KR100984522B1 - 이동통신 시스템의 의사주파수 발생 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오버헤드 채널 신호 및 통화 채널 신호들의 합성 신호로부터 파일럿 채널 신호만을 추출하여 주파수간 하드 핸드오프를 위한 의사주파수를 발생시킴으로써, 저 출력의 선형증폭기 사용이 가능하도록 하여 시설 투자비를 경감하고, 불필요한 잡음을 줄여 주파수 이용 효율을 높이면서도, 통화주파수와 의사주파수 간의 커버리지 불일치를 해소하여 원활한 하드 핸드오프가 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이다. 본 발명의 의사주파수 발생 장치는 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치이며, 상기 합성된 신호로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기; 상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및 상기 하나 이상의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 선형증폭기를 포함하여 구성된다.
Figure R1020080076957
의사주파수, 주파수간 하드 핸드오프, 통화주파수, 파일럿 채널 신호, 선형증폭기

Description

이동통신 시스템의 의사주파수 발생 장치 및 그 방법{pseudo frequency generator of mobile communication system and method thereof}
본 발명은 이동통신 시스템의 주파수간 하드 핸드오프를 위한 의사주파수 발생 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동통신 시스템에서 핸드오프(hand-off) 또는 핸드오버(hand-over)란 이동 단말기의 이동성을 보장할 수 있도록 통화 중 기지국과 기지국 사이를 이동하는 이동 단말기의 통화가 단절되지 않고 원활하게 유지해 주기 위한 기능을 일컫는데, 크게 소프트(soft) 핸드오프, 소프터(softer) 핸드오프 및 하드(hard) 핸드오프 등으로 구분될 수 있다.
그 중 하드 핸드오프는 기존 통화 채널을 유지하지 않고 새로운 통화 채널을 할당하는 방식으로 통화 중 기지국 간 이동 시에 순간적인 통화 단절이 발생하기는 하지만 통화 단절을 느끼지 못하도록 재 연결시켜 주며 'connect after break'로도 불려진다.
하드 핸드오프에는 교환기간 하드 핸드오프와 주파수간 하드 핸드오프 등으로 구분될 수 있는데, 이를 간략히 설명하면, 교환기간 하드 핸드오프는 각 교환기 간에 충분히 연동이 이루어지지 않을 때 주파수가 같더라도 순간적인 통화의 단절과 재 연결이 발생하는 방식이고, 주파수간 하드 핸드오프는 인접 기지국간 주파수가 다른 경우 기지국 경계에서 순간적으로 이동 단말기의 주파수를 변경하는 방식을 의미한다.
CDMA(Code Division Multiple Access) 통신 시스템은 기본적으로 소프트 핸드오프 방식을 지원하고 있는데, 이는 주파수를 바꾸지 않고 통화의 단절 없이 핸드오프를 수행하는 방식으로서, 현재 통신하고 있는 기지국과 핸드오프 하려 하는 인접 기지국에 동일한 통화주파수가 할당된 경우에 이루어질 수 있으며, 'connect before break' 방식이라고도 한다.
이때, MAHO(Mobile-Assisted-Hand-Off)를 지원하는 이동단말기는 현재 통신하는 주파수의 총 전력 대비 각 기지국의 식별이 가능하도록 하는 파일럿 신호 세기의 비율('Ec/It 비')을 구하여, 핸드오프 여부를 결정하게 된다.
그러나, 실제 망 구성에 있어서 각 기지국의 통화주파수 할당이 항상 일치할 수는 없으며, 가령, 통화량이 많은 지역에는 충분한 통화주파수를 할당하되, 통화량이 적은 지역에까지 많은 통화주파수를 할당하는 것은 비효율적이므로, 기지국 간의 주파수 할당에 있어 차이가 발생하게 된다.
가령, A 기지국에는 F1, F2의 통화주파수가 할당되어 있고, B 기지국에는 F1의 통화주파수만이 할당되어 있는 경우, A 기지국과 통화주파수인 F2로 현재 교신하고 있는 이동단말기가 인접한 B 기지국으로 핸드오프 하여야 한다면 B 기지국에 는 F2의 통화주파수가 할당되어 있지 않기 때문에 B 기지국과는 F1의 주파수로 교신하여야 하며, 이때 주파수간 하드 핸드오프가 이루어지게 된다.
이때, MAHO(Mobile-Assisted-Hand-Off)를 지원하는 이동단말기는 A 기지국과 F2의 주파수로 교신하고 있는 동안에 인접한 B 기지국으로부터 전송되는 F2의 신호를 함께 수신하여 A 기지국의 파일럿 신호세기와 B 기지국의 파일럿 신호세기를 비교함으로써 핸드오프 여부를 결정하여야 하는데, B 기지국에는 F2의 통화주파수는 할당되어 있지 않지만 이러한 이동단말기의 핸드오프 여부 판단 과정을 돕기 위하여 F2의 의사주파수가 할당되게 되며, 이를 위하여 F2의 의사주파수 신호를 발생시키는 장치를 의사주파수 발생장치라고 한다.
즉, FA(Frequency Assignment) 수가 적은 기지국에 설치되어 의사주파수 신호를 발생시키는 것이 의사주파수 발생 장치인데, 아래에서는 종래기술(공개특허공보 제1999-83659호)의 의사주파수 발생장치의 동작원리를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술의 기지국 장치는 서비스 되는 FA(즉, 통화주파수)와, 서비스 되지 않는 FA(즉, 의사주파수)를 함께 발생하도록, 합성기(110), N 분배기(120), 다수의 주파수 변환기(130), N 합성기(140) 및 고용량 선형증폭기(linear amplifier)(150) 등을 포함한다.
여기서, 합성기(110)는 파일럿(pilot) 채널 신호, 싱크(sync) 채널 신호 및 페이징(paging) 채널 신호와 n개(n은 1 이상)의 통화(traffic) 채널 신호들을 합성하여 출력하고(일반적으로 하나의 '채널 카드'라는 부품으로 이루어짐), N 분배 기(120)는 합성된 신호를 각각 동일전력이 할당된 N 개의 신호로 전력 분배한다. 여기서 N 개의 신호 중 1개는 통화주파수의 신호이며, 나머지 N-1개는 필요한 의사주파수 신호로 사용되게 된다.
N 개의 주파수 변환기(130)는 전력 분배된 신호를 각각 통화주파수 및 의사주파수의 고주파 신호들로 변환하고, N 합성기(140)는 변환된 신호들을 합성하여 최종 단의 고용량 선형증폭기(150)로 보내어 소정 이득(Gain)으로 증폭하여 출력한다.
이러한 종래기술의 구성은, 통화주파수 신호로 사용되는, 파일럿(pilot) 채널 신호, 싱크(sync) 채널 신호 및 페이징(paging) 채널 신호와 통화 채널 신호를 합성한 신호로부터 발생되는 동일한 중간 주파수 대역 출력[즉, 채널 카드의 출력 신호]을 의사주파수 신호로 그대로 이용하고 있으며, 단지 주파수만을 의사주파수 대역으로 변환하여 통화주파수 신호의 출력과 동일한 전력의 신호를 출력하는 구성이 된다. 결국 의사주파수 출력은 통화주파수 출력과 완전히 일치하게 되며, 그 결과 통화주파수의 커버리지(coverage)와 의사주파수의 커버리지가 일치되게 되어, 이동단말기는 MAHO의 수행 과정 동안 의사주파수 신호(F2)를 통한 파일럿신호 세기의 측정을 수행함으로써 통화주파수 신호(F1)의 신호세기를 측정하는 것과 마찬가지의 효과를 얻게 되는 것이다.
그러나, 통화품질을 보장하기 위해서는 통화주파수의 출력이 충분하여야 하는데, 이러한 방식의 종래기술의 의사주파수 발생 장치에서는 통화주파수와 의사주파수 모두가 각각 동일한 전력으로 출력되도록 되어 있기 때문에, 이에 사용되는 최종 단의 선형증폭기(150)의 용량은 각각의 통화주파수 및 의사주파수를 합친 개수인 N에 비례하여 증가하여야만 한다. 가령, 통화주파수의 출력이 20Watt가 보장되어야 한다면, 최종 단의 고용량 선형증폭기(150)의 용량은 적어도 (20watt X N)이 되어야 하는 것이다. 이는 선형증폭기가 통상 고가의 부품이며, 그 정격 용량이 증가함에 따라 가격이 급격히 증가한다는 점을 고려하면, 통신망 구성의 경제성을 매우 저하시키게 되는 문제를 일으킨다.
또한, 이러한 종래기술의 경우, 의사주파수 신호는 통화주파수 신호와 동일한 정도로 높은 세기의 통화채널 신호(도 1에서 통화 채널신호 1 내지 n)를 포함하게 되는데, 의사주파수는 실제로 통화채널을 제공할 수 있는 서비스 신호가 아니므로 이러한 신호들은 핸드오프 과정에만 기여할 뿐이고, 전체 통신 망 내에서는 일종의 잡음으로 작용하게 된다. 즉, 핸드오프에 있어서 커버리지 일치에는 도움이 될지 모르겠으나, 이동통신에 있어 매우 중요한 주파수 자원의 효율적인 이용이라는 측면에서는 매우 곤란한 구성이 되는 것이다.
한편, 이러한 종래기술의 경우, N 분배기(120) 및 N 합성기(140), 고용량 선형증폭기(150) 등이 추가됨에 따라 일반적인 기지국 장비를 그대로 사용하거나, 약간의 설비를 추가하여 사용하는 것이 불가능하고, 종전 기지국 장치의 구성을 대폭 변경하여야 한다는 문제점도 있게 된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 통상 기지국 장비의 채널 카드 등에서 출력되는 오버헤드 채널 신호와 통화 채널 신호들이 합성된 합성 신호로부터 파일럿 채널 신호만을 추출하여 이를 기반으로 주파수간 하드 핸드오프를 위한 의사주파수를 발생시킴으로써, 저 출력의 선형증폭기를 사용하는 것이 가능하도록 하여 시설 투자비를 경감할 수 있도록 하는 이동통신 시스템의 의사주파수 발생 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 파일럿 채널 신호만을 기반으로 주파수간 하드 핸드 오프를 위한 의사주파수를 발생함으로써, 이동 통신망의 주파수 이용 효율을 높일 수 있고 불필요한 잡음을 경감할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 다른 한 측면에서의 목적이다.
또한, 이와 같이 파일럿 신호만을 기반으로 주파수간 하드 핸드 오프를 위한 의사주파수를 발생함에 따라 유발될 수 있는 통화주파수와 의사주파수 간의 커버리지 불일치를 의사주파수 출력의 적정한 제어를 통해 해소하여 원활한 하드 핸드오프가 이루어질 수 있도록 하는 방안을 제시하는 것이 본 발명의 또 다른 한 측면에서의 목적이다.
나아가서, 종래기술과 같이 기지국 장비의 구조를 대폭 변경하지 않고도 일반적인 기지국 장비에 간단한 설비를 추가함으로써, 더욱 효율적인 주파수간 하드 핸드오프를 달성할 수 있도록 하는 것이 본 발명의 또 다른 한 측면에서의 목적이다.
이를 위하여, 본 발명의 한 측면에 따른 의사주파수 발생 장치는 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치이며, 상기 합성된 신호로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기; 상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및 상기 하나 이상의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 선형증폭기를 포함하여 구성될 수 있다.
필요에 따라, 상기 합성된 신호를 다수개의 신호로 분배하고, 분배된 신호를 상기 파일럿 신호 추출기로 제공하는 분배기, 상기 합성된 신호로부터 신호 전력 일부를 추출하여 상기 파일럿 신호 추출기로 제공하는 방향성 결합기, 상기 파일럿 채널 신호 추출기의 출력 신호를 다수의 신호로 분배하는 N-1 분배기를 더 포함할 수 있으며, 여기서 상기 하나 이상의 주파수 변환기는 상기 N-1 분배기의 각각의 출력 신호를 고주파 신호로 변환하여 다수의 의사주파수 신호를 생성하는 다수의 주파수 변환기일 수 있다.
여기서, 통화주파수와 의사주파수 커버리지의 적정한 조정을 위하여, 상기 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며, 상기 소정 이득은 통화주파수의 커버리지 축소에 따라 의사주파수의 출력이 감소되도록 제어되거나, 통화량의 증가에 따라 의사주파수의 출력이 낮아지도록 제어될 수 있다,
또한, 필요에 따라, 상기 선형증폭기의 이득은 통화채널을 포함하는 통화주파수의 출력에 비하여 의사주파수의 출력이 낮도록 설정된 것이거나, 통화주파수의 최대 통화량일 경우의 커버리지와 의사주파수의 커버리지가 실질적으로 동일하도록 설정된 것일 수 있다.
한편, 상기 선형증폭기의 정격 출력 용량은 통화주파수의 출력에 사용되는 선형증폭기의 정격 출력 용량에 비하여 낮은 것을 사용하여도 충분하게 된다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 의사주파수 발생 장치는, 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치이며, 상기 합성된 신호를 분배하여 다수개의 신호를 생성하는 분배기; 상기 분배된 신호 중 일부를 통화주파수의 고주파 신호로 변환하는 제1 주파수 변환기; 상기 통화주파수의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 제1 선형증폭기; 상기 분배된 신호 중 다른 일부로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기; 상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및 상기 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 제2 선형증폭기를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 파일럿 채널신호 추출기는, 상기 분배된 합성 신호를 역 확산하여, 복조하고, 파일럿 채널신호 성분을 확산하고, 변조하기 위한 수단들을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 의사주파수 발생 방법은, 오버헤드 채널 신호와 적어도 하나의 통화 채널 신호를 합성하여 제1 신호를 생성하는 단계; 상기 제1 신호를 전력 분배하여 다수의 제2 신호를 생성하는 단계; 생성된 상기 다수의 제2 신호 중 일부 신호로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 단계; 및 추출된 상기 파일럿 채널 신호를 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 구성상의 필요에 따라, 본 발명의 의사주파수 발생 방법은, 상기 다수의 제2 신호 중 다른 일부 신호를 통화주파수의 고주파 신호로 변환하는 단계; 상기 통화주파수의 고주파 신호를 제1 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계; 및 상기 의사주파수의 고주파 신호를 제2 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 통화주파수와 의사주파수 커버리지의 적정한 조정을 위하여, 상기 제1 출력 레벨에 비하여 낮도록 상기 제2 출력 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하거나, 또는 상기 통화주파수의 커버리지 감소에 따라 상기 제2 출력 레벨을 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예로서 이동통신 시스템의 주파수간 하드핸드오 프를 위한 의사주파수 발생 장치 및 그 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 의사주파수 발생 장치의 구성을 나타내는 예시도이다.
도시된 바와 같이, 실시예의 의사주파수 발생 장치는, 가령 2세대 이동통신 시스템의 경우에는 파일럿(pilot) 채널 신호, 싱크(sync) 채널 신호, 페이징(paging) 채널 신호 등을 포함할 수 있고, 3세대 이동통신 시스템의 경우에는 CPICH(common pilot channel), P-SCH(primary sync channel), S-SCH(secondary sync channel), P-CCPCH(primary common control channel) 등을 포함할 수 있는 오버헤드(overhead) 신호와, 적어도 하나(n 개)의 통화(traffic) 채널 신호를 합성하여 기저대역(baseband) 또는 중간주파수(IF) 신호로 출력하는 합성기(210)를 구비하는데, 이를 위해서는 기지국 장비에 통상 구비되어 있는 합성기를 활용하여 그로부터 출력된 신호를 사용할 수도 있으며, 장치의 설계에 따라 의사주파수 발생 장치 내에 별개 부품으로 둘 수도 있다.
합성기(210)의 출력 신호는 2 분배기(220)를 통해 동일크기 또는 각각 그 크기가 다른 두 개의 신호로 분배되어, 각각 통화주파수의 신호와 의사주파수의 신호를 발생시키기 위해 사용된다. 또한, 2 분배기(220)는 전력분배기와는 상이한 종류의 부품으로서 신호추출기에 해당하는 방향성 결합기(Directional Coupler)로 대치될 수도 있는데, 그러할 경우 기존 통화주파수 신호의 처리 경로에는 큰 영향을 주지 않으면서 합성기로부터의 출력 신호의 일부를 추출하여 의사주파수 신호의 발생 이 가능하다는 장점이 있다.
여기서 합성기(210)는 합성된 기저대역(baseband)의 신호를 분배기(220)에 제공하는 구성일 수도 있으나, 고주파 신호로의 변환이 용이하도록 중간 주파수 대역의 신호로 변환한 후에 이를 2 분배기(220)에 제공할 수도 있다.
통화주파수 신호의 처리 경로는, 상술한 2 분배기 또는 방향성 결합기(220) 후단의 신호를 통화주파수의 고주파 신호로 변환하는 주파수 변환기(230)와, 최종 단의 출력을 위해 이를 증폭하는 선형증폭기 1(250) 등을 포함한다.
한편, 의사주파수 신호의 처리 경로는, 상술한 2 분배기 또는 방향성 결합기(220) 후단의 다른 한 신호로부터 파일럿 채널의 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기(260)에서 처리되어 최초 합성된 신호로부터 파일럿 신호만을 분리해 내게 된다. 즉, 본 실시예에서 의사주파수 신호는 파일럿 신호만을 포함하게 되는데, 이는 이동 단말기가 핸드오프를 수행하기 위해서는 파일럿 채널 신호를 사용할 뿐이며 다른 채널의 신호를 사용하지 않는다는 점에 착안하여 의사주파수 발생장치의 구성을 보다 효율화하기 위한 것이다.
파일럿 채널은 각 기지국을 구분하기 위한 채널로서, 이동 단말기는 기지국 탐색(cell searching)을 통하여 핸드오프를 위한 사전 정보를 획득하게 되는데, 파일럿 채널은 이와 같이 이동통신 시스템에 있어서 일종의 기준 신호로서의 기능을 수행하기 때문에 충분한 전력이 할당되며, 일반적으로 전체 통화주파수 출력 신호 에너지의 대략 20% 정도를 차지할 수 있다.
필요한 의사주파수 신호가 N-1이라고 할 경우, 추출된 파일럿 채널 신호는 N-1 분배기(225)를 거쳐 N-1개의 신호로 분배되며, 하나 이상의 주파수 변환기(235)를 통하여 각각의 의사주파수로 고주파 변환된다.
가령, 해당 기지국에 할당된 통화주파수가 FA1이고, 인접기지국과의 핸드오프를 위해 필요한 의사주파수가 FA2, FA3의 두 개일 경우, N=3이 되며, 주파수 변환기(235)는 주파수 변환기 2, 3의 두 개로 구성될 수 있다.
주파수 변환된 신호는 N-1 합성기(240)에서 다시 하나의 신호로 합쳐져 선형증폭기 2(255)를 통해 소정의 이득으로 증폭되어 안테나를 통해 출력되게 된다. 이와 같이 복수개의 의사주파수 신호를 단일의 선형증폭기 2(255)를 통해 증폭하여 출력할 수도 있지만, 필요에 따라 N-1 합성기(240)를 두지 않고, 복수개의 소 용량 선형증폭기를 각각의 의사주파수 신호의 증폭을 위하여 사용할 수도 있다.
이러한 구성을 도 1의 종래기술과 대비하면, 우선, 통화주파수 신호의 처리 경로에 영향을 주지 않고 의사주파수 처리 경로를 구성할 수 있기 때문에 일반 기지국 장비의 구성을 대폭 변경함이 없이도 의사주파수 신호의 발생이 가능하다는 장점을 이해할 수 있다.
또한, 종래기술에서의 최종 출력 단의 고용량 선형증폭기(150)에 비하여 본 실시예의 경우 최종 출력 단의 선형증폭기 1(250) 및 선형증폭기 2(255)는 용량이 극히 작아질 수 있게 된다. 이는 선형증폭기가 통상 고가의 부품이며, 특히 부품 단가가 출력에 단순 비례하지 않고 고 출력의 것일수록 특히 고가라는 점을 고려하면 실제의 이동통신 망 구성에 있어서는 매우 큰 장점이 된다.
가령, 통화주파수의 출력을 위해 20W가 필요하다면, 의사주파수의 커버리지 를 통화주파수의 커버리지와 일치시키기 위하여 의사주파수 출력이 통화주파수의 출력과 일치하도록 되어 있는 도 1의 종래기술의 장치에서 의사주파수를 두 개 사용한다면 총 60W의 출력을 낼 수 있는 고용량의 선형증폭기(150)가 필요하게 되는 반면에, 실시예의 경우에 선형증폭기 1(250)은 통화주파수의 출력만을 낼 수 있으면 되므로 20W의 것이면 사용할 수 있게 된다.
또한, 선형증폭기 2(255)는 의사주파수 신호의 출력을 위한 것인데, 본 실시예에서 의사주파수 신호는 종래기술과 같이 통화채널 신호 등을 포함하지 않고 파일럿 채널 신호만을 포함하므로 위 에와 같이 두 개의 의사주파수 신호를 증폭할 경우 40W(20W의 두 배)의 출력을 낼 수 있는 증폭기가 필요한 것이 아니라, 파일럿 신호만큼의 전력을 낼 수 있는 선형증폭기이면 충분하게 되는 것이다.
가령, 실시예의 경우 위 조건에서 5W 정도면 하나의 의사주파수 신호의 처리에 충분하게 되어, 두 개라 하더라도 10W 정도이면 가능하게 된다. 그러므로, 전체적으로 20W의 선형증폭기 1(250)과 10W의 선형증폭기 2(255)면 통화주파수와 의사주파수의 처리가 가능하게 되는데, 이러한 저 용량의 선형증폭기들은 단가가 극히 낮고 흔히 구할 수 있는 부품이므로, 매우 단가가 높은 종래기술과 같은 고 용량의 선형증폭기에 비하여 효율적인 망 구성이 가능하게 되는 것이다.
한편, 종래기술의 경우 의사주파수와 통화주파수 커버리지 일치를 위하여 완전히 같은 신호원을 이용하여 동일한 전력의 양 신호를 발생시키되 주파수만 달리하여 사용하였으나, 실시예의 구성에서는 의사주파수와 통화주파수가 신호 내용이 상이하므로 커버리지를 적정하게 조절하여야 한다.
이와 같이 커버리지의 불일치가 발생하는 이유는, 도 5에 도시한 바와 같이 A 기지국과 F2의 주파수로 통신하고 있는 이동단말기가 B 기지국의 의사주파수 신호인 F2의 감지를 통하여 인식할 수 있는 B 기지국의 커버리지는 의사주파수 신호가 파일럿 채널 신호만을 포함하고 있는 경우에 가령 실선(Pilot Channel Only)과 같이 인식될 수 있으나, 실제 B 기지국으로의 핸드오프 시에는 B 기지국에 할당된 통화주파수인 F1을 사용하여야 하기 때문이다. 즉, B 기지국의 통화량(Traffic) 이 증가하는 경우 통화주파수 F1의 실제 커버리지는 점선(Full traffic)과 같이 축소될 수 있기 때문에, 의사주파수 F2로부터 이동단말기가 인식하는 커버리지와 실제 핸드오프에 사용될 주파수인 F1의 커버리지는 상이할 수 있게 된다.
한편, 이동단말기가 특정 기지국과의 핸드오프 여부를 결정하기 위해 사용하는 파라미터는 Ec/It(Energy per Chip over Interface Noise) 비인데, Ec 는 특정 기지국으로부터의 파일럿 채널 신호 세기이며, It 는 해당 주파수에서의 총 수신 전력에 해당한다. 즉, Ec/It는 이동 단말기의 총체적인 수신 감도로서, 수신 주파수 대역에서의 총 전력 스펙트럼 밀도에 대한 하나의 PN(Pseudo Noise)칩 기간 동안 누락된 파일럿 에너지의 비율을 의미한다.
따라서, 이동단말기가 인식하는 B 기지국의 통화주파수인 F1과 의사주파수인 F2의 커버리지를 서로 일치시키기 위해서는 F1의 Ec/It 비와 F2의 Ec/It 비를 일치시 켜야 하는 것인데, 통화주파수인 F1의 통화량이 증가하게 될 경우 F1의 Ec/It 비는 감소하게 되는데, 이는 동일한 파일럿 신호 세기가 유지된다고 하더라도 통화채널 신호의 증대에 따라 분모인 간섭 신호 성분이 증가하기 때문이다. 즉, F1의 커버리지 감소로 이어지게 되는 것이다. 그런데, 파일럿 채널 신호만을 갖고 있는 의사주파수인 F2에서는 이러한 F1의 간섭 신호 증가를 반영하지 못하기 때문에 의사주파수의 커버리지는 그대로 유지되게 되며, 그 결과 통화주파수와 의사주파수의 불일치가 일어나게 된다.
본 실시예에서는 통화량 증가 등의 이유로 통화주파수인 F1의 Ec/It 비가 감소할 경우에도 의사주파수가 통화주파수와 동일한 커버리지를 유지하도록 하기 위하여 의사주파수 출력 신호의 세기를 조정한다. 즉, 의사주파수 신호의 Ec 를 낮추어 Ec/It 비가 통화주파수와 동등하도록 하는 것이다. 이는 B 기지국에서 파일럿 신호만으로 이루어진 의사주파수 출력 신호의 세기를 낮추더라도 간섭 신호인 It 가 함께 낮아지지는 않으며, 그렇기 때문에 Ec/It 비는 낮아질 수 있다는 점에 착안한 것이다. It 는 B 기지국의 F2 출력 신호만으로 이루어지는 것이 아니며 타 기지국이나 기타 간섭 신호를 모두 포함하기 때문이다.
가령, 도 6에 도시한 바와 같이 기지국 B에서 파일럿 신호만으로 이루어진 의사주파수의 출력 레벨을 낮추면 의사주파수의 커버리지는 통화주파수의 통화량 증가에 따라 축소된 커버리지와 일치될 수 있다. 이는 의사주파수 신호의 Ec 가 낮 아져 Ec/It 비가 낮아진 결과로 통화주파수의 Ec/It 비와 동등하게 된 결과이다.
이러한 의사주파수 출력 레벨의 조정은 도 3에 도시한 다른 실시예와 같이, 선형증폭기 2(355)의 이득을 제어함으로써 이루어질 수 있다. 이를 위하여 의사주파수 발생 장치는 게인 결정부(370)를 더 포함할 수 있다. 게인 결정부(370)는 통화주파수의 출력 변화 또는 통화량 변화 등 통화주파수 신호의 커버리지 변화를 데이터로 하여 선형증폭기 2(355)의 적정한 게인을 결정하여 의사주파수의 출력 레벨을 제어한다. 이를 위하여, 통화주파수의 통화량의 증가에 따라 실시간으로 또는 일정 주기로 게인을 조정하여 의사주파수의 출력 레벨을 제어하는 방식이 사용될 수도 있다. 한편, 이의 변형으로써 선형증폭기 2의 게인은 일정하게 유지하면서 증폭 이전 단의 적절한 위치에서 신호 레벨을 조정하는 것도 당업자에게는 가능한 변형일 것이다.
한편, 실제의 응용에서는 이와 같이 실시간으로 또는 일정 주기로 의사주파수의 출력 레벨을 조정하지 않고, 의사주파수의 출력 레벨을 통화주파수의 최대 통화량일 경우의 커버리지와 의사주파수의 커버리지가 실질적으로 동일하도록 설정해 두는 방식도 가능할 것이다. 이 경우 통화주파수가 최대 통화량이 아닌 상황에서는 의사주파수와 통화주파수의 커버리지가 일치하지 않게 되나, 가령, 기지국 A로부터 기지국 B로 이동하는 단말기의 경우에 하드 핸드오프가 다소 지연될 수 있다는 점을 제외하고는 망 운영에 큰 지장을 주지 않는다. 즉, 기지국 B의 의사주파수를 통하여 이동단말기가 인식하는 커버리지는 항상 실제 통화주파수의 커버리지보다 작 거나 같게 되어, 통화주파수의 커버리지가 충분할 경우에도 이동단말은 의사주파수에 기반한 분석에 의하므로 하드 핸드오프를 수행하지 않게 되어 다소 핸드오프가 지연될 수는 있을 것이나, 이 경우에 이동단말이 의사주파수에 기반하여 하드 핸드오프를 결정하게 되는 시점에는 이미 B 기지국 통화주파수의 커버리지 내에 들어와 있기 때문에 하드 핸드오프의 실패는 발생하지 않게 되는 것이다.
이와 같이 하기 위해서는 통화주파수의 최대 통화량의 경우와 커버리지가 같거나 근접하도록 의사주파수의 출력 레벨을 충분히 낮추어 두는 것이 필요하며, 구체적인 의사주파수 레벨의 정도는 실제의 각 망의 구성을 기반으로 결정될 수 있을 것이다. 이러한 구성일 경우 의사주파수에 필요한 출력 레벨은 더욱 낮아질 수 있게 되어, 필요한 선형증폭기의 정격 용량은 더욱 낮아질 수 있게 된다.
도 7은 본 발명의 파일럿 채널신호 추출기(260, 360)의 예시적인 구성을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도시된 바와 같이, 입력신호인 오버헤드 신호와 통화채널 신호들이 합성된 합성신호(iBW)를 Walsh 코드 발생기(700)를 통해 발생된 Walsh 코드(W0)로 역 확산 처리하여 1차 상관신호(p)를 얻는다. 예컨대 합성신호(iBW)의 대역폭은 CDMA 방식의 경우 통상 1.2288MHz, WCDMA의 경우 통상 3.84MHz 정도일 수 있고, 통상 파일럿 채널을 위한 Walsh 코드는 CDMA의 경우 W64가 사용되며, WCDMA의 경우에는 채널 별로 상이한 SF(Spreading Factor)에 따라 W4 내지 W512의 범위에서 정해질 수 있으며 가령 W256이 사용될 수 있다. 1차 상관신호(p)의 대역폭은 CDMA의 경우 19.2kHz, WCDMA의 경우는 15kHz 정도일 수 있다.
얻어진 1차 상관신호(p)는 QPSK 복조기(710) 및 저역필터(Low Pass Filter)(720)를 거쳐 Walsh 코드로 확산 처리되어 출력신호(oBW)가 얻어진다. 출력신호(oBW)는 다시 입력 신호 정도의 대역폭을 갖게 되며, 이를 QPSK 변조기(730)로 처리하여 원하는 파일럿 채널신호를 추출하게 된다[3세대 이동통신 시스템의 경우에는 파일럿 신호는 통상 CPICH(Common Pilot Channel)라고 호칭되기도 한다]. 이러한 파일럿 채널신호 추출기(260, 360)의 구성은 한 예시에 불과하며, 사용되는 각 통신 방식에 따라 당업자에게는 다양한 변형 설계가 가능할 것이다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 한 실시예에 따른 의사주파수를 발생하기 위한 방법을 나타내는 예시이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 의사주파수 발생 방법은, 오버헤드 채널 신호와 n 개(n은 1 이상)의 통화 채널 신호를 합성하여 제1 신호를 생성하는 단계와(S410), 생성된 제1 신호를 전력 분배하거나 제1 신호 중 일부 전력을 추출하여 다수의 제2 신호를 생성하는 단계를 포함한다(S420).
이후, 다수의 제2 신호 중 일부 신호를 통화주파수의 제1 고주파 신호 또는 통화주파수 신호로 주파수 변환하는 단계와(S430), 변환된 통화주파수의 제1 고주파 신호를 기 설정된 제1 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계(S440)를 거쳐 통화주파수 신호를 출력한다.
또한, 다수의 제2 신호 중 통화주파수를 위한 위의 일부 신호를 제외한 다른 일부 신호로부터 파일럿 채널신호를 추출하는 단계와(S450), 추출된 파일럿 채널신호를 의사주파수의 제2 고주파 신호로 주파수 변환하는 단계와(S460) 변환된 의사주파수의 제2 고주파 신호를 기 설정된 제2 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계(S470)를 거쳐 의사주파수 신호를 출력한다.
본 발명에 의한, 이동통신 시스템의 의사주파수 발생 장치 및 그 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시 예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적은 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하므로 상기 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 파일럿 비콘의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의사주파수 발생 장치의 구성을 나타내는 예시,
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 의사주파수 발생 장치의 구성을 나타내는 예시,
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 의사주파수를 발생하기 위한 방법을 나타내는 예시,
도 5는 통화주파수와 의사주파수 커버리지의 불일치의 이유를 설명하기 위한 개략도,
도 6은 의사주파수 레벨의 조정으로 통화주파수와 의사주파수 커버리지를 일치시키는 원리를 설명하기 위한 개략도,
도 7은 본 발명의 파일럿 채널신호 추출기 구성의 일례를 예시하기 위한 도면이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
210: 합성기
220: 2 분배기 또는 방향성 결합기
230, 235: 주파수 변환기
225: n-1 분배기
240: N-1 합성기
250, 255: 선형증폭기 1, 2
260: 파일럿 채널신호 추출기

Claims (20)

  1. 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치에 있어서,
    상기 합성된 신호를 다수개의 신호로 분배하는 분배기;
    분배된 신호 중 일부로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기;
    상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및
    상기 하나 이상의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 선형증폭기
    를 포함하는 의사주파수 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치에 있어서,
    상기 합성된 신호로부터 신호 전력 일부를 추출하는 방향성 결합기;
    추출된 신호 전력 일부로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기;
    상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및
    상기 하나 이상의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 선형증폭기
    를 포함하는 의사주파수 발생 장치.
  4. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일럿 채널 신호 추출기의 출력 신호를 다수의 신호로 분배하는 N-1 분배기를 더 포함하고,
    상기 하나 이상의 주파수 변환기는 상기 N-1 분배기의 각각의 출력 신호를 고주파 신호로 변환하여 다수의 의사주파수 신호를 생성하는 다수의 주파수 변환기인
    의사주파수 발생 장치.
  5. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화주파수의 커버리지 축소에 따라 의사주파수의 출력이 감소되도록 제어되는 것인
    의사주파수 발생 장치.
  6. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화량의 증가에 따라 의사주파수의 출력이 낮아지도록 제어되는 것인
    의사주파수 발생 장치.
  7. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화채널을 포함하는 통화주파수의 출력에 비하여 의사주파수의 출력이 낮도록 설정된 것인
    의사주파수 발생 장치.
  8. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화주파수의 최대 통화량일 경우의 커버리지와 의사주파수의 커버리지가 실질적으로 동일하도록 설정된 것인
    의사주파수 발생 장치.
  9. 제1 항 및 제3 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 선형증폭기의 정격 출력 용량은 통화주파수의 출력에 사용되는 선형증폭기의 정격 출력 용량에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는
    의사주파수 발생 장치.
  10. 오버헤드 채널 신호와 하나 이상의 통화 채널 신호가 합성된 신호로부터 의사주파수 신호를 발생하는 장치에 있어서,
    상기 합성된 신호를 분배하여 다수개의 신호를 생성하는 분배기;
    상기 분배된 신호 중 일부를 통화주파수의 고주파 신호로 변환하는 제1 주파수 변환기;
    상기 통화주파수의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 제1 선형증폭기;
    상기 분배된 신호 중 다른 일부로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 파일럿 채널 신호 추출기;
    상기 추출된 파일럿 채널 신호를 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 하나 이상의 주파수 변환기; 및
    상기 하나 이상의 의사주파수의 고주파 신호를 증폭하여 출력하는 제2 선형증폭기
    를 포함하는 의사주파수 발생 장치.
  11. 제1 항, 제3항 및 10 항의 어느 한 항에 있어서,
    상기 파일럿 채널신호 추출기는
    상기 분배된 합성 신호를 역 확산하여, 복조하고, 파일럿 채널신호 성분을 확산하고, 변조하는 것인
    의사주파수 발생 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화주파수의 커버리지 축소에 따라 의사주파수의 출력이 감소되도록 제어되는 것인
    의사주파수 발생 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화채널을 포함하는 통화주파수의 출력에 비하여 의사주파수의 출력이 낮도록 설정된 것인
    의사주파수 발생 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 선형증폭기는 상기 의사주파수 신호를 소정 이득(Gain)에 따라 증폭하여 출력하며,
    상기 소정 이득은 통화주파수의 최대 통화량일 경우의 커버리지와 의사주파 수의 커버리지가 실질적으로 동일하도록 설정된 것인
    의사주파수 발생 장치.
  15. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 선형증폭기의 정격 출력 용량은 상기 제1 선형증폭기의 정격 출력 용량에 비하여 낮은 것을 특징으로 하는
    의사주파수 발생 장치.
  16. 오버헤드 채널 신호와 적어도 하나의 통화 채널 신호를 합성하여 제1 신호를 생성하는 단계;
    상기 제1 신호를 전력 분배하여 다수의 제2 신호를 생성하는 단계;
    생성된 상기 다수의 제2 신호 중 일부 신호로부터 파일럿 채널 신호를 추출하는 단계;
    추출된 상기 파일럿 채널 신호를 의사주파수의 고주파 신호로 변환하는 단계; 및
    생성된 상기 다수의 제2 신호 중 다른 일부 신호를 통화주파수의 고주파 신호로 변환하는 단계
    를 포함하는 의사주파수 발생 방법.
  17. 삭제
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 통화주파수의 고주파 신호를 제1 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계; 및
    상기 의사주파수의 고주파 신호를 제2 출력 레벨로 증폭하여 출력하는 단계
    를 더 포함하는 의사주파수 발생 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 제1 출력 레벨에 비하여 낮도록 상기 제2 출력 레벨을 결정하는 단계를 더 포함하는
    의사주파수 발생 방법.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 통화주파수의 커버리지 감소에 따라 상기 제2 출력 레벨을 감소시키는 단계를 더 포함하는
    의사주파수 발생 방법.
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KR100586230B1 (ko) * 2005-04-12 2006-06-07 주식회사 케이티프리텔 파일럿 비콘 장치와 이를 이용한 핸드오프 신호 발생 방법

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