KR20000060461A - 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 DCS, PCS 등의 이동통신 시스템의 기지국내 채널 요소로 사용하는 CSM 에이직에서 제공하는 다중 경로 성분 탐색 방법을 이용하여 이동국이 송신한 역방향 링크의 채널 메시지를 수신할 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법에 관한 것으로, 탐색 시간을 계산하고, 탐색 시간동안 탐색기를 구동시켜 역방향 링크의 채널 메시지를 탐색하며, 이 탐색 결과를 임계치와 비교하여 임계치보다 큰 에너지 값만을 시간 오프셋별로 정렬하고, 동일한 시간 오프셋에 해당하는 에너지 값을 모두 합산하여 합산된 에너지 값이 큰 경로부터 순서대로 핑거에 할당하며, 이 핑거에 할당된 경로로부터 복조 및 복호화를 수행하여 프레임을 생성하고, 이 프레임의 분석 결과 해당 메시지가 접속 채널 메시지인 경우 통화 채널을 할당받고 통화 채널 메시지인 경우 프레임을 TSB로 전송하도록 함을 특징으로 하며, 이와 같이 탐색 시간을 계산하고 잡음에 의한 잘못된 에너지원을 제거하며, 탐색 시간안에 최대한 탐색하여 경로를 재할당함으로써 접속 채널 메시지를 획득하지 못하는 경우를 줄일 수 있고, 이에 따라 기지국에서 멀리 떨어진 지점에서 접속을 시도하는 이동국의 메시지를 수신할 수 있게 되어 셀 설계상 많은 이득을 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법 {Channel message receive method of reverse rink in the mobile communication system}

본 발명은 디지털 셀룰라 시스템(Digital Cellular System ; 이하, 'DCS'라 칭함) 또는 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System ; 이하, 'PCS'라 칭함) 등의 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식을 적용한 이동통신 시스템의 기지국에 있어서, 기지국내 채널 요소(Channel Element)로 사용하는 셀 사이트 모뎀(Cell Site Modem ; 이하, 'CSM'라 칭함) 에이직(ASIC)에서 제공하는 다중 경로 성분 탐색(Multi-Path Searching) 방법을 이용하여 이동국이 송신한 역방향 링크의 채널 메시지를 수신할 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법에 관한 것이다.

일반적으로 DCS 또는 PCS 등의 이동통신 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 이동국(1)과, 이 이동국(1)과 데이터를 무선으로 송수신하고 이를 제어하는 기지국(2)과, 이 기지국(2)과 데이터를 송수신하고 이를 제어하는 제어국(3) 및 교환기(4)로 구성되어 있다.

상기 기지국(2)에서 이동국(1)으로 송신하는 순방향 링크는 파일롯 채널, 동기 채널, 호출 채널, 그리고 순방향 통화 채널로 구성되어 있으며, 이동국(1)에서 기지국(2)으로 송신하는 역방향 링크는 접속 채널과 역방향 통화 채널로 구성되어 있다.

상기 이동국(1)에서는 상기 파일롯 채널을 통해 기지국(2)을 획득하고, 이 획득한 기지국(2)으로부터 상기 동기 채널을 통해 시스템 동기를 맞추며, 상기 호출 채널을 통해 시스템을 구성하는 정보와 시스템에 접속할 때 사용할 파라메터(Parameter)들을 공급받고, 상기 접속 채널을 이용하여 시스템에 접속되면 순방향 및 역방향 통화 채널을 통해 이동국(1)과 기지국(2)간에 사용자의 음성 및 데이터 정보를 주고 받는다.

이때, 기지국(2)에서 상기와 같은 채널의 역할을 수행하는 것은 채널 카드에 실장되는 채널 요소이고, 이 채널 요소로 사용되는 CSM 에이직은 도 2에 도시된 바와 같이 순방향 채널을 처리할 수 있는 변조기(Modulator)(21) 및 부호화기(Encoder)(22)와, 역방향 채널을 탐색하여 수신할 수 있는 탐색기(Searcher)(23), 핑거(Finger)(24), 복조기(Demodulator)(25), 복호화기(Decoder)(26)와, 상기 블록(21∼26)에서의 순방향 채널 및 역방향 채널 처리를 제어하는 제어기(27) 등으로 구성된다.

상기와 같이 구성된 CSM 에이직은 지정된 윈도우 크기(Window Size) 만큼의 시간 오프셋(Offset)을 지정된 안테나에 대하여 탐색하고, 탐색이 끝난 후 탐색한 수신 에너지 값과 시간 오프셋을 리드 레지스터(Read Register)에 써주며, 상기 탐색된 수신 에너지 값이 임계치를 넘는 경우에 그 에너지 크기 순서대로 시간 오프셋을 핑거(24)에 할당하여 해당 메시지를 복조하고 복호화한다.

상기 복조된 메시지를 검사하여 이동국이 송신한 접속 채널 메시지인 경우 통화 채널을 할당하도록 한다.

상기와 같은 기능을 수행하는 CSM 에이직에서의 종래 역방향 채널 복조 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, CSM 에이직의 탐색기(23)를 해당 섹터에 맞는 파라메터로 셋팅하여 구동시킨다.

이때, 상기 파라메터 값은 셀 반경 및 기지국별로 달라질 수 있으며, CSM 에이직을 역방향 채널별로 구성(Configuration)하게 되는데, 접속 채널로 구성되는 CSM 에이직의 경우에는 연속 탐색 명령을 사용하여 이동국이 송신한 접속 채널 메시지 여부를 탐색하고, 역방향 통화 채널로 구성되는 CSM 에이직의 경우에는 접속 채널에서 획득한 메시지의 여부에 따라 통화 채널 할당을 수행한 후, 탐색기(23)를 구동시키게 된다.

이어, 상기와 같이 주어진 파라메터에 해당하는 탐색과정이 끝난 후, CSM 에이직은 해당 구간에서 가장 에너지가 높은 경로에 대해 시간 오프셋, 안테나 소스(Source), 에너지 값(Energy Value)을 8개 표시하고, 이 표시된 경로에 대해 유효한 경로를 판단하여 핑거(24)에 할당하고 핑거(24)를 구동시킨다.

계속해서, 상기 핑거(24)에서는 복조기(25)를 통해 할당된 경로로부터 복조를 수행하여 복조 심벌(Symbol)을 구하고, 복호화기(26)에서는 상기 복조 심벌을 복호화하여 20ms마다 프레임(Frame)을 생성하며, 복호화 과정에서 나타난 SER(Symbol Error Rate), 퀄러티 메트릭(Quality Metric), CRC 검색을 표시한다.

이후, 상기와 같이 복조된 역방향 링크 프레임을 분석하여 해당 메시지가 접속 채널 메시지로 판단되면, 채널 카드에서는 이를 BCP(Base Station Control Processor)로 알리고 통화 채널 할당을 기다린다.

마지막으로, 통화 채널이 할당된 후에는 역방향 통화 채널에 대해 상기 과정을 반복하여 최종 복조된 통화 채널 메시지인 프레임을 TSB(TranScoding Bank)로 전송한다.

상기와 같이 접속 채널 메시지를 획득하기 위해서는 접속 채널로 구성되는 CSM 에이직에서 얻은 탐색 결과를 핑거에 정확하게 할당하는 것이 중요하다.

즉, 이동통신 시스템에서 역방향 링크의 접속 채널 메시지는 기지국에서 받은 시간을 기준으로 지정된 시간에 전송되므로 기지국에서는 항상 그 지정된 시간에 역방향 링크의 채널 메시지가 있는지를 확인하게 된다.

다시 말해, 역방향 링크의 채널 메시지를 확인하기 위해 복조를 시작하는 시점에서 핑거를 어떤 경로에 할당하는가가 메시지를 획득하기 위한 기초요건이 된다.

따라서, 처음에 잘못된 경로에 핑거가 할당되면, 그 시점에 시작되는 메시지를 전혀 획득하지 못할 수도 있게 된다.

한편, 종래에는 상기와 같이 메시지 획득을 위해 에너지 값이 임계치를 넘는 경우에 에너지가 큰 순서대로 핑거에 할당하도록 하였다.

그런데, 만약 임계치가 높으면 기지국으로부터 멀리 떨어진 곳에서 접속을 시도하는 이동국의 경우나 전파 환경이 좋지 않은 곳에서 통화를 시도하는 이동국의 에너지가 무시될 수도 있기 때문에 낮은 수준의 임계치를 사용할 수밖에 없었다.

그러나, 상기와 같이 낮은 수준의 임계치를 사용하게 되면, 잡음 성분과 메시지 성분과의 구별이 모호해지는 경우가 발생하여 전혀 다른 경로를 복조하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 이동통신 시스템의 기지국내 채널 요소로 사용하는 CSM 에이직에서 제공하는 다중 경로 성분 탐색 방법을 이용하여 핑거에 가장 유효한 경로를 할당함으로써 메시지 획득율이 높은 상태에서 이동국이 송신한 역방향 링크의 채널 메시지를 수신할 수 있도록 한 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 일반적인 이동통신 시스템의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법을 수행하기 위한 이동통신 시스템의 기지국내 셀 사이트 모뎀 에이직의 간략한 블록 구성도,

도 3은 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법을 보인 동작 흐름도.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

21 : 변조기 22 : 부호화기

23 : 탐색기 24 : 핑거

25 : 복조기 26 : 복호화기

27 : 제어기

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법은, 탐색 시간을 계산하고, 탐색 시간동안 탐색기를 구동시켜 역방향 링크의 채널 메시지를 탐색하며, 이 탐색 결과를 임계치와 비교하여 임계치보다 큰 에너지 값만을 시간 오프셋별로 정렬하고, 동일한 시간 오프셋에 해당하는 에너지 값을 모두 합산하여 합산된 에너지 값이 큰 경로부터 순서대로 핑거에 할당하며, 이 핑거에 할당된 경로로부터 복조 및 복호화를 수행하여 프레임을 생성하고, 이 프레임의 분석 결과 해당 메시지가 접속 채널 메시지인 경우 통화 채널을 할당받고 통화 채널 메시지인 경우 프레임을 TSB로 전송하도록 함을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법을 수행하기 위한 이동통신 시스템의 기지국내 CSM 에이직의 블록 구성도로서, CSM 에이직에서의 역방향 링크의 채널 메시지 획득 및 수신방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, CSM 에이직내 탐색기(23)의 파라메터로부터 탐색 시간을 계산하고(S1), 상기 단계(S1)에서 계산된 탐색 시간동안 탐색기(23)의 파라메터가 정상적인 경우라면 다중 경로 성분에 대해 탐색기(23)를 구동시킨다(S2).

이때, 주어진 파라미터로 해당 역방향 채널 프레임 구간내에 탐색이 끝나지 않을 경우에는 진단 모니터(Diagnostic Monitor ; DM)로 이 사실을 알려준다.

한편, 이동국의 역방향 링크의 채널 메시지에 대해서 모두 '0'인 데이터로 구성되는 프리엠블(Preamble) 구간이 일정 프레임 먼저 전송되고, 그 후에 메시지 내용을 담고 있는 메시지 구간인 프레임이 전송됨에 따라 먼저 프리엠블 구간을 탐색한 다음 메시지 구간을 탐색하게 된다.

그리고, 현재 이동통신 시스템은 공간 다이버시티(Space Diversity)를 위해 각 섹터당 두 개의 수신 안테나를 사용하고 있으므로, 두 개의 수신 안테나에 대해 탐색하게 된다.

상기 단계(S2)에서 구동된 탐색기(23)의 프리엠블 구간에 대한 탐색이 끝나면(S3), 에너지 순서대로 정렬되어 있는 탐색 결과를 임계치와 비교하여(S4) 임계치보다 큰 에너지 값을 시간 오프셋별로 정렬하고(S5), 동일한 시간 오프셋에 해당하는 에너지 값들을 모두 합산한다(S6).

상기 단계(S6)에서 합산된 에너지 값을 상호 비교하여 에너지 값이 큰 경로부터 순서대로 핑거(24)에 할당한다(S7).

이때, 잡음이라면 동일한 시간 오프셋에 안테나별로 에너지가 있을 확률은 매우 적기 때문에 잡음을 효과적으로 구별할 수 있게 된다.

즉, 본 발명에서는 각 안테나별로 에너지를 합산하여 유효한 경로를 판단하여 핑거(24)에 할당하도록 한다.

이어, 상기 단계(S7)에서 핑거(24)에 할당된 경로가 메시지 구간에 대한 것인지를 확인하여 메시지 구간에 대한 것이 아니라면 상기 단계(S2)로 진행하여 다중 경로 성분에 대한 탐색기를 구동시켜 이후 과정을 수행하도록 한다.

즉, 상기 단계(S1)에서 계산된 탐색 시간에 따라 메시지 구간에 대해 다중 경로 성분을 탐색할 시간이 되면 메시지 구간 탐색을 위한 탐색기(23)를 구동시켜야 한다.

만약, 상기 단계(S7)에서 핑거(27)에 할당된 경로가 상기 프리엠블 구간과 메시지 구간에 대한 다중 경로 성분 탐색 과정에 따라 메시지 구간에 대한 것이라면, 가장 유효한 경로가 최종적으로 핑거에 할당되므로, 복조기(25)와 복호화기(26)를 통해 프레임을 생성한다(S9).

상기 단계(S9)에서 복조된 프레임의 분석을 통해 해당 메시지가 접속 채널 메시지인지를 확인하여(S10), 접속 채널 메시지라면 BCP로 알려 BCP로부터 통화 채널을 할당받은 다음(S11), 역방향 통화 채널의 프리엠블 구간에 대한 탐색을 위해 탐색기(23)를 구동시켜 상기 단계(S1) 이하를 수행하도록 한다.

만약, 역방향 통화 채널에 대한 탐색 과정이 수행되어 상기 단계(S10)에서 복조된 프레임의 해당 메시지가 통화 채널 메시지라면 통화 채널 메시지인 프레임을 TSB로 전송한다(S13).

상기와 같이 본 발명에서는 접속 채널 및 통화 채널에 해당하는 역방향 링크의 채널 메시지를 획득하기 위해 역방향 링크의 채널 메시지중 프리엠블 구간 및 메시지 구간을 순차적으로 탐색하여 동일한 시간 오프셋에 해당하는 임계치보다 큰 에너지 값들을 안테나별로 합산하여 합산된 에너지 값이 큰 경로부터 핑거에 할당하여 복조 및 복호화하도록 한다.

즉, 탐색기의 다중 경로 성분 탐색 과정에서 얻어지는 결과를 핑거에 할당하여 접속 채널 메시지가 있는지 그 여부를 복호화 하도록 구동시킴으로서 임계치에만 의존하는 경우에 비해 역방향 링크 메시지의 획득 확률을 높일 수 있다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 탐색 시간을 계산하고 잡음에 의한 잘못된 에너지원을 제거하며, 탐색 시간안에 최대한 탐색하여 경로를 재할당함으로써 접속 채널 메시지를 획득하지 못하는 경우를 줄일 수 있고, 이에 따라 기지국에서 멀리 떨어진 지점에서 접속을 시도하는 이동국의 메시지를 수신할 수 있게 되어 셀 설계(Cell Planning)상 많은 이득을 얻을 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 역방향 링크로 송신되는 이동국의 메시지를 획득할 수 있는 확률이 높아지므로 추가적인 장비나 기지국의 설치없이 셀의 외곽지역이나 전파환경이 좋지 못한 지역에서의 통화가 가능하다.

Claims (1)

1. 이동국에서 송신되는 역방향 링크의 채널 메시지를 수신하기 위한 이동통신 시스템내 기지국의 메시지 수신방법에 있어서,

   기지국내 CSM 에이직에서 탐색기(23)의 탐색 시간을 계산하고, 이 계산된 탐색 시간동안 다중 경로 성분에 대해 탐색기(23)를 구동시키는 제1단계와, 상기 제1단계에서 구동된 탐색기(23)의 프리엠블 구간에 대한 탐색이 끝나면, 에너지 순서대로 정렬되어 있는 탐색 결과를 임계치와 비교하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 임계치보다 큰 에너지 값을 시간 오프셋별로 정렬하고, 동일한 시간 오프셋에 해당하는 다중 경로 성분의 에너지 값을 합산하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 합산된 에너지 값을 상호 비교하여 에너지 값이 큰 경로부터 순서대로 핑거(24)에 할당하는 제4단계와, 상기 제4단계에서 핑거(24)에 할당된 경로가 메시지 구간에 대한 것인지를 확인하여 메시지 구간에 대한 것이 아니라면 메시지 구간에 대해 상기 제1단계 이하를 수행하도록 하는 제5단계와, 상기 제4단계에서 메시지 구간에 대한 것으로 프리엠블 구간과 메시지 구간에 대한 다중 경로 성분 탐색 과정에 따른 유효한 경로가 최종적으로 핑거(24)에 할당되면, 복조기(25)와 복호화기(26)를 통해 프레임을 생성하는 제6단계와, 상기 제6단계에서 복조된 프레임의 분석을 통해 해당 메시지가 접속 채널 메시지인지를 확인하여, 접속 채널 메시지인 경우 BCP로 알려 BCP로부터 통화 채널을 할당받은 다음, 역방향 통화 채널의 프리엠블 구간에 대한 탐색을 시작하도록 상기 제1단계 이하를 수행하도록 하는 제7단계와, 상기 제6단계에서 복조된 프레임의 분석을 통해 해당 메시지가 통화 채널 메시지인 경우 통화 채널 메시지의 프레임을 TSB로 전송하는 제8단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동통신 시스템에서의 역방향 링크의 채널 메시지 수신방법.