KR100474286B1 - Bcch 채널 구조 및 셀 선택 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 BCCH 채널 구조 및 셀 선택 방법에 관한 것으로 특히, GSM/GPRS 망에서 사용되고 있는 순방향 BCCH 채널의 구성을 주파수 정정 채널(FCCH) 패턴과 동기 채널(SCH) 패턴을 하나의 타임 슬롯(timeslot) 내에 구비하도록 변경하고 셀 선택시 주파수 정정 채널 패턴과 동기 채널 패턴을 동시에 복조함으로써 단말기의 작업 시간을 단축하여 셀 선택 및 재선택 시간을 줄이도록 함에 목적이 있다. 이러한 목적의 본 발명은 순방향 BCCH 채널을 이루는 각각의 프레임 중 FCCH과 SCH를 포함하는 각각의 프레임(210)은 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴의 일부(230)와 동기 채널(SCH) 비트패턴의 실제 정보(240)가 함께 삽입되는 적어도 하나 이상의 타임슬롯(220)을 포함하여 구성하고, 각 셀로부터 BCCH 채널을 수신할 때 그 셀의 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)을 한번에 추출하여 복조하는 단계와, 상기 주파수 정정 채널 비트패턴을 참조하여 수신 전력을 측정하고 그 수신전력이 일정크기 이상으로 확인되면 상기 동기채널 비트패턴을 기반으로 타이밍 동기화를 수행하여 해당 셀로의 연결을 시동하는 단계를 수행하도록 구성함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 이동통신망에 관한 것으로 특히, GSM/GPRS 망에 있어서 BCCH 채널 구조 및 셀 선택 방법에 관한 것이다.
GSM/GPRS 망에서 사용되고 있는 순방향 BCCH(Broadcast Control Channel ; 이하 BCCH 라 약칭함) 채널의 구성은 도1의 예시도와 같다. 도1에 도시된 바와 같이, 1 frame은 8 timeslots(= 4.615 ms = 1250 bits)으로 이루어지고 1 timeslot은 156.25 bits(= 1250/8)로 이루어진다. 각각의 타임슬롯은 normal burst(NB), access burst(AB), frequency correction burst(FB), synchronization burst(SB), dummy burst 중 하나의 burst로 구성될 수 있지만, FB(FCCH 비트패턴)와 SB(SCH 비트패턴)만을 언급하기로 한다. 먼저, FB의 구성은 왼쪽부터 차례대로 Bit Number(BN)가 '0'부터 '156'이라고 할 때 BN 0~2는 tail bits, BN 3~144는 Fixed bits, BN 145~147은 tail bits, BN 148~156은 guard period bits로서, 상기 tail bits, Fixed bits는 모두 '0'으로 이루어진다. 즉, 1타임슬롯에 해당하는 FB의 모든 비트는 '0'으로 구성되어 modulating bit의 역할을 수행하게 된다. 이는 각 셀마다 다른 BCCH 주파수에 해당하는 신호의 세기를 단말이 측정할 때 2진(binary) GMSK 복조기(demodulator)를 통해 파워를 구하여 모든 셀을 신호세기(signal strength) 순서로 정렬(ordering)할 수 있도록 하기 위한 것이다. 그리고, SB의 구성은 BN 0~2는 tail bits, BN 3~41은 encrypted bits, BN 42~105는 synchronization sequence bits, BN 106~144는 encrypted bits, BN 145~147은 tail bits, BN 148~156은 guard period bits로서, tail bits는 모두 '0'으로 이루어져 있고, synchronization sequence bits는 이미 정해진 패넌으로 이루어져 있으며, encrypted bits만이 실제 정보를 포함하게 된다. 즉, SB에 포함되는 79개의 encrypted bits가 채널 코딩(channel coding)된 이후의 비트열로 표현되는 실제 정보이다.
또한, 도1을 살펴보면, 서로 인접하는 프레임의 timeslot 0 번에만 주파수 정정 채널(Frequency correction channel : FCCH)과 동기 채널(synchronization channel : SCH)의 비트패턴을 각기 구비하고, 각 채널의 사용되지 않는 timeslot에는 dummy burst라는 미리 정해진(pre-determined) 비트 패턴이 구비되어 구성된다.
종래의 기술에 대한 동작을 설명하면 다음과 같다.
단말이 셀을 선택하기 위해서는 여러 셀의 BCCH을 순차적으로 수신하여 그 수신 전력을 측정(power measurement)하고 다음으로 수신 전력이 일정 크기 이상으로 적합하다고 판정된 각각의 셀에 대하여 수신 전력이 큰 순서대로 주파수 정정 채널(FCCH) 패턴을 복조한 후 다시 동기 채널(SCH) 패턴으로부터 타이밍 정보를 복조하게 된다. 이때, GSM망을 가정할 때 각각의 기지국은 BCCH을 GSM 사양 05.04에 제안된 GMSK(BT=0.3) 방식으로 변조하여 전송할 수 있다.
이후, 수신 전력이 큰 셀 중 적합한 셀을 선택(cell selection)하게 된다.
즉, 종래 기술에서는 여러 셀에 대해 수신 전력을 측정한 후 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기 채널(SCH)의 복조 과정을 분리하여 수행하게 된다. 다시 말해서, 종래에는 모든 RF 채널에 대한 측정을 수행하여 파워가 센 순서로 정렬한 후 파워가 가장 센 셀부터 타이밍 동기화(timing synchronization)를 수행함에 있어서, 파워 측정을 위한 FCCH 내용을 획득한 후 타이밍 동기화를 위한 SCH 내용을 획득하기 위하여 각각의 RF 채널에 대해 2번의 채널 스캐닝 과정을 수행하게 된다.
이러한 동작은 셀 재선택(cell reselection) 과정에서도 동일하게 수행한다.
그러나, 종래에는 여러 셀에 대해 수신 전력을 측정(power measurement)한 다음 주파수 정정 채널(FCCH) 패턴과 동기 채널(SCH) 패턴을 2번의 채널 스캐닝을 통해 복조함으로써 수신 전력 측정 과정과 채널 복조 과정에서 동일한 셀을 중복 점검하게 되어 셀 선택을 위한 시간이 지연되는 단점이 있다.
또한, 셀의 BCCH 전력은 항상 일정한 파워를 유지하지만, 셀의 BCCH에 대한 수신 전력을 측정하는 순간이 해당 셀의 주파수 정정 채널(FCCH) 또는 동기 채널(SCH)의 비트 패턴이 삽입되어 있는 timeslot 0이 아닐 확률이 높으므로 해당 셀의 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴을 복조하는 과정에서 시간이 지연되어 셀 선택이 지연되는 단점이 있다.
따라서, 본 발명은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 GSM/GPRS 망에서 사용되고 있는 순방향 BCCH 채널의 구성을 주파수 정정 채널(FCCH) 패턴과 동기 채널(SCH) 패턴을 하나의 타임 슬롯(timeslot) 내에 구비하도록 변경하고 셀 선택시 주파수 정정 채널 패턴과 동기 채널 패턴을 동시에 복조함으로써 단말기의 작업 시간을 단축하여 셀 선택 및 재선택 시간을 줄이도록 창안한 BCCH 채널 구조 및 셀 선택 방법을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 순방향 BCCH 채널을 이루는 다수의 프레임 중 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴 또는 동기채널(SCH) 비트패턴이 포함되는 각각의 프레임을 주파수정정 채널(FCCH) 비트패턴의 일부와 동기 채널(SCH) 비트패턴의 실제 정보가 함께 삽입되는 적어도 하나 이상의 타임슬롯을 포함하도록 구성함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 임의의 셀로부터 BCCH 채널이 수신되면 임의의 프레임에 포함되는 임의의 타임슬롯으로부터 주파수 정정 채널(FCCH) 패턴과 동기 채널(SCH) 패턴을 한번에 추출하는 단계와, 상기 주파수 정정채널(FCCH) 패턴을 참조하여 수신 전력을 측정하는 단계와, 상기에서 수신 전력이 일정크기 이상인지 판별하는 단계와, 상기 수신전력이 일정크기 이상으로 확인되면 해당 셀에 대해 상기 동기 채널(SCH) 패턴 정보를 기반으로 타이밍 동기화(timing synchronization)를 수행하여 해당 셀로의 접속을 시도하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도2는 본 발명의 실시예를 위한 순방향 BCCH 채널의 구조를 보인 예시도로서 이에 도시한 바와 같이, 순방향 BCCH 채널을 이루는 다수의 프레임 중 주파수정정 채널(FCCH)의 비트 패턴 또는 동기 채널(SCH)의 비트패턴이 삽입되는 각각의 프레임(210)에 구비되는 8개의 타임슬롯(220) 각각마다 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴(230)과 동기 채널(SCH) 비트패턴(240)을 함께 구비하여 구성한다.
도2에서 주파수정정 채널의 비트패턴과 동기 채널의 비트패턴이 포함되는 하나의 프레임은 8개의 타임 슬롯(220) 각각마다 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)이 함께 구비되는 경우를 도시한 것으로, 상기 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)은 '0'비트로 이루어지고 상기 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)은 실제 정보 비트만으로 이루어진다. 즉, 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트패턴이 모두 '0'이고 동기 채널(SCH)의 비트패턴 중 synchronization sequence bits도 이미 정해져 있는 비트패턴임을 착안하여, 본 발명은 하나의 타임슬롯 내에 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기채널(SCH)의 비트패턴을 함께 포함시키는 것으로, BN 0~2는 tail bits, BN 3~41은 encrypted bits, BN 42~105는 Fixed bits, BN 106~144는 encrypted bits, BN 145~147은 tail bits, BN 148~156은 guard period bits로 하나의 타임슬롯을 구성하는 것입니다. 다시 말해서, 본 발명은 BN 3~41, BN 106~144(= 78bits)에 동기채널(SCH)의 실제 정보를 삽입하고 BN 42~105(= 64bits)에 주파수 정정 채널(FCCH)의 일부 비트를 삽입하여 하나의 타임슬롯을 구성하는 것입니다.
이러한 구조의 순방향 BCCH 채널을 이용한 본 발명의 셀 선택 방법에 대한 동작 및 작용 효과를 도3의 동작 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
단말이 셀을 선택하는 과정은 여러 셀의 BCCH 채널을 순차적으로 수신함에 있어서 임의의 셀로부터 BCCH 채널이 수신되면 도2의 프레임(210)으로부터 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(230)(240)을 한번에 추출하여 저장하고 상기 추출된 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)을 복조하여 수신전력 측정(power measurement)을 수행하고 수신 전력이 일정 크기 이상으로 확인되면 상기 추출된 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)을 기반으로 타이밍 정보를 복조하여 해당 셀로의 접속 시도를 위한 타이밍 동기화(timing synchronization)를 수행하게 된다.
즉, 도2의 예시도와 같이 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)이 함께 삽입된 타임 슬롯(220)을 해당 프레임에 구비하고 있으므로 단말이 임의의 셀에 대하여 BCCH 채널을 수신할 때 주파수 정정 채널과 동기 채널의 비트 패턴을 한번에 저장하여 수신전력 측정과 타이밍 동기화 과정을 거의 동시에 수행하는 것이 가능하다는 것이다.
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다시 말해서, 종래에는 단말에서 셀의 BCCH 전력을 측정하는 순간이 해당 셀의 timeslot 0일 확률이 매우 낮지만, 본 발명은 각각의 타임슬롯(220)마다 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(230)(240)이 함께 구비되어 있으므로 단말이 BCCH 채널의 수신 전력을 측정할 때 어떠한 타임슬롯(timeslot)을 선택하여도 주파수 정정 채널(FCCH)의 비트 패턴(230)과 동기 채널(SCH)의 비트 패턴(240)을 동시에 복조할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 동일한 셀을 중복 점검함이 없이 수신 전력 측정과 주파수 정정 채널(FCCH), 동기 채널(SCH) 복조를 동시에 수행하고 최종적으로 수신전력이 가장 큰 셀에 캠핑-온(camping-on)할 때 이전에 동기 채널(SCH)의 비트 패턴으로부터 복조하였던 타이밍 정보를 이용하여 시스템 정보(SI : system information)의 복원하게 된다.
상기에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 수신 전력 측정과 주파수 정정 채널(FCCH)과 동기 채널(SCH)의 비트패턴 복조를 동시에 수행할 수 있어 동일한 셀을 중복 점검할 필요가 없으므로 작업 시간을 단축할 수 있고 뿐만 아니라 최종적으로 수신전력이 가장 큰 셀에 캠핑-온(camping-on)할 때 이전에 동기 채널(SCH)로부터 복조하였던 타이밍 정보를 이용하여 시스템 정보(SI : system information)의 복원 시간을 단축시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 동일한 셀의 중복 점검을 방지함으로써 단말이 셀에 동기를 맞추기 까지의 시간을 단축하게 되어 셀 선택/재선택 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도1은 종래의 BCCH 채널 구조를 보인 예시도.
도2는 본 발명의 실시예를 위한 BCCH 채널 구조를 보인 예시도.
도3은 본 발명의 실시예에서 셀 선택 과정을 보인 동작 순서도.
Claims (4)
- FCCH 비트패턴 또는 SCH 비트패턴이 삽입되는 각각의 프레임을 포함하는 GSM/GPRS 망을 위한 순방향 BCCH 채널에 있어서,상기 각 프레임은 다수의 타임슬롯 중 적어도 하나 이상의 타임슬롯에 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴의 일부와 동기 채널(SCH) 비트패턴의 실제 정보가 함께 삽입되어 구성됨을 특징으로 하는 BCCH 채널 구조.
- 제1항에 있어서, 주파수 정정 채널(FCCH) 비트 패턴과 동기 채널(SCH) 비트 패턴이 함께 삽입되는 각각의 타임슬롯은BN(Bit Number) 0~2에 tail bits, BN 3~41에 SCH의 encrypted bits, BN 42~105에 FCCH의 fixed bits의 일부로 이루어진 Fixed bits, BN 106~144에 SCH의 encrypted bits, BN 145~147에 tail bits, BN 148~156에 guard period bits로 구성함을 특징으로 하는 BCCH 채널 구조.
- 다수의 타임슬롯 중 적어도 하나 이상의 타임슬롯에 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴의 일부와 동기 채널(SCH) 비트패턴의 실제 정보가 함께 삽입되는 BCCH의 프레임을 이용하는 GSM/GPRS 망에서의 셀 선택 방법에 있어서,임의의 셀로부터 BCCH 채널이 수신되면 주파수 정정 채널(FCCH) 비트패턴과 동기 채널(SCH) 비트패턴을 한번에 추출하는 제1 단계와,상기 추출된 주파수 정정채널(FCCH) 비트 패턴을 참조하여 수신 전력을 측정하는 제2 단계와,상기 추출된 동기 채널(SCH) 비트패턴을 기반으로 타이밍 동기화(timing synchronization)를 수행하여 해당 셀로의 접속을 시도하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 셀 선택 방법.
- 제3항에 있어서, 제3 단계는 주파수 정정 채널의 비트패턴을 기반으로 측정한 수신전력이 일정크기 이상인지 확인하는 과정과, 상기에서 측정된 수신전력이 일정 크기 이상으로 확인되면 타이밍 동기화를 수행하는 과정을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 셀 선택 방법.
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