KR20000022744A

KR20000022744A - 송신 안테나 다이버시티를 사용하는 이동통신 시스템의 채널통신장치 및 방법

Info

Publication number: KR20000022744A
Application number: KR1019990034717A
Authority: KR
Inventors: 박진수; 염재흥; 안재민; 이현우
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1999-08-20
Publication date: 2000-04-25
Also published as: KR100325248B1

Abstract

본 발명은 송신 안테나 다이버시티를 사용하여 이동통신시스템의 채널통신 방법이, 기지국이 공통채널상의 신호를 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하는 과정과, 상기 안테나를 통하여 교대로 스위칭되어진 공통채널과 사용자 전용 채널의 시간 관계를 추정하는 과정과, 이동국이 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제1 및 제2기간에 대응하는 신호들의 수신전력을 측정하는 과정과, 상기 이동국이 상기 제1기간에 대응하는 신호의 전력과 상기 제2기간에 대응하는 신호의 수신전력을 비교하여 수신전력이 큰 쪽의 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나를 상기 기지국에 알려주는 과정과, 상기 기지국이 상기 선택된 안테나로 전용채널을 송신하는 과정으로 구성된다.

Description

송신 안테나 다이버시티를 사용하는 이동통신 시스템의 채널 통신장치 및 방법{apparatus and method for communicating channel signal using transmission antenna diversity in cdma communication system}

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 송신 안테나 다이버시틀 이용한 채널 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 부호분할다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭함) 방식의 이동통신 시스템은 음성을 위주로 하는 종래의 이동 통신 규격에서 발전하여, 음성뿐만 아니라 고속 데이터의 전송이 가능한 IMT-2000 규격으로 발전하기에 이르렀다. 상기 IMT-2000 규격에서는 고품질의 음성, 동화상, 인터넷 검색 등의 서비스가 가능하다. 상기 CDMA 이동 통신 시스템에서 단말기와 기지국 사이에 존재하는 통신 선로는 크게 기지국에서 단말기로 향하는 순방향 링크(Forward Link)와 반대로 단말기에서 기지국으로 향하는 역방향 링크(Reverse Link)로 구별된다.

특히 순방향 링크의 용량(Capacity)은 증가하는 트래픽에 대하여 더욱 많은 이득(Gain)이 요구된다. 순방향 링크에서 단말기의 이동속도가 저속일 경우 다중 안테나를 이용하는 송신 안테나 다이버시티를 사용할 경우, 송신 안테나 다이버시티를 사용하지 않았을 경우보다 약 1 ~ 7dB의 이득이 있는 것으로 알려져 있다. 이것은 시스템 커패시티를 2배 ~ 3배정도 증가시킬 수 있으며, 단말기의 수신기가 충분한 패스(path) 다이버시티를 얻을 수 없을 경우와 단말기의 이동속도가 낮을수록 더 좋은 성능을 가진다.

상기 송신 안테나 다이버시티 기능이라 함은 기지국에서 송신하는 신호가 단말에 도달하는 경로를 다중화하여 동일한 기지국 송신 신호 전력에 대하여 수신 신호의 신뢰도를 높이는 방식을 말한다. 상기의 경로라 함은 송신 안테나의 방향, 송신 신호의 편극(Polarization), 송신 안테나의 위치, 주파수축상에서의 다른 반송파 주파수, 시간축상에서 다른 전송시점 등과 같이 송신측에 수신측까지의 신호가 전송될 수 있는 물리적인 경로를 의미하며 반드시 공간적인 경로만을 의미하는 것은 아니다. 상기의 송신 다이버시티 기법의 일 예로, 기지국에 복수의 송신안테나를 설치하고, 송신기로 출력되는 신호를 스위치를 통하여 선택하여 기지국에서 단말에 이르는 경로를 다중화하므로써 동일한 평균 송신 전력에 대하여 수신 신호의 신뢰도를 높이는 시분할 송신 다이버시티(이하 TSTD라 칭함 ; Time Switched Transmissionn Diversity) 방식이 있다.

도 1은 상기 TSTD(Time Switched Transmission Diversity) 방식의 송신장치를 도시하고 있다.

상기 도 1를 참조하면, 신호변환기111은 부호화된 사용자 데이타와 롱코드가 결합된 신호를 입력한다. 상기 신호 변환기111은 입력되는 신호의 레벨을 변환하며, 이때 입력 데이타에서 0 데이타를 +1로 변환하고 1데이타를 -1로 변환하여 출력한다. 직병렬변환기113은 상기 신호 변환기611에서 출력되는 직렬 신호를 병렬 신호로 변환하는데, 입력 신호를 홀수번째 신호와 짝수번째 신호로 분리하여 병렬 출력한다. 곱셈기115는 상기 직병렬변환기113에서 출력되는 짝수번째 신호와 직교부호W_m을 혼합하여 출력한다. 곱셈기117은 상기 직병렬변환기113에서 출력되는 홀수번째 신호와 직교부호W_m을 혼합하여 출력한다. 상기 곱셈기115 및 117은 출력하고자 하는 사용자신호를 직교부호로 변조(또는 확산)하는 기능을 수행한다. 여기서 상기 직교부호는 월시부호(walsh code)를 사용할 수 있다. 복소PN확산기(complex PN spreading)119는 상기 곱셈기115 및 117에서 출력되는 직교 변조된 신호를 PN씨퀀스 PN_I와 PN_Q를 이용하여 확산한다. 제어기(controller)120은 시간 스위칭 기법을 이용하여 송신신호를 복수개의 안테나에 분배하기 위한 스위치제어신호를 발생한다.

스위치121은 공통 단자가 상기 확산기119의 I채널 및 Q채널 확산신호 출력단에 연결되며, 제1출력단자가 저역여파기123 및 125에 연결되고 제2출력단자가 저역여파기127 및 129에 연결되며, 상기 제어기120의 상기 스위치제어신호에 의해 스위칭된다. 상기 스위치121은 상기 제어기120에서 출력되는 스위치제어신호에 의해 스위칭되어 상기 PN확산기119에서 출력되는 확산신호를 상기 저역여파기123 및 125 또는 상기 저역여파기127 및 129에 스위칭 출력한다.

상기 저역여파기123 및 125는 상기 스위치121에서 스위칭 출력되는 I채널 및 Q채널의 PN 확산신호를 각각 저역 여파하여 출력한다. 곱셈기131 및 133은 상기 저역여파기123 및 125의 출력을 반송파와 혼합하여 주파수를 상승 변환한다. 가산기141은 상기 곱셈기131 및 133에서 출력되는 신호를 가산하여 송신안테나 A에(Antenna A) 출력한다. 상기 저역여파기127 및 129는 상기 스위치121에서 스위칭 출력되는 I채널 및 Q채널의 PN 확산신호를 각각 저역 여파하여 출력한다. 곱셈기135 및 137은 상기 저역여파기127 및 129의 출력을 반송파와 혼합하여 주파수를 상승 변환한다. 가산기143은 상기 곱셈기135 및 137에서 출력되는 신호를 가산하여 송신안테나 B(Antenna B)에 출력한다.

상기한 시분할 송신 다이버시티 기술 외에, 이동국에서 두 송신 안테나로 부터 수신되는 각각의 파일럿의 전력세기를 측정하여 그 상대적인 비(Ratio)를 임계값(Threshold value)과 비교한 다음 안테나 선택신호를 주기적으로 기지국으로 보내고 기지국에서는 두 안테나 중 수신상태가 좋은 하나의 안테나에만 데이터를 실어 보내는 방법으로 STD(Selection Transmit Diversity, 이하 STD라 칭한다) 방식이 있다.

도 2는 상기 STD방식의 송신장치를 도시하고 있다.

상기 도 2를 참조하면, 채널부호기211은 전송할 데이터를 부호화하여 출력한다. 상기 채널부호기211은 길쌈부호기(convolution coder) 및 터보부호기(turbo coder) 등을 사용할수 있다. 인터리버212는 버스트 에러 등의 발생을 방지하기 위하여 상기 채널부호기211에서 출력되는 심볼들을 인터리빙하여 출력한다. 다중화기214는 파일롯심볼(pilot symbol), 전력제어비트(Transmit Power Control, 이하 TPC라 칭함), 프레임 레이트정보(Rate information) 및 상기 인터리버102에서 인터리빙된 데이터를 다중화하여 출력한다. 직병렬변환기214는 입력되는 채널데이타를 신호매핑(signal mapping)하고 병렬변환하여 출력한다. 예를들어, 입력 데이타가 0 인 경우 +1로 변환하고 1 인경우 -1로 변환하여 출력하고, 홀수번째 신호와 짝수번째 신호로 분리하여 병렬 출력한다. 혼합기215-235는 상기 직병렬변화기214로부터 출력되는 병렬변환된 채널신호와 해당 직교부호(orthgonal code)를 곱하여 직교변조한다. 가산기216은 상기 혼합기들로부터 출력되는 직교변조된 신호들을 가산하여 출력한다. 복소확산기(complex spreading)217은 상기 가산기216의 출력신호를 PN씨퀀스 PN_I와 PN_Q를 이용하여 확산하여 출력한다. 스위치218은 제어기(contrller)로부터 제공되는 안테나선택신호(AS, Antenna selection)에 의해 상기 복소확산기217의 출력신호를 스위칭 출력한다. 상기 안테나선택신호는 이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 의해 결정된다. 저역여파기219 및 220는 상기 스위치218에서 스위칭 출력되는 I채널 및 Q채널의 PN 확산신호를 각각 저역 여파하여 출력한다.

도 3은 종래기술에 따른, 시간 다이버시티 기술을 사용하지 않는 비동기 이동통신시스템에서 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하고 있다. 상기 도 3에서 참조번호 301은 이동국에서 수신하는 순방향링크의 퍼치채널을 나타낸다. 여기서 상기 퍼치채널은 시간동기를 위한 탐색코드(search code)드를 포함한다. 상기 탐색코드는 이동국이 슬롯 동기와 프레임 동기를 맞추기 위해, 어느 셀 그룹(cell group)에 속하였는지 알기 위해서 사용되어지는 코드이다. 즉, 이동국은 상기 퍼치채널의 탐색코드를 이용해서 프레임 동기와 슬롯 동기를 맞추고 기지국이 이동국에 보내준 시간 오프셋을 이용해서 상기 전용물리채널(DPCH) 정보를 얻는다. 이동국은 상기 파일롯 심볼의 위상 및 에너지를 측정하여 채널상태를 추정한다. 참조번호 302는 이동국에서 수신하는 순방향링크의 전용물리채널(DPCH, Dedicated Physical channel)을 나타낸다. 상기 전용물리채널은 가입자에게 전용으로 할당되는 통화채널(또는 전용제어채널)이다. 여기서, 상기 퍼치채널과 전용물리채널 사이는 시간오프셋(Tframe + Tslot)이 존재한다. 여기서 상기 Tframe은 슬롯(slot) 단위의 오프셋을 나타내고, 상기 Tslot은 심볼(symbol)단위의 오프셋을 나타낸다. 참조번호 303은 이동국에서 송신하는 역방향링크의 전용물리채널을 나타낸다. 상기 역방향링크의 전용물리채널은 슬롯당 파일롯심볼(pilot) 및 전력제어비트(TCP)가 시간다중화되어 있다. 또한, 상기 순방량링크의 전용물리채널과 상기 역방향링크의 전용물리채널 간에는 0.25ms의 오프셋이 존재한다.

도 4은 종래기술에 따른 비동기 시스템에서 복수개의 안테나를 구비한 기지국이 상기 DPCH를 STD방식으로 송신하는 경우 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하고 있다. 상기 도 4에서 참조번호 401은 안테나1를 통해 수신되는 순방향링크의 퍼치채널을 나타내고, 411은 안테나2를 통해 수신되는 순방향링크의 퍼치채널을 나타낸다. 여기서 상기 퍼치채널은 시간동기를 위한 탐색코드(search code)드를 포함한다.상기 이동국은 상기 파일롯 심볼의 위상 및 에너지를 측정하여 안테나1 및 안테나2 중 어느 안테나가 적은 채널 왜곡을 겪었는지를 결정한다. 그리고 상기 이동국은 전용물리채널 전송을 위한 안테나를 선택하여 기지국에 알려준다. 참조번호 402는 안테나1를 통해 전용물리채널(슬롯0-3)을 수신하는 것을 나타내고, 402는 안테나2를 통해 전용물리채널(슬롯4-7)을 수신하는 것을 나타낸다. 여기서 상기 퍼치채널과 상기 전용물리채널 간에는 시간 오프셋(Tframe+Tslot)이 존재한다. 그리고 참조번호 403은 이동국에서 송신하는 역방향링크의 전용물리채널을 나타낸다. 상기 역방향링크의 전용물리채널은 슬롯당 파일롯심볼(pilot) 및 전력제어비트(TCP)가 시간다중화되어 있다. 여기서 상기 역방향링크의 전용물리채널에서 3번째 슬롯의 전력제어비트(TCP)를 천공시키고 그 자리에 안테나스위칭명령을 삽입하여 상기 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 기지국은 상기 안테나스위칭명령에 의해 해당 안테나로 상기 전용물리채널을 송신하다. 여기서는 4슬롯마다 안테나선택을 수행하는 것을 보여준다.

즉, 종래의 STD 방식은 이동국이 복수개의 기지국 안테나의 신호를 구분할수 있도록 하기 위해 각 안테나 별로 서로 다른 코드를 사용하여 연속적으로 동기채널이 시간다중화된 퍼치채널을 전송한다. 상기 Perch 채널이 양쪽으로 전송됨으로써 전송되는 전력이 커지므로 기지국 용량을 감소시키고 안테나 별로 다른 파일롯을 사용해야 하는 복잡성을 갖게된다.

따라서 본 발명의 목적은 부호분할다중접속 통신시스템에서 복수개의 안테나를 가지는 기지국이 STD 방식으로 전용채널을 송신하는 경우, 기지국이 송신 안테나 선택에 사용되는 공통채널(Rerch 채널, Common physical channel)을 효율적으로 송신하기 위한 통신장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비동기 이동통신시스템에서 채널간의 시간 오프셋을 고려하여 안테나 스위칭을 제어하는 통신장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 송신 안테나 다이버시티를 사용하는 이동통신 시스템의 채널통신 방법이, 기지국이 공통채널상의 신호를 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하는 과정과,이동국이 상기 교대로 스위칭되어진 공통 채널과 사용자 전용채널의 시간관계를 추정하는 과정과, 이동국이 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제1 및 제2기간에 대응하는 신호들의 수신전력을 측정하는 과정과, 상기 이동국이 상기 제1기간에 대응하는 신호의 전력과 상기 제2기간에 대응하는 신호의 수신전력을 비교하여 수신전력이 큰 쪽의 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나를 상기 기지국에 알려주는 과정과, 상기 기지국이 상기 선택된 안테나로 전용채널을 송신하는 과정으로 `구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 TSTD(Time Switched Transmission Diversity) 방식을 사용하는 송신장치를 도시하는 도면.

도 2는 종래기술에 따른 STD(Selective Transmission Diversity) 방식을 사용하는 송신장치를 도시하는 도면.

도 3은 종래기술에 따른 비동기 이동통신시스템에서 송신 안테나 다이버시티를 사용하지 않는 경우 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하는 도면.

도 4는 종래기술에 따른 비동기 이동통신시스템에서 DPCH(Dedicated Physical Channel)를 STD방식으로 전송하는 경우 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 비동기 이동통신시스템에서 DPCH를 STD 방식으로 전송하는 경우 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 비동기 이동통신시스템에서 이동국이 DPCH의 프레임 동기를 획득하는 절차를 도시하는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 비동기 이동통신 시스템에서 이동국이 기지국 송신 안테나를 결정하기 위한 절차를 도시하는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 비동기 이동통신시스템에서 기지국에서 전용물리채널(DPCH)를 STD 방식으로 송신할 경우 기지국과 이동국 간에 송수신되는 신호 구성을 도시하고 있다.

상기 도 5를 참조하면, 참조번호 501은 이동국에서 수신하는 순방향링크의 퍼치채널을 나타낸다. 여기서 상기 퍼치채널은 시간동기를 위한 탐색코드(search code)드를 포함하고, 빗금친 부분은 파이롯 심볼을 나타낸다. 이하 설명에서 상기 퍼치채널을 공통채널이라 칭한다. 기지국은 복수개의 안테나들을 시분할 스위칭하여 상기 공통채널을 슬롯단위로 교대로 송신한다. 즉, 안테나1을 통해 슬롯1, 슬롯3, 슬롯5...을 송신하고, 안테나2을 통해 슬롯0, 슬롯2, 슬롯4, 슬롯6...을 송신한다. 여기서 상기 이동국은 슬롯 4개를 수신하여 홀수번째 두 슬롯을 가산하여 에너지를 계산하고, 짝수번째 두 슬롯을 가산하여 에너지를 계산하여 어느 안테나를 통해 송신된 신호가 양호한지를 판단한다. 그리고 상기 기지국은 상기 이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 따라 안테나 스위칭하여 상기 선택된 안테나를 통해 전용물리채널을 송신한다. 참조번호 502는 상기 이동국에서 수신하는 전용물리채널을 나타낸다. 여기서 상기 이동국은 안테나1를 통해 4개의 슬롯을 수신하고, 다음 4개의 슬롯은 안테나2를 통해 수신하는 것을 보여준다. 만일, 안테나스위칭명령이 현재 통신하고 있는 안테나를 지정하는 경우, 상기 기지국은 안테나를 스위칭하지 않고 계속해서 현재 통신중인 안테나를 통해 전용물리채널을 송신한다. 참조번호 503은 이동국에서 송신하는 역방향링크 전용물리채널을 나타낸다. 여기서 상기 역방향링크의 전용물리채널에서 3번째 슬롯의 전력제어비트(TCP)를 천공시키고 그 자리에 안테나스위칭명령을 삽입하여 상기 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 기지국은 상기 안테나스위칭명령에 의해 해당 안테나로 상기 전용물리채널을 송신하다. 본 실시 예에서는 슬롯 4개마다 안테나 선택을 수행하는 것을 보여주고 있다.

상기한 바와 같이, 기지국은 이동국으로 상기 공통채널을 안테나1과 안테나2 간에 주기적으로 스위칭 하고, 전용물리채널은 이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 의해 4슬롯마다 안테나 스위칭하여 송신한다.

이하 본 발명에 따른 동작을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 살명한다.

비동기 시스템에서는 도 5에 도시된 바와 같이, 공통채널(Perch채널, 동기채널)과 전용물리채널(DPCH)간에 시간 오프셋 Tframe + TSlot 이 존재한다. 여기서 T_frame은 슬롯(slot) 단위의 오프셋(offset)을 나타내며 TSlot은 심벌(symbol) 단위의 오프셋을 나타낸다. 이하 설명에서 625μsec 길이의 슬롯을 가지고 16개의 슬롯이 한 (10msec) 프레임을 이루는 시스템을 가정한다. 또한 Perch 채널 송신을 위한 안테나 스위칭은 주기적으로 한 슬롯 마다 이루어지며, 전용물리채널(DPCH) 송신을 위한 안테나 스위칭은 네 슬롯 마다 이동국으로부터의 안테나스위치명령(AS)에 따라 이루어진다고 가정한다. 이동국은 수신된 공통채널의 전력을 측정하여 이를 바탕으로 기지국에서의 전용물리채널 송신 안테나 선택을 위한 안테나스위치명령 (ASC: antenna switch command)를 생성한다. 상기 공통채널의 전력 측정은 각 안테나에 대한 채널 상태를 파악하기 위해 다수의 슬롯에 걸쳐 이루어진다. 본 발명에서는 두 안테나로부터 각각 두 슬롯의 공통채널 전력을 측정할 수 있도록 네 슬롯에 걸쳐 공통채널의 전력을 측정한다.

상기 전력 측정 시점은 상기 전용물리채널이 스위치되는 시점보다 앞서도록 한다. 즉, 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 안테나스위치명령(ASC) 결정을 위한 공통채널의 네 슬롯의 전력측정구간이 전용물리채널의 안테나스위치구간(ASG: antenna switch group)에 비해 한 슬롯 앞서도록 한다. 상기한 바와 같이, 네 슬롯 단위로 공통채널의 전력을 측정할 경우 이동국은 네 슬롯의 측정 구간 중 홀수번째 두 슬롯(슬롯1,슬롯3)을 측정하여 더한 값과 짝수번째 두 슬롯(슬롯2,슬롯4)을 측정하여 더한 값을 비교하여 안테나선택번호(ANS:Antenna Slection Number)를 결정한다. 그리고 상기 비교결과값 ANS와 채널간 시간 오프셋을 고려하여 안테나스위치명령을 결정한다. 본 발명에서 시간 오프셋을 고려하여 안테나스위칭명령을 결정하는 것은 안테나 구분을 위한 명백한 표시 없이도 안테나 스위칭을 제어하도록 하기 위한 것이다.

이하 상기한 내용을 근거로 이동국에서 안테나스위칭명령을 결정하는 과정을 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다.

이동국은 전용물리채널 수신에 앞서 도 6의 절차에 따라 Perch채널 및 DPCH 프레임 동기를 획득한다. 상기 도 6을 참조하면, 우선 이동국은 611단계에서 공통채널의 프레임동기를 획득한다. 그리고 613단계에서 상기 시스템으로부터 상기 공통채널과 전용물리채널간의 시간오프셋(Tframe+Tslot)을 얻는다. 상기 이동국은 상기 시간오프셋 정보를 이용해 전용물리채널을 획득한다. 그리고 상기 이동국은 615단계에서 전용물리채널의 프레임 동기를 획득하고, 617단계에서 상기 DPCH의 프레임동기를 동기워드(Synchronization word)에 의해 확인(confirm)한다.

상기와 같은 과정으로, 프레임 동기를 획득하여 공통채널과 전용물리채널 간의 시간 오프셋 T_frame+ T_Slot을 알아내면, 이동국은 첨부된 도면 도 7의 절차를 수행하여 안테나스위칭명령을 결정한다.

우선, 상기 도 7의 713에 도시된 내용은 이하 절차를 수행하면서 사용되는 변수들을 정의한 내용이다.

-시작오프셋(offsetstart)는 전용물리채널의 시작슬롯에 해당하는 공통채널의 슬롯번호를 나타낸다.

-안테나선택번호(ASN : Antenna Selection Number)는 이동국이 네 개의 슬롯을 수신하여 홀수번째 두 슬롯과 짝수번째 두 슬롯에 대해 각각 전력을 측정하고 이를 비교하여 얻어진 값이다. 예를들어, 홀수 슬롯 전력이 클 경우 상기 ASN은 '0'으로 세팅하고, 짝수 슬롯 전력이 클 경우 상기 ANS는 '1'로 세팅한다.

-안테나스위칭확인값(ASV : Antenna Switching Verification)은 이동국이 선택 요구한 안테나를 통해 전용물리채널이 송신되는지를 검증하는 변수를 나타낸다.

-임계치(Thresh)는 이동국이 전용물리채널이 선택 요구한 안테나가 아닌 다른 안테나의 경로를 거쳐 수신될 경우 발생하는 에러(error)의 임계치를 나타낸다.

-안테나스위칭명령(ASC : Antenna Switching Command)은 이동국에서 상기 도 7의 절차를 수행하여 최종적으로 구해진 기지국 송신안테나를 선택하기 위한 명령을 나타낸다. 상기 안테나스위칭명령은 역방향 전용물리채널의 특정 전력제어비트 자리에 천공 삽입되어 상기 기지국으로 전송된다.

이동국은 715단계에서 하기 수학식 1과 같은 조건을 만족하는 N을 구한다.

N×625μsec ≤ T_frame+ T_Slot< (N+1) ×625μsec

여기서 N = 0, 1, 2, ..., 또는 15

그리고, 상기 이동국은 717단계에서 상기 수학식 1과 같이 구해진 N값을 상기 offsetstart에 저장한다. 또한, 이동국은 719단계에서 슬롯전력 측정시점에서 공통채널의 전력을 측정한다. 여기서, 상기 이동국은홀수번째 두 슬롯(슬롯1,슬롯0)의 전력을 측정하여 더해서 홀수슬롯전력(odd slot power)에 저장하고, 짝수번째 두 슬롯(슬롯2,슬롯4)의 전력을 측정을 측정하여 더해서 짝수슬롯전력(even slot power)에 저장한다.

이후, 상기 이동국은 721단계에서 상기 홀수슬롯전력과 상기 짝수슬롯전력을 비교하여 어느 전력이 큰지를 검사한다. 이때, 상기 홀수슬롯전력이 클 경우 상기 이동국은 723단계로 진행하여 상기 안테나선택번호(ASN)을 '0'으로 세팅하고, 상기 짝수슬롯전력이 클 경우 상기 이동국은 725단계로 진행하여 상기 ASN을 '1'로 세팅한다. 그리고 상기 ASN 세팅을 완료한 이동국은 727단계에서 하기 수학식 2와 같이 안테나스위칭명령(ASC)을 생성한다.

ASC = ASN EXOR (offset_start% 2)

여기서 상기 EXOR은 Exclusive OR 그리고 % 는 나머지 연산을 나타냄.

즉, 상기 안테나 스위치 명령(ASC)은 상기 안테나선택번호와 상기 시작오프셋을 2로 나눈 나머지 값을 EXOR한 값으로 결정한다. 위와 같이 안테나 스위치 명령 ASC를 결정하는 방법은 이동국이 안테나 구분을 위한 명백한 표시 없이도 시간 오프셋 정보를 사용하여 안테나 스위칭을 제어할 수 있도록 하기 위한 것이다.

예를 들면, 상기 도 5에서 만약 안테나 1이 안테나 2 보다 채널 상태가 좋은 안테나라고 할 때 이동국은 네 슬롯의 측정 구간 중 첫번째와 세번째 슬롯을 측정하여 더한 값, 즉 홀수슬롯전력이 짝수슬롯 전력 보다 크므로 상기 안테나선택번호(ANS)는 '0'으로 설정한다. 그리고 상기 공통채널과 상기 전용물리채널 간의 시간 오프셋 T_frame+ T_Slot이 한 슬롯에 가장 가까우므로(N=1) 시작오프셋 offset_start의 값을 1로 설정한다. 따라서 이때의 안테나 스위치 명령 ASC = ASN EXOR (offset_start% 2) = 0 EXOR (1%2) = 1 이므로 ASC = 1 이 된다. 상기 안테나 스위치 명령 ASC가 1이면 기지국에서 DPCH 송신을 위해 안테나 1을 선택하도록 하고 안테나 스위치 명령 ASC가 0이면 기지국에서 DPCH 송신을 위해 안테나 2를 선택하도록 한다. 이와 같이 안테나 스위치 명령은 측정 구간 중 전력이 센 슬롯의 상대적 위치, 그리고 공통 채널과 전용물리채널 간의 오프셋을 슬롯 단위로 근사화 하여 안테나 개수로 나눈 나머지(모듈로) 값에 의해 결정된다.

이상 설명한 바와 같이, 안테나 선택 명령을 생성한 이동국은 상기 안테나 스위치 명령을 역방향 링크의 DPCH에 실어 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 기지국은 상기 안테나 스위치 명령의 값에 따라 DPCH 송신 안테나를 스위치하거나 같은 안테나로 송신을 유지한다.

상기 안테나 선택 명령을 전송한후 이동국은 729단계에서 안테나 확인(Antenna Verification) 과정을 수행한다. 이는 이동국이 안테나 스위치 명령 ASC를 기지국으로 보낸 후 기지국으로부터 DPCH를 수신하여 선택된 안테나로 DPCH가 수신되었는지를 확인하는 과정이다. 즉, 상기 이동국은 상기 729단계에서 수신되는 전용물리채널의 매 슬롯마다 특정 파일롯 패턴을 확인하여 안테나 스위치 명령과 일치하는지 검사한다. 그리고 상기 이동국은 731단계에서 안테나스위치 확인값 ASV와 안테나 스위치명령이 틀리는 확율이 기준치 이상인지 검사한다. 이때 상기 확율이 기준치 이상일 경우 상기 이동국은 733단계에서 진행하여 이를 기지국으로 통보하여 기지국이 고정된 패턴에 따라 기지국 송신 안테나 간 스위칭을 수행하는 PD(predetermined mode)로 전환하도록 한다. 반면, 상기 확율이 기준치 미만일 경우에는 계속해서 슬롯 전력을 측정하기 위해 상기 719단계로 되돌아간다. 본 발명에 따른 다이버시티 송신방법은 시간오프셋을 고려한 과정을 제외하고는 기지국간 동기식 시스템에서도 적용 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기지국간 비동기식 이동통신 시스템에서 기지국이 복수개의 송신 안테나를 통하여 채널 송신을 하는 경우, 공통채널 송신을 위해 안테나 별로 다른 코드를 사용하지 않으므로 제한된 코드를 효율적으로 사용하며, 공통채널을 주기적인 안테나 스위칭을 통해 전송하므로 모든 안테나의 연속적인 전송에 비해 전력 소모를 줄일수 있고, 기지국 용량 증대를 꾀할수 있다.

Claims

송신 안테나 다이버시티를 사용하는 이동통신 시스템의 채널 통신 방법에 있어서,

기지국이 공통채널상의 신호를 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하는 과정과,

이동국이 상기 교대로 스위칭되어진 공통 채널과 사용자 전용채널의 시간관계를 추정하는 과정과,

상기 이동국이 상기 안테나를 통해 수신된 상기 제1 및 제2기간에 대응하는 신호들의 수신전력을 측정하는 과정과,

상기 이동국이 상기 제1기간에 대응하는 신호의 전력과 상기 제2기간에 대응하는 신호의 수신전력을 비교하여 수신전력이 큰 쪽의 안테나를 선택하고, 상기 선택된 안테나를 상기 기지국에 알려주는 과정과,

상기 기지국이 상기 선택된 안테나로 전용채널을 송신하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통채널은 퍼치(perch)채널임을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,

상기 퍼치채널은 시간동기를 위한 탐색코드를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전용채널은 전용물리채널(dedicated physical channel)임을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 공통채널과 상기 전용채널 사이에 시간 오프셋을 가짐을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서,

상기 시간오프셋은 슬롯단위의 오프셋과 심볼단위의 오프셋의 합으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 안테나 선택과정이,

상기 전용채널이 걸쳐 있는 상기 공용채널의 슬롯번호를 구하는 과정과,

네 슬롯단위로 전력을 측정하며, 홀수번째 슬롯들에 해당하는 상기 제1기간의 전력과 짝수번째 슬롯들에 해당하는 제2기간의 전력을 비교하는 과정과,

상기 비교결과 상기 제1기간 전력이 클시 안테나선택번호 '0'으로 세팅하고, 상기 제2기간의 전력이 클 경우 상기 안테나선택번호를 '1'로 세팅하는 과정과,

상기 슬롯번호를 상기 안테나수로 나머지연산한 값과 상기 안테나선택번호를 배타적논리합(EXOR)하여 안테나스위칭명령을 결정하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 안테나스위칭명령은 역방향 전용채널의 특정위치에서 천공삽입되어 전송되어짐을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 이동국이 상기 순방향 전용채널이 자신이 선택요구한 안테나를 통해 송신되는지 순방향 전용채널의 파일롯패턴을 가지고 검증하는 과정과,

상기 검증결과 오류확율이 설정 임계치보다 클 경우 미리 결정된 패턴으로 안테나를 스위칭하도록 요구하는 모드전환명령을 상기 기지국으로 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
송신 안테나 다이버시티 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 적어도 2개의 안테나를 구비하는 기지국의 송신방법에 있어서,

순방향 공통채널 데이터를 상기 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하는 과정과,

이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 의해 상기 적어도 2개의 안테나들중 선택된 안테나로 순방향 전용채널 데이터를 송신하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 공통채널은 퍼치(perch)채널임을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 전용채널은 전용물리채널(dedicated physical channel)임을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 공통채널과 상기 전용채널 사이에 시간 오프셋을 가짐을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,

상기 안테나스위칭명령은 역방향 전용채널의 특정위치에서 천공삽입되어 전송되어짐을 특징으로 하는 방법.
송신 안테나 다이버시티 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 이동국의 기지국 송신안테나 선택방법에 있어서,

순방향 전용채널이 걸쳐 있는 순방향 공용채널의 슬롯번호를 구하는 과정과,

네 슬롯단위로 전력을 측정하며, 홀수번째 슬롯들에 해당하는 상기 제1기간의 전력과 짝수번째 슬롯들에 해당하는 제2기간의 전력을 비교하는 과정과,

상기 비교결과 상기 제1기간 전력이 클시 안테나선택번호 '0'으로 세팅하고, 상기 제2기간의 전력이 클 경우 상기 안테나선택번호를 '1'로 세팅하는 과정과,

상기 슬롯번호를 상기 안테나수로 나머지연산한 값과 상기 안테나선택번호를 배타적논리합(EXOR)하여 안테나스위칭명령을 결정하고, 상기 결정된 안테나스위칭명령을 역방향 전용채널을 통해 송신하는 과정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 공통채널은 퍼치(perch)채널임을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서,

상기 전용채널은 전용물리채널(dedicated physical channel)임을 특징으로 하는 방법.
송신 안테나 다이버시티 방식을 사용하는 이동통신시스템에서 적어도 2개의 안테나를 구비하는 기지국 장치에 있어서,

순방향 공통채널 데이터를 상기 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하는 공통채널 송신기와,

이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 의해 상기 적어도 2개의 안테나들중 선택된 안테나로 순방향 전용채널 데이터를 송신하는 전용채널 송신기로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 공통채널은 퍼치(perch)채널임을 특징으로 하는 장치.
제19항에 있어서,

상기 퍼치채널은 시간 동기를 위한 탐색코드를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 전용채널은 전용물리채널(dedicated physical channel)임을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 공통채널과 상기 전용채널 사이에 시간 오프셋을 가짐을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 안테나스위칭명령은 역방향 전용채널의 특정위치에서 천공삽입되어 전송되어짐을 특징으로 하는 장치.
송신 안테나 다이버시티 방식을 사용하는 이동통신시스템의 채널통신장치에 있어서,

적어도 2개의 안테나를 구비하며, 순방향 공통채널 데이터를 상기 적어도 2개의 안테나를 통하여 제1 및 제2기간에서 교대로 스위칭하여 송신하고, 이동국으로부터의 안테나스위칭명령에 의해 선택되는 안테나를 통하여 순방향 전용채널 데이터를 송신하는 기지국과,

상기 순방향 공통채널 데이터를 수신하여 상기 기간별로 전력을 측정하여 상기 적어도 2개의 안테나중 채널상태가 좋은 안테나를 선택요구하는 안테나스위칭명령을 상기 기지국으로 전송하는 상기 이동국으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 공통채널은 퍼치(perch)채널임을 특징으로 하는 장치.
제25항에 있어서,

상기 퍼치채널은 시간 동기를 위한 탐색코드를 포함함을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 전용채널은 전용물리채널(dedicated physical channel)임을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 공통채널과 상기 전용채널 사이에 시간 오프셋을 가짐을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 안테나스위칭명령은 역방향 전용채널의 특정위치에서 천공삽입되어 전송되어짐을 특징으로 하는 장치.