KR20070036379A

KR20070036379A - 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법과 이를이용한 파일럿 채널 탐색기

Info

Publication number: KR20070036379A
Application number: KR1020050091327A
Authority: KR
Inventors: 박소현
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-03
Also published as: US20070070947A1

Abstract

본 발명은 이동 통신 시스템에서 다수의 셋트로 구분된 기지국들의 파일럿 채널들을 모니터링하고, 각 셋트들의 경로 위치(Path Positon)가 미리 설정된 임계 값 보다 큰지를 검사하고, 경로 위치가 더 크다면, 활성 셋트와 후보 셋트와 이웃 셋트를 모두 탐색한다. 반면, 경로 위치가 상기 임계 값 보다 작다면 안정성이 높은 경우이므로, 이동 단말이 탐색할 셋트들의 탐색 범위를 조절한다. 이와 반대로 이동 단말의 안정성이 낮은 경우, 일반 모드로 동작하게 제어하여 이동 단말이 셋트를 탐색할 범위를 상대적으로 넓혀 고속으로 이동 시에도 통화 품질이 유지될 수 있게 한다.

SET MAINTENANCE, CDMA, SERCHER, PILOT

Description

이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법과 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기{SET MAINTENANCE METHOD AND APPARATUS FOR A MOBILE TERMINAL IN A MOBILE COMMUNICATION}

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템에서 이동 단말(MS)의 셋트 관리 방법을 도시한 순서도,

도 2는 종래 기술에 따라 MS의 셋트 관리를 수행 할때의 탐색 주기를 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셋트 관리 개념을 설명하기 위한 기본 적인 MS의 셋트 관리 방법 순서도,

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 MS에서의 셋트 관리 방법 흐름도,

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 MS가 셋트 관리를 위해 탐색 모드를 변경하여 탐색할 셋트의 개수를 줄이는 방법을 도시한 도면,

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 MS가 셋트 관리를 위해 탐색 모드를 변경하여 탐색 율(Serch rate)을 감소시키는 방법을 도시한 도면,

도 7은 본 발명에 따른 파일럿 채널 탐색기의 구성을 도시한 도면,

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어기의 블록 구성도.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 인접 기지국 탐색 방법 및 장치에 관한 것으로 특히 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 방식의 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 움직임에 따라 다수의 셋트(Set)으로 구분된 파일럿 오프셋트들을 모니터링하고 각 셋트들의 탐색 속도 또는 주기를 효율적으로 조절하는 이동 단말의 셋 관리 방법 및 이를 이용한 파일럿 채널 탐색기에 관한 것이다.

일반적으로 이동 통신은 넓은 지역에 걸쳐 가입자가 빠른 속도로 이동하는 중에도 통화가 가능하게 하기 위한 것이다. 이러한 이동 통신 시스템의 대표적인 시스템이 셀룰러 방식의 시스템이다. 셀룰러 시스템이란, 종래 이동 통신 시스템의 서비스 지역의 제한과 가입자 수용용량의 한계를 극복하기 위해 제안된 개념으로 서비스 지역을 여러개의 작은 구역, 즉 셀(Cell)로 나누어서 서로 충분히 멀리 떨어진 두 셀에서 동일한 주파수 대역을 사용함으로써 공간적으로 주파수를 재사용 하는 것을 말한다. 그러한 셀룰러 시스템 중 제일 처음 등장한 기술이 AMPS(Advance Mobile Phone System)과 TACS(Total Access Communication Services)와 같은 아날로그 방식이며, 이를 1세대 이동통신이라 칭한다. 1세대의 이동통신 시스템만으로는 급격히 증가하는 이동통신 서비스 가입자를 수용하기가 어려워졌고, 기술의 발전으로 이전의 음성서비스뿐만 아니라, 다양한 서비스에 대한 요구가 증가하게 되었다. 이러한 요구 등으로 인하여 1세대의 이동통신 보다 진보한 디지 털 방식의 2세대 이동통신이 등장하게 되었다. 2세대 이동통신 시스템은 아날로그 시스템에서와는 달리, 아날로그인 음성신호를 디지탈화하여 음성 부호화를 실시한 후, 디지탈 변복조 방식으로 사용하며, 800MHz대의 주파수를 사용한다. 다원접속 방식은 TDMA(Time Division Multiple Access)방식과 CDMA(Code Division Multiple Access)를 사용한다. 이러한 2세대 이동통신 시스템에서는 음성서비스 및 저속 데이터 서비스를 제공하며, 미국의 IS-95(CDMA 방식), IS-54 (TDMA 방식)과 유럽의 GSM(Global System for Mobile communication)방식이 있다. 또한, PCS(Personal Communication Services) 시스템은 2.5세대 이동통신 시스템으로 분류되며, 1.8~2GHz 대역의 주파수를 사용한다. 이러한 2세대 이동통신 시스템들은 사용자들에게 음성 서비스를 제공하면서 이동 통신 시스템의 효율을 증가시키기 위한 목적으로 구축되었다.

일반적인 CDMA 이동 통신 시스템에서 각 기지국은 동일한 확산 코드를 가지면서 기지국 마다 서로 다른 지연 즉, 파일럿 오프셋트(Pilot Offset)(PN offset)을 갖는 PN 코드열(Short PN codes)(이하, "파일럿 채널 신호")를 이동 단말로 전송하고, 이동 단말은 파일럿 채널 신호를 탐색하여 특정 기지국을 인식함은 물론 기지국과 동기를 맞춘 후 통신을 수행한다. 또한 이러한 CDMA 시스템에서 이동 단말(Mobile Station :MS)은 다중 경로(Multi-path)에 대응하고, 다른 셀로 이동할 경우에 핸드 오프(Hand off)가 잘 수행되어 호(Call) 안정성을 유지하기 위해 현재 통신 중인 기지국과 주변 기지국들의 파일럿 채널 신호 세기(Ec/Io)를 계속적으로 모니터링해야한다. CDMA 시스템에서 기지국들이 사용할 수 있는 파일럿 오프셋트 (Pilot Offset)의 개수는 총 512개 있으며, 각 기지국마다 한 개의 파일럿 오프셋트가 할당된다. CDMA 시스템에서는 이러한 파일럿 오프셋트들을 활성 셋트(Active Set), 후보 셋트(Candidate Set), 이웃 셋트(Neighbor Set), 잔여 셋트(Remain Set) 이렇게 4개의 셋트로 나누어 관리한다.

상기 활성 셋트(이하, "A set"이라 침함)은 현재 MS와 트래픽 채널이 할당되거나 MS가 동기 채널(Sync Channel)이나 호출 채널(Paging Channel)을 수신하고 있는 기지국들의 파일럿 오프셋트들의 집합이다.

이웃 셋트(이하, "N set"이라 칭함)는 상기 A set에 속한 기지국의 주변 기지국들의 파일럿 오프셋트들의 집합으로 A set에 속한 기지국이 MS로 메시지를 전송하여 알려준다.

후보 셋트(이하, "C set"이라 칭함)는 상기 N set들 중 파일럿 신호의 세기가 미리 정해진 임계 값보다 큰 파일럿 오프셋트들의 집합으로 MS가 지속적으로 모니터링을 하여 업데이트 한다.

잔여 셋트(이하, "R set"이라 함)는 상술한 A set, N set, C set 이렇게 3개의 셋트에 포함되지 않는 나머지 파일럿 오프셋트들의 집합이다.

그리고 MS가 상기 4개의 셋트들의 파일럿 신호를 모니터링하고 그 결과에 따라 셋트를 업데이트 하거나 기지국에 핸드 오프 요청을 하는 등의 일련의 과정을 통틀어 셋트 관리(Set Maintenance)라고 한다.

MS는 특정 파일럿 오프셋에 대해 일정한 윈도우를 적용하여 다중 경로로 수신되는 파일럿 신호의 세기를 측정하고 이를 모두 합산하여 그 파일럿 신호에 대한 에너지로 간주한다.

이런 일련의 작업을 파일럿 탐색(Pilot Search)라고 하며, 이동 단말의 모뎀내에 구비된 탐색기(Sercher Block)가 이러한 일을 수행한다. 주기적인 탐색을 통해 PN 위치를 업데이트하고 레이크 수신기가 업데이트된 PN 위치를 통해 데이터를 수신하게 함으로써 통화 품질을 유지한다.

일반적인 CDMA 이동 통신 시스템에서의 셋트 관리는 표준인 IS 95A, B, CDMA2000 high rate data air interface spec에 명시된 A set, C set, N set, R set 를 두어 셋트 관리를 수행하며, 종래 기술에 따른 이동 단말에서 주변 기지국을 탐색하는 과정은 하기의 도 1을 참조하여 설명하기로 하겠다.

도 1은 종래 기술에 따른 이동 통신 시스템에서 이동 단말(MS)의 셋트 관리 방법을 도시한 순서도이다.

먼저, 100단계에서 MS는 인접한 기지국으로부터 수신된 채널 할당 메시지(Channel Assign Message : CAM) 및 핸드오프 디렉션 메시지(Hand off Direction Message : HDM)과 같은 메시지에 포함된 A set의 리스트들을 모두 탐색한다. 다음으로, 102단계에서 상기 A set에 포함되어있다가 파일럿 신호의 수신 세기가 소정 임계 값 이하로 떨어진 C set를 모두 탐색한다.

그리고 104단계에서 기지국으로부터 수신한 이웃 리스트 업데이트 메시지(Neighbor List Update Message : NLUM) 및 이웃 리스트 메시지(NLM)과 같은 메시지에 포함된 N set를 모두 탐색한 뒤, 상기 100단계로 진행하여 상기와 같은 과정을 계속 반복하게 된다.

상기 도 1에서는 N set를 한 번에 여러 번 탐색하는 방법을 도시하였지만, 그 구현 방법에 따라 A set와 C set는 모두 탐색 하고, N set는 한 개씩 탐색하여 MS가 셋 관리를 할 수 있다.

만일, MS 가 N set를 한 개씩 탐색하여 셋트 관리를 수행한다면, 상기 도 1에서 100단계에서 A set를 모두 탐색하고, 102단계에서 C set를 모두 탐색 한 후 104단계에서 하나의 N set만을 탐색하고, 다시 100단계와 102단계를 수행하게 된다. 그리고, 다시 104단계에서 두 번째 N set을 탐색하고 다시 100단계로 진행하게 된다. 상기와 같은 과정을 반복하다가 정해진 N set를 모두 탐색하고 나면, R set를 하나 탐색하고, N set를 다시 처음부터 탐색하기 위해 N set의 탐색 인덱스(Search Index)를 "0"으로 리셋(Reset)하고 다시 100단계로 진행한다.

상기 도 1은 가장 기본적인 종래 기술을 설명한 것이다. 이러한 탐색 동작은 MS가 파일럿 신호를 수신한 이후로 통화 상태에 이르기까지 주기적으로 반복한다.

도 2는 종래 기술에 따라 MS의 셋트 관리를 수행 할때의 탐색 주기를 도시한 도면이다. 상기 도 2에서는 A set 0번을 T1에서 처음 측정하고, T2에서 다시 측정될 때까지의 구간을 MS의 A set 0번의 탐색 주기라 칭한다.

상기 도 2에서는 A set가 3개, C set가 2개 , N set가 4개인걸로 가정할 때 MS의 탐색 주기를 도시한 것이며, 상기와 같이 미리 설정된 셋트들의 개수가 달라질 경우 탐색 주기도 달라질 것이다.

일반적으로 MS에서 파일럿 신호에 따라 여러 셋트를 관리하고 주기적으로 파일럿 신호의 에너지나 PN 위치 정보를 업데이트 하는 이유는 사용자가 정지 또는 이동 상태일때(즉, 다중 경로 환경이나 페이딩(Fading) 환경) 통화를 유지시키고, 높은 통화 품질을 보장받게 하기 위해서이다.

상기 도 1에 도시된 종래 셋트 관리에 따른 셋트 탐색은 사용자의 이동 상태여부에 무관하게 일정한 주기로, 정해져 있는 셋트들의 일정 개수를 탐색한다. 실제 사용자가 이동 단말을 사용하는 시간의 90% 이상은 다중 경로나 페이딩 상태가 아닌 정지한 안정된 상태이므로 동일한 패턴의 셋트 관리는 비 효율적이므로, 보다 효율적인 셋트 관리 방안이 요구된다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말이 다수의 셋트로 구분된 파일럿 오프 셋트들을 모니터링하고, 이동 성 여부를 판단하여 그 판단 결과에 따라 각 셋트들을 효율적으로 관리하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 이동 통신 시스템에서 이동 단말이 기지국으로부터 수신된 파일럿 신호를 근거로 이동 성 여부를 판단하여 그 판단 결과에 따라 안정성이 높을 경우 셋트들의 탐색 주기 또는 탐색 할 셋트의 수를 줄여 이동 단말의 자원(Resource)을 절약하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 이동 통신 시스템에서 다수의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하고 각 기지국의 파일럿 오프셋트들의 집합에 대한 셋트 관리를 수행하는 이동 단말의 파일럿 채널 탐색기는, 상기 기지국으로부터 안테나를 통해 수신된 파일럿 채널 신호의 I 성분과 Q 성분을 소정 PN 코드들을 이용하여 역확산하는 역확산기와, 소정 제어신호에 따라 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 파일럿 오프셋트들에 대한 상기 평균 에너지 값을 정렬하는 정렬기와, 주기적으로 상기 각 셋트들의 기지국들로부터 파일럿 신호를 수신하여 경로 위치(Path position)을 검사하고, 상기 경로 위치가 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 범위를 조절하는 제어기를 포함한다.

상술한 본 발명에 따른 방법은, 이동 통신 시스템의 이동 단말에서 파일럿 오프 셋트(Pilot Offset)들의 집합으로 이루어진 셋트 관리 방법은, 주기적으로 각 셋트들의 기지국들로부터 파일럿 신호를 수신하여 경로 위치(Path Position)를 검사하는 과정과, 상기 경로 위치(Path Position)이 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 범위를 조절하는 과정을 포함한다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하겠다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의해야 한다. 하기에서 구체적인 특정사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 설명이 본 발명의 요지를 불필 요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

먼저 본 발명의 기본 개념을 설명하면, 본 발명은 기존 A, C, N 및 R set로 구분되어 관리되는 파일럿 오프셋트들을 탐색할 때에 A set인 기지국으로부터 수신되는 파일럿 신호의 수신 전력과 경로 위치(Path Position)을 주기적으로 체크하면서 MS의 안정성(Stability)을 계산하여 계산된 안정성에 따라 탐색 율(Search rate)나 스케줄링을 달리한다. 상기 경로 위치(Path Position)란, 시간차를 두고 수신되는 파일럿 신호 수신 경로(Path)의 변경 정도를 소정 기준 시간에 대한 상대적인 값으로 나타낸 것이다. 본 발명의 실시 예에서 MS는 상기 경로 위치와 미리 설정된 임계 값을 비교하여 현재 사용자가 이동중인지 정지 중인지 여부를 판단하게 된다.

만일 상기 계산결과 안정성이 높다면, 즉 MS의 움직임이 미약하다면 탐색하는 셋트들의 범위를 줄여 셋트들의 탐색 주기가 짧아짐에 따라 더 정확한 position 정보를 얻을 수 있다. 또는 탐색 주기를 고정시키고 셋트의 개수를 줄이면 일정 시간 대비 탐색 횟수를 감소시켜 자원(Resource)면에서 이득을 얻을 수 있다.

이와 반대로 안정성이 낮을 경우, 즉 MS의 움직임이 크다면 탐색하는 셋트들의 범위를 상대적으로 넓혀 MS가 고속으로 이동할 때에도 통화 품질이 유지될 수 있다.

그럼 상술한 본 발명의 기본적인 개념을 하기 도 3을 참조하여 설명하기로 하겠다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 기본적인 셋트 관리 개념을 설명하기 위한 MS의 셋트 관리 방법 순서도이다. 상기 도 3은 본 발명의 개념을 설명하기 위한 단순한 흐름도이며, 상세한 동작은 하기에서 상세히 설명하기로 하겠다.

본 발명의 실시 예에서는 MS는 각 셋트들에 속하는 기지국들이 송신하는 파일럿 신호의 PN time의 흐름을 보고 즉, PN offset이 수신되는 시간의 변화를 보고 현재 MS의 움직임 상태를 판단하여 탐색 율 및 탐색할 셋트의 범위를 변경한다. 각 셋트의 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들이 일정 시간 동안 동일한 경로 위치(Path Position)를 유지하고 있으면, 사용자의 상태가 정지 상태이면서 다중 경로 환경이 아니라고 판단하고 상술한 종래 기술에 따른 탐색 모드에서 본 발명에 따른 탐색 모드를 변경한다. 반대로 MS는 각 셋트의 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들의 경로 위치가 안정되지 못한 상황이라고 추측되면 고속 이동 시에도 통화 품질의 저하 없이 핸드 오프를 수행할 수 있는 종래 기술에 따른 탐색 모드로 전환한다. 본 발명에 따라 변경된 탐색 모드는 하기에서 상세히 설명하기로 하겠다.

300단계에서 MS는 주기적으로 각 셋트들의 파일럿 신호에 대한 경로 위치(Path Position)을 검사한다. 302단계에서 MS는 일정 시간 동안 경로 위치(Path Position)가 미리 정해진 임계 값이하인지를 검사한다. 상기 302단계에서 상기 경로 위치(Path Position)가 미리 정해진 임계 값 이하라면, 304단계로 진행하여 본 발명의 실시 예에 따른 셋트 탐색 모드로 탐색 모드를 변경한다. 이때, 상기 304단계에서 본 발명의 실시 예에 따라 변경된 셋트 탐색 모드는 하기에서 상세히 설명하겠다.

반면, 상기 302단계에서 상기 경로 위치(Path Position)가 미리 정해진 임계 값 이하라면, 상기 300단계로 진행하여 상기 과정을 반복한다.

여기서, 상기 경로 위치(Path Position)가 상기 미리 정해진 임계 값보다 작다면 MS는 현재 안정성이 높다고 판단하여 본 발명의 실시 예에 따라 탐색할 셋트 수를 줄이거나 탐색 주기를 늘리게 된다. 상기 미리 정해진 임계 값은 이동 단말의 제조 업체가 필드 테스트를 통해 설정한 임계 값이며, 제조할 당시에 MS내에 설정될 수도 있으며, 추후 업그레이드와 같은 방식을 통해 MS내에 설정될 수도 있다. MS는 경로 위치(Path Position)가 미리 설정된 임계값보다 작은 경우 사용자의 움직임이 없다고 판단할 것이며, 이는 MS의 안정도(Stability)가 높다는 의미로 본 명세서에서 사용되며, 반면, 경로 위치가 미리 설정된 임계 값보다 클 경우는 사용자가 움직이고 있다 즉 이동성이 높다고 판단하며, 이는 MS의 안정도가 낮다는 의미로 사용될 것이다.

일반적으로 표준에 명시된 A set의 개수는 최대 6개, N set의 개수는 최대 40개이며, C set의 개수는 명시되어 있지는 않으나 최대 10개 정도를 사용한다. A set과 C set은 통신 성능을 최적화시키고 MS의 이동 시 호 중단(Call Drop)이 발생되지 않도록 일정 수준 이상의 탐색율을 필요로 한다.

본 발명에서는 설명의 편의를 위해 MS가 탐색할 A set의 개수를 3개, C set의 개수를 2개, N set의 개수를 4개로 가정하기로 하겠다.

본 발명에 따라 탐색 모드를 변경하는 실시 예들 중 MS가 측정한 안정도에 따라 검색할 셋트들의 개수를 조절하는 것을 제1 실시 예로, MS가 측정한 안정도에 따라 탐색 율(Search Rate)을 조절하는 것을 제2 실시 예로 설명하기로 하겠다.

그럼 이하에서 도면을 첨부하여 본 발명의 실시 예에 따라 MS에서 셋트 관리를 수행하기 위한 방법을 설명하기로 하겠다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 MS에서의 셋트 관리 방법에대한 흐름도이다.

400단계에서 MS는 주변 셋트들의 기지국들이 송신하는 파일럿 신호들의 경로 위치(Path Position)와 파일럿 신호 세기 정보를 업데이트한다. 402단계에서 MS는 주변 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호 세기가 미리 정해진 파일럿 신호 세기 이상인지 여부를 검사한다. 상기 402단계에서 수신된 파일럿 신호 세기가 상기 미리 정해진 파일럿 신호 세기 이상인지 확인하는 이유는 상기 신호 세기가 상기 미리 정해진 파일럿 신호 세기 이하일 경우 본 발명의 실시 예에 따라 MS가 경로 위치(Path position)를 측정하기 어렵기 때문에 본 발명에 따른 효과를 얻을 수 없다.

404단계에서 MS는 경로 위치(Path Position)가 미리 정해진 임계 값 보다 큰지 여부를 검사한다. 여기서, 상기 경로 위치(Path Positon)란, MS가 앞서 설명한 바와 같이 상기 도 2에서 T1 지점에서 측정한 A set 0 의 경로(Path)와 T2 지점에서 측정한 A set 0 의 경로(Path)의 차를 의미한다.

여기서, 상기 임계 값은 이동 단말의 제조사가 필드 테스트를 통해 측정한 실험 값이다.

상기 404단계에서 경로 위치(Path Position)가 미리 정해진 임계 값보다 크다면, MS는 406단계로 진행하여 안정도를 감소시킨다. 그리고 408단계에서 MS는 상 기 406단계에서 감소된 안정도가 미리 설정된 제1 안정도 기준 값 보다 작은지 검사한다. 상기 408단계에서 안정도가 상기 제1 안정도 기준 값보다 작다면, MS가 빠른 속도로 움직이고 있다는 의미이므로, MS는 410단계로 진행하여 종래 기술과 같은 일반 탐색 모드로 주변 셋트들에 속하는 기지국들을 탐색한다. 반면, 상기 408단계에서 안정도가 제1 안정도 기준 값보다 작지 않다면, MS는 종래 기술과 같이 넓은 셋트들에 속하는 기지국들을 탐색 할 필요가 없으므로 탐색 모드를 변경하지 않고, 다시 상기 400단계로 진행하여 셋트 탐색 정보를 업데이트한다.

상기 404단계에서 경로 위치가 미리 정해진 임계 값보다 작다면, MS는 412단계로 진행하여 안정도를 증가시킨다. 그리고 414단계에서 MS는 상기 412단계에서 증가된 안정도가 미리 설정된 제2 안정도 기준 값 이상이라면, 416단계로 진행하여 본 발명의 실시 예에따라 MS가 셋트들의 탐색 모드를 변경한다. 반변 상기 414단계에서 상기 안정도가 상기 제2 안정도 기준 값 이상이라면 상기 400단계로 진행한다. 상기 416단계에서 MS는 탐색 모드만 변경할 뿐 안정도가 낮아질 경우 즉, 이동상태로 전환할 것을 대비하여 N set들의 리스트는 후술할 메모리에 저장하고 있다.

여기서는 설명의 편의를 위해 MS의 안정도와 비교하는 임계 값을 제1 안정도 기준 값 및 제2 안정도 기준 값이라고 별도로 사용하였으나, 같은 값을 사용할 수도 있다. 여기서, 상기 제1 안정도 기준 값은 MS의 안정도가 낮을 경우에 , MS의 셋트 탐색 모드를 상기 도 1에서 언급한 종래 기술에 따라 셋트들에 속하는 기지국들을 탐색하기 위한 MS의 안정도를 판단하기 위한 기준이며, 상기 제2 안정도 기준 값은 MS의 안정도가 높을 경우 본 발명의 실시 예에 따라 셋트들에 속하는 기지국 들을 탐색하기 위한 탐색 모드를 변경하기 위한 기준이다.

그럼 하기의 도 5 및 도 6을 참조하여, 상기 도 4의 416단계에서 본 발명의 제1 실시 예 및 제2 실시 예에 따라 탐색 모드를 변경하는 방법을 설명하기로 하겠다.

상기 도 5 및 도 6은 앞서 예를 든 바와 같이 MS가 관리하는 셋트들의 개수를 A set 3개, C set 2개, N set 4개로 가정하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 MS가 셋트 관리를 위해 탐색 모드를 변경하여 탐색할 셋트의 개수를 줄이는 방법을 도시한 것이다. 416단계에서 MS는 안정도가 증가되었다고 판단되었기 때문에, 탐색할 셋트의 범위를 줄이는데 본 발명에서는 탐색할 N set의 개수를 줄이는 방법을 예로 들어 설명하기로 하겠다.

MS의 안정도 정도 즉, 이동성 정도에 따라 탐색할 N set의 개수를 조절할 수 있으며, 본 발명의 실시 예에서는 MS가 앞에서 가정한 4개의 N set을 모두 탐색하지 않는걸로 설명하기로 하겠다.

T3(500)은 상기 도 2에 기술한 바와 같이 MS가 일반 모드로 셋트들을 탐색하는 탐색 범위를 나타낸다. 반면, T5(504)는 본 발명의 실시 예에 따라 MS가 상기 도 4의 416단계에서 탐색하게 되는 셋트들을 도시한 것이다. 따라서 T4(502)는 본 발명의 실시 예에 따라 MS가 탐색을 하지 않는 N set의 개수를 나타낸다. 상기 도 5에 도시된 바와 같이, MS는 T5(504)구간만 탐색하고, 바로 다음 A set 0(508)을 탐색한다. 따라서, MS는 탐색할 셋트들의 범위를 줄이게 됨으로 인해, 본 발명의 제1 실시 예에서는 하나의 셋트를 탐색하는 주기가 짧아지게 되어, 후술할 MS의 수 신기는 더 정확한 경로(Path)를 통해 주변 셋트들에 속하는 기지국들의 파일럿 신호에 대한 복조를 수행할 수 있게 된다.

상기 제1 실시 예에서는 4개의 N set을 모두 탐색하지 않은걸로 설명하였으나, 안정도 정도에 따라 탐색할 N set의 개수를 조절할 수 있다. 상기 도 5의 T6(506)과 같이 MS는 검사한 안정도 정도에 따라 탐색할 N set의 개수를 2이거나, T7(510)과 같이 N set 1개만을 탐색하는 등 다양한 방법으로 셋트 탐색 범위를 조절 할 수 있다.

상기 도 4에서는 안정도가 제2 안정도 기준 값 이상일 경우에 N set의 탐색을 수행하지 않는 걸로 예를 들었으나, MS가 상기 412단계에서 증가된 안정도와 비교할 안정도 기준 값을 여러 단계로 나누어 각 단계 별로 탐색할 N set의 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 412단계에서 증가된 안정도와 비교하게 될 안정도 기준 값을 가변 탐색 모드 1, 가변 탐색 모드 2, 가변 탐색 모드 3 이렇게 세 단계로 구분하여, 상기 412단계에서 증가된 안정도가 상기 가변 탐색 모드 1과 가변 탐색 보드 2, 가변 탐색 모드 3을 각각 초과할 때에 탐색할 셋트의 범위를 다르게 조절할 수도 있을 것이다.

예컨대 제1 실시 예에서는 상기 증가된 안정도가 가변 탐색 모드 1의 기준 값을 초과한다면, MS는 색할 N set의 개수를 2개로 줄이며, 가변 탐색 모드 2의 기준 값을 초과한다면, MS는 탐색할 N set의 개수를 1개로 줄이며, 가변 탐색 모드 3의 기준 값을 초과한다면, MS는 N set을 아예 탐색을 수행하지 않을 수도 있다.

그러면, 이하에서 본 발명의 이해를 돕기 위해 실제 MS가 측정한 이동성을 근거로 제1 실시 예에 따라 탐색할 셋트 범위를 조절하는 방법을 살펴보기로 하겠다.

만일, 404단계에서 MS가 A set들의 경로 위치(Path Position)만으로 안정도를 판단하고, 100ms 안에 10칩(Chip)이상으로 셋트들의 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 평균 경로 위치(Path Position)가 변했음을 판단하게 되면, MS는 고속으로 이동하고 있다고 판단하여 주변 셋트들을 모두 탐색하는 일반 탐색 모드로 유지한다.

반면, 404단계에서 MS가 A set들과 C set들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)만으로 안정도를 판단하여 100ms 안에 1 칩 이하로 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들의 평균 경로 위치(Path Position)가 변했다고 판단되면, MS는 움직임이 미약하다고 판단한다. 그리고 MS는 탐색 모드를 가변 탐색 모드 1로 설정하여, 탐색할 N set의 개수를 4개에서 2개로 반으로 줄인다.

그리고, 404단계에서 MS가 A set들과 C set들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)만으로 안정도를 판단하고, 1분 동안 1칩 이하로 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들의 평균 경로 위치(Path Position)가 변하지 않았다고 판단되면, MS는 거의 움직이지 않는 상태임 탐색 모드를 가변 탐색 모드 2로 설정하여, 탐색할 N set의 개수를 상기 가변 탐색 모드 1보다 더 작은 개수 즉 1개의 N set만을 탐색한다.

또한 404단계에서 MS가 A set들과 C set들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)만으로 안정도를 판단하고, 10분 동안 1칩 이하로 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들의 평균 경로 위치(Path Position)가 변하지 않았다고 판단되면, MS는 정지해있는 상태임으로, 탐색 모드를 가변 탐색모드 3으로 동작하여 N set 탐색을 수행하지 않는다.

도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따라 MS가 셋트 관리를 위해 탐색 모드를 변경하여 탐색 율(Serch rate)을 감소시키는 방법을 도시한 것이다.

먼저, 상기 도 6을 설명하기 전에, MS가 일반모드로 동작할 경우 각 셋트들에 속하는 기지국들을 탐색하는 주기를 T8(50ms)이라고 가정하기로 하겠다. 일반모드로 동작하는 MS가 A set 0을 탐색하는 주기는 50ms를 간격으로 맨처음 참조번호 600에서 탐색하고, 참조번호 602지점에서 탐색 한 후 T9구간 이후의 참조번호 604지점에서 탐색하게 된다.

하지만, 본 발명의 실시 예에 따라 MS가 안정도가 높다고 판단되어 탐색 모드를 변경할 경우에는 T11 구간(606)동안 MS는 주변 셋트에 속하는 기직국들에 대한 탐색을 수행하지 않고, 그 시간 동안에 배터리나, 후술할 이동 단말의 제어기의 자원을 절약할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 MS가 본 발명의 실시 예에 따라 탐색 모드를 변경할 때 탐색 주기를 늘려서, 즉 탐색 율(Search rate)을 낮춰서 주변 셋트들을 탐색하게 된다.

상기 도 6도 상기 도 5에서 설명한 바와 같이 MS가 안정도를 여러 단계로 미리 설정된 안정도 기준 값과 비교하여 탐색 주기를 더 늘리거나 줄일 수 있다.

상기 도 4에서는 안정도가 제2 안정도 기준 값 이상일 경우에 N set의 탐색을 수행하지 않는 걸로 예를 들었으나, MS가 상기 412단계에서 증가된 안정도와 비교할 안정도 기준 값을 여러 단계로 나누어 각 단계 별로 탐색 율을 조절할 수 있다. 한편 본 발명에서 언급하는 탐색 율(Search Rate)이 높다면, 탐색 주기(Search Period)는 낮아질 것이고, 반면, 탐색 율이 낮다면, 탐색 주기가 길어진다는 것은 당업자라면 누구나 이해할 것이다.

예를 들어, 상기 412단계에서 증가된 안정도와 비교하게 될 안정도 기준 값을 가변 탐색 모드 1, 가변 탐색 모드 2, 가변 탐색 모드 3 이렇게 3단계로 구분하여, 상기 412단계에서 증가된 안정도가 각 단계를 초과할 때에 탐색 율을 조절할 수도 있을 것이다.

만일, 상기 도 4의 404단계에서 MS가 A set들에 속하는 기지국들의 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)로 안정도를 판단하고, 100ms 동안에 10칩(Chip)이상으로 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 평균 경로 위치(Path Position)가 변했음을 판단하게 되면, MS는 고속으로 이동하고 있다고 판단하여 주변 셋트들에 속하는 기지국들을 50ms 간격으로 탐색하는 일반 탐색 모드로 유지한다.

반면, 404단계에서 MS가 A set들과 C set들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)로 안정도를 판단하여 100ms 동안에 1 칩 이하로 셋트들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 평균 경로 위치(Path Position)가 변했다고 판단되면, MS는 움직임이 미약하다고 판단하여 탐색 모드를 가변 탐색 모드 1로 설정하고, 상기 일반 모드의 탐색 율보다 1/2로 낮춰서 탐색을 수행한다. 가변 탐색 모드 1로 탐색할 경우 도 6에서 MS의 탐색 주기는 2배 늘어난 T10(100ms)가 된다. 가변 탐샘 모드 1로 동작할 경우 MS는 T11(606)구간 만큼 자원을 절약할 수 있게 된다.

그리고, 404단계에서 MS가 A set들과 C set들에 속하는 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)로 안정도를 판단하고, 1분 동안 1칩 이하로 셋트들에 속하는 기지국들의 평균 경로 위치(Path Position)가 변하지 않았다고 판단되면, MS는 거의 움직이지 않는 상태임으로, 상기 가변 탐색 모드 1보다 더 탐색율을 낮추어 즉, 탐색 주기를 늘려서 셋트들을 탐색하는 가변 탐색 모드 2로 동작하게 되며, 상기 가변 탐색 모드 1보다 탐색 주기를 3배 늘린 T12(150ms)로 셋트들에 속한 기지국들의 탐색을 수행하게 된다. 가변 탐색 모드 2로 동작하게 되면, MS는 T13(608)만큼 지원을 절약할 수 있게 된다.

또한 404단계에서 MS가 A set들과 C set들로부터 수신된 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)로 안정도를 판단하고, 10분 동안 1칩 이하로 셋트들의 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호의 평균 경로 위치(Path Position)이 변하지 않았다고 판단되면, MS는 정지해있는 상태이므로, MS는 가변 탐색 모드 3으로 동작하여 일반 탐색 주기인 50ms보다 4배 늘어난 T14(200ms)간격으로 셋트들의 기지국들을 탐색하 게 된다. 상기 가변 탐색 모드 3으로 동작할 경우 MS는 T15 구간 만큼 자원을 절약할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 탐색 주기를 조절하는 방법은 후술할 제어기가 타이머에 소정의 시간을 미리 입력하고, 상기 타이머가 상기 소정 시간을 계수하였는지 여부를 제어기가 판단함으로써, 알 수 있으며 이 방법을 하기의 도 7을 이용하여 설명하기로 하겠다.

도 7은 본 발명에 따른 파일럿 채널 탐색기의 구성을 도시한 도면으로서, 이는 MS에 구비되는 일반적인 파일럿 채널 탐색기에 상기한 본 발명의 셋트 관리 기능이 부가된 제어기를 구비하여 구성된 것이며, 상기 제어기는 일반적인 MS에 구비되는 제어기가 수행할 수도 있다.

먼저 안테나(701)와 수신기(703)를 통해 수신된 기지국의 파일럿 채널 신호는 I(In-Phase) 성분과 Q(Quadrature) 성분으로 분리되어 역확산기(705)로 입력된다. 그리고 PN 생성기(715)와 PN 마스킹(717)은 제어기(719)의 제어 하에 PN 오프 셋에 해당하는 PN 코드들을 생성하고, 역확산기(705)는 입력된 PN 코드들을 이용하여 I, Q 신호 성분을 역확산 한다. 역확산된 신호들은 코히어런트(Coherent) 누산기(707)를 통해 순차로 누적되어 계산된 후, 에너지 계산기(709)로 전달된다.

상기 에너지 계산기(709)는 누적된 I, Q 신호 성분들을 제곱 및 가산하여 파일럿 채널 신호의 세기를 계산하며, 넌 코히어런트 누산기(711)는 일정 시간 동안 구해진 신호의 세기를 누산하여 평균 값을 산출한다. 정렬기(713)는 각 셋의 파일럿 오프셋(PN offset)들에 대해 산출된 평균 에너지를 정렬하고, 제어기(719)는 이 값들을 읽어서 미리 정해진 루틴에 따라 파일럿 채널의 포착(acquisiton), 핑거 할당(finger assignment) 그리고 본 발명의 실시 예에 따른 셋트 관리(Set maintenance) 등의 동작을 수행한다. 즉, 탐색할 셋트의 범위와 탐색 율을 조절한다.

그리고 메모리(721)는 상기 제어기(719)의 파일럿 탐색과 셋트 관리를 위한 각 셋트들의 파일럿 오프셋들과 탐색 결과와 A set리스트, C set 리스트, N set리스트, R set리스트를 저장하고 있다. 도 5에서 상기 메모리(721)는 제어기(719)내에 포함될 수 있다. 상기 제어기(719)는 본 발명의 셋트 관리 방법에 따라 각 셋트들의 파일럿 오프셋들을 참조하여 파일럿 채널 탐색기의 동작을 스케줄링 한 후, 각 셋트들의 파일럿 오프셋들을 참조하여 파일럿 채널 탐색기의 동작을 스케줄링 한 후, 각 셋트들에 대해 정해진 탐색 율과 탐색 순서로 탐색 명령을 내리며, 탐색 결과에 따라 소정 소프트웨어 처리를 수행하는 MS의 제어기를 하나의 블록으로 도시한 것이다.

따라서 상기 제어기(719)는 각 셋트들의 파일럿 오프셋에 해당하는 기지국으로부터 전송되는 파일럿 채널 신호의 크기 즉, 에너지를 탐색한다. 제어기(719)는 주기적으로 주변 셋트들을 탐색하여 각 셋트의 기지국드로부터 수신된 파일럿 신호들의 경로 정보인 경로(Path)와 경로 위치(Path Position) 및 파일럿 신호의 에너지 정보를 업데이트하여 핸드 오프를 해야하는 상황인지를 체크한다. 또한, 상기 탐색 결과 즉, 각 셋트들의 기지국들로부터 수신된 파일럿 신호들의 경로 위치(Path Position)로부터 MS의 이동 여부를 판단하여 현재 안정도 상태를 결정하고, 그에 따른 탐색 모드를 조절한다.

즉, 측정된 파일럿 채널 신호의 세기가 미리 정해진 파일럿 신호의 세기보다 크고, 파일럿 신호의 경로 위치(Path Position)차가 미리 정해진 임계 값보다 크다면, 제어기(719)는 안정도를 증가시켜 상기 도 5와 도 6에서 상술한 바와 같이 탐색 모드를 변경한다. 본 발명의 제1 실시 예에 따라 탐색 모드를 변경할 경우에 제어기(719)는 측정된 안정도에 따라 탐색할 셋트의 범위를 결정하고, 제2 실시 예에 따라 탐색 모드를 변경할 경우에는 탐색 율을 변경하게 된다. 그러면, 상기 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(719)의 구성을 하기 도 8을 참조하여 설명하기로 하겠다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(719)의 블록 구성도이다. 이동성 판단기(800)는 주변 셋트들에 포함된 기직국들을 주기적으로 탐색하여 그 탐색 결과를 이용하여 일정 시간내에 경로 위치나 파일럿 신호의 에너지 변화량을 측정하여 이동 단말이 어느 정도의 빠르기로 이동 중인지를 계산한다. 셋트 범위 결정기(802)는 본 발명의 제1 실시 예에 따라 상기 이동성 판단기(800)의 판단 결과에 따라 탐색기가 탐색해야 하는 셋트의 범위를 조정한다. 탐색 율 조정기(804)는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 상기 이동 성 판단기(800)의 판단 결과에 따라 탐색기의 탐색 율을 조정한다. 또한 탐색율 조정기(804)는 셋트 탐색 주기를 설정하여 타이머(806)로 하여금 탐색 주기를 계수하게 제어한다.

상기 도 8에서는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 셋트 범위 결정기(802)와 본 발명의 제2 실시 예에 따른 탐색율 조정기(804)와 타이머(806)를 같이 도시하였으 나, 각 실시 예에 따라 별도로 구비될 수도 있다.

본 발명의 제1 실시 예와 제2 실시 예를 병행하여 실시 할 경우에는 이동 단말의 자원을 더 절약할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 이동 통신 시스템에서 파일럿 채널 탐색을 위한 셋트 관리 시 이동 단말의 안정성이 높은 경우 탐색하는 셋트의 범위를 줄이면 셋트의 탐색 주기가 짧아지게 되어, 셋트들의 더 정확한 경로 위치(Path Position) 정보를 얻을 수 있다.

또한, 탐색 주기를 고정시키고 셋트의 개수를 줄이면 일정 시간 대비 탐색 횟수를 감소시켜 이동 단말의 자원(Resource)을 절약할 수 있다. 이와 반대로 이동 단말의 안정성이 낮은 경우, 일반 모드로 동작하게 제어하여 이동 단말이 셋트에 포함된 탐색할 범위를 상대적으로 넓혀 고속으로 이동 시에도 통화 품질이 유지될 수 있게 한다.

Claims

이동 통신 시스템의 이동 단말에서 파일럿 오프 셋트(Pilot Offset)들의 집합으로 이루어진 셋트 관리 방법에 있어서,

주기적으로 각 셋트들의 기지국들로부터 파일럿 신호를 수신하여 경로 위치(Path Position)를 검사하는 과정과,

상기 경로 위치(Path Position)이 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 범위를 조절하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법.
제1 항에 있어서,

상기 셋트 탐색 범위를 조절하는 과정은 이웃 셋트의 탐색 범위를 조절함을 특징으로하는 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법.
제1 항에 있어서,

상기 경로 위치(Path Position)이 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 주기를 조절하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법.
제3 항에 있어서,

상기 셋트 탐색 주기를 조절하는 과정은 탐색할 이웃 셋트의 개수를 줄여서 탐색 율을 감소시킴을 특징으로 하는 이동 통신 시스템에서 이동 단말의 셋트 관리 방법.
이동 통신 시스템의 다수의 기지국으로부터 파일럿 채널 신호를 수신하고 각 기지국의 파일럿 오프셋트들의 집합에 대한 셋트 관리를 수행하는 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 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 파일럿 오프셋트들에 대한 상기 평균 에너지 값을 정렬하는 정렬기와,

주기적으로 상기 각 셋트들의 기지국들로부터 파일럿 신호를 수신하여 경로 위치(Path position)을 검사하고, 상기 경로 위치가 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 범위를 조절하는 제어기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 파일럿 채널 탐색기.
제5 항에 있어서,

상기 제어기는 이웃 셋트의 탐색 범위를 조절하여 상기 탐색 범위를 조절함을 특징으로 하는 파일럿 채널 탐색기.
제5 항에 있어서,

상기 제어기는 상기 경로 위치(Path Position)가 미리 설정된 임계 값 이하인 경우 셋트 탐색 주기를 조절하도록 더 구성됨을 특징으로 하는 파일럿 채널 탐색기.
제7 항에 있어서,

상기 제어기는 탐색할 이웃 셋트의 개수를 줄여서 탐색 율을 감소시켜 셋트 탐색 주기를 조절함을 특징으로 하는 파일럿 채널 탐색기.