서치 창의 지정을 포함할 수 있는 하드 핸드 오프 지시를 접수하는 접수 단계와，
    하드 핸드 오프 지시를 접수할 때，해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 소프트 핸드 오프 지시에 대하여 사용하는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 사용하여 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하는 탐색 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법．
  4. 소프트 핸드 오프 지시 및 하드 핸드 오프 지시에 대하여 목적지의 기지국을 탐색하는 처리를 휴대 전화기에 실행시키는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 있어서,
    기지국으로부터 소프트 핸드 오프 지시 또는 서치창의 폭의 지정을 포함할 수 있는 하드 핸드 오프 지시를 접수하는 접수 단계와，
    하드 핸드 오프 지시를 접수할 때，해당 지시에 포함되는 서치창의 폭 또는 소프트 핸드 오프 지시에 대하여 사용하는 서치창의 폭보다 넓은 폭의 서치창을 사용하여 다른 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색하는 탐색 단계를 포함하는 처리를 휴대 전화기에 실행시키는 것을 특징으로 하는 프로그램이 수록된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체．
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