KR20060077854A - 이동통신 시스템의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과이를 이용한 파일럿 채널 탐색기 - Google Patents

이동통신 시스템의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과이를 이용한 파일럿 채널 탐색기

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KR20060077854A
KR20060077854A KR1020040118334A KR20040118334A KR20060077854A KR 20060077854 A KR20060077854 A KR 20060077854A KR 1020040118334 A KR1020040118334 A KR 1020040118334A KR 20040118334 A KR20040118334 A KR 20040118334A KR 20060077854 A KR20060077854 A KR 20060077854A
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김혜정
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템의 이동 단말에서 파일럿 채널 탐색 속도(search rate)를 제어하는 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기(pilot searcher)에 대한 것이다. 본 발명에서 제안하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법은 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기가 일회의 탐색 명령에 응답하여 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색하는 과정과, 상기 그룹 탐색의 완료 시마다 상기 이동 단말의 제어기가 정해진 소프트웨어 처리를 수행하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다. 따라서 본 발명에 의하면, 한 번의 탐색 명령에 따라 복수 개의 파일럿 채널 신호를 탐색하여 이동 단말의 제어기의 부하를 절감할 수 있는 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공할 수 있다.
파일럿 채널, 탐색 속도, searcher, 대기시간, 지연, 소프트웨어 처리, 이동 단말, 부하, 인터럽트, group search

Description

이동통신 시스템의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기{METHOD FOR CONTROLLING SEARCH RATE OF FORWARD PILOT SIGNAL IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND PILOT SEARCHER USING THE SAME}
도 1은 종래 CDMA 이동통신 시스템에서 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 도시한 모식도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 간략히 도시한 순서도
도 3a 및 도 3b은 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 도시한 순서도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 CDMA 이동통신 시스템에서 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 도시한 모식도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색기의 구성을 나타낸 구성도.
본 발명은 부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access : 이하, "CDMA") 이동통신 시스템의 파일럿 채널(pilot channel) 탐색 방법 및 장치에 대한 것으로서, 특히 파일럿 채널 탐색 속도(search rate)를 제어하는 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기(pilot searcher)에 대한 것이다.
일반적인 CDMA 이동통신 시스템에서 기지국은 순방향 링크로 파일럿 채널 신호를 전송하고, 이동 단말은 파일럿 채널 신호를 탐색하여 기지국과 동기를 맞춘 후 통신을 수행한다. 또한 이동 단말은 이동 시 기지국 간 핸드 오버(Hand-over)를 위해 그리고 다중 경로(multi path)의 변화에 대응하기 위해 현재 통신중인 기지국과 인접 기지국들의 파일럿 채널(pilot channel)의 신호 세기를 계속적으로 탐색해야 한다.
따라서 CDMA 이동통신 시스템에서 이동 단말은 기지국으로부터 전송되는 파일럿 채널 신호를 탐색하기 위한 회로를 구비하며 이를 파일럿 채널 탐색기라 부른다. 상기 파일럿 채널 탐색기는 내부 회로에 구비된 PN(Pseudo-random Number) 코드 생성기를 이용하여 PN 오프셋(offset)을 변화시켜 가면서 특정 임계값 보다 큰 에너지를 갖는 파일럿 채널 신호를 탐색하게 된다. 여기서 PN 오프셋은 현재 탐색중인 파일럿 채널의 PN 시퀀스의 시작 지점이 기준 시점(reference time)과 얼마나 떨어져 있는 지를 나타내는 값으로, 기지국들을 구분하는 용도와 임의의 기지국으로부터의 다중 경로 성분들의 시간 지연을 측정하는 용도로 사용된다.
일반적인 파일럿 채널 탐색 동작은 이동 단말의 제어기에서 파일럿 채널 탐 색기로 특정 파일럿 채널에 대한 탐색 명령을 내리는 단계와, 파일럿 채널 탐색기가 해당 파일럿을 탐색하는 단계와, 탐색 동작이 완료된 후, 파일럿 탐색기가 이동 단말의 제어기로 인터럽트를 전달하여 파일럿 채널 탐색의 완료를 알리는 단계와, 이동 단말의 제어기가 파일럿 채널 탐색 결과를 이용하여 정해진 소프트웨어 처리를 수행하는 단계로 수행되며, 상기 각 단계들의 동작은 반복하여 수행된다.
그러나 일반적으로 파일럿 채널 탐색기는 동작 속도가 빠르기 때문에 파일럿 채널 탐색 속도를 제어하지 않고 연속적으로 수행하게 되면, 이동 단말에서 수행되는 다른 태스크(task)들이 정상적으로 동작하기 힘들다. 또한 핸드 오버나 다중 경로 처리를 위해 요구되는 파일럿 채널 탐색 속도도 파일럿 채널 탐색기의 동작 속도 보다 느리기 때문에 일정 시간 지연을 두지 않을 경우 파일럿 채널 탐색기는 다른 태스크에 영향을 주지 않을 정도의 목표 탐색 속도(target rate)보다 훨씬 빠른 속도로 동작을 하게 되어 불필요한 전력 소모와 제어기의 연산능력(Million Instructions Per Second : MIPS) 낭비가 발생된다. 따라서 파일럿 채널 탐색기가 목표 탐색 속도로 동작하기 위한 탐색 속도 제어가 요구된다.
즉 도 1은 종래 CDMA 이동통신 시스템에서 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 도시한 모식도이다.
먼저 101 단계에서 이동 단말의 제어기는 파일럿 채널 탐색 속도 제어를 위한 초기 듀티를 설정한 후(t_duty=init), 파일럿 채널 탐색기로 탐색 명령(search command)를 내린다. 이에 따라 파일럿 채널 탐색기는 파일럿 탐색 동작을 수행하여 탐색 완료 후, 103 단계에 따라 소정 인터럽트 신호를 제어기로 전송하고, 상기 인 터럽트 신호를 수신한 이동 단말의 제어기는 듀티를 정해진 값만큼 증가시킨다.(t_duty+=duty) 이러한 듀티 증가 동작은 파일럿 채널 탐색 동작 시마다 수행되며, 107 단계에서 증가된 듀티 값이 미리 정해진 임계값을 넘어서는 경우(t_duty>Th) 제어기는 일정 대기시간 동안 예컨대, 20ms 동안 탐색 명령을 내리지 않는다. 대기시간이 종료된 후, 109 단계에서 이동 단말의 제어기는 초기 듀티를 설정하여 탐색 명령을 내리고, 파일럿 탐색기는 다시 파일럿 탐색 동작을 재개한다.
종래 기술에서는 상기와 같이 일정 대기시간을 두어 파일럿 채널 탐색기의 탐색 속도를 정해진 목표 탐색 속도에 근접되도록 제어하였으며, 또한 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 목표 탐색 속도와의 차이를 보상하도록 듀티 값을 갱신하였다. 이를 위해 제어기는 목표 탐색 속도를 최소 속도(min rate)와 최대 속도(max rate)의 2 단계로 설정하고, 측정된 탐색 속도가 최대 속도 보다 클 경우는 듀티 값을 일정 값만큼 증가시켜 탐색 속도를 줄이고, 측정된 탐색 속도가 최소 속도 보다 작을 경우는 듀티 값을 일정 값만큼 감소시켜 탐색 속도를 증가시키는 방식으로 상기 보상 동작을 수행하였다.
예를 들어 목표 탐색 속도가 최소 90Hz, 최대 100Hz이고, 파일럿 채널 탐색기가 하나의 파일럿 채널 신호를 탐색하는 시간이 2.5ms, 초기 듀티가 5, 합산된 듀티의 임계 값을 15로 가정하면, 세 번의 파일럿 채널 탐색이 수행될 때마다 20ms의 대기시간이 주어진다. 따라서 듀티 값의 갱신 주기를 200ms라 했을 때 21~24 번의 파일럿 채널 탐색이 가능하며, 이 경우 목표 탐색 속도 보다 실제 탐색 속도가 크기 때문에 제어기는 듀티 값을 일정 단위만큼 증가시켜서 실제 탐색 속도가 줄어들 수 있도록 파일럿 채널 탐색기를 제어한다.
일반적인 파일럿 채널 탐색 속도는 100Hz 정도이며, 위와 같은 방식을 사용하지 않고 매 탐색 시마다 필요한 시간 지연을 줄 수도 있으나, 9~11ms 정도로 짧은 주기로 대기시간을 두기 위해 내부 타이머를 연속하여 동작시키는 것은 제어기의 부하를 많이 증가시키게 된다. 그리고 내부 타이머의 분해능(resolution)은 일반적으로 5ms 정도를 사용하기 때문에 오차가 ±5ms로 너무 커서 이 경우 정확한 타이밍 제어가 힘들다. 여기서 분해능이라 함은 타이머가 대기시간을 카운팅하는 최소 시간 단위를 의미한다. 따라서 종래 기술에서는 도 1과 같이 필요할 때마다 비교적 긴 시간의 대기시간을 두는 방식으로 파일럿 채널 탐색기를 동작시켰다.
이동 단말의 소프트웨어는 주기적으로, 혹은 하드웨어 인터럽트가 발생했을 때 각 태스크의 우선순위(priority)에 따라 태스크 스위칭을 하여 모든 태스크들이 원활하게 동작할 수 있도록 제어한다. 각 태스크간의 스위칭은 제어기의 RTOS(Real Time Operating System)가 담당하며, RTOS는 이벤트가 발생한 태스크들의 우선순위를 비교하여 우선순위가 가장 큰 태스크를 수행시킨다.
여기서 태스크 스위칭 주기는 일반적으로 5ms 정도로 설정되며, 파일럿 채널 탐색을 수행하는 태스크를 태스크 A라 할 때, 다중 경로의 변화에 대한 대응 속도와 핸드 오버 처리 속도는 통화 품질과 성능에 미치는 영향이 크고, 시간 지배적인(time critical) 특성이 있으므로 태스크 A의 우선순위는 시그널링 처리를 담당하는 다른 태스크에 비해 높아야 한다.
예를 들어 CDMA 1x 시스템에서 8x 파일럿 채널 탐색기를 사용하는 경우 하나의 파일럿 채널을 탐색하는데 걸리는 시간은 대략 2.5~3.5ms로 다른 태스크의 스위칭 주기보다 짧기 때문에 종래의 기술과 같이 연속적으로 파일럿 탐색을 수행할 경우 태스크 A보다 우선순위가 낮은 다른 태스크들은 스위칭이 원활하게 되지 않아 일정 시간 내에 처리할 수 없는 가능성이 존재한다.
특히 도 1과 같은 방식으로 파일럿 탐색 속도를 제어하게 되면, 음성 호의 경우 제어기의 아이들(idle) 율이 높고, 시간 지배적인 태스크도 별로 없기 때문에 문제가 되지 않지만, 데이터 호의 경우 제어기의 아이들 율이 낮고, 데이터 처리가 일정 시간 내에 이루어져야 하므로 태스크 A 보다 우선순위가 낮은 다른 태스크들이 제대로 수행이 되지 않을 경우 문제가 발생된다.
또한 이동 단말의 제어기는 매 파일럿 탐색 시마다 듀티 값을 계산함은 물론 합산된 듀티 값과 임계 값을 비교해야 하므로 부하가 증가되며, 그리고 타이머가 지연(대기)시간을 계수하는 동안 태스크 A는 다른 이벤트들을 처리를 못하므로 시간 지배적인 이벤트를 요구되는 시간에 처리하지 못할 경우 FER(Frame Error Rate) 등 단말의 성능에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 그리고 이러한 시간 지배적인 태스크 처리를 위해 동기를 맞추기 위한 별도의 처리 루틴이 추가되어야 하므로 단말의 소프트웨어 복잡도가 증가된다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템의 단말을 위한 효율적인 파일럿 탐색 속 도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이동 단말의 제어기의 부하를 절감할 수 있는 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동 단말의 다른 태스크 처리에 영향을 미치지 않는 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동 단말의 소프트웨어 복잡도를 줄일 수 있는 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법은 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법에 있어서, 상기 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기가 일회의 탐색 명령에 응답하여 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색하는 과정과, 상기 그룹 탐색의 완료 시마다 상기 이동 단말의 제어기가 정해진 소프트웨어 처리를 수행하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법은 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 파일럿 채널 탐색기가 구비된 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법에 있어서, 상기 이동 단말의 제어기가 그룹 탐색을 스케쥴링하고, 상기 그룹 탐색을 위한 대기시간을 계산하는 과정과, 상기 대기시간의 종료 시 마다 상기 대기시간의 오차를 누적하고 누적 오차가 소정 임계 값 보다 큰 경우 상기 대기시간을 재설정하는 과정과, 상기 대기시간 동안 상기 타이머를 구동하고 파일럿 채널 탐색기로 상기 그룹 탐색을 위한 명령을 내리는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 파일럿 채널 탐색 방법은 상기 제어기가 일정 주기로 상기 파일럿 채널 탐색기의 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 대기시간 오프 셋(offset)을 갱신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파일럿 채널 탐색기는 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기에 있어서, 상기 기지국으로부터 안테나를 통해 수신된 파일럿 채널 신호의 I 성분과 Q 성분을 소정 PN 코드들을 이용하여 역확산하는 역확산기와, 소정 제어신호에 따라 PN 오프 셋들에 해당하는 상기 PN 코드들을 생성하는 PN 생성기와, 상기 역확산된 신호들은 누산하는 코히어런트 누산기와, 상기 누산된 신호들의 에너지 값을 계산하는 에너지 계산기와, 일정 시간 동안 계산된 상기 에너지 값을 누산하여 평균 에너지 값을 산출하는 넌 코히어런트 누산기와, 상기 PN 오프 셋들에 대한 상기 평균 에너지 값을 정렬하는 정렬기와, 일회의 파일럿 채널 탐색 명령에 대해 상기 PN 생성기를 제어하여 소정 대기시간 동안 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색한 후 인터럽트 신호를 생성하고 상기 인터럽트 신호를 근거로 소프트웨어 처리를 수행하는 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
먼저 본 발명의 기본 개념을 설명하면, 본 발명은 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 시 소프트웨어 처리 시간을 줄이기 위해 한 번의 탐색 명령으로 적어도 하나 이상의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색(이하, "그룹 탐색")하는 기능을 추가한다. 따라서 본 발명의 파일럿 채널 탐색기는 제어기로부터 파일럿 채널 탐색 명령을 수신하면, 정해진 개수만큼 복수 개의 파일럿 채널 신호를 탐색한 후, 제어기로 한 번의 인터럽트 신호를 발생하게 된다.
따라서 본 발명에 의하면, 파일럿 채널 탐색기로부터 제어기로 전달되는 인터럽트 신호의 발생 횟수를
Figure 112004063233667-PAT00001
(PG : 일회의 그룹 탐색으로 탐색되는 파일럿 채널 개수)의 비율만큼 줄일 수 있으며, 제어기는 다수의 파일럿 채널 신호를 탐색한 그룹 탐색 결과를 한 번의 인터럽트 신호로 읽어와 소프트웨어 처리를 수행하므로 종래 잦은 소프트웨어 처리로 인한 부하를 줄일 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 간략히 도시한 순서도로서, 본 발명에서 제안하는 파일럿 채널 탐색 속도 제어는 크게 3 단계 절차로 수행된다.
먼저 201 단계에서 이동 단말의 제어기는 그룹 탐색을 스케쥴링하고, 파일럿 채널의 그룹 탐색을 위한 대기시간을 결정하여 타이머를 동작시킨다. 그리고 제어기는 대기시간의 오차를 누적하고, 203 단계에서 제어기는 매 대기시간의 종료 시마다 누적 오차를 고려하여 대기시간을 재설정한다. 여기서 제어기는 설정된 대기시간에 따라 타이머를 구동시킨 후, 파일럿 채널 탐색기에 그룹 탐색 명령을 내린다. 그리고 제어기로부터 탐색 명령을 전달받은 파일럿 채널 탐색기는 정해진 개수의 파일럿 채널 신호들을 탐색하고, 탐색이 끝난 후 제어기로 인터럽트를 발생시킨다.
마지막으로 205 단계에서 제어기는 일정 갱신 주기로 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하고 대기시간 오프 셋(offset)을 갱신하여 대기시간의 오차 발생을 최소화한다. 여기서 상기 3 단계 동작은 선택적으로 수행하는 것이 가능하다.
이하 도 3과 도 4를 참조하여 상기 3 단계 동작을 보다 상세하게 설명하기로 한다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색 속도 제어 과정을 도시한 순서도이고, 도 4는 도 3a 및 도 3b의 설명을 돕기 위한 모식도이다.
먼저 301 단계에서 이동 단말의 제어기는 다수의 파일럿 채널에 대한 그룹 탐색을 스케쥴링하고, 갱신된 대기시간 오프셋과 목표 탐색 속도를 근거로 한 번의 그룹 탐색이 수행되는 대기시간을 결정한다. 또한 303 단계에서 제어기는 직전 그룹 탐색 결과 발생된 대기시간의 오차를 누적하고, 305 단계에서 제어기는 대기시간의 누적 오차(t_err)가 타이머의 분해능(Th) 보다 큰 지 확인하여 큰 경우 307 단계에서 그 분해능만큼 다음 대기시간을 증가시키고(wait time+1), 누적 오차에서 분해능에 해당하는 시간을 차감(t_err -=Th)하는 방식으로 대기시간과 누적 오차를 재설정한다. 여기서 '+1'의 시간 단위는 타이머의 분해능이다.
이후 309 단계에서 제어기는 상기 307 단계에서 설정된 대기시간 만큼 내부 타이머를 구동시킨다. 한편 상기 305 단계에서 대기시간의 누적 오차가 타이머의 분해능 보다 작은 경우 제어기는 상기 307 단계의 대기시간 재설정 과정을 수행하지 않고, 상기 301 단계에서 결정된 대기시간에 따라 타이머를 구동시킨다.
이후 311 단계에서 이동 단말의 제어기는 파일럿 채널 탐색기로 그룹 탐색 명령을 전달한다. 도 4에서 401, 405, 409 단계는 상기 303 내지 311 단계에 따라 제어기에서 대기시간의 오차를 누적하고, 누적 오차를 고려하여 대기시간을 재설정하며, 그룹 탐색 명령을 내리는 과정을 도시한 것이다.
여기서 도 1의 대기시간은 누적 듀티가 일정 임계 값의 도달된 경우 파일럿 채널 탐색을 일시 중단시키는 시간을 의미하고, 본 발명의 대기시간(Wait time)은 목표 탐색 속도에 의해 계산된 한 번의 그룹 탐색에 대한 필요 시간을 의미함에 유의하여야 한다. 그리고 대기시간의 설정은 매 그룹 탐색 시마다 수행된다.
또한 일반적으로 제어기의 내부 타이머는 분해능이 5ms 정도로 커서 정확한 대기시간 만큼 시간을 계수하기 어려우므로 제어기는 예상되는 대기시간을 타이머의 분해능으로 모듈로(modulo) 연산을 수행하여 타이머를 그 분해능의 정수배로 계산된 대기시간으로 구동시킨다. 즉 본 발명에서 매 그룹 탐색 시 적용되는 대기시간은 타이머 분해능의 정수배로 계산된 값을 이용한다. 아울러 매 그룹 탐색 시 발생되는 시간 오차는 하기 <수학식 1>과 같이 누적하게 된다.
t_err +=c_err
상기 <수학식 1>에서 t_err은 현재 시점까지 누적된 대기시간의 오차이고, c_err은 각 그룹 탐색 수행 시 발생된 대기시간의 오차를 의미한다.
그리고 313 단계에서 제어기의 탐색 명령을 전달받은 파일럿 채널 탐색기는 한 번의 그룹 탐색을 수행하고, 315 단계에서 그룹 탐색을 수행한 파일럿 채널 탐색기는 제어기로 소정 인터럽트 신호를 전송하고, 317 단계에서 제어기는 그룹 탐색 결과를 이용하여 도 4의 403, 407 단계와 같이 정해진 소프트웨어 처리를 수행한다. 이후 이동 단말의 제어기와 파일럿 채널 탐색기는 상기 303 내지 317 단계와 같이 단계와 같이 그룹 탐색 수행 및 대기시간의 오차 누적과 소프트웨어 처리를 반복하여 수행한다.
상기와 같은 반복 동작을 위해 319 단계에서 제어기는 타이머를 확인하여 대기시간이 만료된 경우는 상기 303 단계로 이동하여 이후 동작을 반복하고, 대기시간이 만료되지 않은 경우는 321 단계로 이동하여 대기시간 오프셋의 갱신 주기가 도래하였는지 확인한다. 상기 321 단계에서 대기시간 오프셋의 갱신 주기가 도래하지 않은 경우 제어기는 상기 319 단계로 이동하여 전술한 동작을 반복한다.
또한 상기 321 단계에서 대기시간 오프셋의 갱신 주기가 도래한 경우 제어기는 323 단계에서 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 대기시간 오프셋을 갱신한다. 이는 앞선 단계에서 매 그룹 탐색 시마다 정확한 대기시간을 계산하여 타이머를 구동시키지만, 우선순위가 높은 다른 태스크들이나 인터럽트로 인해 파일럿 채널의 실제 탐색 속도와 목표 탐색 속도가 달라질 수 있기 때문이다.
이하 325 단계 내지 331 단계는 본 발명에 따른 대기시간 오프셋의 갱신 과정으로 먼저 목표 탐색 속도는 최대, 평균, 최소 속도로 구분된다. 평균 목표 탐색 속도는 상기 301 단계에서 대기시간을 결정하는 경우 이용되며, 대기시간 오프셋의 갱신은 최대 및 최소 목표 탐색 속도를 이용한다. 즉 제어기는 325 단계에서 실제 측정된 탐색 속도가 최대 목표 탐색 속도 보다 클 경우는 327 단계에 따라 대기시간 오프 셋을 증가시켜 매 그룹 탐색 시 대기시간을 일정 시간만큼 지연시키고, 329 단계에서 실제 측정된 탐색 속도가 최소 목표 탐색 속도 보다 작을 경우는 331 단계에 따라 대기시간 오프셋을 감소시켜 매 그룹 탐색 시 대기시간을 일정 시간만큼 빠르게 한다.
예를 들어 목표 탐색 속도가 최소 80Hz, 평균 90Hz, 최대 100Hz이고, 대기시간 오프 셋이 0, 한 번의 그룹 탐색 명령으로 탐색되는 파일럿 채널 신호의 개수가 4일 경우 실제 요구되는 대기시간은 44ms(=11ms*4)인데, 타이머의 분해능이 5ms라면 정확한 지연을 줄 수 없으므로 제어기는 40ms(=5ms*8)로 타이머를 구동시키고 4ms는 오차로 누적한다. 그리고 타이머 종료 후, 다음 그룹 탐색 시에는 오차가 8ms로 증가된다. 따라서 누적 오차가 타이머의 분해능 보다 커져 제어기는 45ms(=5ms*9)로 타이머를 구동시키고 오차의 누적 값은 타이머의 분해능 만큼 차감되어 3ms가 된다.
위와 같은 동작을 반복하다가 대기시간 오프셋의 갱신 시점이 되었을 때(타이머가 완료되었을 때) 제어부는 실제 파이럿 채널의 탐색속도를 계산한다. 만약 대기시간 오프셋의 계산 시 실제 측정된 파일럿 채널의 탐색 속도가 100Hz(=10ms) 보다 크다면 대기시간 오프셋 값을 0에서 1ms로 갱신하고, 그 결과 다음 그룹 탐색 시 대기시간은 48ms가 된다. 이때 누적 오차가 2ms 라면 제어기는 50ms(=5ms*10)로 타이머를 구동시키고 누적오차는 0가 된다. 즉 위의 예에서 하나의 그룹으로 탐색되는 파일럿 채널의 개수가 4개이고, 평균 목표 탐색 속도는 90Hz이므로 하나의 파일럿 채널당 대기시간은 11ms가 되어 총 44ms의 대기시간이 계산된다. 결과적으로 대기시간 오프셋이 1ms로 갱신되면, 이를 고려한 파일럿 채널당 대기시간은 11+1 = 12ms가 되어서 총 대기시간이 48ms가 된다.
따라서 상기한 실시예에 따라 그룹 탐색을 수행할 경우 소프트웨어적으로는 종래 하나의 인터럽트로 하나의 파일럿 채널 탐색 결과를 처리하던 것을 하나의 인터럽트로 다수의 파일럿 채널 탐색 결과를 처리하므로 태스크 스위칭 등 인터럽트 발생 시마다 수행되는 소프트웨어 처리 횟수가 줄어들어 소프트웨어 처리 시간도 줄어들게 되므로 제어기의 부하를 절감할 수 있다. 또한 파일럿 채널 탐색기의 하드웨어 처리 시간이 길어지고, 인터럽트 처리 후 타이머가 종료되기를 기다리는 시간도 대폭 길어지기 때문에 그 기다리는 시간 동안 태스크 스위칭이 수 회 발생할 수 있어서 우선순위가 낮은 다른 태스크들이 처리될 수 있는 기회가 늘어난다.
이하 상기한 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법이 적용된 파일럿 탐색기를 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 파일럿 채널 탐색기의 구성을 나타낸 구성도로서, 이는 일반적인 파일럿 채널 탐색기에 전술한 그룹 탐색 기능이 추가된 제어기(519)를 구비하여 구성된 것이다.
여기서 제어기(519)는 도시되지는 않았으나 파일럿 채널 탐색기로 그룹 탐색 명령을 내리고, 인터럽트 신호를 처리하며, 각종 소프트웨어 처리를 수행하는 이동 단말의 제어 블록과, 그룹 탐색 명령을 수신하여 복수 개의 파일럿 채널 신호에 대한 그룹 탐색을 수행하고 인터럽트 신호를 생성하는 파일럿 채널 탐색기의 제어 블록을 편의상 하나의 블록으로 도시한 것이다.
본 발명의 제어기(519)는 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색하도록 탐색 명령 및/또는 탐색 결과를 저장하는 레지스터(Register)(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 그리고 상기 레지스터는 상기 제어기(519)와 별도로 파일럿 채널 탐색기에 구비하는 것도 가능하다.
먼저 안테나(501)와 수신기(503)를 통해 수신된 기지국의 파일럿 채널 신호는 I(In-Phase) 성분과 Q(Quadrature) 성분으로 분리되어 역확산기(505)로 입력된다. 그리고 PN 생성기(515)와 PN 마스킹(517)은 제어기(519)의 제어 하에 PN 오프 셋에 해당하는 PN 코드들을 생성하고, 역확산기(505)는 입력된 PN 코드들을 이용하여 I, Q 신호 성분을 역확산 한다. 역확산된 신호들은 코히어런트(coherent) 누산기(507)를 통해 순차로 누적되어 계산된 후, 에너지 계산기(509)로 전달된다.
상기 에너지 계산기(509)는 누적된 I, Q 신호 성분들을 제곱 및 가산하여 파일럿 채널 신호의 에너지 값을 계산하며, 넌 코히어런트 누산기(511)는 일정 시간 동안 구해진 에너지 값을 누산하여 평균 값을 산출한다. 정렬기(513)는 가능한 PN 오프셋들에 대해 산출된 에너지 값을 정렬하고, 제어기(519)는 이 값들을 읽어서 파일럿 채널의 포착(acquisition), 핑거 할당(finger assignment), 그리고 셋 관리 (set maintenance) 등의 동작을 수행한다.
그리고 제어기(519)는 도 2의 알고리즘에 따라 목표 탐색 속도와 대기시간 오프 셋을 이용하여 예상 대기시간을 설정하고, 매 그룹 탐색 시마다 계산된 대기시간 동안 정해진 복수 개의 파일럿 채널 신호들을 탐색하도록 PN 생성기(515)와 PN 마스킹(517)으로 탐색 명령을 전달하여 그룹 탐색 동작을 제어한다. 또한 제어기(519)는 대기시간의 오차를 누적하고, 매 대기시간의 종료 시마다 누적 오차를 고려하여 대기시간을 재설정하며, 일정 주기로 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 대기시간 오프 셋을 갱신한다.
상기한 구성의 파일럿 채널 탐색기를 이용하면, 예를 들어 윈도우 크기(window size)가 60~100 정도인 파일럿 채널을 2 개 이상 그룹 탐색할 경우 탐색 시간이 6ms 이상으로 일반적인 태스크 스위칭 시간인 5ms 보다 길어지므로 태스크 A가 인터럽트를 기다리는 시간 동안 우선순위가 낮은 다른 태스크들이 스위칭되어 수행될 수 있다.
또한 하나의 파일럿 채널만 탐색할 경우라도 태스크 A가 수행되지 않고 대기하는 대기시간이 스위칭 시간보다 길기 때문에 우선순위가 낮은 태스크들이 제대로 수행되지 않을 확률이 줄어들지만 10ms 간격으로 타이머를 동작시키는 것은 제어기의 부담을 증가시키므로 가능하면 둘 이상의 파일럿 채널을 한 번의 탐색 명령으로 그룹 탐색하는 것이 바람직하다.
한편 종래 파일럿 채널 탐색기의 경우 탐색 완료를 알리는 인터럽트 처리가 수행되지 않는 예외적인 경우를 처리하기 위한 타이머를 별도로 구비하였으나, 본 발명의 경우 하나의 타이머를 이용하여 인터럽트 처리와 대기시간의 계수를 병행하여 수행하고, 대기시간 오프 셋 갱신을 위한 시간 단위가 초 단위로 길기 때문에 파일럿 채널 탐색을 위한 태스크 A가 다른 소프트웨어 처리에 미치는 영향을 대폭 줄일 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 한 번의 탐색 명령에 따라 복수 개의 파일럿 채널 신호를 탐색하여 이동 단말의 제어기의 부하를 절감할 수 있는 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 파일럿 채널 신호의 탐색 시간이 일반적인 태스크 스위칭 시간 보다 길게 설정되므로 이동 단말의 다른 태스크 처리에 영향을 미치지 않으며, 소프트웨어 복잡도를 줄일 수 있다.
또한 본 발명은 탐색 완료를 알리는 인터럽트 수행과 탐색 속도 제어를 위한 대기시간 설정이 별개로 동작하기 때문에 이동 단말의 제어기가 다른 태스크를 처리하지 못하고 대기하는 구간을 방지할 수 있다.

Claims (16)

  1. 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법에 있어서,
    상기 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기가 일회의 탐색 명령에 응답하여 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색하는 과정과,
    상기 그룹 탐색의 완료 시마다 상기 이동 단말의 제어기가 정해진 소프트웨어 처리를 수행하는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 단말의 제어기는 상기 파일럿 채널 탐색기의 그룹 탐색 동작을 제어함을 특징으로 하는 상기 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 단말의 제어기는 소정 레지스터를 이용하여 상기 그룹 탐색 명령을 처리하고 그룹 탐색 결과를 저장함을 특징으로 하는 상기 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 단말의 제어기는 상기 파일럿 채널 탐색기의 그룹 탐색 완료 시마다 소정 인터럽트 신호를 수신함을 특징으로 하는 상기 방법.
  5. 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 파일럿 채널 탐색기가 구비된 이동 단말의 파일럿 채널 탐색 속도 제어 방법에 있어서,
    상기 이동 단말의 제어기가 그룹 탐색을 스케쥴링하고, 상기 그룹 탐색을 위한 대기시간을 계산하는 과정과,
    상기 대기시간의 종료 시 마다 상기 대기시간의 오차를 누적하고 누적 오차가 소정 임계값 보다 큰 경우 상기 대기시간을 재설정하는 과정과,
    상기 대기시간 동안 상기 타이머를 구동하고 파일럿 채널 탐색기로 상기 그룹 탐색을 위한 명령을 내리는 과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 임계값은 상기 타이머의 분해능임을 특징으로 하는 상기 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 대기시간의 오차를 누적하는 과정은
    상기 제어기가 탐색되는 파일럿 채널 신호의 개수에 따른 예상 대기시간을 상기 타이머의 분해능으로 모듈로 연산하는 과정과,
    상기 모듈로 연산 후 상기 분해능의 정수배로 상기 대기시간을 결정하고 상기 타이머를 구동하여 상기 다수의 파일럿 채널 신호를 탐색하는 과정과,
    상기 탐색 완료 후 상기 결정된 대기시간과 상기 분해능의 차이로 인한 시간 오차를 누적하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 대기시간을 재설정하는 과정은
    상기 제어기가 누적된 시간 오차와 상기 분해능의 크기를 비교하는 과정과,
    상기 누적된 시간 오차가 상기 분해능의 크기 보다 큰 경우 상기 분해능의 크기만큼 상기 대기시간을 증가시키는 과정과,
    상기 누적된 시간 오차에서 상기 분해능의 크기만큼 시간을 차감하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어기가 일정 주기로 상기 파일럿 채널 탐색기의 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 대기시간 오프 셋(offset)을 갱신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 대기시간은 일정 주기마다 상기 파일럿 채널 탐색기의 목표 탐색 속도와 상기 대기시간 오프 셋을 이용하여 계산됨을 특징으로 하는 상기 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 대기시간 오프 셋을 갱신하는 과정은
    상기 일정 주기로 파일럿 채널 신호의 탐색 속도를 측정하는 과정과,
    상기 측정된 파일럿 채널 탐색 속도와 미리 설정된 최대 목표 탐색 속도를 비교하는 과정과,
    상기 측정된 파일럿 채널 탐색 속도가 상기 최대 목표 탐색 속도 보다 큰 경우 상기 대기시간이 일정 시간만큼 증가되도록 상기 대기시간 오프 셋을 갱신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 측정된 파일럿 채널 탐색 속도와 미리 설정된 최소 목표 탐색 속도를 비교하는 과정과,
    상기 측정된 파일럿 채널 탐색 속도가 상기 최소 목표 탐색 속도 보다 작은 경우 상기 대기시간이 일정 시간만큼 감소되도록 상기 대기시간 오프 셋을 갱신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 상기 방법.
  13. 이동통신 시스템의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기에 있어서,
    상기 기지국으로부터 안테나를 통해 수신된 파일럿 채널 신호의 I 성분과 Q 성분을 소정 PN 코드들을 이용하여 역확산하는 역확산기와,
    소정 제어신호에 따라 PN 오프 셋들에 해당하는 상기 PN 코드들을 생성하는 PN 생성기와,
    상기 역확산된 신호들은 누산하는 코히어런트 누산기와,
    상기 누산된 신호들의 에너지 값을 계산하는 에너지 계산기와,
    일정 시간 동안 계산된 상기 에너지 값을 누산하여 평균 에너지 값을 산출하는 넌 코히어런트 누산기와,
    상기 PN 오프 셋들에 대한 상기 평균 에너지 값을 정렬하는 정렬기와,
    일회의 파일럿 채널 탐색 명령에 대해 상기 PN 생성기를 제어하여 소정 대기 시간 동안 다수의 파일럿 채널 신호를 그룹으로 탐색한 후 인터럽트 신호를 생성하고 상기 인터럽트 신호를 근거로 소프트웨어 처리를 수행하는 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 상기 파일럿 채널 탐색기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 탐색 명령 및/또는 상기 다수의 파일럿 채널 신호에 대한 탐색 결과를 저장하는 레지스터를 포함함을 특징으로 하는 상기 파일럿 채널 탐색기.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 대기시간의 오차를 누적하고, 매 대기시간의 종료 시마다 누적된 오차와 내부 타이머의 분해능을 비교하여 상기 대기시간을 재설정함을 특징으로 하는 상기 파일럿 채널 탐색기.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제어기는 일정 주기로 실제 파일럿 채널 탐색 속도를 측정하여 상기 대기시간의 오프 셋(offset)을 갱신하고 다음 설정되는 대기시간에 반영함을 특징으 로 하는 상기 파일럿 채널 탐색기.
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