KR19990039670A - How to eliminate hard handoff between frequencies in digital code division multiple access mobile communication systems - Google Patents
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Abstract
디지털 코드 분할 다중 접속 시스템에서, 다수의 통화 주파수를 이용하는 종래의 기지국에서 각 통화 주파수에 기지국 하드웨어 자원인 채널요소가 고정적으로 할당되므로, 인접 기지국 간 통화 요구량이 다를 때, 인접 기지국 간에 서로 다른 수의 주파수를 설치하므로 주파수간 하드 핸드오프가 발생하는 문제점을 없애기 위하여, 채널요소와 해당 주파수 사이의 경로들을 스위칭하는 방법으로 설치된 채널요소들을 각 주파수들이 공동으로 이용할 수 있도록 하여, 인접 기지국 간 설치된 주파수 구성의 차이에서 발생하는 주파수간 하드 핸드오프를 없애고, 설치된 기지국 하드웨어 자원을 효과적으로 활용할 수 있다.In a digital code division multiple access system, since a channel element, which is a base station hardware resource, is fixedly assigned to each talk frequency in a conventional base station using multiple talk frequencies, when the call demands between neighboring base stations are different, In order to eliminate the problem of hard handoff between frequencies because the frequency is installed, the frequency components installed between neighboring base stations can be shared by using the channel elements installed by switching the paths between the channel elements and the corresponding frequencies. It is possible to eliminate the hard handoff between frequencies caused by the difference, and effectively utilize the installed base station hardware resources.
Description
본 발명은 디지털 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식을 채용한 이동통신 서비스 제공시 기지국 간에 통화 채널에 대한 필요량이 다를 때 기지국 하드웨어 자원의 효율적 이용 방법에 관한 것으로서, 특히 기지국에 설치된 서로 다른 주파수들이 기지국 하드웨어를 공동으로 사용하고 이에 따라 주파수간 하드 핸드오프의 발생을 방지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of efficiently using base station hardware resources when a requirement for a call channel is different between base stations when providing a mobile communication service employing a digital code division multiple access (CDMA) scheme. A method of jointly using hardware and thus preventing occurrence of hard handoff between frequencies.
코드 분할 다중 접속 방식의 시스템에서는 1개의 주파수 내에 코드에 의해서 구별되는 다수의 채널을 사용하며, 기지국에서 이동국 방향의 순방향 링크는 1개의 파일럿 채널, 싱크 채널, 다수의 페이징 채널과 통화 채널로 구성되는데, 여기서 파일럿 채널은 이동국이 시스템을 포착하고 기지국을 구별하는 정보를 전송하며, 이때 기지국의 커버리지는 파일럿 채널의 칩 에너지 대 간섭 밀도의 비에 의해서 결정된다.In a code division multiple access system, a plurality of channels are identified by codes within one frequency. In a base station, a forward link toward a mobile station includes one pilot channel, a sink channel, a plurality of paging channels, and a call channel. Where the pilot channel transmits information that the mobile station captures the system and distinguishes the base station, where the coverage of the base station is determined by the ratio of chip energy to interference density of the pilot channel.
한편, 하나의 기지국에는 그 기지국의 예상 커버리지 내에서의 사용자들의 통화 요구량을 미리 예측하여 1개 혹은 그 이상의 주파수가 설치되며, 보통 1개의 주파수로 20명의 통화 요구를 동시에 수용할 수 있다. 따라서 기지국 시스템의 통화 수용량은 설치된 주파수에 의해서 결정되므로, 기지국 간의 예상 통화 요구량이 상당할 정도로 차이가 나게 된다면 기지국 장비 비용의 절감을 위해 기지국 간 설치 주파수 구성이 달라지게 된다.On the other hand, one base station is installed with one or more frequencies in anticipation of the call demands of the users in the expected coverage of the base station in advance, and can usually accommodate 20 call requests at one frequency. Therefore, since the call capacity of the base station system is determined by the installed frequency, if the expected call demand between the base stations is significantly different, the installation frequency configuration between the base stations is changed to reduce the base station equipment cost.
이때 셀룰라, 개인 휴대 통신, 이동 위성통신 또는 미래 육상 이동통신 등 이동통신 시스템에 있어서 이동국이 기지국 간의 경계를 통과할 때는 통화 유지를 위하여 핸드오프를 수행하게 되는데, 디지털 코드 분할 다중 접속을 사용하는 이동통신 시스템의 경우에 있어서 두 기지국 간의 사용 주파수의 수 및 주파수가 동일한 경우에는 소프트 핸드오프의 기능에 의해 별도의 변환과정 없이 통화가 지속될 수 있으나, 두 기지국 간의 사용 주파수가 상이한 경우에는 특정 주파수로 통화 중이던 이동국이 그 주파수가 설치되지 않은 타 기지국의 영역으로 이동했을 경우에 주파수 변환이 필요하게 되며, 이를 주파수 하드 핸드오프라 한다.At this time, in a mobile communication system such as cellular, personal cellular communication, mobile satellite communication, or future land mobile communication, when a mobile station crosses a boundary between base stations, a handoff is performed to maintain a call. In the case of a communication system, if the number and frequency of the use frequencies between the two base stations are the same, the call can be continued without a separate conversion process by the soft handoff function, but if the use frequencies between the two base stations are different, the call is made to a specific frequency. When the mobile station in use moves to an area of another base station in which the frequency is not installed, frequency conversion is required, which is called frequency hard handoff.
이러한 주파수 하드 핸드오프를 위하여 종래의 디지털 코드 분할 다중 접속 시스템에 있어서는 이동국이 속해 있는 현재의 기지국에는 설치되어 있으나 핸드오프 대상 기지국에는 설치되어 있지 않은 주파수에 대하여 핸드오프 대상 기지국은 파일럿 채널, 싱크 채널, 페이징 채널의 일부 또는 전부로 구성된 의사 주파수 또는 파일럿 비콘을 설치하여 현재의 기지국과 동일하게 주파수를 구성시킴으로써 이동국으로 하여금 핸드오프 대상 기지국의 정보를 획득하도록 하고 있다. 이하, 파일럿 채널만을 전송하는 파일럿 비콘 또는 더미 파일럿, 그리고 파일럿 채널, 싱크 채널, 페이징 채널의 일부 또는 전부로 구성된 의사 주파수를 모두 포함하는 의미에서 "의사 주파수"라는 용어를 사용하기로 한다.In the conventional digital code division multiple access system, the base station to which the handoff target is handed off is installed in the current base station to which the mobile station belongs but is not installed in the base station to which the handoff target is applied. In addition, a pseudo frequency or a pilot beacon including some or all of the paging channels is installed to configure the frequency in the same manner as the current base station so that the mobile station acquires the information of the base station to be handed off. Hereinafter, the term "pseudo frequency" will be used in the sense of including a pilot beacon or a dummy pilot transmitting only a pilot channel, and a pseudo frequency including some or all of a pilot channel, a sink channel, and a paging channel.
도 1은 종래 기지국 간 주파수 구성의 차이에서 발생하는 주파수 간 하드 핸드오프를 지원하는 의사 주파수 발생 방법을 실현하는 시스템의 블록 구성도이다. 일반적으로 순방향 링크의 주파수 구성은 통화 채널을 보유한 통화 주파수와 통화 채널이 없는 의사 주파수로 구성될 수 있는데, 통화 주파수의 경우에 있어서 파일럿 신호(A1), 싱크 신호(B1), 페이징 신호(C1) 및 통화 채널 신호(D1-DN)는 각각 채널요소(1-5)에서 주파수 확산을 포함한 제반 디지털 신호 처리 과정을 거친 후 합성기(6)에서 합해지며, 그 후 송신기(8)에서 고주파 신호(F1)로 변환된 뒤 선형 증폭기(10)에서 증폭되어 미도시된 안테나로 공급된다.1 is a block diagram of a system for realizing a pseudo frequency generation method that supports hard handoff between frequencies occurring due to a difference in frequency configuration between base stations. In general, the frequency configuration of the forward link may be composed of a talk frequency having a talk channel and a pseudo frequency without a talk channel. In the case of a talk frequency, a pilot signal (A 1 ), a sink signal (B 1 ), and a paging signal ( C 1 ) and call channel signals D 1 -D N are summed by synthesizer 6 after all digital signal processing including frequency spreading at channel elements 1-5, respectively, and then at transmitter 8 After converted to a high frequency signal (F 1 ) at amplified in the linear amplifier 10 is supplied to an antenna not shown.
여기서, 원활한 주파수 하드 핸드오프를 위하여 기지국은 인접 기지국이 N까지의 통화 주파수를 유지한다고 가정할 경우에 1개의 통화 주파수 이외에 N-1개의 의사 주파수를 가져야 하는데, 의사 주파수는 파일럿 채널(A2), 싱크 채널(B2), 페이징 채널(C2)을 처리하기 위한 채널요소(11-13)를 가지며, 이들 채널요소(11-13)는 통화 주파수의 채널들과 동일한 방식으로 합성기(14)에서 합해진 후 송신기(15)에서 고주파 신호(F2)로 변환되어 그 후 선형 증폭기(10)에서 통화 주파수의 고주파 신호(F1)와 함께 증폭되어 안테나로 공급된다. 또한 채널요소(16-18)는 N-1번째의 의사 주파수에 해당하며, 이들 역시 합성기(19)에서 합해진 후 송신기(20)에서 고주파 신호(FN)로 고주파 변환되어 그 후 선형 증폭기(10)에서 통화 주파수의 고주파 신호(F1), 의사 주파수(F2)와 함께 증폭된다.In this case, for smooth frequency hard handoff, the base station should have N-1 pseudo frequencies in addition to one talk frequency, assuming that the neighboring base stations maintain the talk frequency up to N. The pseudo frequency is a pilot channel (A 2 ). And channel elements 11-13 for processing the sink channel B 2 and the paging channel C 2 , which channel elements 11-13 are synthesized in the same manner as the channels of the call frequency. After summation, the signal is converted into a high frequency signal F 2 at the transmitter 15 and then amplified together with the high frequency signal F 1 of the talk frequency at the linear amplifier 10 and supplied to the antenna. In addition, the channel elements 16-18 correspond to the N−1 th pseudo frequencies, which are also summed in the synthesizer 19 and then converted to a high frequency signal F N at the transmitter 20 by a linear amplifier 10. Amplified together with the high frequency signal F 1 and the pseudo frequency F 2 of the talk frequency.
한편, 이동국에서 기지국 방향으로의 역방향 링크의 주파수는 순방향 링크의 통화 주파수(F1)에 대응되는 주파수(F1′)만으로 구성되어 있으며, 이동국에서 보내진 신호는 미도시된 안테나에서 수신기(9)로 보내져 분배기(7)를 통해 해당 통화 채널(D1-DN)에 대한 채널요소(4-5)로 보내진다.On the other hand, the frequency of the reverse link from the mobile station to the base station is composed of only the frequency (F 1 ′) corresponding to the talk frequency (F 1 ) of the forward link, the signal sent from the mobile station in the antenna (not shown) receiver 9 Is sent to the channel elements 4-5 for the corresponding call channels D 1 -D N via the distributor 7.
이러한 종래의 시스템은 1개의 통화 주파수(F1)만 설치하면 통화 요구량을 충족시킬 수 있는 핸드오프 대상 기지국에 의사 주파수(F2, ..., FN)를 설치하여 인접 기지국과 같은 주파수를 불완전하게나마 설치하여, 기지국 간 주파수 구성의 차이에서 발생하는 주파수간 하드 핸드오프를 원활하게 수행하고 있으나, 통화 주파수(F1)의 전송 출력을 동적으로 제어하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 특성상 통화 주파수(F1)의 커버리지와 의사 주파수(F2, ..., FN)의 커버리지를 어떻게 일치시키느냐 하는 문제점이 발생하였고, 또 사용되고 있는 통화 주파수들에 대한 통화 수요 예측이 근본적으로 불가능하기 때문에 핸드오프된 이동국을 어느 통화 주파수에 다시 할당하느냐 하는 등의 문제점이 있었으며, 주파수 하드 핸드오프 수행시 통화가 절단될 확률이 높아질 뿐만 아니라 전송 지연이 발생하여 통화 품질을 저감시킨다는 문제점이 있었다.Such a conventional system installs a pseudo frequency (F 2 , ..., F N ) in a handoff target base station capable of satisfying call demands by installing only one call frequency (F 1 ), so that the same frequency as a neighboring base station is established. Although incompletely installed, the smooth handoff between frequencies caused by the difference in frequency configuration between base stations is smoothly performed, but due to the nature of the code division multiple access system that dynamically controls the transmission output of the call frequency (F 1 ), the call frequency ( There is a problem of how to match the coverage of F 1 ) and the coverage of pseudo frequencies (F 2 , ..., F N ), and handoff because it is fundamentally impossible to predict call demand for the used communication frequencies. There was a problem such as reassigning the assigned mobile station to which communication frequency, and the call was disconnected when performing frequency hard handoff. Not only does the rate increase, but there is a problem that the transmission quality is reduced to reduce the call quality.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 기지국 간 통화 채널 요구량이 상이할 때 채택되는 종래 시스템에서의 주파수간 하드 핸드오프의 문제점을 개선하고자 발명한 것으로써, 모든 기지국에 동일한 수의 통화 주파수를 설치하고 통화 요구량이 낮은 기지국에 설치된 모든 주파수들이 채널요소를 공동으로 이용하게 함으로써 채널요소 설치 비용은 종래의 시스템대로 유지하면서 주파수간 하드 핸드오프를 방지하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.In view of the above situation, the present invention has been made to improve the problem of inter-frequency hard handoff in a conventional system which is adopted when the inter-base station call channel requirements are different. It is intended to provide a method of preventing hard handoff between frequencies while maintaining the cost of installing a channel element by allowing all frequencies installed in a base station having a low call demand to jointly use the channel element.
도1은 하드 핸드오프(Hard Handoff)를 지원하기 위해 설계된 종래의 기지국 시스템 블럭도1 is a block diagram of a conventional base station system designed to support hard handoff.
도2는 하드 핸드오프를 없애기 위한 본 발명의 기지국 시스템 블럭도2 is a block diagram of a base station system of the present invention for eliminating hard handoff.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1-5, 11-13, 16-18, 21 : 채널요소 6, 14, 19 : 합성기1-5, 11-13, 16-18, 21: Channel elements 6, 14, 19: Synthesizer
7, 25, 26 : 분배기 8, 15, 20 : 송신기7, 25, 26: Splitter 8, 15, 20: Transmitter
9, 27, 28 : 수신기 10 : 선형 증폭기9, 27, 28: receiver 10: linear amplifier
22 : 송신경로 설정기 23 : 수신경로 설정기22: transmission path setter 23: reception path setter
24 : 채널요소 풀(Pool)24: Channel element pool
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은 종래의 시스템에서와 같은 의사 주파수의 사용을 배제하고, 인접 기지국 간에 동일한 통화 주파수 구성을 갖도록 하여 채널요소를 통화 주파수가 공동으로 이용할 수 있게 시스템을 구성하여 통화 요구량이 인접 기지국보다 상대적으로 적은 기지국에서도 인접 기지국과 동일한 통화 주파수를 설치하도록 함으로써 주파수간 하드 핸드오프를 실제적으로 없애는 것을 기본 원리로 하는 것이다.The method of the present invention for achieving the above object is to configure the system so that the communication frequency can be used jointly by the channel element by eliminating the use of the pseudo frequency as in the conventional system, and having the same talk frequency configuration between adjacent base stations Therefore, the base principle is to actually eliminate the hard handoff between frequencies by installing the same talk frequency as the neighboring base station even in the base station where the call demand is relatively smaller than the neighboring base station.
도2는 기지국에 설치된 모든 주파수들이 채널요소들을 공동으로 이용하는 시스템의 블록도이다. 여기서, 순방향 링크의 경우에는 파일럿 신호(A1-AN), 싱크(B1-BN) 신호, 페이징 신호(C1-CN) 및 통화 채널 신호(D1-DN)는 채널요소 풀(24)의 각각 채널요소(1-5, 11-13, 16-18, 21)에서 주파수 확산을 포함한 제반 디지털 신호 처리 과정을 거친 후, 송신경로 설정기(22)에서 설정된 경로에 따라 해당 주파수에 할당된 각각의 합성기(6, 14, 19)로 보내지며, 상기와 같이 합쳐진 신호는 송신기(8, 15, 20)에서 해당 고주파 신호(F1, F2, FN)로 변환된 뒤 선형 증폭기(10)에서 증폭되어 미도시된 안테나로 공급된다. 한편, 역방향 링크의 경우에는 이동국에서 보내진 신호는 미도시된 안테나에서 수신기(9, 27, 28)로 보내져 순방향 링크의 통화 주파수에 대응되는 주파수(F1′, F2′, FN′)에 해당하는 주파수 신호로 분리된 후, 분배기(7, 25, 26)를 통해 분배되어 수신경로 설정기(23)를 통해 채널요소 풀(24)의 해당 통화 채널(D1, D2, DN)에 대한 채널요소(17, 21, 18)로 보내진다.2 is a block diagram of a system in which all frequencies installed in a base station jointly use channel elements. Here, in the case of the forward link, the pilot signals A 1 -A N , the sinks B 1 -B N , the paging signals C 1 -C N , and the call channel signals D 1 -D N are channel elements. After each digital signal processing process including frequency spreading in each channel element (1-5, 11-13, 16-18, 21) of the pool 24, the corresponding channel is set according to the path set in the transmission path setter 22. It is sent to each synthesizer (6, 14, 19) assigned to the frequency, and the combined signal is converted into the corresponding high frequency signals (F 1 , F 2 , F N ) at the transmitter (8, 15, 20). Amplified by the linear amplifier 10 is supplied to the antenna not shown. On the other hand, in the reverse link, the signal transmitted from the mobile station is sent from the antenna (not shown) to the receivers 9, 27, and 28 at frequencies F 1 ′, F 2 ′, and F N ′ corresponding to the communication frequencies of the forward link. After being separated into the corresponding frequency signal, it is distributed through the divider 7, 25, 26 and the corresponding call channel D 1 , D 2 , D N of the channel element pool 24 through the receive path setter 23. Is sent to the channel elements 17, 21, 18 for.
여기서 송신경로 설정기(22)는 각각 채널요소(17, 21, 18)의 출력 정보를 미리 할당된 통화 주파수(F1, F2, FN)의 송신기(8, 15, 20)로 스위칭하고, 수신경로 설정기(23)는 수신기(9, 27, 28)에서 전송된 신호를 해당 채널요소(17, 21, 18)로 스위칭하는 역할을 하는 것으로서, 이 장치의 도입으로 기지국은 하드웨어 자원을 효율적으로 이용할 수 있게 된다.Here, the transmission path setter 22 switches the output information of the channel elements 17, 21 and 18 to the transmitters 8, 15 and 20 of the pre-assigned call frequencies F 1 , F 2 and F N , respectively. The reception path setter 23 switches the signals transmitted from the receivers 9, 27, and 28 to the corresponding channel elements 17, 21, and 18. With the introduction of this device, the base station uses hardware resources. It can be used efficiently.
따라서 본 발명의 방법에 의하면 채널요소(1-5, 11-13, 16-18, 21)와 송신기(8, 9, 15) 및 수신기(9, 27, 28)사이에 스위칭 역할을 하는 송신경로 설정기(22) 및 수신경로 설정기(23)를 설치하여 각 기지국에 설치된 채널요소(1-5, 11-13, 16-18, 21)들을 모든 통화 주파수(F1, F2, FN, F1′, F2′, FN′)들이 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있으므로 인접 기지국 간 통화 요구량이 다를 때도 인접 기지국 간에 같은 주파수 구성을 유지할 수 있어서 하드 핸드오프를 방지할 수 있는 효과가 있다.Therefore, according to the method of the present invention, a transmission path serving as a switching between the channel elements 1-5, 11-13, 16-18, 21, the transmitters 8, 9, 15, and the receivers 9, 27, 28 A setter 22 and a receive path setter 23 are installed to display channel elements (1-5, 11-13, 16-18, 21) installed in each base station at all call frequencies (F 1 , F 2 , F N). , F 1 ′, F 2 ′, and F N ′) can be selectively used as needed, so that even when call demands between adjacent base stations are different, the same frequency configuration can be maintained between adjacent base stations, thereby preventing hard handoff. have.
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR100375145B1 (en) * | 1999-11-10 | 2003-03-19 | 삼성전자주식회사 | Device and method for communicating data using multicarrier in cdma communication system |
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1997
- 1997-11-13 KR KR1019970059839A patent/KR100265421B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100375145B1 (en) * | 1999-11-10 | 2003-03-19 | 삼성전자주식회사 | Device and method for communicating data using multicarrier in cdma communication system |
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| KR100265421B1 (en) | 2000-09-15 |
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