KR20060027660A - 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템 간의핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치 - Google Patents

Abstract

비동기식 이동통신 시스템 영역으로부터 동기식 이동통신 시스템 영역으로 이동하는 이동통신 단말에 대하여 비동기 신호를 발생시켜 핸드오버를 유도함으로써 핸드오버시의 통화 단절 현상을 제거하기 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치를 제시한다.

본 발명의 더미 파일롯 신호 발생 장치는 1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호로 이루어지는 하나의 원천 베이스밴드 신호로부터 지정된 시간 오프셋을 갖는 복수의 베이스밴드 신호를 생성하고, 이를 중간 주파수 신호로 결합하여 출력하기 위한 베이스밴드 처리부, 베이스밴드 처리부에서 수신된 복수의 캐리어 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부, 주파수 변환부로부터 출력된 복수의 고주파 신호를 증폭하기 위한 증폭부 및 증폭부에서 출력된 신호를 필터링하여 공중으로 방사하기 위한 출력부를 포함한다.

본 발명에 의하면 이동통신 단말의 핸드오버를 유도하는 더미 파일롯 신호 발생 장치에서, 다중 캐리어 생성시 하나의 원천 신호로부터 복수의 캐리어를 생성함으로써 장치 구현에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

핸드오버, 더미 파일롯, 다중 캐리어

Description

비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템 간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치{Dummy Pilot Signal Generation System for Handover Between Asynchronous Mobile Communication System and Synchronous Mobile Communication System}

도 1은 1차 스크램블링 코드와 시간 오프셋에 따른 비동기 신호의 전력보상 누적분포함수 특성을 설명하기 위한 그래프,

도 2a 및 2b는 할당 주파수간 동일한 1차 스크램블링 코드와 동일하지 않은 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프,

도 3a 및 3b는 할당 주파수간 동일하지 않은 1차 스크램블링 코드와 동일하지 않은 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프,

도 4a 및 4b는 할당 주파수간 동일하지 않은 1차 스크램블링 코드와 동일한 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프,

도 5a 및 5b는 할당 주파수간 동일한 1차 스크램블링 코드와 동일한 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프,

도 6은 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 설명하기 위한 도면,

도 7은 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치의 개념도,

도 8은 본 발명에 의한 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템 간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성도,

도 9는 도 8에 도시한 더미 파일롯 신호 발생 장치의 상세 구성도,

도 10은 도 9에 도시한 베이스밴드 처리부의 상세 구성도,

도 11은 비동기식 이동통신 시스템에서 순방향 물리 계층의 프레임 개념을 설명하기 위한 도면,

도 12는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 1차 공용 파일롯 채널 발생수단의 출력 파형을 나타내는 그래프,

도 13은 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 1차 및 2차 동기 채널 발생수단의 출력 파형을 나타내는 그래프,

도 14는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 채널 결합수단의 출력 파형을 나타내는 도면,

도 15는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 제 1 필터링수단의 출력 파형을 나타내는 도면,

도 16은 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 제 2 필터링수단의 출력 파형을 나타내는 도면,

도 17은 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부의 데이터 저장수단에서 하나의 입력 신호에 의해 복수의 신호를 출력하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 18은 본 발명에 의한 더미 파일롯 신호 발생 장치에서 원천 신호로부터 복수의 기저대역 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면,

도 19는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 제 1 변조수단의 출력 파형 을 나타내는 도면,

도 20은 도 10에 도시한 할당 주파수 결합수단의 출력 파형을 나타내는 도면,

도 21은 복수의 할당 주파수에 대한 변조 과정을 설명하기 위한 도면,

도 22는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 D/A 변환 수단의 출력 파형을 나타내는 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

810 : 베이스밴드 처리부 820 ; 주파수 변환부

830 : 증폭부 840 : 출력부

850 : 전력 검출부 811 : 1차 공용 파일롯 채널

812 : 1차 동기 채널 813 : 2차 동기 채널

814 : 채널 결합 및 필터링 수단 815 : 저장 및 분배 수단

816 : 할당 주파수 결합/변조 및 D/A 변환수단

821 : 제 1 SAW 필터 822 : 제 1 믹서

823 : 제 1 밴드패스 필터 824 : 제 1 증폭기

825 : 감쇄기 831 : 선형 증폭기

841 : 제 2 밴드패스 필터 842 : 커플러

851 : 분배기 852 : 제 2 믹서

853 : 제 2 SAW 필터 854 : 제 2 증폭기

855 : 제 1 고주파 검출기 856 : 제 2 고주파 검출기

8102 : 1차 공용 파일롯 채널 발생수단 8104 : 1차 동기채널 발생수단

8106 : 2차 동기채널 발생수단 8108 : 채널 이득 조절수단

8110 : 채널 결합수단 8112 : 제 1 필터링 수단

8114 : 제 2 필터링 수단 8116 : 데이터 저장수단

8118 : 제 1 변조수단 8120 : 이득 제어수단

8122 : 할당 주파수 결합수단 8124 : 제 2 변조수단

8126 : D/A 변환수단

본 발명은 더미 파일롯 신호 발생 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비동기식 이동통신 시스템 영역으로부터 동기식 이동통신 시스템 영역으로 이동하는 이동통신 단말에 대하여 비동기 신호를 발생시켜 핸드오버를 유도함으로써 핸드오버시의 통화 단절 현상을 제거하기 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치에 관한 것이다.

이동통신 기술의 발전과 통신망의 진화에 따라 다양한 형태의 이동통신 시스템이 개발되고 있으며, 이에 따른 이동통신 시스템간 글로벌 로밍 문제를 해결하기 위해 IMT-2000 시스템이 개발되었다. IMT-2000 시스템은 CDMA2000 기반의 동기방식 시스템과 WCDMA 기반의 비동기 방식 시스템으로 나누어져 있다.

또한, 이동통신 시스템간 글로벌 로밍을 지원하기 위해 동기방식의 시스템과 비동기 방식의 시스템에서 모두 사용이 가능한 이동통신 단말(Multi Mode Multi Band 이동통신 단말)이 개발되고 있으며, 이러한 이동통신 단말을 이용함에 의해 비동기 방식 시스템 영역 및 동기 방식 시스템 영역 각각에서 각기 다른 방식의 서비스를 이용할 수 있다.

현재, 비동기 이동통신 시스템은 서비스 요구가 많은 지역을 중심으로 구축 중에 있고, 이에 따라 동기 방식의 이동통신 시스템은 그 서비스 영역이 비동기 방식 시스템의 서비스 영역을 포함하는 형태로 진화하게 되며, 이러한 과정에서 사용자가 비동기 이동통신 시스템과 동기 이동통신 시스템간을 상호 이동하는 경우 연속적인 서비스 제공을 위해 시스템간 핸드오버가 필요하게 된다.

이러한 핸드오버를 위하여 여러가지 방안이 연구되고 있는데, 그 중 하나가 더미 파일롯 신호를 이용한 방법이다. 이 방법에서, 비동기 영역과 동기 영역의 경계 지역에 설치되는 동기 기지국은 비동기 신호를 송출하며, 비동기 영역에서 서비스를 이용하고 있는 이동통신 단말이 동기 영역으로 접근함에 따라, 이동통신 단말은 동기 이동통신 시스템의 기지국으로부터 송출되는 더미 파일롯 신호를 수신하게 된다. 더미 파일롯 신호는 비동기 이동통신 시스템에서 사용하는 주파수와 동일한 주파수를 가지므로, 비동기 모뎀부가 활성화되어 있는 이동통신 단말이 동기 이동통신 시스템의 기지국으로부터 송출되는 신호를 용이하게 검색할 수 있다.

이후, 더미 파일롯 신호를 수신한 이동통신 단말의 동기 모뎀이 구동되고, 핸드오버할 동기 이동통신 시스템의 셀이 검색되며, 채널 할당 정보 획득, 동기 채널 획득, 이동통신 단말의 보코더를 전환 등의 과정을 통해 동기 이동통신 시스템 으로의 핸드오버가 이루어지게 된다.

이러한 핸드오버 방법에서, 가입자 증가로 인한 핸드오버 시의 데이터 전송 속도 문제 등을 해결하기 위하여 동일한 섹터 내에서 캐리어 증설을 통한 안정화된 통화 품질을 제공하여야 한다. 하지만, 단순한 하드웨어 증설에 의해 캐리어의 수를 증설한다면 캐리어간 간섭 등에 의해 오히려 기지국 용량이 감소하고 통화품질이 열악해지는 문제가 있다.

도 1은 1차 스크램블링 코드와 시간 오프셋에 따른 비동기 신호의 전력보상 누적분포함수 특성을 설명하기 위한 그래프로서, 1차 스크램블 코드와 시간 오프셋에 따른 4개의 비동기 신호에 대한 전력보상 누적분포함수(Power Complementary Cumulative Distribution Function; CCDF) 특성을 나타내는 그래프이다.

도 1에서 4개의 비동기 신호에 대한 1차 스크램블 코드와 시간 오프셋은 [표 1]과 같이 설정된다.

[표 1]

파형	항목	FA1	FA2	FA3	FA4
A	1차 스크램블링 코드	0	0	0	0
	시간 오프셋	0	1	2	3
B	1차 스크램블링 코드	0	1	2	3
	시간 오프셋	0	1	2	3
C	1차 스크램블링 코드	0	1	2	3
	시간 오프셋	0	0	0	0
D	1차 스크램블링 코드	0	0	0	0
	시간 오프셋	0	0	0	0

CCDF는 고주파 신호의 전력 특성을 규정하고 분석하는 데 사용하는 함수로서, 기지국 송신기의 최적 동작점을 찾기 위해서는 고주파 신호의 전력 특성을 정 확히 알아야 한다. 즉, CCDF는 디지털로 변조된 신호의 피크 전력 통계치(Peak to Average Ration; PAR)의 특성 분석에 사용되는 방법 또는 그 통계치를 나타내는 것으로, 다중 캐리어를 송출하는 시스템에서 최대 캐리어의 수가 증가할수록 CCDF는 증가하게 된다. 또한, 동일한 스크램블 코드와 동일한 시간 오프셋을 적용하는 경우에, 동일하지 않은 스크램블코드와 동일하지 않은 시간 오프셋을 적용하는 경우보다 CCDF 관점에서 PAR가 높게 나타난다. 이와 같이, PAR가 증가하게 되면 고출력 증폭을 수행하는 기지국 송신단의 증폭부에서 포화정도가 높아지게 되고, 결국 시스템 전체의 성능이 열화되게 된다.

도 1을 참조하면, CCDF 커브는 신호의 평균 전력을 넘어서는 dB양을 나타내는 것으로서, 각 캐리어에 각기 다른 시간 오프셋을 적용한 경우(파형 A, B) 동일한 시간 오프셋을 적용한 경우(파형 C, D)와 비교하여 전력 누적값이 감소한 것을 알 수 있다. 즉, 캐리어마다 시간 오프셋을 적용하여 방사하는 경우 캐리어간 간섭이 줄어들어 고주파 신호의 파형이 왜곡되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 2 내지 도 5는 다중 캐리어를 송출하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프이다.

도 2a 및 2b는 할당 주파수간 동일한 1차 스크램블링 코드와 동일하지 않은 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프이고, 도 3a 및 3b는 할당 주파수간 동일하지 않은 1차 스크램블링 코드와 동일하지 않은 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프이다. 아울러, 도 4a 및 4b는 할당 주파수간 동일하지 않은 1차 스크램블링 코드와 동일한 시 간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프이고, 도 5a 및 5b는 할당 주파수간 동일한 1차 스크램블링 코드와 동일한 시간 오프셋을 사용하는 경우 인접 채널 누설 전력비를 나타내는 그래프이다.

도 2 내지 도 5는 [표 1]과 같은 조건의 디지털 신호에 대한 인접 채널 누설 전력비(Adjacent Channel Leakage Ratio; ACLR)를 기지국 송신기의 출력단에서 측정한 결과를 나타내는 그래프로서, 기지국 송신기로부터 출력되는 신호를 증폭기(예를 들어, 선형 증폭기)에 의해 증폭하여 측정한 것이다.

도 2 내지 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 시간 오프셋이 동일한 경우(도 4, 도 5) 고주파 신호의 파형에 왜곡이 발생하여 기지국 성능이 열화되지만, 각 캐리어에 시간 오프셋을 적용한 경우(도 2, 도 3)에는 파형에 왜곡이 발생하지 않은 것을 알 수 있다.

결국, 기지국에서 다중 캐리어를 발생하여 송출할 때에는 정해진 시간 오프셋으로 송출하는 것이 바람직하며, 이러한 방식으로 다중 캐리어를 생성하여 송출하는 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치를 도 6에 도시하였다.

도 6은 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성을 설명하기 위한 도면이다.

일반적인 더미 파일롯 신호 발생장치는 다중 캐리어를 발생시키기 위하여 비동기 고주파 신호 발생부(60-1)를 발생시키고자 하는 캐리어의 수만큼 병렬로 연결하여 사용한다. 예를 들어 4개의 캐리어를 생성하고자 하는 경우 4개의 비동기 고주파 신호 발생부(60-1, 60-2, 60-3, 60-4)가 필요하게 된다.

도 6을 참조하면, 1차 공용 파일롯 채널 발생수단(602), 1차 동기 채널 발생수단(604) 및 2차 동기 채널 발생수단(606)에서 출력되는 각 I/Q 신호는 각각 제 1 내지 제 3 이득 조절수단(608-1, 608-2, 608-3)으로 입력되고, 제 1 내지 제 3 이득 조절수단(608-1, 608-2, 608-3)의 출력 신호는 채널 결합 수단(610)으로 입력되어 결합된다. 이후, 3개의 채널이 결합된 비동기 신호는 RRC(Root Raised Cosine) 필터(612)에서 파형 성형이 이루어진다.

여기에서, 원천 신호(1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호)에 대한 RRC 필터링을 통한 베이스밴드 신호 생성 과정을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 7은 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치의 개념도이다.

원천신호, A시간 지연된 신호, B시간 지연된 신호 및 C시간 지연된 신호는 각각 디지털 필터를 통해 성형되어 출력되는데, A, B, C 시간 지연된 신호는 원천 신호를 기준으로 1차 공용 파일럿 채널 신호는 동일하며, 1차 및 2차 동기 채널 신호가 각기 다른 시간 오프셋(A, B, C)을 갖는 신호를 말하는 것으로 원천신호와 병렬 접속되는 비동기 고주파 신호 발생부에서 처리되는 신호이다. 아울러, 디지털 필터는 RRC 필터이다.

RRC 필터(612)의 출력 신호는 디지털 신호로서, D/A 변환수단(614)를 통해 아날로그 I/Q 파형으로 출력되고, 이는 변조수단(616)을 거쳐 중간 주파수(IF) 신호로 출력된다.

IF 신호로 변환된 비동기 신호는 제 1 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터 (618)로 입력되고, 여기에서 스퓨리어스(spurious) 신호가 제거된다. 상기 제 1 SAW 필터(618)는 1개의 비동기 신호만 통과시키는 특성을 갖고 있다. 제 1 SAW 필터(618)를 통과한 비동기 신호는 제 1 증폭기(620)와 제 1 믹서(622)를 거쳐 고주파 신호로 변환된다. 제 1 믹서(622)에서 출력된 비동기 고주파 신호는 이미지 제거용 제 1 밴드패스 필터(624)를 거쳐 고주파 증폭기로서의 제 2 증폭기(626)로 입력되어 증폭된다.

이후, 제 2 증폭기(626)의 출력신호는 감쇄기(628)로 입력되어 이득 조정이 이루어지고, 감쇄기(628)에서 출력된 비동기 고주파 신호는 신호 결합 수단(630)에서 나머지 3개의 비동기 고주파 신호와 아날로그적으로 결합된다. 여기에서, 나머지 3개의 비동기 고주파 신호란 원천신호와 시간 오프셋을 갖도록 설계되어 생성된 신호들을 의미하며, 시간 오프셋은 적어도 256칩 이상이 되도록 설정한다.

결합수단(630)에서 결합된 4개의 비동기 고주파 신호는 예를 들어, 선형 증폭기로 구현되는 제 3 증폭수단(632)에 입력되어 고출력 증폭이 이루어지고, 제 3 증폭수단(632)의 출력신호는 제 2 밴드패스 필터(634)에사 스퓨리어스 신호가 제거된 후 커플러(636)로 입력된다. 커플러(636)는 안테나로 출력되는 신호를 커플링하기 위한 것으로, 커플러(636)의 출력은 안테나를 통해 공중으로 방사된다.

한편, 커플러(636)의 출력 신호는 분배기(638)를 통해 2개의 신호로 분배되어, 분배된 신호 중 하나는 제 1 고주파 검출수단(648)로 입력되어 비동기 캐리어의 총 전력을 측정하는 데 사용되고, 다른 하나는 각 할당 주파수별 전력을 측정하는 데 사용된다. 즉, 분배기(638)의 출력 신호 중 하나는 제 3 밴드패스 필터 (640), 제 2 믹서(642), 1개의 비동기 신호만 통과시키는 제 2 SAW 증폭기(644) 및 제 4 증폭수단(646)을 통해 제 2 고주파 검출수단(650)으로 입력되어 각각의 고주파 신호별 전력이 측정되게 된다.

이상에서 설명한, 복수의 비동기 신호를 생성하기 위한 일반적인 더미 파일롯 신호 발생 장치는 베이스밴드 신호 발생부(602, 604, 606~616), 고주파 신호 발생부(618~628), 신호 결합부(630), 증폭 및 출력부(632~636), 전력 검출부(638~650)으로 나눌 수 있다.

이와 같은 다중 캐리어 더미 파일롯 신호 발생 장치는 복수의 비동기 신호 발생 장치(60-1)가 발생시키고자 하는 캐리어의 수만큼 필요하기 때문에 많은 양의 게이트가 소모되어 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA)의 가격이 상승하고, 복수의 비동기 신호 결합시 고주파 신호를 결합하므로 고주파 소자들이 많이 사용되어 가격 상승, 전원 전력 증가 등이 유발되고 신뢰성이 저하된다. 아울러, 아날로그 신호를 발생시킨 후 고주파 대역으로 주파수 변환을 수행하기 때문에 비동기 신호의 품질이 저하되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 단점 및 이로 인한 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 복수의 더미 파일롯 신호 생성시 하나의 베이스밴드 신호로부터 디지털 분기를 통해 복수의 신호를 생성함으로써 비동기 신호 발생 장치의 구현을 위한 비용을 절감할 수 있는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치를 제공하는 데 그 기술적 과제가 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 더미 파일롯 신호 발생 장치는 1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호로 이루어지는 하나의 원천 베이스밴드 신호로부터 지정된 시간 오프셋을 갖는 복수의 베이스밴드 신호를 생성하고, 이를 중간 주파수 신호로 결합하여 출력하기 위한 베이스밴드 처리부; 상기 베이스밴드 처리부에서 수신된 복수의 캐리어 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부; 상기 주파수 변환부로부터 출력된 복수의 고주파 신호를 증폭하기 위한 증폭부; 및 상기 증폭부에서 출력된 신호를 필터링하여 공중으로 방사하기 위한 출력부;를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명에 의한 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템 간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치의 구성도이다.

복수의 비동기 신호를 발생하여 이동통신 단말의 핸드오버를 유도하기 위한 본 발명의 더미 파일롯 발생 장치는 하나의 베이스밴드 신호로부터 지정된 시간 오프셋을 갖는 복수의 베이스밴드 신호를 생성하고, 이를 중간 주파수 신호로 결합하여 출력하기 위한 베이스밴드 처리부(810), 베이스밴드 처리부(810)에서 수신된 복수의 캐리어 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부(820), 주파수 변환부(820)로부터 출력된 복수의 고주파 신호를 증폭하기 위한 증폭부(830), 증폭부(830)에서 출력된 신호를 필터링하여 공중으로 방사하기 위한 출력부(840) 및 출력 부(840)로부터 수신한 고주파 신호의 총 전력 및 신호별 전력을 검출하기 위한 전력 검출부(850)를 포함한다.

아울러, 본 발명의 더미 파일롯 신호 발생 장치는 도 8에 도시하지는 않았지만, 더미 파일롯 신호 발생 장치의 전체적인 제어 및 감시를 수행하기 위한 제어부와, 장치에 필요한 전원을 공급하기 위한 전원 공급부를 더 포함한다.

각 구성부의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 9는 도 8에 도시한 더미 파일롯 신호 발생 장치의 상세 구성도이다.

먼저, 본 발명에 의한 더미 파일롯 신호 발생 장치(80)의 베이스밴드 처리부(810)는 1차 공용 파일럿 채널 신호(811), 1차 동기 채널(812) 신호 및 2차 동기 채널(813) 신호를 입력받아 이들을 결합하고 파형 성형을 수행하는 채널 결합 및 필터링 수단(814), 채널 결합 및 필터링 수단(814)의 출력 신호를 저장한 후 지정된 시간 오프셋 간격으로 출력하는 저장 및 분배수단(815), 저장 및 분배수단(815)의 출력 신호를 결합하고 변조한 후 아날로그 신호로 변환하는 할당 주파수 결합/변조 및 D/A 변환수단(816)를 포함한다.

다음으로, 주파수 변환부(820)는 베이스밴드 처리부(810)의 출력 신호를 입력으로 하여 하나의 비동기 신호만을 통과시키며 베이스밴드 처리부(810)의 출력 신호로부터 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 제 1 SAW 필터(821), SAW 필터(821)의 출력 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 제 1 믹서(822) 및 제 1 밴드패스 필터(823), 고주파 신호로 변환된 디지털 신호에 대한 이미지 성분을 제거하기 위한 제 1 증폭기(824) 및 제 1 증폭기(824)의 출력 신호에 대한 이득 조정을 수행하기 위한 감쇄기(825)로 이루어진다.

아울러, 증폭부(830)는 선형 증폭기(831)로 구현하여 주파수 변환부(820)에서 출력되는 고주파 비동기 신호에 대한 고출력 증폭이 이루어지도록 하며, 출력부(840)는 증폭부(830)의 출력 신호로부터 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 제 2 밴드패스 필터(841) 및 제 2 밴드패스 필터(841)의 출력 신호를 커플링하여 안테나로 출력하기 위한 커플러(842)를 포함한다.

마지막으로, 전력 검출부(850)는 출력부(840)의 출력 신호를 입력받아 2개의 신호로 변환하기 위한 분배기(851), 분배기(850)의 제 1 출력 신호로부터 복수의 비동기 신호 전체에 대한 전력을 측정하기 위한 제 1 고주파 검출기(855), 분배기(850)의 제 2 출력 신호를 결합하기 위한 제 2 믹서(852), 제 2 믹서(852)의 출력 신호를 필터링하기 위한 제 2 SAW 필터(853), 제 2 SAW 필터(853)의 출력 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기(854) 및 제 2 증폭기(854)의 출력 신호를 입력받아 복수의 비동기 신호 각각에 대한 전력을 측정하기 위한 제 2 고주파 검출기(856)를 포함한다.

본 발명의 더미 파일롯 신호 발생 장치는 도 6에 도시한 장치와 비교할 때, 저장 및 분배 수단(815)에서 하나의 베이스밴드 신호를 지정된 시간 간격으로 출력하기 때문에 복수의 베이스밴드 발생 장치를 구현할 필요가 없으므로 장치를 구현하는 데 소요되는 비용을 감축시킬 수 있다. 또한, 복수의 비동기 신호를 중간 주파수에서 이미지 성분 제거 방식을 통해 결합하기 때문에 고주파 단일 경로를 통해 신호를 발생할 수 있으므로 가격 절감 및 신뢰성이 증가하게 된다. 즉, 복수의 비 동기 신호에 대하여 주파수를 할당한 후 중간 주파수 신호로 출력하고, 각 신호의 중심 주파수를 필요한 비동기 신호 주파수로 변환하기 때문에 비동기 신호 발생장치를 복수개로 구현하지 않고 하나의 비동기 신호 발생장치로도 복수의 캐리어를 발생시킬 수 있어 가격을 절감시킬 수 있는 것이다.

이하에서는 본 발명의 주요 부분인 베이스밴드 처리부에 대하여 설명하기로 한다.

도 10은 도 9에 도시한 베이스밴드 처리부의 상세 구성도이다.

1차 공용 파일롯 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호는 각각의 발생수단(8102, 8104, 8106)에서 발생되며, 각각의 I/Q 신호는 채널 결합 및 필터링 수단(814)의 채널 이득 조절수단(8108)으로 입력된다.

여기에서, 비동기 이동통신 시스템에 사용되는 프레임과 슬롯과의 관계, 각채널간의 관계를 설명하면 다음과 같다. 도 11은 비동기식 이동통신 시스템에서 순방향 물리 계층의 프레임 개념을 설명하기 위한 도면이다.

비동기 이동통신 시스템에서 순방향 물리 계층의 1프레임은 10ms로 정의되어 있고, 1프레임은 15개의 슬롯으로 구성되어 있다. 또한, 1슬롯은 2560칩으로 구성되어 있으며, 동기 채널 신호는 1슬롯에서 1/10 구간인 256칩 구간에서만 출력되고, 1차 공용 파일럿 채널 신호는 프레임 전 구간에서 출력된다.

비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템이 혼재된 망에서, 이동통신 단말의 핸드오버를 판단하기 위한 신호대 잡음비(E_C/I_O)를 측정하기 위해서 필 요한 비동기 순방향 채널은 1차 공용 파일럿 채널이며, 1차 및 2차 동기 채널은 이동통신 단말이 1차 공용 파일롯 채널의 동기 획득에 필요한 채널이다.

채널 이득 조절수단(8108)으로 입력된 1차 공용 파일롯 채널, 1차 및 2차 동기 채널의 각 I/Q 신호는 채널별 이득 조정이 수행되며, 이는 채널 결합수단(8110)에서 I/Q 채널별로 결합된다.

도 12는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 1차 공용 파일롯 채널 발생수단의 출력 파형을 나타내는 그래프이고, 도 13은 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 1차 및 2차 동기 채널 발생수단의 출력 파형을 나타내는 그래프이며, 도 14는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 채널 결합수단의 출력 파형을 나타내는 도면이다.

채널 결합 수단(8110)의 출력 신호는 제 1 필터링 수단(8112)으로 입력되어, 비동기 송신 파형이 되도록 성형된다. 이를 위하여 제 1 필터링 수단(8112)은 RRC(Root Raised Cosine) 필터와 같은 디지털 필터로 구현할 수 있으며, 제 1 필터링 수단(8112)의 출력 파형을 도 15에 도시하였다.

이후, 제 1 필터링 수단에서 성형된 디지털 신호는 제 2 필터링 수단(8114)으로 입력되어 이미지 신호와 주파수 간격이 2배가 되도록 보간(interpolation)된다. 제 2 필터링 수단(8114)은 보간 필터를 이용하여 구현할 수 있으며, 그 출력 파형은 도 16과 같다.

제 2 필터링 수단(8114)의 출력 신호는 데이터 저장수단(8116)으로 입력된다. 데이터 저장수단은 선입선출 버퍼로 구현할 수 있으며, 입력된 디지털 I/Q 신 호를 지정된 시간만큼 지연한 후 출력한다. 예를 들어, 하나의 입력신호로부터 시간 오프셋이 각기 다른 4개의 I/Q 신호를 출력할 수 있으며, 이 4개 신호의 시간 오프셋 간격은 최소 256칩 이상이 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 다중 캐리어가 동일한 시간 오프셋을 갖게 되면 동기 채널 신호로 인하여 피크 전력 통계치(Peak to Average Ration)가 커지는 문제점을 야기하게 되며, 이로 인하여 인접 채널 누설 전력비(Adjacent Channel Leakage Ratio; ACLR) 성능이 저하되는 요인이 된다. 동기 채널 신호는 도 11에 도시한 것과 같이 1슬롯의 256칩 구간에서만 출력되기 때문에 다중 캐리어에서 피크 전력 통계치를 최소화하기 위해서는 다중 캐리어간 시간 오프셋이 256칩 이상이 되어야 한다.

도 17은 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부의 데이터 저장수단에서 하나의 입력 신호에 의해 복수의 신호를 출력하는 방법을 설명하기 위한 도면으로, 예를 들어 하나의 입력신호로부터 4개의 신호를 생성하는 경우를 나타낸다.

데이터 저장수단(8116)에서 출력되는 시간 오프셋을 갖는 4개의 신호는 독립적인 비동기 I/Q 신호가 된다. 도 17을 참조하면, 채널 결합 및 필터링 수단(814)으로부터 입력되는 I/Q 신호에 대하여(DATA(I, Q) Input), 시간 오프셋 0, 256칩, 512칩, 768칩 만큼 지연된 후 신호가 출력되며, 이에 따라 하나의 신호로부터 시간 오프셋을 갖는 4개의 신호가 발생되는 것을 알 수 있다.

이상에서, 원천신호로부터 시간 오프셋을 갖는 4개의 신호를 생성하는 과정에 대하여 설명하였으며, 이를 도 18에 개략적으로 나타내었다.

도 18은 본 발명에 의한 더미 파일롯 신호 발생 장치에서 원천 신호로부터 복수의 기저대역 신호를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

요약하면, 원천신호(10) 즉, 1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호를 디지털 필터(20)를 통해 성형 및 보간 한 후, 이를 데이터 저장부인 선입선출 버퍼(30)에서 저장한 후 지정된 시간 오프셋에 따라 출력함으로써 4개의 신호(1FA, 2FA, 3FA, 4FA)를 얻을 수 있다.

이와 같이 생성된 4개의 베이스밴드 신호는 제 1 변조수단(8118)로 입력되어 변조되며, 이에 따라 주파수 오프셋을 갖는 4개의 변조 신호가 생성된다. 도 19는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 제 1 변조수단의 출력 파형을 나타내는 도면이다.

제 1 변조수단(8118)의 출력 신호는 이득 제어 수단(8120)으로 각각 입력되어 할당 주파수별 이득 제어가 이루어지고, 이득 제어 수단(8120)의 출력신호는 할당 주파수 결합/변조 및 D/A변환수단(8156)으로 입력된다.

먼저, 이득 제어 수단(8120)의 출력신호는 할당 주파수 결합 수단(8122)으로 입력되어 하나의 신호로 결합된다. 결합된 신호의 아날로그 파형은 도 20과 같다.

할당 주파수 결합수단(8122)의 출력 신호는 제 2 변조수단(8124)으로 입력되고, 여기에서 4개의 디지털 중간 주파수 신호가 생성되게 된다. 제 2 변조수단(8124)은 4개의 디지털 신호에 대하여 주파수를 중간 주파수로 변환하면서 제 1 변조수단(8118)의 변조 과정에서 생성된 이미지 신호 성분을 제거한다.

도 21은 복수의 할당 주파수에 대한 변조 과정을 설명하기 위한 도면으로, 제 1 변조수단, 이득 제어 수단, 할당 주파수 결합 수단 및 제 2 변조 수단의 세부 적인 처리 과정을 나타낸다.

도 21에서, 4개의 신호(FA1, FA2, FA3, FA4)는 각각 I/Q 신호 성분을 가지며 데이터 저장수단(8116)으로부터 입력되는 베이스밴드 신호이다. 이 입력 신호에 대하여 중심 대비 일정 오프셋 주파수를 생성하기 위해 제 1 변조수단(8118)에서 I 신호 및 Q 신호에 각각 코사인 함수(cos(w_ct))와 사인 함수(sin(w_ct))를 적용하여 중심 주파수가 fc인 신호를 생성한다. 이후, 이 신호들은 이득 제어수단(8120)으로 입력되어 각 경로에서의 이득 조정이 이루어진다.

이득조정이 이루어진 신호들은 할당 주파수 결합수단(8122)에서 I 채널(I1, I2, I3, I4) 및 Q 채널(Q1, Q2, Q3, Q4)별로 결합되어 Is 및 Qs 신호가 생성되게 되고, 이들은 다시 제 2 변조수단(8124)에서 중심 주파수가 fa인 사인 함수(sin(w_at)) 및 코사인 함수(cos(w_at))와 곱해진 후 최종적으로 감산 연산이 이루어진다. 결과적으로 제 2 변조수단(8124)에서 변조가 이루어지면서, 할당 주파수 결합 수단(8122)으로 입력되는 신호 파형의 음영부분만 남게 되고 나머지 신호들은 제거된다.

다음에, 제 2 변조 수단(8124)의 출력신호는 D/A 변환수단(8126)으로 입력되어 아날로그 파형으로 출력되며, 도 22는 도 10에 도시한 베이스밴드 처리부에서 D/A 변환 수단의 출력 파형을 나타내는 도면, 즉 본 발명에 의한 베이스밴드 처리부(810)의 최종 출력 파형을 나타낸다. 이는 도 10에 도시한 할당 주파수 결합/변조 및 D/A 변환수단(816)의 출력 신호와 동일한 것으로, 도 10에는 중심주파수가 61.44MHz인 4개의 더미 파일럿 신호(FA1, FA2, FA3, FA4)가 도시되어 있다.

위에서도 설명하였지만, 베이스밴드 처리부(810)의 출력 신호는 주파수 변환부(820)에서 잡음 및 스퓨리어스 신호가 제거되고, 증폭 및 믹싱되어 고주파 대역으로 변환된다. 아울러, 고주파 변환부(820)의 출력신호는 증폭부(830)에서 고출력 증폭이 이루어진 후, 출력부(840)를 거쳐 안테나를 통해 공중으로 방사된다. 한편, 출력부(840)의 출력 신호는 전력 검출부(850)로 입력되어 다중 캐리어 전체 및 각각에 대한 전력 측정이 이루어진다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 더미 파일롯 신호를 다중 캐리어로 생성하여 방사함으로써 이동통신 단말의 핸드오버를 유도하는 더미 파일롯 신호 발생 장치에서, 다중 캐리어 생성시 하나의 원천 신호를 선입선출 버퍼를 통해 지정된 시간 간격으로 복수회 출력함으로써 장비의 추가 없이 원하는 만큼의 다중 캐리어를 생성할 수 있어, 장치 구현에 소요되는 비용을 절감시킬 수 있다.

아울러, 복수의 비동기 신호를 디지털 중간 주파수 신호에서 이미지 성분 제거 방식을 통하여 결합함으로써 고주파 단일 경로가 구현되게 되며, 이에 따라 비용이 감소하고 신뢰성이 증가하게 된다.

Claims (14)

1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호로 이루어지는 하나의 원천 베이스밴드 신호로부터 지정된 시간 오프셋을 갖는 복수의 베이스밴드 신호를 생성하고, 이를 중간 주파수 신호로 결합하여 출력하기 위한 베이스밴드 처리부;

상기 베이스밴드 처리부에서 수신된 복수의 캐리어 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 주파수 변환부;

상기 주파수 변환부로부터 출력된 복수의 고주파 신호를 증폭하기 위한 증폭부; 및

상기 증폭부에서 출력된 신호를 필터링하여 공중으로 방사하기 위한 출력부;

를 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 더미 파일롯 신호 발생 장치는 상기 출력부로부터 수신한 복수의 고주파 신호의 총 전력 및 고주파 신호 각각에 대한 전력을 검출하기 위한 전력 검출부를 더 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 베이스밴드 처리부는 상기 1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호를 입력받아 결합하고 파형 성형을 수행하는 채널 결합 및 필터링 수단;

상기 채널 결합 및 필터링 수단의 출력 신호를 저장한 후 지정된 시간 오프셋 간격으로 출력하는 저장 및 분배수단;

상기 저장 및 분배수단의 출력 신호를 결합하고 변조한 후 아날로그 신호로 변환하는 할당 주파수 결합/변조 및 D/A 변환수단;

을 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일럿 신호 발생 장치.

제 3 항에 있어서,

상기 채널 결합 및 필터링 수단은 상기 베이스밴드 처리부는 상기 1차 공용 파일럿 채널 신호, 1차 동기 채널 신호 및 2차 동기 채널 신호의 각 채널별 이득 조정을 수행하기 위한 채널 이득 조절수단;

상기 채널 이득 조절수단에서 이득 조정된 신호를 I성분 및 Q 성분별로 결합하기 위한 채널 결합수단;

상기 채널 결합 수단의 출력 신호의 파형을 비동기 방식의 송신 파형으로 성형하기 위한 제 1 필터링 수단; 및

상기 제 1 필터링 수단에서 성형된 디지털 신호를 보간하기 위한 제 2 필터 링 수단;

을 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 4 항에 있어서,

상기 제 1 필터링 수단은 RRC(Root Raised Cosine) 필터인 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 4 항에 있어서,

상기 제 2 필터링 수단은 보간 필터인 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 3 항에 있어서,

상기 저장 및 분배 수단은 상기 채널 결합 및 필터링 수단으로부터 입력되는 디지털 신호를 저장한 후 지정된 시간 간격으로 출력하여 복수의 디지털 신호를 생성하는 데이터 저장 수단;

상기 데이터 저장수단으로부터 출력되는 복수의 디지털 신호 각각에 대하여 주파수 오프셋을 적용하기 위한 제 1 변조수단; 및

상기 제 1 변조수단의 출력 신호의 할당 주파수별 이득을 제어하기 위한 이득 제어 수단;

을 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 7 항에 있어서,

상기 데이터 저장 수단은 선입선출 버퍼인 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 7 항에 있어서,

상기 디지털 신호를 출력하는 시간 간격은 256칩 이상인 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 3 항에 있어서,

상기 할당 주파수 결합/변조 및 D/A 변환수단은

상기 저장 및 분배수단으로부터 입력되는 신호를 하나의 신호로 결합하기 위한 할당 주파수 결합수단;

상기 할당 주파수 결합수단의 출력 신호 각각에 대한 주파수를 중간 주파수 로 변환하고 이미지 신호 성분을 제거하기 위한 제 2 변조수단; 및

상기 제 2 변조 수단의 출력신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하기 위한 D/A 변환수단;

을 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생장치.

제 1 항에 있어서,

상기 주파수 변환부는 상기 베이스밴드 처리부의 출력 신호로부터 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 제 1 SAW 필터;

상기 SAW 필터의 출력 신호를 고주파 신호로 변환하기 위한 제 1 믹서와 제 1 밴드패스 필터;

상기 고주파 신호로 변환된 디지털 신호에 대한 이미지 성분을 제거하기 위한 제 1 증폭기; 및

상기 제 1 증폭기의 출력 신호에 대한 이득 조정을 수행하기 위한 감쇄기;

를 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 증폭부는 선형 증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발 생 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 출력부는 상기 증폭부의 출력 신호로부터 스퓨리어스 신호를 제거하기 위한 제 2 밴드패스 필터; 및

상기 제 2 밴드패스 필터의 출력 신호를 커플링하여 안테나로 출력하기 위한 커플러;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

제 1 항에 있어서,

상기 전력 검출부는 상기 출력부의 출력 신호를 입력받아 2개의 신호로 변환하기 위한 분배기;

상기 분배기의 제 1 출력 신호로부터 복수의 비동기 신호 전체에 대한 전력을 측정하기 위한 제 1 고주파 검출기;

상기 분배기의 제 2 출력 신호를 결합하기 위한 제 2 믹서;

상기 제 2 믹서의 출력 신호를 필터링하기 위한 제 2 SAW 필터;

상기 제 2 SAW 필터의 출력 신호를 증폭하기 위한 제 2 증폭기; 및

상기 제 2 증폭기의 출력 신호를 입력받아 복수의 비동기 신호 각각에 대한 전력을 측정하기 위한 제 2 고주파 검출기;

를 포함하는 비동기식 이동통신 시스템과 동기식 이동통신 시스템간의 핸드오버를 위한 더미 파일롯 신호 발생 장치.

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