KR20070081380A

KR20070081380A - 이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한통합 타이밍 제어방법 및 장치

Info

Publication number: KR20070081380A
Application number: KR1020060013290A
Authority: KR
Inventors: 권현일; 김주광
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2006-02-10
Publication date: 2007-08-16

Abstract

이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어방법 및 장치에 있어서, 상기 방법은, 서로 다른 클럭의 이동통신 서비스를 지원하는 셀 들 중에서 단말이 서빙셀에서 타겟 셀로의 이동시, 상기 타겟 셀에 대한 타이밍을 측정하는 과정과, 상기 타겟 셀에 대한 탐색시간 동안 상기 타겟 시스템의 프레임 경계에서 각각의 입력된 클럭으로부터 세어진 서빙셀 모뎀의 카운터와 타겟 셀 모뎀의 카운터 값을 이용하여 타임스탬프 동작을 수행하고, 래치(latch)하는 타이밍 제어를 통하여 시차를 계산하는 과정과, 상기 계산된 시차를 이용하여 내부 카운터의 초기값을 설정하여 동작하는 과정과, 채널 상태의 변화에 따라 상기 카운터 값을 변화시켜 타이밍을 조정하는 과정과, 상기 타이밍측정 과정 이후, 핸드오버를 수행하여 상기 타겟셀로 이동하였다면, 타이밍 제어 로직 신호로 서빙셀 클럭원의 게이팅을 수행하여 타겟셀의 클럭원으로 이를 대신하고, 이전 타이밍 측정 과정을 통해 새로 정의된 카운터에 쓰기동작 수행 후 타겟셀의 클럭원을 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

GSM/UMTS 듀얼모드, Inter-system HANDOVER, 2G/3G 통합 타이밍 제어, 타임스탬프

Description

이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어방법 및 장치{An unified timing control method and apparatus for Inter-system handover of GSM/UMTS Dual-mode user equipment in a mobile communication system}

도 1은 일반적인 UMTS 시스템에서의 모뎀 구동 클럭을 도시한 도면.

도 2는 일반적인 GSM 시스템에서의 모뎀 구동 클럭을 도시한 도면.

도 3은 UMTS 시스템에서의30.72 MHz 클럭원에 따른 모뎀 내부 타이밍 경계 구조를 도시한 도면.

도 4는 GSM 시스템에서의13 MHz의 배수 클럭원에 따른 모뎀 내부 타이밍 경계 구조를 도시한 도면.

도 5는 GSM 서빙 셀에서의 UMTS 셀 탐색을 위한 타이밍 동작을 도시한 도면.

도 6은 압축 모드에서의 GSM 타이밍 측정 동작을 도시한 도면.

도 7은 압축 모드 TG 동안의 UMTS 오퍼레이션 관련 타이밍을 도시한 도면.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GSM/UMTS 듀얼모드용 시스템의 구조를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GSM/UMTS 듀얼모드용 시스템의 시스템간 핸드오버에 따른 동작절차를 도시한 흐름도.

본 발명은 현재 유럽에서 사용되는 2세대 GSM (Global System for Mobile communication) 단말용 모뎀과 상기 GSM 시스템을 근간으로 한 3세대 IMT-2000 비동기 방식인 UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) 단말용 모뎀을 통합한 듀얼모드 모뎀에 관한 것으로서, 특히 상기 듀얼 모드 모뎀을 구비한 이동통신 단말기의 시스템간(Inter-system) 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 UMTS 시스템에서의 모뎀 구동 클럭을 도시한 도면이다.

모뎀 구현에 있어서, 3.84 Mcps(chip/second)의 칩속도(chip rate)를 사용하는 UMTS(WCDMA) 주파수 분할 듀플렉스(FDD: Frequency Division Duplex)시스템의 베이스 밴드(Baseband) 모뎀은 성능 분석을 통해 칩속도 보다 8배가 빠른 30.72 MHz의 시스템 클럭을 사용하고, 도 2의 GSM 시스템에서는 GSM 데이터 처리 단위의 기본인 13MHz의 GSM Q(Quarter)비트 타이밍에 따라 13 MHz 또는 그의 배수가 되는 클럭 주파수(26 MHz 또는 39 MHz 등)를 시스템 클럭으로 사용한다.

그리고 상기 각 시스템의 모뎀에 제공되는 UMTS용 30.72 MHz와 GSM용 13 MHz의 배수 클럭은 국부발진기(Local Oscillator), 예를 들어 온도보상형 크리스탈 발진기(temperature compensated crystal oscillator, 이하 TCXO라 칭함)의 입력을 받아 위상 추적 회로(Phase Lock Loop, 이하 "PLL"이라 칭함)를 통해 정확한 위상 (phase)이 유지되며, 모뎀 내부로 입력되거나 TCXO의 입력이 그대로 시스템에 입력되는데 이는 칩 구조 설계 시 클럭 트리(clock tree)의 구성에 따라 달라질 수 있다. 또한 GSM이나 UMTS 시스템에서는 상기 시스템 클럭(UMTS는 30.72 MHz, GSM은 13 MHz의 배수)들의 일정 개수를 세는 동작을 통해 각 시스템 내부의 타이밍 경계들을 구성한다.

도 3은 UMTS 시스템에서의 30.72 MHz 클럭원에 따른 모뎀 내부 타이밍 경계 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, UMTS 시스템에서는 2560 칩으로 구성된 슬롯 경계와 15개의 슬롯으로 구성된 10ms 프레임 경계를 이용하는데, 실제 구현에 있어서 2560 칩으로 구성된 슬럿은 3.84 MHz의 칩속도로 2560 클럭이 필요하므로, 0.0326 us (=1/30.72MHz)의 주기를 가진 클럭으로 2560 X 8 개를 세는 카운터로 구현할 수 있으며 15개의 슬롯으로 구성되는 10 ms 프레임은 2560 X 8 클럭의 슬롯 경계를 15만큼 세는 카운터로 구현될 수 있다. 상기 동작은 UMTS RTG(Reference Timing Generator)에서 수행되며 프레임을 기본으로한 스케줄링(frame based scheduling) 동작 관리에 사용된다.

도 4는 GSM 시스템에서의 13 MHz의 배수 클럭원에 따른 모뎀 내부 타이밍 경계 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 4를 참조하면, GSM 시스템은 625 개의 Q비트로 구성되는 슬롯 경계와 8 슬롯으로 구성되는 4.615 ms의 프레임 경계를 내부적으로 사용한다. 한편, 1 Q비트는 13 MHz를 기준으로 0.077 us(1/13MHz)의 주기를 갖는 클럭을 12개만큼 세 는 카운터로 구현될 수 있으며, 13MHz의 배수인 경우 1 Q비트는 이에 상응하여 증가되어 26 MHz는 24 클럭, 39 MHz는 36 클럭 등으로 구현 될 수 있다. 결국 슬롯 경계는 625개의 Q비트 경계를 세는 카운터로, 4.615 ms의 GSM 프레임은 슬롯 경계가 뜰 때마다 1씩 증가되어 8 만큼 세는 카운터로 구현할 수 있다. 상기 동작은 GSM 타이밍 제어부(TCU : Timing Control Unit)에서 수행되며 프레임을 기본으로 한 Task 스케줄링의 기준 시점을 제공한다.

이에 따라 GSM 단말 모뎀과 UMTS 단말 모뎀을 통합한 듀얼 모드용 모뎀에서 시스템 상호간 핸드오버를 위한 타이밍 측정을 위해서 다음 사항들을 고려해야 한다. 우선 현재 단말이 GSM 서빙 셀에 위치했다고 가정했을 경우, 상기 단말은 GSM 서빙 셀과 송수신하지 않는 시간들을 이용하여 3G 타이밍 측정을 수행한다. 상기 3G 타이밍 측정을 수행할 시간의 회수 및 길이들은 상위 계층의 동작에 의해 결정된다.

도 5는 GSM 서빙 셀에서의 UMTS 셀 탐색을 위한 타이밍 동작을 도시한 도면이다.

상기 도 5는 GSM 서빙 셀에서 3G 타이밍 측정 과정을 위한 구간 동안 "UMTS 타이밍 측정 제어 블럭"에서 발생되는 제어 신호들의 타이밍도이다. 여기서 GSM 계층(Layer) 1은 GSM TCU(Timing Control Unit)에 t1 시점부터 UMTS 셀의 타이밍을 측정할 수 있도록 스케줄링하여, 이에 따라 UMTS RF(radio frequency)가 동작을 시작한다. t2 시점에서는 신시사이저(synthesizer)가 넓은 대역폭 모드(wide bandwidth mode)로 동작하며 t3 시점이 되면, 상기 신시사이저가 UMTS 타겟 대역으 로 변환된다. 상기 t3 시점부터는 신시사이저(synthesizer)가 좁은 대역폭 모드(narrow bandwidth mode)로 동작하며 UMTS Rx AGC(Auto Gain Controller)는 t3 시점에서 on되어 t4 시점까지 넓은 대역폭 모드로 동작한다.

t5 시점이 되면, 3G UMTS에 대한 타이밍 측정이 가능한데 이때 UMTS 모뎀 탐색기(searcher)가 "탐색과 버퍼링(Search & Buffering)" 동작을 수행한다. 상기 동작이 완료되면 t6 신호가 발생하며 AGC 동작이 OFF되고 t7 신호가 발생하면 t7에서 t8까지 신시사이저는 넓은 대역폭 모드로 동작한다. t8 시점에서 신시사이저는 GSM 대역으로 전환하는 동시에 좁은 대역폭으로 동작하며, t9 시점에 UMTS 셀 탐색을 위한 절차를 완료한다. 한편 상기 t5 시점에서 탐색기 동작은 상위에서 내려진 UMTS 타겟 셀의 타이밍 유무에 따라 대략적인 타이밍이 상위에서 내려오는 경우, RF가 켜진 상황에서 1단계 탐색을 수행하는 동시에 3 단계 탐색을 위한 데이터를 버퍼링하고, 타이밍이 내려오지 않는 경우에는 다중 경로 탐색을 위한 단순히 데이터만을 버퍼링한다. 한편 상기 오프라인 동작은 RF가 커진 상황에서 수행되는 온라인 동작을 하기에는 시간적인 제약에 따라 RF가 커진 동안 단순히 데이터만을 버퍼링하고 추후 RF가 꺼진 이후에 상기 데이터를 이용하여 3단계 탐색 및 다중 경로를 수행한다.

도 6은 압축 모드에서의 GSM 타이밍 측정 동작을 도시한 도면이다.

UMTS 서빙 셀에서 GSM 기지국을 탐색하기 위해서는 도 6과 같이 압축 모드에서 지원하는 전송 갭(Transmission GAP, 이하 "TG"라 칭함) 구간 동안 GSM 기지국으로부터 신호를 수신하고 이를 처리하여야 하며, 이를 위해 GSM RF의 ON/OFF, 신 시사이저 셋업, AGC, 평준화(equalization), 채널 디코딩(channel decoding)등 여러 가지 GSM 오퍼레이션들이 필요하다. 이러한 동작들은 정확한 타이밍에 수행되어야하므로 각 GSM 오퍼레이션들의 수행 시작시점이 GSM CPU에서 미리 스케줄링 되어야 한다.

도 7은 압축 모드 TG하에서의 UMTS 오퍼레이션 관련 타이밍을 도시한 도면이다.

단말이 UMTS 모드로 동작하는 경우, GSM 타이밍 측정을 수행할 TG의 시작시점, TG 구간의 길이, TGMP(Transmission Gap pattern sequence Measurement Purpose)등은 상위 계층(protocol stack)의 동작에 의해 정해진다.

먼저 TGCFN에서 압축 프레임의 시작을 알리는 CM FB Start 신호가 발생한다. 다음으로 TG1_START에서 DL_TG_START가 발생하여 TG1 시작을 알린다. 이후 DL_TG_START_DELAY에서 DL_TG_START2 신호가 발생되는 동시에 ULPC가 OFF된다. 이후 T1에서 타이밍 측정의 시작을 알리고 주파수 신시사이저(frequency synthesizer)에 천이할 주파수 값을 로드(load)한다. T2에서는 Tx AGC가, T3에서는 PA를 OFF된다. T4에서 주파수 신시사이저를 큰 루프 대역폭(large loop BW)으로 동작시키는 한편, 시간 추적기(Time Tracker), 자동 주파수 제어(Auto frequency cotrol, 이하 AFC라 칭함), 채널추정기(channel estimator) 그리고 RTG 추적 동작을 정지(freeze) 혹은 리셋시킨다. T5에서 주파수 신시사이저를 작은 루프 대역폭(small loop BW)으로 동작시키고, Rx AGC를 큰 루프 대역폭으로 동작시킨다.

T6에서 Rx AGC를 작은 루프 대역폭으로 동작시키고 T7에서 타이밍 측정을 시 작하여 T8에서 상기 타이밍 측정을 종료한다. 이때 주파수 신시사이저에 천이할 주파수 값을 다시 load한다. T9에는 주파수 신시사이저를 큰 루프 대역폭, T10에서는 작은 루프 대역폭으로 동작시키는 한편, Rx AGC를 큰 루프 대역폭으로 동작시킨다. T11에서는 Rx AGC를 작은 루프 대역폭으로 동작시킨다. T11_1에서 시간 추적기, AFC, 채널 추정기 그리고 RTG를 다시 동작시킨다. T12에서는 PA, T13에서는 Tx AGC를 다시 ON시킨다. 마지막 T14에서는 타이밍 측정의 종료를 알린다.

상기된 바와 같이 동작하는 종래 기술에 의한 2G(GSM)/3G(UMTS) 서빙 셀에서 다른 셀로의 시스템간(Inter-system) 핸드오버를 위한 타이밍 측정을 수행하는 경우에 있어서는, 현재 셀 및 핸드오버를 고려해야 하는 셀별로 별도의 클럭원을 가지고 각기 시스템에 맞춰 개별적으로 타이밍을 제어해야 하므로, 하드웨어 비용이 많이 들고 상기 개별적인 타이밍을 관리하기 위한 소프트웨어가 복잡해지는 문제점이 있었다.

따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 이동통신 시스템에서 GSM/UMTS 듀얼모드 단말기의 시스템간 핸드오버를 수행하기 위한 통합 타이밍 제어방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 각 서빙셀에서 핸드오버를 고려해야 하는 셀의 타이밍 측정 작업수행 후, 현재 속한 셀의 클럭원만으로 다른 셀의 타이밍을 통합적으로 관리하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예는, 이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어방법에 있어서, 서로 다른 클럭의 이동통신 서비스를 지원하는 셀 들 중에서 단말이 서빙셀에서 타겟 셀로의 이동시, 상기 타겟 셀에 대한 전력을 측정하는 과정과, 상기 타겟 셀에 대한 탐색시간 동안 상기 타겟 시스템의 프레임 경계에서 각각의 입력된 클럭으로부터 세어진 서빙셀 모뎀의 카운터와 타겟 셀 모뎀의 카운터 값을 이용하여 타임스탬프 동작을 수행하고, 래치(latch)하는 타이밍 제어를 통하여 시차를 계산하는 과정과, 상기 계산된 시차를 이용하여 내부 카운터의 초기값을 설정하여 동작하는 과정과, 채널 상태의 변화에 따라 상기 카운터 값을 변화시켜 타이밍을 조정하는 과정과, 상기 전력 측정 과정 이후, 핸드오버를 수행하여 상기 타겟셀로 이동하였다면, 타이밍 제어 로직 신호로 게이팅을 수행하여 타겟셀의 클럭원으로 사용하고, 새로 정의된 카운터에 쓰기동작 수행 후 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예는, 이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어장치에 있어서, 서로 다른 클럭의 이동통신 서비스를 지원하는 셀 들 중에서 단말이 서빙셀에서 타겟 셀로의 이동시, 상기 타겟 셀에 대한 타이밍을 측정하는 과정과, 상기 타겟 셀에 대한 탐색시간 동안 상기 타겟 시스템의 프레임 경계에서 각각의 입력된 클럭으로부터 세어진 서빙셀 모뎀의 카운터와 타겟 셀 모뎀의 카운터 값을 이용하여 타임스탬프 동작을 수행하고, 래치(latch)하는 타이밍 제어를 통하여 시차를 계산하는 과정과, 상기 계산된 시차를 이용하여 내부 카운터의 초기값을 설정하여 동작하는 과정과, 채널 상태의 변화에 따라 상기 카운터 값을 변화시켜 타이밍을 조정하는 과정과, 상기 타이밍 측정 과정 이후, 핸드오버를 수행하여 상기 타겟셀로 이동하였다면, 타이밍 제어 로직 신호로 서빙셀 클럭원의 게이팅을 수행하여 타겟셀의 클럭원으로 이를 대신하고, 이전 타이밍 측정 과정을 통해 새로 정의된 카운터에 쓰기동작 수행 후 타겟셀의 클럭원을 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐를 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

본 발명은 GSM/UMTS 듀얼모드 단말기상에서 GSM서빙셀에서 UMTS셀로 또는 UMTS서빙셀에서 GSM셀로 핸드오버를 고려해야 하는 경우, 해당셀의 메저먼트 작업수행 후, 현재 속한 셀의 클럭원만으로 다른 셀의 타이밍을 통합적으로 관리하는 방법 및 장치를 제안한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GSM/UMTS 듀얼모드용 시스템의 구조를 도시한 도면이다.

상기 도 8을 참조하면, TCXO(temperature compensated crystal oscillator) 의 입력을 GSM 혹은 UMTS동작 클럭원인 13 MHz의 배수에 해당하는 26 MHz(혹은 39 MHz) 그리고 30.72MHz로 동작하는 PLL로 구성되는 클럭원 생성부(805)와 시스템간(Inter-system) 핸드오버를 위한 타이밍 측정동작을 지원하는 타이밍 제어부(825)로 구성된다. 한편 모뎀 클럭원이PLL을 거치는 것은 TCXO 동작 주파수의 단순 선택에 따른 것으로 위의 설명과 달리 GSM쪽의 13 MHz의 배수에 해당되는26 MHz(혹은 39 MHz)가 PLL을 통과하거나, 양쪽 모두 PLL을 통과하도록 구성할 수도 있다.

상기 타이밍 제어부(825)는 2G와 3G에 따라 별도의 설정된 카운트 값으로 동작하는 일련의 카운터(상기 카운터는 관리 셀의 개수만큼 혹은 GSM/UMTS 셀 개수를 별도로 관리하도록 설정하는 것이 가능하다.)와 급격한 채널 상태 변화를 관리하도록 미세한 타이밍 조정을 위해 카운터 값의 오버라이드(override) 및 홀드(hold) 기능을 가지며, 셀 간의 시차(Time difference)를 계산하기 위해 타임스탬프(time stamp)(830)를 구비하며, 상기 타임스탬프(830)의 제어를 수행하는 제어부(835)를 포함한다. 또한 전력 절약(power saving)을 위한 클럭 게이팅(clock gating) 효과를 위해 완전한 캠프온(camp-on) 동작이 이루어지기까지 각 시스템(UMTS 혹은 GSM 모드)의 클럭원 입력을 제어하는 동작을 수행한다.

구체적인 동작은 도 9를 통하여 설명하도록 한다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 GSM/UMTS 듀얼모드용 시스템의 시스템간 핸드오버에 따른 동작절차를 도시한 흐름도이다.

상기 도 9를 참조하면, 905단계에서 현재셀이2G(GSM) 혹은 3G(UMTS)로 동작하는지 확인하여, GSM 서빙 셀에서 단말이 동작하는 경우, 910단계로 진행하여 3G 로의 시스템간 핸드오버를 위하여 상기 도 5에 주어진 타이밍에 따라 3G 타이밍 측정 작업을 수행한다. 상기 도 5의 t5 ~ t6 에서 탐색(search) 동작이 완료되면, 915단계에서 마이크로 컨트롤러(MCU:Micro Controller Unit)(855)는 3G 시스템의 프레임 경계에서 GSM 모뎀(845)의 TCU(850) Q비트 카운터와 3G 시스템의 RTG(820) 참조 카운터(reference counter)(혹 RTG의 SFN(System Frame Number)) 값을 타임 스탬프 동작을 통하여 래치(latch)하고, 시스템간 시차(time difference) 값을 계산한다.

이후 920단계에서3G 타이밍 측정 작업을 수행하고 GSM 서빙셀로 돌아온 후3G 시스템의 클럭원은 전력 절약(power saving) 효과를 얻기 위해 타이밍 제어부(825)에서 출력되는 로직(logic) 0과 게이팅되어 3G 시스템에 클럭원이 입력되지 않는다. 한편 UMTS 슬롯/프레임 경계는 아래와 같은 방법으로 GSM 시스템 클럭원을 사용하여 재생할 수 있다.

26 MHz을 사용하여 UMTS 타이밍을 얻는 방법은 다음과 같다. UMTS의 기준 타이밍인 10ms을 절반으로 나누면 5 ms로 GSM의 1 프레임인 4.615 ms와 유사하다. 여기서 5ms와 4.615 ms의 차이는 0.385 ms로, 이는 26 MHz의 한 주기인 0.0385us의 1,000배에 해당된다. 결국 5 ms는 26 MHz의 클럭원을 사용할 경우 (5000 * 24) + 1000 의 clock을 세면되고, UMTS의 10 ms frame은 2*(5000 * 24) + 1000를 세면된다. 또한 UMTS의 슬롯은 10 ms 프레임을 15로 나눈 값이므로 2/15*(5000 * 24) + 1000를 세면된다. 그러므로 GSM의 클럭원이 13 MHz이면, 2*(5000 * 24) + 1000 값에 1/2을 곱하고, 39 MHz인 경우 2*(5000 * 24) + 1000 값에 3/2를 곱한 개수가 UMTS의 10 ms 프레임이 된다. 여기서 슬롯 경계는 해당 클럭원에 따른 프레임 경계 개수에 15만큼 나눈 값을 사용하면 된다.

925단계에서는 상기와 같이 3G 타이밍 측정 동안에 수행된 타임스탬프 동작에서 얻은 시스템간 시차(time difference) 값을 이용하여 내부 카운터의 초기치를 설정하여 동작한다. 한편 채널 상태의 급격한 변화에 따라 미세한 타이밍 조정이 이루어지는 경우로서, 타이밍이 빠른 경우는 카운터 값을 일정 시간 홀드하거나 타이밍이 늦거나 MCU의 동작에 따라 새롭게 값을 설정하고 싶은 경우는 오버라이드 기능을 통하여 타이밍을 조정한다. 즉 930단계에서 카운터 값이 업데이트 되었다면, 925단계로 진행하여 업데이트된 카운터 값에 따라 타이밍을 조정하고, 상기 카운터 값에 변화가 없다면, 935단계로 진행한다. 상기 935단계에서 관리 셀의 개수가 하나이면 945단계로 진행하고, 상기 셀 개수가 복수개라면, 940단계에서 셀 관리개수에서 하나를 뺀 후, 910단계로 복귀한다. 도 9에서 940이 910으로 가도록 화살표 수정 요망 상기 945단계에서는 이전에 타이밍이 측정된 3G 셀로의 핸드오버 동작이 수행되어 3G 시스템으로 캠프온된 경우에는 950단계로 진행하여 타이밍 제어부에서 로직(logic) 1로 게이팅을 수행하여 3G 시스템 클럭원을 사용한다. 한편, 카운터 동작을 정지하거나 별도의 MCU 지시에 따라 새롭게 설정된 값을 오버라이드 기능을 이용하여 카운터에 쓰기동작을 수행한 후, 재시작하여 955단계로 진행한다.

이와 같이 상기 925단계를 통하여 GSM 서빙셀에 캠프온(camp-on)되어 있으면서 3G의 프레임/슬롯 경계를 예측할 수 있으므로 핸드오버를 위한 최적화된 프레임을 기초로한(frame-based) 모뎀Task스케줄링 작업을 수행할 수 있다. 그리고 시스 템간 핸드오버를 고려하여 타이밍 측정을 수행해야할 셀이 많은 경우 카운터를 따로 두어 개별적으로 관리할 수 있다.

상기 905단계에서 UMTS 서빙셀에서 단말이 동작되는 경우, 955단계에서 2G에 대한 타이밍 측정 작업을 수행한다. 960단계에서 상기 도 7의 2G 타이밍 측정 동작에서 t7 시점 이후 2G 타이밍 측정을 위한 타임스탬프 동작을 위해 GSM의 TCU Q비트 카운터와 3G 시스템의 참조 카운터(혹 RTG의 SFN)값을 래치한다. 이후 2G 타이밍 측정 작업을 수행하고 3G UMTS서빙셀로 돌아온 후 2G 시스템의 클럭원은 전력 감소 효과를 얻기 위해 965단계에서 타이밍 제어부에서 출력되는 로직 0과 게이팅되어 2G 시스템에 클럭원이 입력되지 않는다. 3G의 클럭원인 30.72 MHz를 사용하여 GSM 타이밍을 얻는 방법은 다음과 같다.

GSM의 기준 타이밍인 4.615 ms는 30.72 MHz의 주기인 0.0326 us의 1181.5개 정도가 된다. 이는 GSM 서빙 셀에서 단말이 동작하는 경우와는 달리 정수배가 되지 않는다. 결국 GSM의 4.615 ms 프레임 경계 구성시 홀수번째는 1181에서, 짝수번째는 1182에서 또는 그 반대로 시행하여 GSM의 프레임 경계를 예측할 수 있다.

물론 정수배가 되지 않음에 따른 미세한 타이밍 조정은 카운터의 홀드 및 오버라이드 기능이나 MCU를 통한 조정이 가능하다.

즉 970단계에서 계산된 시차를 이용한 내부 카운터의 초기치를 설정하여, 비정수배 연산에 따른 미세 타이밍을 조절하고 동작하게 된다. 이후 975단계에서 카운터 값이 업데이트 되었다면, 상기 970단계로 진행하여 업데이트된 카운터 값에 따라 타이밍을 조정하고, 상기 카운터 값에 변화가 없다면, 980단계로 진행한다. 상기 980단계에서 관리 셀의 개수가 하나이면 990단계로 진행하고, 상기 셀 개수가 복수개라면, 985단계에서 셀 관리개수에서 하나를 뺀 후, 955단계로 복귀한다.

결국 UMTS 서빙셀에 캠프온되어 있으면서 2G의 프레임 경계를 예측할 수 있으므로 핸드오버를 위한 최적화된 프레임을 기본으로한 모뎀 Task 스케줄링 작업을 수행할 수 있다. 그리고 시스템간 핸드오버를 고려하여 타이밍 측정을 수행해야할 셀이 많은 경우 카운터를 따로 두어 개별적으로 관리할 수 있다.

한편 상기 990단계에서는 타이밍 측정 후 핸드오버 동작이 수행되어 2G 시스템으로 캠프온 되는 경우 즉, 3G 타이밍 측정 값을 토대로 해당 2G 셀로의 핸드오버를 결정하였다면, 995단계로 진행하여 타이밍 제어부에서 로직 1로 게이팅을 수행하여 2G 시스템 클럭원을 사용한다. 한편, 카운터 동작을 정지하거나 별도의 MCU 지시에 따라 새롭게 설정된 값을 오버라이드 기능을 통해 카운터에 쓰기동작을 수행한 후 재시작하여 910단계로 복귀한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, GSM와 UMTS의 듀얼 모드 시스템에서 현재 셀의 단일 클럭원만을 사용하여 다른 셀에서의 모뎀 내부 동작 타이밍을 대략적으로 제공하며, 주파수간(Inter-frequency) 핸드오버와 같은 상황에서 있어서 셀별로 별도의 클럭원이 필요하지 않으므로 타이밍 동기의 단순화로 인해 소프트웨어 및 하드웨어의 로드(load)가 줄어 단말기의 전력 소모를 감소시키는 효과가 있다.

Claims

이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어방법에 있어서,

서로 다른 클럭의 이동통신 서비스를 지원하는 셀 들 중에서 단말이 서빙셀에서 타겟 셀로의 이동시, 상기 타겟 셀에 대한 타이밍을 측정하는 과정과,

상기 타겟 셀에 대한 탐색시간 동안 상기 타겟 시스템의 프레임 경계에서 각각의 입력된 클럭으로부터 세어진 서빙셀 모뎀의 카운터와 타겟 셀 모뎀의 카운터 값을 이용하여 타임스탬프 동작을 수행하고, 래치(latch)하는 타이밍 제어를 통하여 시차를 계산하는 과정과,

상기 계산된 시차를 이용하여 내부 카운터의 초기값을 설정하여 동작하는 과정과,

채널 상태의 변화에 따라 상기 카운터 값을 변화시켜 타이밍을 조정하는 과정과,

상기 타이밍 측정 과정 이후, 핸드오버를 수행하여 상기 타겟셀로 이동하였다면, 타이밍 제어 로직 신호로 서빙셀 클럭원의 게이팅을 수행하여 타겟셀의 클럭원으로 이를 대신하고, 이전 타이밍 측정 과정을 통해 새로 정의된 카운터에 쓰기동작 수행 후 타겟셀의 클럭원을 재시작하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 타겟셀의 클럭원은,

전력 절약을 얻기 위하여 타이밍 제어를 위한 로직 신호로 게이팅을 수행하여 타겟셀의 시스템에 클럭원이 입력되지 않도록 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 카운트 값의 변화에 따라 타이밍이 빠른 경우는 카운터 동작을 홀드(hold)하거나 타이밍이 늦거나 마이크로 컨트롤러(MCU)의 동작에 따라 새롭게 값을 설정할 경우에는 오버라이드(override)하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 타겟셀이 제 3세대 이동통신 시스템인 경우의 타이밍은,

상기 제 3세대 시스템 클럭원이 13MHz이면, 2*(5000 * 24) + 1000 값에 1/2을 곱하고, 39 MHz인 경우 2*(5000 * 24) + 1000 값에 3/2를 곱한 개수가 3G의 10 ms 프레임인 을 계산하여 타이밍을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어방법.
제 1항에 있어서, 상기 타겟셀이 제 2세대 이동통신 시스템인 경우의 타이밍은,

제 2세대 시스템의 기준 타이밍인 4.615 ms 는 서빙 셀의 클럭원인30.72 MHz의 주기인 0.0326 us의 1181.5개로서, 상기 GSM의 4.615 ms 프레임 경계 구성시 홀수번째는 1181에서, 짝수번째는1182 또는 그 반대로 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어 방법.
이동통신 시스템에서 듀얼모드용 단말기의 핸드오버를 위한 통합 타이밍 제어장치에 있어서,

서로 다른 클럭의 이동통신 서비스를 지원하는 셀 들 중에서 단말이 서빙셀에서 타겟 셀로의 이동시, 상기 타겟 셀에 대한 타이밍을 측정하는 모뎀부와,

상기 타겟 셀에 대한 탐색시간 동안 상기 타겟 시스템의 프레임 경계에서 각각의 입력된 클럭으로부터 세어진 서빙셀 모뎀의 카운터와 타겟 셀 모뎀의 카운터 값을 이용하여 타임스탬프 동작을 수행하고, 래치(latch)하는 타이밍 제어를 통하여 시차를 계산하고,

상기 계산된 시차를 이용하여 내부 카운터의 초기값을 설정하여 동작하고, 채널 상태의 변화에 따라 상기 카운터 값을 변화시켜 타이밍을 조정하는 는 타이밍 제어부와,

상기 타이밍 측정 과정 이후, 핸드오버를 수행하여 상기 타겟셀로 이동하였다면, 타이밍 제어 로직 신호로 게이팅을 수행하여 타겟셀의 클럭원으로 사용하는 한편, 새로 정의된 카운터에 쓰기동작 수행 후 재시작하는 마이크로 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 3G 클럭원은,

전력 절약을 얻기 위하여 타이밍 제어를 위한 로직 신호로 게이팅을 수행하여 3G 시스템에 클럭원이 입력되지 않도록 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 타겟 셀의 클럭원은,

전력 절약을 얻기 위하여 타이밍 제어를 위한 로직 신호로 게이팅을 수행하여 타겟 셀의 시스템에 클럭원이 입력되지 않도록 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 타겟셀이 제 3세대 이동통신 시스템인 경우의 타이밍은,

상기 2G 클럭원이 13MHz이면, 2*(5000 * 24) + 1000 값에 1/2을 곱하고, 39 MHz인 경우는 2*(5000 * 24) + 1000 값에 3/2를 곱한 개수가 3G의 10 ms 프레임인것으로 계산하여 타이밍을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어장치.
제 6항에 있어서, 상기 타겟셀이 제 2세대 이동통신 시스템인 경우의 타이밍은,

제 2세대 시스템의 기준 타이밍인 4.615 ms 는 서빙 셀의 클럭원인30.72 MHz의 주기인 0.0326 us의 1181.5개로서, 상기 GSM의 4.615 ms 프레임 경계 구성시 홀수번째는 1181에서, 짝수번째는1182 또는 그 반대로 수행하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 타이밍 제어 장치.