KR100951664B1 - 비콘 신호를 출력할 수 있는 비콘장치 및 그 출력방법 - Google Patents

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Abstract

비콘 신호를 출력할 수 있는 비콘장치 및 그 출력방법이 개시된다. 본 발명의 비콘장치는 동일 기지국의 이웃하는 일반 셀의 무선신호를 비콘 신호로 제공함에 있어 해당 일반 셀의 다운링크에 동기화된 비콘 신호를 제공하여 이동국의 하드 핸드오버에 기여할 뿐만 아니라, 해당 비콘 신호에 포함되는 일반 셀의 시스템정보블록을 비콘용 시스템정보블록(SIB)으로 변경하여 제공함으로써 통화 중이 아닌 이동국이 비콘 셀을 선택 또는 재선택하지 않도록 할 수 있다.
System Information Block, 시스템정보블록, SIB, MIB, beacon, 하드 핸드오버

Description

비콘 신호를 출력할 수 있는 비콘장치 및 그 출력방법{Beacon Apparatus Capable of Outputing Beacon and Method for Outputing thereof}
본 발명은, WCDMA 이동통신 방식에서 주파수간 하드 핸드오버를 위해 제공되는 비콘 신호를 제공하는 비콘장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비콘 신호에 포함되는 시스템정보블록을 변경할 수 있는 비콘장치 및 그 비콘신호 출력방법에 관한 것이다.
WCDMA 이동통신 방식에서 통화 중인 이동국(UE: User Equipment)의 주파수간 하드 핸드오버(Inter-frequency Hard Handover)는, 이동국이 압축모드(Compressed Mode)의 전송휴지구간(Transmission Gap) 동안에 다른 주파수에 대한 수신감도 등을 측정하는 이종주파수간 검색(Inter-frequency measurement)을 수행하고, 상위 네트워크가 그 검색결과를 이용하여 핸드오버를 수행할 타깃 셀(Target cell)을 결정하여 이동국에게 핸드오버를 지시함으로써 이루어지는 것이 일반적이다.
그러나, 압축모드는 통화 중인 이동국의 서비스에 지장이 없도록 하기 위해 서 짧은 시간 동안 다른 주파수에 대한 측정을 완료해야 한다. 따라서 검색할 수 있는 셀의 개수가 제한되고, 검색 성공률이 동일 주파수간 검색(Intra-frequency measurement)에 비해 낮아, 결과적으로 핸드오버 성공률도 상대적으로 낮은 편이다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 주파수간 하드 핸드오버를 수행해야 하는 지역에 비콘 셀(Beacon cell)을 도입할 수 있다.
도 1은 하드 핸드오버를 위한 셀 검색의 설명을 위한 도면으로서, UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)에서 인접한 기지국(Node B)들 사이에서 주파수간 불균형을 이루는 네트워크 구성의 한 예를 보여주고 있다.
도 1을 참조하면, 제1 기지국(10)은 1FA(Frequency Assignment) 주파수를 사용하는 셀 11, 2FA 주파수를 사용하는 셀 12 및 3FA 주파수를 사용하는 셀 13을 관할함으로써, 3개의 주파수 대역에서 서비스 가능하다. 제2 기지국(20)은 1FA 주파수를 사용하는 셀 21과, 2FA 주파수를 사용하는 셀 22를 관할함으로써, 2개의 주파수 대역에서 서비스 가능하다.
또한, 제2 기지국(20)의 3FA를 사용하는 셀 23은 비콘(Beacon) 장치를 설치해서 비콘 셀로 구성하였다. 비콘 셀은 일반적인 서비스를 제공하지 않고, 동기채널(SCH)와 공통 파일럿 신호(Common Pilot) 등을 송출하도록 구성된다.
제1 기지국(10)에서 통화 중인 이동국이 제2 기지국(20)의 영역으로 이동하게 될 경우 제1 기지국(10)의 어느 셀에 속해 있는지에 따라 서로 다른 절차를 진행하게 된다.
예컨대, 통화 중인 이동국이 셀 11에서 서비스를 받고 있는 중이었다가 제2 기지국(20) 영역으로 이동하는 경우, 이동국은 동일 주파수간 검색(Intra-frequency measurement)을 통해 셀 21을 감지하고, 동일 주파수간 핸드오버(Intra-frequency Handover)를 진행하게 된다. 이동국이 셀 12에서 셀 22로 핸드오버하는 것도 마찬가지다.
반면에, 3FA 영역인 셀 13에서 통화 상태인 이동국이 제2 기지국(20) 영역으로 이동하는 경우는 달라진다. 먼저 제2 기지국(20)에 동일한 3FA를 통해 서비스 하는 셀(비콘 셀 포함)이 없는 경우, 이동국은 동일 주파수 검색을 이용할 수 없고 압축모드를 통한 이종주파수간 검색(Inter-frequency measurement)을 수행하여 셀 21 또는 셀 22에 대한 측정결과를 기지국 제어기(RNC: Radio Network Controller)에게 보고하게 되고, 기지국 제어기는 이동국의 측정결과를 보고 셀 21과 셀 22 중에서 환경이 더 좋은 셀로 주파수간 하드핸드오버(Inter-frequency Hard Handover)를 지시하게 된다.
제2 기지국(20)의 3FA에 비콘 장치가 설치되어 있고 이동국이 셀 13에서 서비스를 받고 있는 중이라면, 이동국은 동일 주파수 검색(Intra-frequency measurement)을 이용해서 셀 23의 공통 파일롯 신호를 감지하여 그 측정결과를 UTRAN에 보고하고, 기지국 제어기는 셀 23이 비콘 셀임을 확인하고 이동국에게 비콘 셀이 아닌 셀 22로 주파수 간 하드 핸드오버를 실시하도록 지시하게 된다.
셀 13에서 서비스를 제공받던 이동국은 비콘 장치의 유무에 관계없이 주파수간 하드 핸드오버를 실시하게 되지만, 비콘 장치의 유무에 따라 검색하게 되는 FA가 현재 FA와 동일해지거나 달라지게 된다. 그 차이는 그 측정결과의 신뢰도 차이 로 나타난다. 결과적으로, 비콘 장치가 있는 경우에, 핸드오버 시점 결정의 신속성 및 정확성이 훨씬 좋아지고 핸드오버 성공률도 더 좋아진다.
종래의 UTRAN에서 비콘 장치는 동일 기지국의 일반 셀에서 송출되는 무선(RF) 신호를 복사해서 주파수만 변경하는 방법을 사용한다. 이와 같은 무선신호 복사 방식은 공통 채널 뿐만 아니라 트래픽 채널까지도 비콘 장치를 통하여 전송되므로 추가적인 신호 간섭을 발생시킬 수 있으며, 기지국 신호를 그대로 비콘으로 전달하는 방식이므로 기지국 신호에 의하지 않는 이동국의 제어는 불가능하다.
통화 상태가 아닌 이동국은 자신이 접속(Camp on)하여 서비스 받을 셀을 선택(Selection) 및 재선택(Reselection) 하는 절차를 수행하게 된다. 선택 절차는 적합한 셀을 찾을 때까지 계속적으로 진행되며, 일단 접속한 이후에도 서비스를 제공하는 서빙 셀(Serving Cell)이 특정 기준을 만족하지 못하게 되면 새로운 셀을 검색하는 재선택 절차를 시작하게 된다.
도 2는 통화 중이 아닌 이동국의 셀 재선택 과정의 일 예를 설명하는데 제공되는 도면으로서, 제1 기지국(10)의 셀 13에서 대기 모드(Idle mode) 상태인 이동국이 주변 셀을 검색하는 경우에 대해 도시하고 있다.
만약, 이동국이 셀 11 내지 셀 23에 대한 정보를 이웃목록으로 보유하고 있다고 가정하면, 이동국은 동일 주파수를 사용하는 셀 23에 대해서 동일 주파수간 검색(Intra-frequency measure)을 수행하고, 다른 주파수를 사용하는 셀 11, 셀 12, 셀 21 및 셀 22에 대해서는 이종 주파수간 검색(Inter-frequency measure)을 진행하게 된다.
통화 상태가 아닌 이동국은 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)를 통해서 동일주파수-이웃목록(Intra-frequency Cell Info List)과 이종주파수-이웃목록(Inter-frequency Cell Info List)을 받게 되고, 해당 목록에 지정된 셀에 대해 우선적으로 검색을 실시하게 된다.
이와 같이 셀 재선택 절차를 통해서 통화 상태가 아닌 이동국이 비콘 셀을 선택하게 될 경우, 정상적인 서비스를 제공받지 못하며, 다시 일반 셀로 이동해서 정상적으로 대기 접속해야 비로소 서비스를 받을 수 있다.
본 발명의 목적은, 동일 기지국의 이웃하는 일반 셀에 대한 정보를 비콘 신호로 제공함에 있어 해당 일반 셀의 다운링크에 동기화된 비콘 신호를 출력할 수 있는 비콘장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 통화 상태가 아닌 이동국이 비콘 셀을 선택 또는 재선택하는 것을 차단하기 위해 자신의 시스템정보블록을 포함하는 비콘 신호를 출력할 수 있는 비콘장치 및 그 비콘신호 출력방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, WCDMA 규격에 따라 이웃 셀을 위한 기지국 신호를 수신하여 비콘 신호를 출력하는 비콘 장치는, 상기 기지국 신호로부터 브로드캐스트채널(BCH) 전송블록, 10ms 프레임 동기신호, SFN(System Frame Number) 및 주파수 오차를 추출하는 다운링크수신부; 상기 다운링크수신부로부터 수신한 상기 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 비콘용 시스템정보블록을 생성하고, 상기 비콘용 시스템정보블록을 포함하는 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 시스템정보처리부; 내부 기준 클럭을 기초로 상기 다운링크수신부로부터 수신한 상기 10ms 프레임 동기신호를 보상하여 일정한 10ms 주기의 10ms 프레임 동기신호를 재생하는 클럭추출부; 및 상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 상기 비콘신호를 생성하고, 상기 클럭 추출부가 생성한 10ms 프레임 동기신호와 상기 다운링크수신부가 추출한 SFN를 이용하여 상기 비콘신호를 상기 기지국 신호에 동기시켜 출력하는 다운링크송신부를 포함한다.
실시 예에 따라, 상기 다운링크송신부가 생성하는 비콘신호는 주-싱크채널(P-SCH), 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)을 통해 출력함으로써 상기 기지국 신호의 트래픽 채널을 비콘 신호에 포함시키지 않는 것이 바람직하다.
실시 예에 따라, 상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 3/4(SIB 3/4)의 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 항목 중에서 'Cell Barred'의 값을 'barred'로 설정하고 'Intra-frequency Cell re-selection indicator'의 값을 'not allowed'로 설정하여, 이동국으로 하여금 비콘 셀을 선택 또는 재선택하는 것을 차단하는 것이 바람직하다.
부가적으로, 상기 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)중에서, 상기 'Cell Barred'의 값이 변경되었는지 여부를 확인하는 주기 값인'Tbarred'는 설정 가능한 최대 값으로 설정하는 것이 바람직하다.
다른 실시 예에 따라, 상기 셀접속제한 정보요소의 설정 에 더하여, 상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)의 '이종주파수-이웃목록(Inter-frequency Cell Info List)'에, 비콘 장치 자신이 속한 기지국의 일반 셀의 정보를 포함하여, 이동국이 상기 비콘 셀이 아닌 일반 셀을 신속하게 선택 또는 재선택할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 비콘장치의 비콘신호 출력방법은, WCDMA 규격에 따른 이웃 셀의 신호를 수신하는 단계; 상기 신호로부터 브로드캐스트채널(BCH) 전송블록, 10ms 프레임 동기신호, SFN(System Frame Number) 및 주파수 오차를 추출하는 단계; 상기 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 비콘용 시스템정보블록을 생성하고, 상기 비콘용 시스템정보블록을 포함하는 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 단계; 내부 기준 클럭을 기초로 상기 10ms 프레임 동기신호의 주기 변동에 관계없는 10ms 주기의 10ms 프레임 동기신호를 재생하는 단계; 및 상기 비콘용 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 상기 비콘신호를 생성하고, 상기 재생된 10ms 프레임 동기신호와 상기 SFN를 이용하여 상기 비콘신호를 상기 신호에 동기시켜 안테나로 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 비콘 장치는 무선신호 복사 방식처럼 전체 무선 신호를 복제하지 아니하고, 비콘 신호로 필요한 주-싱크채널(P-SCH)과 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)만을 비콘신호로 제공함으로써 종래의 비콘 장치에 비하여 무선 간섭이 적고, 파워 앰프(Power AMP)의 용량 및 전력 소모량을 줄여서 효율적인 서비스를 할 수 있다.
또한, 본 발명의 비콘 장치는 통화 중이 아닌 이동국의 선택(Selection) 및 재선택(Reselection) 과정에서 이동국이 비콘 셀에 접속(Camp on)하지 않고 바로 일반 셀로 접속하도록 할 수 있으며, 이동국이 비콘 셀을 선택하였다가 다시 일반 셀로 이동하는 불편을 제거할 수 있다.
본 발명의 비콘 장치는 동일 기지국의 이웃하는 일반 셀의 무선신호를 비콘 신호로 제공함에 있어 해당 일반 셀의 다운링크에 동기화된 비콘 신호를 출력할 수 있다. 또한, 이를 위해 비콘 장치는 기지국과의 유선 접속 뿐만 아니라 무선 신호로부터 직접 동기정보를 추출할 수 있다. 무선 접속에 의해 동기 신호를 추출할 경우, 비콘장치는 종래와 달리 기지국으로부터 동기 정보를 제공받기 위한 별도의 케이블 등을 구비할 필요가 없게 된다.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비콘 장치의 블록도이다.
도 3의 비콘 장치(300)는 안테나(301), 듀플렉서(Duplexer)(303), 다운링크수신부(310), 시스템정보처리부(330), 클럭추출부(350) 및 다운링크송신부(370)를 포함하며, 기본적으로 3GPP(3 Generation Partnership Project)의 WCDMA(Wideband Code Division Multiful Access) 규약에 따른 무선신호를 처리하여 비콘 신호를 송출한다.
듀플렉서(303)는 하나의 안테나(301)와 연결되는 다운링크수신부(310)와 다운링크송신부(370)를 분리한다. 이에 따라 듀플렉서(303)는 다운링크수신부(310)와 다운링크송신부(370)가 하나의 안테나(301)를 사용할 수 있도록 한다. 듀플렉서(303)는 안테나(301)를 통해 다운링크의 아날로그 무선 신호를 수신하여 다운링크수신부(310)로 전달하며, 다운링크송신부(370)에서 전달되는 아날로그 무선신호를 안테나(301)를 통해 출력한다.
다운링크수신부(310)는 다운컨버터(Down Converter)(311)와 제1기저대역처리부(313)를 포함한다.
다운컨버터(311)는 듀플렉서(303)로부터 입력되는 아날로그 무선신호 중에서 기 설정된 FA 주파수를 가지는 아날로그 무선신호를 디지털 기저대역 신호로 변환한다. 다운컨버터(311)는 안테나(301)에 연결된 임피던스 매칭부, 임피던스 매칭부를 통과한 신호의 잡음을 최소화하면서 증폭하는 저잡음증폭기(LNA: Low Noise Amplifier), 저잡음증폭기에 연결되는 대역통과필터(BPF: Band Pass Filter), 기저대역 신호로 변환하기 위한 믹서(Mixer), 국부발진부(LO) 및 아날로그-디지털 컨버터(Analog to Digital Converter)를 포함할 수 있다. 여기서, 기 설정된 FA는 비콘 장치(300)가 비콘신호로 제공하고자 하는 일반 셀의 FA이다. 예컨대, 도 1에서 비콘 장치(300)가 셀 23에 설치될 경우, 기 설정된 FA(또는 그 셀)는 1FA(셀 21) 또는 2FA(셀 22)가 될 것이다. 이하에서는 기 설정된 셀을 셀 22라 가정한다.
제1기저대역처리부(313)는 다운컨버터(311)로부터 전달되는 디지털 기저대역 신호와 기 설정된 셀(여기서, 셀 22)의 정보를 이용하여, 기 설정된 셀의 다운링크 브로드캐스트채널(BCH: Broadcast Channel)의 전송 블럭(Transport Block), 10ms 프레임 동기신호(Frame Sync), SFN(System Frame Number) 및 주파수 오 차(Frequency Error)를 검출한다.
브로드캐스트채널(BCH)의 전송 블럭(Transport Block)은 해당 셀(예컨대, 셀 22)의 주-공동제어물리채널(P-CCPCH: Primary Common Control Physical Channel)을 통해 전송되는 브로드캐스트채널(BCH: Broadcast Channel) 신호를 디코딩하여 구하며, 주-싱크채널(P-SCH)과 부-싱크채널(S-SCH)의 신호로부터 10ms 프레임 동기신호를 획득한다.
주-싱크채널(P-SCH)과 부-싱크채널(S-SCH)은 이동국이 최초로 획득해야되는 기본적인 동기정보를 가진 채널로서 WCDMA 셀의 스크램블링 코드(Scrambling Code)를 확인하기 위해 필요한 채널이다. 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)은 셀 또는 시스템에 대한 브로드캐스팅 정보를 이동국으로 전송하는 채널이다.
제1기저대역처리부(313)는 추출한 브로드캐스트채널(BCH)의 전송 블럭을 시스템정보처리부(330)에게 제공하고, 10ms 프레임 동기신호와 주파수 오차를 클럭추출부(350)에게 제공하며, SFN을 다운링크송신부(370)에게 제공한다.
시스템정보처리부(330)는 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 브로드캐스트채널의 전송 블럭을 디코딩하여, 동일 기지국이 다른 FA(예컨대, 셀 22의 2FA)로 송신하는 마스터정보블록(MIB: Master Information Block)과 시스템정보블록(SIB: System Information Block)을 파싱한다.
시스템정보처리부(330)는 파싱된 다른 FA의 마스터정보블록(MIB)과 시스템정보블록(SIB)을 기초로 비콘 신호로 전송할 새로운 비콘-시스템정보블록(SIB)과 비콘-마스터정보블록(MIB)을 생성하여, 생성한 비콘-시스템정보블록(SIB)과 비콘-마 스터정보블록(MIB)을 포함하는 비콘용 브로드캐스트채널의 전송 블럭을 인코딩한다.
비콘-시스템정보블록(SIB)은, 다른 기지국으로부터 서비스 받고 있는 이동국의 선택(Selection), 재선택(Reselection) 또는 핸드오버를 원할히 하기 위해, 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 브로드캐스트채널의 전송 블럭에서 추출한 시스템정보블록과 다를 수 있으며, 별도의 다양한 파라미터를 포함할 수 있다.
이러한 파라미터는 예컨대, 다른 기지국의 셀에서 대기모드(Idle Mode) 상태에 있는 이동국의 선택 또는 재선택 과정에서 비콘 셀이 아닌 일반 셀을 바로 선택할 수 있도록 하는 정보를 포함할 수 있으며, 아래에서 다시 설명한다.
또한, 비콘-시스템정보블록은 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 브로드캐스트채널의 전송 블럭에서 추출한 시스템정보블록의 종류와 다른 종류의 시스템정보블록을 포함할 수 있다. 다시 말해, 필요에 따라, 비콘-시스템정보블록은 다운링크수신부(310)가 수신한 FA로부터 획득한 시스템정보블록과 달리, 시스템정보블록 1(SIB 1), 시스템정보블록 3/4(SIB 3/4)를 포함하거나, 시스템정보블록 1(SIB 1), 시스템정보블록 3/4(SIB 3/4) 및 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)를 포함할 수 있다.
클럭추출부(350)는 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 10ms 프레임 동기신호와 주파수 오차(Frequency Error)를 이용하여, 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 10ms 프레임 동기신호의 주기에 관계없는 10ms 주기의 프레임 동기신호를 재생하여 다운링크송신부(370)에게 제공한다. 이를 위해, 클럭추출부(350)는 프레 임 동기 보정 및 주파수 오차 보정을 수행한다.
클럭추출부(350)는 장비 내부의 기준 클럭(Reference Clock)을 피엘엘(PLL: Phase-locked loop)로 고정하여 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 10ms 프레임 동기신호를 보상함으로써, 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 10ms 프레임 동기신호의 주기에 관계 없이 안정적인 10ms의 프레임 동기신호를 재 생성한다. 또한, 클럭추출부(350)는 제1기저대역처리부(313)로부터 수신한 주파수 오차를 기준 클럭에 적용하여 주파수 오차를 보정한다.
다운링크송신부(370)는 제2기저대역처리부(371)와 업컨버터(Up Converter)(373)를 포함하여, 다운링크로 출력할 비콘 신호를 생성하여 듀플렉서(303)에게 제공한다.
제2기저대역처리부(371)는 시스템정보처리부(330)로부터 비콘을 통하여 송신할 비콘용 브로드캐스트채널의 전송 블럭을 수신하여, 주-싱크채널(P-SCH), 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH: Primary Common Pilot Channel) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)의 전송 포맷으로 코딩하여 디지털 기저대역의 비콘 신호를 생성하고 업컨버터(373)에게 제공한다.
따라서 비콘 장치(300)에 의해 출력되는 비콘 신호는 무선신호 복사 방식처럼 복제된 전체 무선 신호가 아니라, 비콘 신호로 필요한 주-싱크채널(P-SCH)과 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)만을 포함함으로써, 비콘 장치(300)가 종래의 비콘 장치에 비하여 무선 간섭이 적게 할 수 있고, 파워 앰프(Power AMP)의 용량 및 전력 소모량을 줄여서 효율적인 서비스를 할 수 있다.
여기서, 주-공동파일럿채널(P-CPICH)은 WCDMA 셀의 스크램블링 코드(Scrambling Code)를 확인한 후 수신할 수 있는 동기정보를 가진 채널로서, 다른 채널들의 동기의 기준이 된다.
제2기저대역처리부(371)는 업컨버터(373)로 제공하는 비콘 신호를 다운링크수신부(310)에서 수신하여 처리한 FA 무선신호와 동기를 맞출 수 있다. 이를 위해, 제2기저대역처리부(371)는 클럭추출부(350)로부터 제공받는 10ms 프레임 동기신호와 제1기저대역처리부(313)로부터 제공받은 SFN을 이용하여, 다운링크수신부(310)에서 수신하여 처리한 FA 주파수(여기서는, 셀 22의 2FA)와 비콘 신호의 동기를 맞춘다.
실시 예에 따라, 다운링크송신부(370)를 통해 출력될 비콘 신호와 다운링크수신부(310)에서 수신하여 처리하는 FA 무선신호가 상호 동기될 필요가 없는 경우, 제2기저대역처리부(371)는 클럭추출부(350)로부터 제공받는 10ms 프레임 동기신호와 제1기저대역처리부(313)로부터 제공받은 SFN을 이용한 동기 조정을 수행하지 않을 수 있다.
업컨버터(373)는 제2기저대역처리부(371)로부터 제공받은 디지털 기저대역 비콘 신호를 아날로그 비콘 신호로 변환한 다음, 자신의 FA 주파수를 가지는 국부발진신호를 이용하여 무선 신호로 변환하여 안테나(301)를 통해 출력한다.
이상에서 설명된 비콘 장치(300)는 안테나를 통해 수신한 무선신호로부터 추출한 10ms 프레임 동기신호(Frame Sync), SFN(System Frame Number) 및 주파수 오 차(Frequency Error)를 이용하여 기지국의 다른 FA의 동기를 추출함으로써, 기지국으로부터 동기신호를 수신하기 위한 별도의 케이블을 마련할 필요가 없다. 당연히, 비콘 장치(300)는 아래에서 다시 설명되는 것처럼 유선 회선을 통해 기지국으로부터 동기 신호를 제공받을 수도 있다.
또한, 비콘 장치(300)는 비콘신호에 포함시키는 시스템정보블록(SIB)의 파라미터를 변경하여, 도 2에서와 같이 통화 중인 아닌 이동국(30)이 비콘 셀을 선택(Selection)하거나 재선택(Reselection)하는 것을 방지할 수 있다.
이를 위해, 시스템정보처리부(330)는 비콘 셀(셀 23)의 비콘-시스템정보블록을 이웃하는 일반 셀(셀 21, 셀 22)의 시스템정보블록과 다르게 설정함으로써, 통화 상태가 아닌 이동국(30)이 비콘 셀을 선택 또는 재선택하는 경우를 방지하며, 만약 통화 상태가 아닌 이동국(30)이 비콘 셀로 들어올 경우 신속히 일반 셀을 재선택하도록 할 수 있다.
(1) 첫 번째 방법으로, 시스템정보처리부(330)는 비콘-시스템정보블록 3/4(SIB 3/4)를 제공함에 있어, 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 정보를 다음의 표 1과 같이 지정할 수 있다.
정보 항목 값
Cell Barred barred
Intra-frequency Cell re-selection indicator not allowed
Tbarred 설정 가능한 최대값
여기서, 'Cell Barred'의 값을 'barred'로 설정하면, 모든 이동국은 해당 셀(여기서, 비콘 셀)로의 접속(Camp on)이 금지된다. 또한, 'Intra-frequency Cell re-selection indicator'의 값이 'not allowed'로 설정되면, 이동국은 동일 주파수 대역에서의 셀 재선택을 할 수 없다.
또한, Tbarred는 이동국이 해당 셀의 'Cell Barred' 항목의 값이 변경되었는지를 확인할 수 있는 주기 값으로, 재선택 방지를 위한 필수적인 제어요소는 아니다. 이동국이 다른 주파수로 이동했음에도 불구하고 이동한 그 셀에 비해 'barred'로 설정된 셀의 무선 환경이 최상인 경우, 이동국은 해당 셀에서의 재선택을 위해 'Cell Barred'의 설정이 바뀌었는지 여부를 Tbarred 주기마다 확인한다. 'Tbarred'의 값을 '설정 가능한 최대값'으로 하면, 비콘 셀에 대한 검색을 줄일 수 있다.
셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 정보를 표 1과 같이 설정할 경우, 비콘 셀을 검색하여 비콘 장치(300)로부터 비콘-시스템정보블록을 획득한 이동국(30)은 다른 셀로 재선택을 수행해야 하며, 동일 주파수 영역이 아닌 다른 주파수 셀로 재선택(Reselection)을 수행하게 된다.
(2) 위 (1) 방법에 더하여, 시스템정보처리부(330)는 비콘-시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)를 제공함에 있어, '이종주파수-이웃목록(Inter-frequency Cell Info List)'에 비콘 장치(300)의 FA(여기서, 3FA)가 아닌 동일 기지국의 다른 주파수 셀 정보를 포함시켜 제공할 수 있다. 비콘-시스템정보블록 11/12의 '이종주파수-이웃목록'은 인접한 이웃 셀이 제공하는 시스템정보블록에 포함된 것과 달라진다.
비콘 셀을 검색하여 비콘-시스템정보블록을 획득한 이동국(30)은 '이종주파수-이웃목록'에 지정된 다른 주파수 셀로의 셀 재선택을 우선적으로 시도한다. 여기서, '이종주파수-이웃목록'에 지정된 다른 주파수 셀은 비콘 셀이 설치된 기지국인 제2 기지국(20)의 일반 셀, 예컨데 도 4의 셀 21, 셀 22가 해당될 것이다.
이에 따라, 이동국(30)을 비콘 셀에 접속하지 아니하고 바로 일반 셀에 접속함으로써, 일반 셀에 접속하기까지의 시간을 단축시킬 수 있으며, 그로 인해 이동국(30)이 서비스를 받지 못하는 시간이 최소화된다.
위 두가지 방법에 부가적으로, 비콘 셀과 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀도 이동국(30)에 제공하는 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)의 '이종주파수-이웃목록'에 비콘 셀인 셀 23에 대한 정보를 제외하여 제공할 수 있다. 비콘 셀과 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀들이 이동국(30)에게 제공하는 '이종주파수-이웃목록'에 비콘 셀 정보를 삭제함으로써 비콘 셀로의 셀 재선택을 방지할 수 있다. 여기서, 다른 주파수를 사용하는 이웃 셀이란 도 4에서의 셀 11, 셀 12, 셀 21 및 셀 22가 해당한다.
또는 위 (1) 또는 (2) 방법에 부가적으로, 비콘 셀과 동일한 주파수를 사용하는 이웃 셀들도 이동국(30)에 제공하는 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)의 '동일주파수-이웃목록(Intra-frequency Cell Info List)에 비콘 셀 정보를 제외하여 제공할 수 있다. 비콘 셀과 동일한 주파수를 사용하는 이웃 셀(예컨대, 셀 13)이 이동국(30)에게 제공하는 '동일주파수-이웃목록'에 비콘 셀 정보를 삭제됨으로써, 이동국(30)은 해당 셀(예컨대, 셀 13)에서 비콘 셀로의 셀 재선택을 할 수 없다. 한가지 주의해야 할 점은, 셀 13에서 서비스를 받고 있는 통화 상태인 이동국(30)에게 제공되는 측정 제어 메시지(Measure Control)를 통해서 제공되는 '동일주파수-이웃목록'에는 비콘 셀 정보가 포함되어야 한다는 사실이다.
본 발명의 비콘 장치(300)는 기본적으로 비콘 신호를 제공하는 동작을 통해 이동국의 하드 핸드오버를 지원한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드 핸드오버과정의 설명에 제공되는 흐름도로서, 이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 하드 핸드오버를 설명한다.
설명의 편리를 위해, 도 1의 제1 기지국(10)은 제1 기지국 제어기(RNC: Radio Network Controller)(40)에 연결되고, 제2 기지국(20)은 제2 기지국 제어기(50)에 연결되어 있으며, 셀 23에는 3FA를 사용하는 도 3의 비콘 장치(300)가 설치되어 있다고 가정한다. 또한, 이동국(30)이 도 1의 셀 13에서 서비스를 받아 통화 중이면서 제2 기지국(20)의 서비스 영역에 가까워지고 있다고 가정한다.
제1 기지국 제어기(40)는 3FA를 사용 중인 이동국(30)에게 이웃 목록을 포함하는 측정 제어 메시지(Measure Control)를 제공하여, 이웃 목록에 포함된 셀들에 대한 신호수신 세기 등의 측정결과를 보고하도록 한다. 여기서, 제1 기지국 제어기(40)가 제공하는 이웃 목록에는 셀 23을 포함하고 있어야 한다(S401).
측정 제어 메시지를 수신한 이동국(30)은 동일 주파수간 검색(Intra-frequency measure)을 통해서 제2 기지국(20)의 셀 23을 감지하고 그 측정결과를 자신의 속한 제1 기지국(10)을 통해 제1 기지국 제어기(40)에게 보고한다. 예컨대, 제2 기지국(20)의 셀 23의 비콘 장치(300)가 2FA를 사용하는 셀 22의 무선신호를 비콘 신호로 송신하고 있는 중이라면, 이동국(30)이 측정한 결과는 제2 기지국(20)의 셀 23의 비콘 장치(300)로부터 수신한 신호를 분석한 것으로, 수신신호의 세기와 시스템 정보 등을 포함한다. 이동국(30)은 비콘 장치(300)에 의해 압축 모드에 의하지 아니하고 주파수 검색을 수행할 수 있다(S403).
제1 기지국 제어기(40)는 이동국(30)의 측정 결과를 받고, 핸드오버를 위한 처리를 코어 네트워크(60)에 요구하게 되며(S405), 코어 네트워크(60)는 해당 정보(Relocation Request)를 제2 기지국 제어기(50)에게 전달한다(S407).
제2 기지국 제어기(50)는 셀 23이 비콘 셀임을 인지하고 있으므로, 셀 23이 아닌 기 지정된 다른 FA의 셀로 핸드오버를 진행시킨다. 기 지정된 다른 FA의 셀이란 비콘장치(300)가 동기 정보를 추출할 셀로서, S409 단계의 가정이라면 셀 22가 될 것이다(S409 내지 S413).
코어 네트워크(60)로부터 재배치 명령(Relocation Command)을 수신한 제1 기지국 제어기(40)는 이동국(30)에게 채널재설정요청(Physical Channel Reconfiguration)을 전송함으로써 하드 핸드오버를 지시한다. 이때 이동국(30)에게 지시한 셀은 현재 서비스를 받고 있는 3번째 주파수 할당 영역(3FA)과는 다른 셀 22가 되므로, 주파수간 하드 핸드오버(Inter-frequency Hard Handover)를 수행하게 된다(S415 내지 S429).
이상의 방법으로, 본 발명의 비콘 장치(300)를 이용한 하드 핸드오버가 수행된다. 이상에 방법에 의하면, 이종 주파수간 하드 핸드오버를 수행할 이동국(30)은 동일 주파수간 검색(Intra-frequency measure)을 통해 셀 검색을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제2 기지국 제어기(50)는 하드 핸드오버를 위해 요청된 셀이 비콘 셀임을 인지한 후 비콘 셀을 대신해서 동일 서비스 영역의 일반 셀로 하드 핸드오버 지시를 내릴 수 있다.
비콘 장치(300)가 설치된 비콘 셀과 핸드오버를 수행할 타깃 셀(Target Cell)(예컨대, 셀 22)의 타이밍이 일치하기 때문에, 제1 기지국 제어기(40)는 이동국(30)에게 타이밍유지-하드 핸드오버(Timing maintained Hard Handover)를 수행하도록 지시할 수 있다. 이를 위해서 S417 단계의 채널재설정요청(Physical Channel Reconfiguration)의 타이밍 표시(Timing Indication)를 '유지(Maintain)'로 설정하고 동기화(Synchronization)를 수행하지 않도록 설정한다. 이에 따라, 신속한 핸드오버가 수행될 수 있으며 그에 따라 핸드오버 성공률의 향상을 기대할 수 있다.
<실시 예>
실시 예에 따라, 본 발명의 비콘 장치는 도 3의 비콘장치(300)와 달리 기지국과 유선으로 연결되어 이웃 셀을 위한 다운링크 신호를 직접 수신하여, 비콘신호에 필요한 동기 정보를 추출할 수 있다. 이를 위해, 안테나(301)는 다운링크송신부(370)에만 연결되며, 다운링크수신부(310)에는 기지국과 유선으로 연결된다. 나아가, 다운링크수신부(310)는 무선신호를 기저대역의 디지털 신호로 변환하기 위한 다운컨버터(311)를 포함하지 않을 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
도 1은 하드 핸드오버를 위한 셀 검색의 설명을 위한 도면,
도 2는 통화 중인 아닌 이동국의 셀 재선택 과정의 설명에 제공되는 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 비콘 장치의 블록도, 그리고
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하드 핸드오버과정의 설명에 제공되는 흐름도이다.

Claims (10)

  1. WCDMA 규격에 따라 이웃 셀을 위한 기지국 신호를 수신하여 비콘 신호를 출력하는 비콘 장치에 있어서,
    상기 기지국 신호로부터 브로드캐스트채널(BCH) 전송블록, 10ms 프레임 동기신호, SFN(System Frame Number) 및 주파수 오차를 추출하는 다운링크수신부;
    상기 다운링크수신부로부터 수신한 상기 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 비콘용 시스템정보블록을 생성하고, 상기 비콘용 시스템정보블록을 포함하는 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 시스템정보처리부;
    내부 기준 클럭을 기초로 상기 다운링크수신부로부터 수신한 상기 10ms 프레임 동기신호를 보상하여 일정한 10ms 주기의 프레임 동기신호를 재생하는 클럭추출부; 및
    상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 상기 비콘신호를 생성하고, 상기 클럭추출부가 생성한 10ms 프레임 동기신호와 상기 다운링크수신부가 추출한 SFN를 이용하여 상기 비콘신호를 상기 기지국 신호에 동기시켜 출력하는 다운링크송신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 비콘 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다운링크송신부가 생성하는 비콘신호는 주-싱크채널(P-SCH), 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)을 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 비콘 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 3/4(SIB 3/4)의 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 항목 중에서
    'Cell Barred'의 값을 'barred'로 설정하고 'Intra-frequency Cell re-selection indicator'의 값을 'not allowed'로 설정하여, 이동국이 비콘 셀을 선택 또는 재선택하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 비콘 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 항목 중에서,
    상기 'Cell Barred'의 값이 변경되었는지 여부를 확인하는 주기 값인 'Tbarred'의 값을 설정 가능한 최대값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 비콘장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시스템정보처리부가 생성한 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)의 '이종주파수-이웃목록(Inter-frequency Cell Info List)'에, 비콘 장치 자신이 속한 비콘 셀을 제외한 이웃 셀의 정보를 포함하여, 이동국이 상기 이웃 셀을 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 비콘장치.
  6. WCDMA 규격에 따라 이웃 셀을 위한 기지국 신호를 수신하여 비콘 신호를 출력하는 비콘 장치의 비콘신호 출력방법에 있어서,
    상기 기지국 신호를 수신하는 단계;
    상기 기지국 신호로부터 브로드캐스트채널(BCH) 전송블록, 10ms 프레임 동기신호, SFN(System Frame Number) 및 주파수 오차를 추출하는 단계;
    상기 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 비콘용 시스템정보블록을 생성하고, 상기 비콘용 시스템정보블록을 포함하는 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 단계;
    내부 기준 클럭을 기초로 상기 10ms 프레임 동기신호를 보상하여 일정한 10ms 주기의 프레임 동기신호를 재생하는 단계; 및
    상기 비콘용 브로드캐스트채널의 전송블록을 이용하여 상기 비콘신호를 생성하고, 상기 재생된 10ms 프레임 동기신호와 상기 SFN를 이용하여 상기 비콘신호를 상기 기지국 신호에 동기시켜 안테나로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비콘장치의 비콘신호 출력방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 출력하는 단계에서 생성되는 비콘신호는 주-싱크채널(P-SCH), 부-싱크채널(S-SCH), 주-공동파일럿채널(P-CPICH) 및 주-공동제어물리채널(P-CCPCH)을 통해 출력되는 것을 특징으로 하는 비콘장치의 비콘신호 출력방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 단계는,
    상기 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 3/4(SIB 3/4)의 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 항목 중에서 'Cell Barred'의 값을 'barred'로 설정하고 'Intra-frequency Cell re-selection indicator'의 값을 'not allowed'로 설정하여, 이동국이 비콘 셀을 선택 또는 재선택하는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 비콘장치의 비콘신호 출력방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 단계는,
    상기 셀접속제한 정보요소(Cell Access Restriction IE)의 항목 중에서,
    상기 'Cell Barred'의 값이 변경되었는지 여부를 확인하는 주기 값인 'Tbarred'의 값을 설정 가능한 최대값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 비콘장치의 비콘신호 출력방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 비콘용 브로드캐스트채널 전송블록을 생성하는 단계는,
    상기 비콘용 시스템정보블록에 포함된 시스템정보블록 11/12(SIB 11/12)의 '이종주파수-이웃목록(Inter-frequency Cell Info List)'에, 비콘 장치 자신이 속한 비콘 셀을 제외한 이웃 셀의 정보를 포함시켜, 이동국이 상기 이웃 셀을 선택하도록 하는 것을 특징으로 하는 비콘장치의 비콘신호 출력방법.
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