KR100265421B1 - 디지털 코드 분할 다중접속 이동통신 시스템에서 주파수간 하드 핸드오프의 방지장치 - Google Patents

Abstract

디지털 코드 분할 다중 접속 시스템에서, 다수의 통화 주파수를 이용하는 종래의 기지국에서 각 통화 주파수에 기지국 하드웨어 자원인 채널요소가 고정적으로 할당되므로, 인접 기지국 간 통화 요구량이 다를 때, 인접 기지국 간에 서로 다른수의 주파수를 설치하므로 주파수간 하드 핸드오프가 발생하는 문제점을 없애기 위하여, 채널요소와 해당 주파수 사이의 경로들을 스위칭하는 방법으로 설치된 채널 요소들을 각 주파수들이 공동으로 이용할 수 있도록 하여, 인접 기지국 간 설치된 주파수 구성의 차이에서 발생하는 주파수간 하드 핸드오프를 없애고, 설치된 기지국 하드웨어 자원을 효과적으로 활용할 수 있다.

Description

디지털 코드 분할 다중 접속 이동통신 시스템에서 주파수간 하드 핸드오프의 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING A HARD HANDOFF BETWEEN FREQUENCIES OF CDMA COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 디지털 코드 분할 다중 접속(CDMA) 방식을 채용한 이동통신 서비스 제공시 기지국 간에 통화 채널에 대한 필요량이 다를 때 기지국의 하드웨어 자원의 효율적 이용 방법하고자 한 것으로, 특히 기지국에 설치된 서로 다른 주파수들이 하나의 기지국을 공동으로 사용하고, 이에 따라 주파수간 하드 핸드오프의 발생을 방지하기 위한 디지털 코드 분할 다중 접속 이동통신 시스템의 주파수간 하드핸드오프 방지장치에 관한 것이다.

코드 분할 다중 접속 방식의 시스템에서는 1개의 주파수 내의 코드에 의하여 구별되는 다수의 채널을 사용하며, 기지국에서 이동국 방향의 순방향 링크는 1개의 파일럿 채널, 싱크 채널, 다수의 페이징 채널과 통화 채널로 구성되는데, 여기서 파일럿 채널은 이동국에서 단말기의 위치를 포착하고 그 단말기가 포함되는 기지국을 구별하는 정보를 전송하며, 이때 기지국의 커버리지는 파일럿 채널의 칩 에너지대 간섭 밀도의 비에 의해서 결정된다.

한편, 하나의 기지국에는 그 기지국의 예상 커버리지에서 사용자들의 통화요구량을 미리 예측하여 1개 혹은 그 이상의 주파수가 설치된다. 보통 1개의 주파수로 20명의 통화 요구를 동시에 수용할 수 있다. 따라서, 기지국 시스템의 통화수용량은 설치된 주파수에 의해서 결정되고, 기지국 간의 예상 통화 요구량이 상당할 정도로 차이가 나면 기지국 장비 비용의 절감을 위해 기지국간 설치된 주파수 구성이 달라지게 된다.

이때 셀롤라, 개인 휴대 통신, 이동 위성 통신 또는 미래 육상 이동통신 등 이동통신 시스템에 있어서, 이동국이 기지국 간의 경계를 통과할 때 통화 유지를 위하여 핸드오프가 수행된다. 한편, 디지털 코드 분할 다중 접속을 사용하는 이동 통신 시스템의 경우에 있어, 두 기지국 간의 사용 주파수의 수 및 주파수가 동일한 경우에는 소프트 핸드오프의 기능에 의해 별도의 번화과정 없이 통화가 지속될 수있으나, 두 기지국 간의 사용 주파수가 상이한 경우에는 특정 주파수로 통화 중이던 이동국이 그 주파수가 설치되지 않는 타 기지국의 영역으로 이동했을 경우에 주파수 번환이 필요하게 되며, 이를 주파수간 하드 핸드오프라 한다.

이러한 주파수간 하드 핸드오프를 위하여 종래의 디지털 코드 분할 다중 접속 시스템에 있어서는 이동국이 속해 있는 현재의 기지국에는 설치되어 있으나 핸드오프 대상 기지국에는 설치되어 있지 않은 주파수에 대하여 핸드오프 대상 기지국은 파일럿 채널, 싱크 채널, 페이징 채널의 일부 또는 전부로 구성된 의사 주파수 또는 파일롯 비콘을 설치하여 현재의 기지국과 동일하게 주파수를 구성시킴으로써, 이동국으로 하여금 핸드오프 대상 기지국의 정보를 획득하도록 이루어져 있다.

이하, 파일럿 채널만을 전송하는 파일럿 비콘 또는 더미 파일럿, 그리고 파일럿 채널, 싱크 채널, 페이징 채널의 일부 또는 전부로 구성된 의사 주파수를 모두 포함하는 의미에서 "의사 주파수"라는 용어를 사용하기로 한다.

도1은 종래의 기지국 간의 주파수 구성의 차이에서 발생하는 주파수간 하드핸드오프를 지원하는 의사 주파수의 발생을 실현하기 위한 시스템의 블록 구성도이다.

일반적으로 순방향 링크의 주파수 구성은 통화 채널을 보유한 통화 주파수와, 채널이 없는 의사 주파수로 구성되는데, 통화 주파수의 경우에 있어서 파일럿신호(A₁), 싱크신호(B₁), 페이징 신호(C₁) 및 통화 채널 신호(D₁-D_N)는 각각 채널요소(1-5)에서 주파수 확산을 포함한 제반 디지털 신호 처리 과정을 거친 후 합성기(6)에서 합해지며, 그 후 송신기(8)에서 고주파 신호(F₁)로 변환된 뒤 선형 증폭기(10)에서 증폭되어 미도시된 안테나로 공급된다.

여기서, 원활한 주파수간 하드 핸드오프를 위하여 기지국은 인접 기지국이 N까지 통화 주파수를 유지한다고 가정할 경우 1개의 통화 주파수 이외에 N-1개의 의사 주파수를 가져야 한다. 의사 주파수는 파일럿 신호(A₂), 싱크신호(B₂), 페이징신호(C₂)를 처리하기 위한 채널요소(11-13)를 가지며, 이들 채널요소(11-13)는 통화주파수의 채널들과 동일한 방식으로 합성기(14)에서 합해진 후 송신기(15)에서 고주파 신호(F₂)로 번환되고, 그 후 선헝 증폭기(1O)에서 통화 주파수의 고주파 신호(F₁)와 함께 증폭되어 안테나로 공급된다. 또한 채널요소(16-18)는 N-1 번째의 의사 주파수에 해당하며, 이들 역시 합성기(19)에서 합해진 후 송신기(20)에서 고주파 신호(F₁)로 고주파 변환되고, 그 후 선형 증폭기(10)에서 통화 주파수의 고주파신호(F₁), 의사 주파수(F₂)와 함께 증폭된다.

한편, 이동국에서 기지국 방향으로의 역방향 링크의 주파수는 순방향 링크의 통화 주파수(F₁)에 대응되는 주파수(F₁')만으로 구성되어 있으며, 이동국에서 보내진 신호는 미도시된 안테나에서 수신기(9)로 보내져 분배기(7)를 통해 해당 통화채널(D₁-D_N)에 대한 채널요소(4-5)로 보내진다.

이러한 종래의 시스템은 1개의 통화주파수(F₁)만 설치하면 통화 요구량을 충족시킬 수 있는 핸드오프 대상 기지국에 의사 주파수(F₂,...., F_N)를 설치하고, 인접기지국과 같은 주파수를 불완전하게 설치하여 기지국간 주파수 구성의 차이에서 주파수간 하드 핸드오프를 원활하게 수행하고 있으나, 통화 주파수(F₁)의 전송 출력을 동적으로 제어하는 코드 분할 다중 접속 시스템의 특성상 통화 주파수(F₁)의 커버리지와 의사 주파수(F₂,...., F_N)의 커버리지를 어떻게 일치시키느냐 하는 문제점이 발생하였고, 또 사용되고 있는 통화 주파수들에 대한 통화 수요 예측이 근본적으로 불가능하기 때문에 핸드오프된 이동국을 어느 통화 주파수에 다시 할당하느냐 하는 등의 문제점이 있었으며, 주파수 하드 핸드오프 수행시 통화가 절단될 확률이 높아질 뿐만 아니라 전송 지연이 발생하여 통화 품질을 저감시킨다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 모든 기지국에 동일한 수의 통화 주파수를 설치하고, 통화 요구량이 낮은 기지국에 설치된 모든 통화 주파수들이 채널요소를 공동으로 이용함으로서, 주파수간의 하드 핸드오프를 방지할 수 있도록 한 디지털 코드 분할 다중 접속 이동통신 시스템에 있어 주파수간 하드 핸드오프 방지장치를 제공함에 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 통화주파수를 이용하여 통화 채널의 디지털 신호를 처리하는 다수의 채널요소를 포함하는 디지털 분할 다중 접속 방식의 이동통신 시스템의 주파수간 하드 핸드오프 방지장치에 있어서, 상기 다수의 채널요소와 상기 다수의 채널요소의 출력정보를 합성하는 합성기 사이에 접속되고, 각각의 채널요소의 출력정보를 미리 할당된 통화 주파수의 송신기로 공급시키기 위하여 스위칭하는 송신경로 설정기와, 수신기의 수신신호를 해당 통화주파수의 채널요소로 분배시키는 분배기와 각각의 채널요소사이에 접속되고, 상기 수신신호를 해당 채널요소로 공급시키기 위하여 스위칭하는 수신경로 설정기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도1은 종래의 하드 핸드오프(HARD HANDOFF)를 실행하기 위한 기지국의 구성을 보인도.

도2는 본 발명이 적용되는 기지국의 구성을 보인도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1-5, 11-13, 16-18, 21 : 채널요소 6,14,19 : 합성기

7,25,26 : 분배기 8,15,20 : 송신기

9,27,28 : 수신기 10 : 선형 증폭기

22 : 송신경로 설정기 23 : 수신경로 설정기

24 : 채널요소 풀(P00L)

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명이 적용되는 기지국에 설치된 모든 주파수들이 채널요소들을 공동으로 이용하는 시스템의 블록도이다. 즉, 본 발명은 의사 주파수의 사용을 배제하고, 인접 기지국 간의 동일한 통화 주파수를 설치된 채널요소를 통화주파수를 공동으로 이용할 수 있도록 구성하고 있으며, 통화 요구량이 인접 기지국보다 상대적으로 적은 기지국에서도 인접 기지국과 동일한 통화 주파수를 설치하도록 함으로서, 주파수간 하드 핸드오프를 방지하도록 이루어져 있다.

도2에서, 모든 통화 주파수에 대응되는 다수의 채널요소(1-5,11-13,16-18,21), 송신경로 설정기(22), 합성기(6,14,19), 송신기(8,15,20), 및 선형 증폭기(10)로 이루어진 순방향 링크와, 수신기(9,27,28), 분배기(7,25,28), 수신경로 설정기(23), 및 채널요소(17,21,18)로 구비된다.

파일럿 신호(A₁), 싱크신호(B₁), 페이징 신호(C₁) 및 통화 채널 신호(D₁, D₂, D_N)를 받은 각각의 채널 요소(1-5,11-13,16-18,21)는 주파수 확산 및 디지털 신호 처리를 행하도록 구비되고, 상기 송신경로 설정기(22)를 통해 설정된 경로를 통해 통과된 채널요소(1-5,11-13,16-18,21)의 출력신호를 받은 합성기(6,14,19)는 이 출력신호들이 합성되도록 이루어진다.

이 합성신호를 받은 송신기(8,15,20)는 이 합성신호가 고주파 신호로 변환되도록 구비되며, 이 변환된 고주파 신호를 받은 선형 증폭기(10)는 이 고주파 신호를 증폭시켜 증폭신호를 출력하고, 이 증폭신호를 안테나를 통해 출력하도록 구비된다.

한편, 안테나를 통해 수신신호를 받은 수신기(9,27,28)는 이 수신신호를 해당 주파수 신호로 분리시키도록 구비되고, 이 주파수신호를 받은 분배기(7,25,26)는 이 주파수 신호를 분배하여 분배신호가 출력되도록 이루어진다. 그리고, 이 분배신호를 받은 수신경로 설정기(23)는 이 분배신호가 미리 설정된 채널요소로 공급되도록 구비되며, 이 분배신호를 받은 채널요소(17,21,18)는 분배신호를 디지털 처리하도록 구비된다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 즉, 순방향링크의 경우, 파일럿 신호(Al), 싱크신호(Bl), 페이징 신호(C1) 및 통화 채널 신호(D₁, D₂, D_N)는 채널요소 풀(24)의 각각 채널요소(1-5,11-13,16-18,21)에서 주파수 확산을 포함한 제반 디지털 신호 처리 과정을 거친 후 송신경로 설정기(22)로 공급된다.

그리고, 이 채널요소를 통해 디지털 처리신호는 송신경로 설정기(22)에서 설정된 경로에 따라 해당 주파수에 할당된 각각의 합성기(6,14,19)로 공급되어 합해지며, 그 후 송신기(8,15,20)에서 해당 고주파 신호(F₁, F₂, F_N)로 변환된 뒤 선형 증폭기(10)에서 증폭되어 미도시된 안테나로 공급된다.

한편, 역방향 링크의 경우, 이동국에서 보내진 신호는 미도시된 안테나에서 수신기(9,27,28)로 보내져 순방향 링크의 통화 주파수에 대응되는 주파수(F₁', F₂', F_N')에 해당하는 주파수 신호로 분리된 후 분배기(7,25,26)를 통해 분배되어 수신경로 설정기(23)를 통해 채널요소 풀(24)의 해당 통화 채널(D₁, D₂, D_N)에 대한 채널요소(17,21,18)로 보내진다.

여기서, 송신경로 설정기(22)는 각각 채널요소(17,21,18)의 출력정보가 미리 할당된 통화 주파수(F₁, F₂, F_N)의 송신기(8,15,20)로 공급되도록 스위칭하고, 수신경로 설정기(23)는 수신기(9,27,28)에서 전송된 신호가 해당 채널요소(17,21,18)로 공급되도록 스위칭한다. 그러므로, 기지국은 하드웨어 자원을 효율적으로 이용한다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 채널요소와 송신기 및 수신기 사이에 스위칭 역할을 하는 송신경로 설정기 및 수신경로 설정기를 설치하여 각 기지국에 설치된 채널요소들을 모든 통화 주파수들이 필요에 따라 선택적으로 사용할 수 있으므로, 인접 기지국간 통화 요구량이 다를 때도 인접 기지국 간에 같은 주파수 구성을 유지할 수 있어 하드 핸드오프를 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허 청구의 범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 번형이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. (정정) 다수의 통화 주파수를 이용하여 통화 채널의 디지털 신호를 처리하는 다수의 채널요소를 포함하는 디지털 분할 다중 접속 방식의 이동통신 시스템에 있어, 상기 다수의 채널요소와 상기 다수의 채널요소의 출력정보를 합성하는 합성기 사이에 접속되고, 각각의 채널요소의 출력정보가 미리 할당된 통화 주파수의 송신기로 공급되도록 스위칭하는 송신경로 설정기; 및 수신기의 수신신호를 해당 통화 주파수의 채널요소로 분배시키는 분배기와 각각의 채널요소사이에 접속되고, 상기 수신신호가 해당 채널요소로 공급되도록 스위칭하는 수신경로 설정기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지털 코드 분할 다중 접속 이동통신 시스템에서 주파수간 하드 핸드오프 방지장치.

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