KR100266540B1 - 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을이용한 초기동기시간 단축방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 이동국이 파일럿 채널 정보가 포함된 제어채널을 이용하여 기지국의 동기를 잡고 프리퍼런스 기능 수행시에 파일럿 채널을 이용하여 초기동기시간을 단축하는 방법에 있어서, 상기 기지국과 상기 이동국간에 미리 각 밴드의 주파수 중 복수개의 셀을 파일럿 채널 주파수 할당용으로 설정하는 제1과정과, 상기 기지국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 파일럿 채널 주파수를 아이들 상태의 임의 트래픽 채널에 할당하는 제2과정과, 상기 이동국에서 초기동기를 수행할 때 상기 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 기 설정되어 있는 상기 파일럿 채널 주파수 할당용의 셀 중 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널의 수신을 기다리는 제3과정과, 상기 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널 수신을 기다리고 있는 상기 이동국에서 상기 파일럿 채널을 수신하는 경우 해당 셀에 대한 파일럿 채널 주파수를 스킵한 후, 다른 셀에 대한 파일럿 채널 주파수 수신을 준비하는 제4과정과, 상기 이동국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 제3, 제4과정을 수행하는 제5과정과, 상기 제5과정까지 수행한 상기 이동국에서 상기 프리퍼런스를 수행하는 제6과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법

본 발명은 주파수도약/코드분할 다중접속(Frequency Hopping/Code Division Multiple-Access, 이하 "FHMA"라 칭함)방식을 사용하는 무선통신 시스템에 관한 것으로, 특히 제어 채널(Control Channel)을 이용하여 이동국에서 기지국의 동기를 잡고 프리퍼런스(Preference) 기능을 수행시 파일럿(Pilot) 채널을 이용하여 초기동기시간을 단축시키는 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 이동통신 시스템의 무선통신망에서의 기본 구성장비는 유선망과 무선망의 출입구 역할을 담당하는 기지국(RAU: Radio Access Unit)과 상기 기지국 영역 안팎을 자유롭게 이동할 수 있는 이동국(MST: Mobile Subscriber Terminal)이 있다. 이렇게 이동통신 시스템의 무선통신망에서 FHMA 기술을 사용하는 경우에 상기 이동국이 타 가입자와의 호를 성립시키기 위해서는 상기 기지국과 이동국간에 약속된 홉 주파수(HOP FREQUENCY)로 상호 간에 동기(SYNCHRONIZE)되어 동작하여야 한다. 상기 기지국은 셀 플렌(CELL PLAN)에 의해 배치되고 상기 기지국 16개로 하나의 단위 셀을 구성함을 기본으로 하고 있다. 이러한 상황하에서의 기지국은 일정한 간격 및 전력(POWER)으로 동작되며, 기지국과 기지국간에는 지역, 지형에 따라 또는 송신세기에 따라 서로 중첩되도록 구성된다.

도 1을 통해 기지국의 중첩 셀 영역 내에서 이동국의 접속구성을 설명한다.

FHMA 시스템에서 일반적인 기지국의 셀 반경은 20Km이며, 기본적으로 7셀을 기본 구성으로 하며, 지형에 따라 기지국간의 중첩된 영역이 다수가 될 수 있다. 만약 다수의 기지국의 중첩 영역에 이동국이 존재하는 경우 상기 이동국의 위치에 따라 최고(BEST) 기지국은 다를 수 있다. 여기서, 최고 기지국이란 중첩 영역에 위치한 이동국과 가장 좋은 신호를 송수신할 수 있는 기지국을 말한다. 이러한 중첩 영역에서의 이동국을 접속시킨 기지국은 도 1에 도시된 바와 같이 이동국 j는 기지국-1, 기지국-2, 기지국-3이 중첩된 지역에 위치하여 있고, 이동국 i는 상기 기지국-1, 기지국-2, 기지국-3이 중첩된 지역에 위치하고 있다. 상기 도 1에서 이동국 j는 기지국-1보다는 기지국-2에서 더욱 좋은 신호를 송수신할 수 있는 위치에 있지만 기지국-1에 접속되어 있는 상태이고, 이동국 i는 모든 기지국의 신호를 받을 수 있지만 상기 기지국-3이 RF 송수신 입장에서 보면 최고 기지국이지만 기지국-2에 접속되어 있는 상태이다. 이러한 상태에서 지속적으로 운용이 되다면 기지국의 송수신뿐만 아니라 이동국의 송수신도 최고 조건에서 운용되지 않을 것이다.

즉, 기지국은 기지국 상호간의 유효범위가 중첩되도록 설계되고, 이동국은 이동하는 무선통신 단말기로서, 어떠한 기지국에도 가입이 가능하기 때문에 이동국은 먼저 수신이 이루어지는 기지국에 가입을 수행하고 호 서비스도 가입된 기지국으로부터 받을 수 있다. 그러나, 이동국은 기지국의 유효범위 이내라고 하더라도 지형적 특성에 의해 RF적으로 불리한 위치에 있을 수 있으며, 이러한 지형영향을 전혀 고려하지 않고 가입을 수행했을 경우에는 그만큼 좋지 않은 조건하에서 호 서비스가 이루어질 수밖에 없다. 따라서, 기지국의 중첩지역에 위치한 이동국은 기지국이 복수로 검출될 때 프리퍼런스 기능을 수행하여 최고의 기지국에 가입하게 된다.

한편, 기지국과 이동국 간에는 파일럿 채널과 동기채널의 기능을 모두 포함시킨 제어채널이 존재한다. 상기 제어채널은 동기 뿐만이 아니라 정보(Information)를 동시에 수용할 수 있는 채널이다. 상기 이동국이 기지국 동기를 맞추기 위해서는 상기 기지국의 홉 패턴(HOP PATTERN)을 알고 있어야 하며 상기 홉 패턴을 기본으로 홉 동기가 일치하여야만 상기 기지국의 동기를 맞추었다고 할 수 있다. 또한 동시에 소프트웨어적인 시스템 정보를 수신하여 시스템 관련 동작수행을 시작하게 된다. 상기 이동국은 기지국 프리퍼런스 기능을 수행할 때 기지국마다 동기를 찾아야 하기 때문에 시스템 정보까지 수신한다면 엄청난 시간이 필요하게 된다. 이러한 점을 감안했을 때 만약 기지국 제어 홉 주기가 길어지게 된다면 이동국의 초기동기시간이 길어지게 된다. 예를 들어, 기지국 제어 주기가 8주기일 때는 이동국이 다소 빨리 셋업될 수 있으나, 만약 기지국의 제어 주기가 128주기라고 한다면 각 밴드의 기지국 제어동기를 맞추고 정보를 수신하여 기지국간 비교를 수행하기까지는 많은 시간 소요가 있게 된다. 이를 일 예를 들어 상세히 설명한다.

기지국의 제어 주기가 16주기인 경우와 128주기인 경우의 이동국의 초기동기시간을 비교해보면;

1. T₁₆(16주기 총 초기동기시간) 계산;

T_C16(16주기 1 Cell 초기동기시간) = 16(주기)×10mSec(TDD Time)×2(1 Cell당 Tracking Delay Time) = 320mSec

T_CR16(16주기 1 Cell RSSI_Rx 초기동기시간) = 320mSec(T_C16(16주기 1 Cell 초기동기시간)) + 250mSec(RSSI Receive Time) = 570mSec

T₁₆(16주기 총 초기동기시간) = 570mSec(T_CR16(16주기 1 Cell RSSI_Rx 초기동기시간)) × 16(Cell 개수) = 9120mSec

2. T₁₂₈(128주기 총 초기동기시간) 계산;

T_C128(128주기 1 Cell 초기동기시간) = 128(주기)×10mSec(TDD Time)×2(1 Cell당 Tracking Delay Time) = 2560 mSec

T_CR128(128주기 1 Cell RSSI_Rx 초기동기시간) = 2560mSec(T_C128(128주기 1 Cell 초기동기시간)) + 250mSec(RSSI Receive Time) = 2810 mSec

T₁₂₈(128주기 총 초기동기시간) = 2810mSec(T_CR128(128주기 1 Cell RSSI_Rx 초기동기시간)) × 16(Cell 개수) = 44960 mSec

여기서, 상기 "1 Cell당 Tracking Delay Time"은 기지국이 1주기 호핑(hopping) 때 이동국이 트래킹(Tracking)이 안되는 경우를 대비하여 기지국이 2주기 호핑하는 시간동안을 딜레이 하여 이동국이 트래킹 되었는가를 판단하는 딜레이 시간이며, 상기 "RSSI Receive Time"은 프리퍼런스 기능을 수행하기 위해 1 Cell당 RSSI를 수신하기 위한 수신시간(Receive Time)이다.

또한 상기와 같은 계산방법으로 16주기와 128주기 기지국 제어주기일 때의 이동국 초기동기시간을 8 셀과 16 셀로 비교한 것이 하기의 표 1이다.

16주기와 128주기 기지국 제어주기일 때의 이동국 초기동기시간 비교

구 분	제어 16주기	제어 128주기
16 Cell	9.12 Sec	44.96 Sec
8 Cell	6.56 Sec	22.48 Sec

상기와 같은 초기동기 시간동안 사용자는 이동국이 셋업(setup) 될 때까지 기다려야만 하고, 또한 기지국과 이동국간 불용주파수의 수용문제에 있어서 불용주파수를 감안한다면 이동국에서는 기지국으로부터 불용주파수를 전달받을 매체가 필요하게 된다.

상기와 같이 종래에는 이동국이 기지국 프리퍼런스 기능을 수행할 때 기지국마다 동기를 찾아야 하기 때문에 각 밴드의 기지국 제어동기를 맞추고 시스템 정보를 수신하여 기지국간 비교를 수행하기까지 많은 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 FHMA 시스템에서 기지국의 제어 홉 패턴 주기가 많아지더라도 이동국이 프리퍼런스 기능을 수행하여 기지국의 동기를 맞추는 시간을 단축하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가용/불용 주파수 정보를 시스템으로부터 전달받기 위해 필 건(FILL GUN)이나 메뉴얼(MANUAL)이 필요 없는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 이동국이 파일럿 채널 정보가 포함된 제어채널을 이용하여 기지국의 동기를 잡고 프리퍼런스 기능 수행시에 파일럿 채널을 이용하여 초기동기시간을 단축하는 방법에 있어서, 상기 기지국과 상기 이동국간에 미리 각 밴드의 주파수 중 복수개의 셀을 파일럿 채널 주파수 할당용으로 설정하는 제1과정과, 상기 기지국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 파일럿 채널 주파수를 아이들 상태의 임의 트래픽 채널에 할당하는 제2과정과, 상기 이동국에서 초기동기를 수행할 때 상기 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 기 설정되어 있는 상기 파일럿 채널 주파수 할당용의 셀 중 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널의 수신을 기다리는 제3과정과, 상기 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널 수신을 기다리고 있는 상기 이동국에서 상기 파일럿 채널을 수신하는 경우 해당 셀에 대한 파일럿 채널 주파수를 스킵한 후, 다른 셀에 대한 파일럿 채널 주파수 수신을 준비하는 제4과정과, 상기 이동국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 제3, 제4과정을 수행하는 제5과정과, 상기 제5과정까지 수행한 상기 이동국에서 상기 프리퍼런스를 수행하는 제6과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 기지국의 중첩 셀 내에서의 이동국의 접속구성도

도 2는 기지국 내부의 상세 블록구성도

도 3은 이동국 내부의 상세 블록구성도

도 4a, 4b는 본 발명에 따른 기지국의 파일럿 채널 정보를 나타낸 도면

도 5는 본 발명에 따른 기지국 채널 BER 정보를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 따른 파일럿 채널의 주파수 할당을 도시한 도면

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기지국/이동국에서의 파일럿 채널의 운용 일 예를 도시한 도면

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 채널을 이용한 이동국의 초기동기 과정을 나타낸 흐름도

이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 기지국 내부의 상세 블록구성도로서, 상기 기지국은 무선부 201과 제어부 203으로 구성된다.

상기 무선부 201은 안테나 ANT로부터 송신 또는 수신에 따른 전환을 위한 듀플렉서 211이 연결되며, 수신시 상기 듀플렉서 211을 통하여 수신되는 신호를 튜닝하는 튜너 213과, 상기 튜너 213의 튜닝신호를 복조하여 상기 제어부 203으로 전송하는 복조기 214와, 상기 듀플렉서 211과 연결되어 송출출력에 대해 출력을 결합하는 출력결합기 212와, 상기 출력결합기 212와 연결되어 송출될 출력신호를 증폭하는 출력증폭기 215와, 상기 제어부 203으로부터 출력되는 신호를 변조하여 상기 출력증폭기 215에 입력하는 변조기 217과, 상기 제어부 203으로부터 발생되는 제어신호에 의해 상기 튜너 213, 듀플렉서 211, 출력증폭기 215의 동작 타이밍 신호를 제공하는 타임분배 듀플렉서 216으로 구성된다.

또한, 상기 제어부 203은 상기 무선부 201의 변·복조기 214, 217에서 송수신시 변복조할 신호에 대해 방해 전파를 피해 가도록 하는 전파방해부 218과, 상기 제어부 203의 전체를 제어하는 중앙처리부 222와, 상기 중앙처리부 222의 제어에 의해 원격의 기지국과의 트렁크 인터페이싱을 하는 트렁크 인터페이싱부 223과, 상기 중앙처리부 222의 제어에 의해 무선 가입자와의 인터페이싱을 위한 디지털 가입자부 219와, 상기 전파방해부 218에서의 송수신 신호의 속도를 변환하는 속도율변환기 231과, 상기 중앙처리부 222의 제어를 받으며 상기 전파방해부 218과 연결되어 시스템 인터페이싱을 이루는 시스템 인터페이스부 220과, 상기 중앙처리부 222의 제어를 받으며 상기 속도율변환부 231을 통하는 신호에 대해 디지털 가입자부 219와 트렁크 인터페이스부 223과의 스위칭을 하는 스위칭부 221로 구성된다.

도 3은 이동국 내부의 상세 블록구성도로서,

안테나 ANT로부터 듀플렉서 301이 연결되며, 상기 듀플렉서 301로부터 수신되는 신호를 증폭하는 저잡음증폭기 311과, 상기 저잡음증폭기 311의 출력에 대해 튜닝하는 튜너 313과, 상기 튜너 313의 튜닝에 의해 선국된 신호에 대해 복조를 수행하는 복조부 315와, 상기 송수신 신호에 대해 전파방해를 제거하는 전파방해부(ECCM) 317과, 상기 전파방해부 317로부터 출력되는 송출신호를 변조하는 변조부 305와, 상기 변조부 305의 출력을 증폭하여 상기 듀플렉서 301로 송출하는 출력증폭기 303과, 상기 전파방해부 317과의 송수신 데이터에 대해 디지털 가입자를 인터페이싱하는 디지털 가입자부 307과, 이동국 전체를 제어하는 메인제어부 319와, 상기 메인제어부 319의 제어에 의해 음성통화를 위한 핸드셋과의 인터페이싱을 제어하는 서비스제어부 309로 구성된다.

상기와 같은 구성을 이루는 이동국이 기지국에 접속하여 운용하려면 하나의 기지국에 가입되어 있어야만 기지국 내에서의 이동국간 통화가 가능하며, 네트웍을 통한 네트웍의 가입자와 통화가 가능하게 된다. 이러한 이동국의 기지국 가입은 상황에 따라 다음의 2가지로 구분될 수 있다.

1. 초기가입

- 이동국이 초기에 사용자에 의해 전원이 인가되면 이동국은 기지국을 찾기 위한 파라미터를 입력받고 기지국이 존재하는가를 파악한 후, 기지국이 존재한다면 기지국에 가입절차를 수행한다.

2. 이동가입

- 임의의 기지국에 가입되어 있는 이동국이 이동하는 상황에서 기 가입된 기지국의 영역을 이동국이 벗어나고 동기를 잃어버린 상태에서 더 이상 이전 기지국의 시그널이 탐지되지 않을 때 다른 기지국을 탐색(SEARCH)하여 다른 기지국의 시그널이 탐지된다고 하면 이동국은 탐지되는 제어 패킷(packet)을 통한 재동기가 이루어지고 새로운 가입절차를 새로운 기지국과 수행한다. 여기서, 이동국이 기지국에 접속되어 있다는 사실은 이동국이 기지국에 가입된 상태를 말한다.

상기와 같은 2가지의 가입상황에서 기지국이 복수개로 감지될 때 기지국 프리퍼런스 기능이 필요하게 되는 것이다.

본 발명에 따른 기지국과 이동국 간의 파일럿 채널에 실리는 정보의 일 예가 도 4a, 4b에, 그리고 본 발명에 따른 기지국 채널 BER(Bit Error Rate) 정보를 나타낸 것이 도 5이다. 상기 파일럿 채널 정보는 셀 넘버, 기지국 송신전력, 셀프(SHELF)/넷(NET), 기지국에 가입된 이동국 가입자 수, 기지국 식별번호, 기지국 채널의 비트에러율(BER) 넘버 및 상기 비트에러율 넘버별 정보, 주파수 수정넘버, 교환국 식별넘버, 불용주파수 정보 등을 포함한다.

그리고, 본 발명에 따른 파일럿 채널의 주파수 할당방식이 도 6에 도시되어 있는데, 현재에는 전체 주파수 계획이 없는 상태이므로 본 발명에서는 각 밴드(Band)에서 맨끝 16 개를 기지국 파일럿 채널용 주파수로 구분한다. 즉, 기지국/이동국에서 제어/트래픽 주파수를 생성할 때 파일럿 채널용 주파수로 구분한 밴드의 맨끝 16개는 불용 주파수로 처리하고 주파수 생성시에 포함시키지 않는다.

본 발명에 따른 기지국/이동국에서의 파일럿 채널 운용을 살펴보면;

이동국에서는 파일럿 채널을 프리퍼런스 운용시에만 사용한다. 즉, 초기동기 서치(SEARCH)시나 동기 로스트(LOST) 발생후 일정 시간동안 동기를 찾지 못한 경우, 그리고 사용자에 의한 매뉴얼 동작시에 사용한다. 이를 상세히 설명하면, 상기 파일럿 채널의 16개 주파수는 16 셀을 기준으로 구성한다. 기지국의 셀 넘버에 따라서 기지국의 파일럿 채널은 제어밴드를 제외한 어떠한 임의 밴드에도 존재 가능하다. 기지국의 채널 상태에 따라서 아이들(IDLE) 상태의 트래픽 채널을 파일럿 채널로 할당 가능하며, 이러한 동작 후에는 파일럿 채널이 할당된 채널이 맨 마지막에 트래픽으로 할당한다. 그런 후 다른 트래픽 채널이 해제되면 이 채널을 파일럿 채널로 할당할 수 있다. 단, 해당 밴드의 주파수는 고정되어 있다. 이를 도면으로 나타낸 것이 도 7의 본 발명의 실시예에 따른 기지국/이동국에서의 파일럿 채널의 운용 일 예를 보인 도면이다.

또한, 기지국에서는 파일럿 채널 주파수로 사용 가능한 주파수가 8개 할당되어 있는 상태이고 파일럿 채널이 1 주파수로 존재한다는 위험성 때문에 슬로우 호핑(Slow Hopping)을 수행할 수 있다. 이때, 상기 호핑은 제어밴드를 제외한 나머지 7개의 밴드를 호핑하며 밴드간 호핑 수행시 임의의 시간으로 슬로우 호핑할 수 있다. 이렇게 슬로우 호핑을 수행하게 되면 프리퍼런스를 수행하는데 큰 문제가 없으며, 1 주파수의 취약성도 보완할 수 있다.

이동국에서는 이러한 점을 감안하여 프리퍼런스를 수행하는데, 셀 넘버 1에 대한 파일럿 채널을 수신하였다면 파일럿 채널 주파수 중 상기 셀 넘버 1에 대한 주파수는 스킵(skip)하고, 다른 셀 넘버의 파일럿 채널 주파수에 대한 수신준비를 한다면 초기동기 시간을 최소로 줄일 수 있다.

상기 이동국의 프리퍼런스 수행시 파일럿 채널 정보의 우선순위는,

1. 기지국 운용상태(기지국 Self/Network 접속)

2. RSSI Value(Control Channel 성능)

3. 기지국 각 Channel의 BER vaule(트래픽 채널의 성능)

4. 기지국에 가입된 가입자 수(기지국으로부터 서비스 받을 확률)

5. 기지국 송신 전력(기지국 커버리지(Coverage) 사이즈)이 된다.

본 발명에 적용되는 파일럿 채널의 운용에 있어서, 기타 고려할 사항은 다음과 같다.

첫째, 교환국간 서로 중첩되는 경우에는 상기 파일럿 채널 주파수를 공유하여 중첩된 지역에서는 패킷 수신이 불가능한 경우가 발생할 수 있는데, 이러한 경우에는 교환국 상호간에 기지국의 송신 전력 레벨을 조정하여 서로 중첩되지 않도록 하거나 중첩되는 지역을 최소화한다.

둘째, 이동국이 프리퍼런스를 수행하기 위해 파일럿 채널을 스캐닝하였으나 하나도 감지되지 않은 경우, 즉 파일럿 채널이 모두 재밍(jamming)당하고 있는 경우 이동국에서는 파일럿 채널을 통하지 않고 입력된 키코드만을 참고로 셀 넘버를 바꾸어 가며 기지국의 제어 채널을 직접 탐색한다. 이때 이동국에서는 프리퍼런스 기능을 수행하지 않고 맨 처음 수신되는 기지국에 가입을 시도하고 서비스를 받는다.

또한, 이동국에서 파일럿 채널이 하나도 수신되지 않는 경우 불용주파수를 이전에 받은 적이 있는 경우와 한 번도 받은 적이 없는 경우가 있을 수 있다.

상기 불용주파수를 이전에 받은 적이 있는 경우에는 이전에 받은 불용주파수 정보를 기초로 제어 주파수를 생성하여 제어동기를 탐색하고, 만약 불용주파수를 한 번도 받은 적이 없는 경우에는 모두 가용하다고 판단하고 제어 주파수를 생성하여 제어동기를 탐색한다.

이렇게 제어 주파수로 탐색을 일정시간 수행한 이후에는 다시 파일럿 채널을 재탐색하는 동작도 필요할 것이다.

셋째, 기지국 제어 주기가 128주기로 동작하는 상태에서,

이동국이 파일럿 채널로 동기를 시작하지 않고 제어 채널을 탐색하는 경우 또는 이동국이 잠시 동기를 잃어버려서 다시 기지국의 제어 채널을 탐색하는 경우에 이동국의 수신기에서는 다른 이동국이 억세스(ACCESS) 채널로 송신하는 패킷으로 동기를 맞추고 있는 경우가 발생할 수 있다.(False Alarm) 그 이유는 주파수를 풀(Full)로 사용할 때와 같이 업 링크 주파수와 다운 링크 주파수가 분리되어 있지 않기 때문이다. 이에 대한 대응은 기지국/이동국에서 사용하는 프리엠블 패턴(Preamble Pattern)을 하기와 같이 3가지를 사용한다.

프리엠블 1: 기지국 Tx용 / 이동국 Rx용

프리엠블 2: Hop Update용

프리엠블 3: 이동국 Tx용 / 기지국 Rx용

이렇게 기지국 Tx용 프리엠블 패턴과 이동국 Tx용 프리엠블 패턴을 서로 다르게 두어 구별한다. 이동국은 프리엠블 1만을 기다리고, 기지국은 프리엠블 3만을 기다린다. 이때 이동국 직접 호출시에는 발신측 이동국이 송신시 프리엠블 1로 전환한 후 송신한다.

넷째, 파일럿 채널에 타임 호핑 개념을 도입하면;

여기서 타임 호핑이란 파일럿 채널 1 주파수로 계속적으로 송신동작을 수행하여 ECCM 측면에서의 취약성을 보완하기 위한 방법으로 주파수는 도약하지 않고 송신/송신중단을 주기적으로 반복하면서 동작하여 간섭이나 의도적 탐지를 불가능하도록 하는 방법이다. 예를 들어 100mSec 주기로 송신 온/오프를 반복한다면 1Sec 동안 송신은 10회동안 100mSec씩 이러한 타임 호핑이 이루어진다.

상기 타임 호핑 상황에서의 파일럿 채널 스캐닝 딜레이 타임은,

100mSec 주기 타임 호핑: 최대 딜레이 120mSec

; 120mSec × 16(1 밴드당 16 주파수) × 16 셀 = 30.72 Sec

50mSec 주기 타임 호핑: 최대 딜레이 70mSec

; 70mSec × 16(1 밴드당 16 주파수) × 16 셀 = 17.8 Sec

No 타임 호핑: 최대 딜레이 20mSec

; 20mSec × 16(1 밴드당 16 주파수) × 16 셀 = 5.12 Sec이 된다. 여기서 리던던시(Redundancy)는 2 TDD 타임으로 가정한 것이다.

즉, 타임 호핑을 수행한다고 하면 타임의 주기에 따라 상기 예를 든 시간동안 파일럿 채널을 탐색하는 시간은 최대의 시간동안 기다려야 할 경우도 있다. 그러나 이러한 시간은 사용자의 입장에서 보면 초기전원 인가후 또는 동기 로스트(LOST) 발생후 신속하게 동작하지 않아 불편하다고 느낄 수 있을 것이다.

다섯째, 파일럿 채널에 대해서만 응용(Adaptive) 호핑 개념을 도입하면;

여기서 응용 호핑이란 현재 송신중인 채널에 대해서 누군가가 재밍하고 있는지를 검출하여 만약 재밍 상태라고 판단되는 경우에 호핑 패턴을 변경하거나 재밍 받고 있는 주파수를 다른 주파수로 대치하거나 호핑 패턴에서 이러한 주파수를 삭제한 상태로 호핑하는 방법이다.

파일럿 채널에서의 응용 호핑의 적용은,

기지국/이동국 시스템에서 파일럿 채널의 개념은 "1 주파수 기지국 Tx Only / 1 주파수 이동국 Rx Only"의 개념이다. 이것을 기지국 입장에서 보면 기지국 파일럿 채널은 수신될 데이터가 없고, 송신하는 이동국도 없기 때문에 수신강도의 값이 일정수준 이하의 값만이 감지된다. 이러한 점을 이용하면 기지국에서는 파일럿 채널이 송신되고 있는 채널에 대해서만 RSSI를 계속 체크하고 RSSI 값이 일정수준 이하라면 현재의 파일럿 채널을 그대로 유지하고 RSSI 값이 일정수준 이상이라면 현재 파일럿 채널이 재밍 받는다고 판단하고 다른 채널로 파일럿 채널을 변경한다.

이동국 수신 입장에서의 영향은;

이동국은 기지국이 응용 호핑 방법을 사용하지 않더라도 파일럿 채널 주파수는 모두 수신해야 하는 상황이기 때문에 응용 호핑 상황에서도 방법 및 시간의 차이는 없다.

수행에 따른 조건;

현재 기지국에 사용되고 있는 멀티 디지털 가입자부(MDSM)는 RSSI가 감지되지 않도록 되어 있으나 이를 이동국과 같이 RSSI를 감지할 수 있도록 프로그램을 다운로딩 해야 한다. 즉, 기지국에서 RSSI 값을 리드(READ)할 수 있도록 한다. 이것의 효과는 파일럿 채널의 가장 취약한 ECCM 능력에 대한 보완이 이루어진다는 것이다.

상술한 FHMA 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도 8을 참조하여 상세히 설명한다. 상기 도 8을 참조로 한 본 발명의 바람직한 일 실시예의 설명에서 필요시 상술한 도 1 내지 도 7의 도면 및 설명을 재차 언급한다. 또한 상기에서 이미 언급하여 더 이상의 부연 설명이 필요 없는 설명은 하기의 설명에서는 생략함에 유의하여야 한다.

상기 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파일럿 채널을 이용한 이동국의 초기동기 과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명에 따른 이동국의 프리퍼런스 수행을 위한 동기 탐색에 파일럿 채널을 이용하기 위해서는 미리 기지국/이동국간 파일럿 채널을 할당해 두어야 하는데, 이는 상기한 도 4, 도 5, 도 6의 설명에서 이미 언급하였기 때문에 여기서는 그 설명을 생략한다.

상기 이동국이 파일럿 채널을 이용하여 동기를 탐색하는 시점은 상기 이동국의 초기동기시나, 상기 이동국이 동기 로스트 후 일정시간 동안 동기를 참지 못하는 경우나 이동국 사용자에 의한 매뉴얼 동작시이다. 이때, 도 8과 같은 이동국의 동기 탐색이 수행된다. 이를 도 8을 통해 설명하면;

여기서는 16셀을 기준으로 구성된 16개의 파일럿 채널 주파수가 있다고 가정한 것이다.

상기 이동국은 801단계에서 동기를 탐색하기 위하여 임의의 밴드를 선택하여 셀 넘버(Cell No.) 1에서 상기 파일럿 채널 수신을 대기한다. 그런 후 803단계에서 상기 이동국은 상기 셀 넘버 1에서 상기 파일럿 채널이 수신되는가를 검사하여 상기 셀 넘버 1에 상기 파일럿 채널이 수신되면 807단계로 진행하고, 상기 파일럿 채널이 수신되지 않으면 805단계로 진행하여 일정시간이 경과하지 않았으면 상기 셀 넘버 1에서 파일럿 채널 수신을 대기한다. 만약 일정시간 경과 후에도 상기 파일럿 채널이 수신되지 않으면 상기 이동국은 809단계로 진행한다.

상기 807단계에서 이동국은 수신한 상기 셀 넘버 1에 대한 파일럿 채널 주파수를 스킵(SKIP)한 후 다음 셀 넘버의 파일럿 채널 주파수에 대한 수신을 준비한다.

상기 이동국은 809단계에서 전체 밴드 각각마다 파일럿 채널 수신동작 완료여부를 검사하여 전체 밴드에 대한 파일럿 채널 수신동작이 완료되지 않았으면 다시 801단계로 돌아가 다음 밴드의 파일럿 채널 수신동작을 상기 803단계 내지 807단계를 수행한다.

상기 809단계에서 상기 이동국은 전체 밴드에 대한 파일럿 수신동작이 완료되었음을 확인하면 811단계로 진행하여 상기 전체 밴드에 대한 파일럿 채널 수신동작에 따라 수신된 파일럿 채널이 하나 이상 존재하는가를 검사한다. 이는 스킵한 상기 파일럿 채널 주파수가 하나 이상 존재하는가를 검사하는 것이다. 상기 811단계에서 상기 파일럿 채널이 하나 이상 존재할 경우에는 상기 이동국은 813단계로 진행하여 스킵한 각 밴드의 셀 넘버에 대한 파일럿 채널 주파수를 이용하여 프리퍼런스를 수행한다.

그러나, 상기 811단계에서 전체 밴드에 대한 파일럿 채널 수신동작 완료후에도 수신된 상기 파일럿 채널이 하나도 수신되지 않은 경우 상기 이동국은 설정된 프로그램에 따라 다음의 두 가지 방법으로 제어채널(제어동기)을 탐색할 수 있는데, 첫 번째 방법이 'a'과정을 수행하는 것이고, 두 번째 방법이 'b'과정을 수행하는 것이다. 상기 'a'과정은 이동국이 831단계로 진행하여 불용주파수를 이전에 받은 적이 있는가를 검사하여 상기 불용주파수를 이전에 받은 적이 있는 경우 833단계로 진행하여 상기 불용주파수 정보를 기초로 제어주파수를 생성하여 제어동기를 탐색하며, 상기 불용주파수를 이전에 받은 적이 없는 경우 835단계로 진행하여 상기 이동국은 모든 주파수가 가용하다고 판단하고 제어주파수를 생성하여 제어동기를 탐색한다. 상기 833단계 및 835단계 수행후 상기 이동국은 상기 제어주파수로 일정시간 이상 제어동기 탐색을 수행하였는가를 837단계에서 검사하여 일정시간 이상 제어동기 탐색을 하였으면 다시 801단계로 돌아가 이후의 과정을 순차적으로 수행하므로써 파일럿 채널을 이용 동기를 재탐색한다.

상기 'b'과정은 상기 811단계에서 전체 밴드에서 파일럿 채널이 하나도 수신되지 않은 경우 상기 이동국은 821단계로 진행하여 파일럿 채널을 이용하지 않고 입력된 키코드만을 참고로 셀 넘버를 바꾸어가며 제어채널을 직접 탐색하고, 823단계에서 이동국은 프리퍼런스를 수행하지 않고 맨처음 수신되는 기지국에 가입을 시도한다. 이는 파일럿 채널이 전체 밴드에서 하나도 존재하지 않는다는 것은 재밍당하고 있다고 것을 의미하기 때문이다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 기지국 제어 홉 패턴 주기가 많아지더라도 이동국이 프리퍼런스 기능을 수행하며 기지국의 동기를 맞추는데 소요되는 시간을 단축시키는 효과가 있다.

본 발명의 다른 이점으로는 가용/불용 주파수 정보를 시스템으로부터 전달받기 위해 필 건(FILL GUN)이나 메뉴얼(MANUAL) 혹은 기타 다른 매개체가 필요 없다.

Claims (12)

1. 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 이동국이 파일럿 채널 정보가 포함된 제어채널을 이용하여 기지국의 동기를 잡고 프리퍼런스 기능 수행시에 파일럿 채널을 이용하여 초기동기시간을 단축하는 방법에 있어서,

   상기 기지국과 상기 이동국간에 미리 각 밴드의 주파수 중 복수개의 셀을 파일럿 채널 주파수 할당용으로 설정하는 제1과정과,

   상기 기지국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 파일럿 채널 주파수를 아이들 상태의 임의 트래픽 채널에 할당하는 제2과정과,

   상기 이동국에서 초기동기를 수행할 때 상기 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 기 설정되어 있는 상기 파일럿 채널 주파수 할당용의 셀 중 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널의 수신을 기다리는 제3과정과,

   상기 임의 밴드의 특정 셀에서 파일럿 채널 수신을 기다리고 있는 상기 이동국에서 상기 파일럿 채널을 수신하는 경우 해당 셀에 대한 파일럿 채널 주파수를 스킵한 후, 다른 셀에 대한 파일럿 채널 주파수 수신을 준비하는 제4과정과,

   상기 이동국에서 제어밴드를 제외한 각 밴드마다 상기 제3, 제4과정을 수행하는 제5과정과,

   상기 제5과정까지 수행한 상기 이동국에서 상기 프리퍼런스를 수행하는 제6과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 파일럿 채널로 할당된 주파수는 불용주파수로 처리함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 파일럿 채널 정보는;

   셀 넘버, 기지국 송신전력, 셀프/넷, 기지국에 가입된 이동국 가입자 수, 기지국 식별번호, 기지국 채널의 비트에러율 넘버 및 상기 비트에러율 넘버별 정보, 주파수 수정넘버, 군단 식별넘버, 불용주파수 정보를 포함함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 이동국에서 기지국 동기를 잃어버린 후 일정시간 동안 동기를 찾지 못하는 경우 상기 제3과정 내지 제6과정을 더 수행함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기 이동국에서 사용자에 의한 매뉴얼 동작시 상기 제3과정 내지 제6과정을 더 수행함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 기지국은 밴드간 호핑 수행시 상기 제어밴드를 제외한 각 밴드를 임의의 시간으로 슬로우 호핑함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 이동국은,

   상기 파일럿 채널이 하나도 수신되지 않는 경우 상기 프리퍼런스를 수행하지 않고 입력된 키코드만을 참고로 밴드를 바꾸어 가며 상기 기지국의 제어채널을 직접 탐색하여 최초 수신되는 기지국에 가입을 시도하는 과정을 더 수행함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기 이동국은,

   상기 파일럿 채널이 하나도 수신되지 않는 경우 이전에 받은 불용주파수가 있으면 이전에 받은 상기 불용주파수 정보를 기초로 제어주파수를 생성하여 제어동기를 탐색하고, 상기 이전에 받은 불용주파수가 없는 경우에는 모두 가용하다고 판단하고 제어주파수를 생성하여 제어동기를 탐색하는 과정을 더 수행함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
9. 제 6항에 있어서, 상기 이동국의 프리퍼런스 수행시 파일럿 채널 정보의 우선순위는;

   첫째, 상기 기지국 셀프/네트웍 접속에 따른 기지국 운용상태와,

   둘째, 제어채널 성능인 수신강도값과,

   셋째, 상기 기지국 각 채널의 밴드에러율 값에 따른 트래픽 채널의 성능과,

   넷째, 상기 기지국 커버리지 사이즈임을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 기지국/ 이동국에서 파일럿 채널은 "1 주파수 기지국 Tx ONLY / 1 주파수 이동국 Rx ONLY"임을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
11. 제 항에 있어서, 상기 기지국은;

    상기 파일럿 채널이 송신되고 있는 채널에 대해서만 수신강도를 계속 체크하여 상기 수신강도 값이 일정수준 이하이면 현재의 파일럿 채널을 그대로 유지하고, 상기 수신강도 값이 일정수준 이상이라면 다른 채널로 파일럿 채널을 변경함을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.
12. 제 1항에 있어서,

    상기 제2과정에서 각 밴드의 다른 트래픽 채널이 해제될 시 이 채널을 파일럿 채널로 할당할 수 있음을 특징으로 하는 주파수도약/코드분할 다중접속 시스템에서 파일럿 채널을 이용한 초기동기시간 단축방법.