KR100289843B1 - 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서 두 개의 상이한 코드시퀀스를 동위상/직교위상(In-phase/Quadrature : I/Q)으로 다중화 한 파일롯코드를 이용하여 단말기가 기지국에 접속되도록 한 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법에 관한 것이다.

본 발명은 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서 두 개의 상이한 코드시퀀스를 동위상/직교위상으로 다중화하여 하나의 파일롯코드로 사용하되, 기지국이 속한 그룹을 식별하는 코드, 즉 그룹코드는 상기 동위상파일롯채널에 할당하고, 기지국 자체를 식별하는 코드, 즉 셀코드는 직교파일롯채널에 할당하여 동일 또는 다른 주파수를 사용하는 셀에서 단말기가 동위상 파일롯코드를 탐색하여 상기 단말기가 속한 그룹 및 파일롯코드의 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드와 동기상태와 함께 직교위상파일롯채널을 이용하여 셀코드를 탐색하여 그단말기가 속한 셀의 셀코드에 대한 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드 및 셀코드의 동기를 이용하여 프레임의 코드 옵셋을 탐색하여 프레임동기를 획득하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법

본 발명은 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법에 관한 것으로, 특히 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템에서 두 개의 상이한 코드시퀀스를 동위상/직교위상(In-phase/Quadrature : I/Q)으로 다중화한 파일롯채널을 이용하여 단말기가 기지국에 접속될 수 있도록 한 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법에 관한 것이다.

일반적으로 비동기식 코드분할다중접속시스템에서는 기지국에서 송신되는 파일롯채널의 정확한 위상옵셋을 전혀 알수 없기 때문에 파일롯코드의 전주기를 대상으로 위상옵셋을 탐색해야 하며, 따라서 동기를 얻는데 걸리는 시간이 매우 길어진다.

그에더하여 비동기식은 기지국간의 위상옵셋이 일정하지 않음에 따라 인접기지국간의 상대 위상차를 알수 없고, 따라서 핸드오프(hand off)를 하는 경우 단말기는 새로운 기지국에서 사용하고 있는 파일롯코드의 위상옵셋을 다시 탐색해야 하는 번거로움이 있다. 결국 이에 따르는 시스템의 오버헤드(over head)는 매우 커지게 된다.

그래서, 최근 상기 단주기의 파일롯 코드를 사용하는 종래 코드분할다중접속시스템이 사용되는데, 이 코드분할다중접속시스템은 기지국이 파일롯코드로서 서로 다른 코드를 사용한다. 즉, 파일롯 코드의 효율적인 사용을 위해 전체 파일롯코드의 집합은 몇 개의 작은 부집합으로 나누고, 여기에 부집합을 대표하는 코드가 추가된다. 부집합의 대표코드 및 부집합의 구성 코드는 서로 다른 코드들이다.

상기 코드분할다중접속시스템을 위해서 부집합은 클러스터(cluster)로, 부집합 대표코드는 클러스터 코드로, 부집합의 구성코드는 클러스터를 이루고 있는 기지국의 셀코드로 각각 사용된다. 그리고 셀 기지국은 클러스터 코드를 전송하는 클러스터 파일롯 채널과 셀 코드를 전송하는 셀 파일롯채널을 각각 독립적으로 제공한다.

한편, 상기와 같은 종래 코드분할다중접속시스템은 단말기가 기지국에 관련된 어떠한 정보도 가지고 있지 않으므로 기지국에의 무선접속을 위해 클러스터 파일롯 채널에 대한 동기를 획득한후 클러스터 동기채널로부터 해당 클러스터에 속하는 셀코드들의 정보를 수신한다. 상기 단말기는 수신된 셀 코드를 이용하여 셀 파일롯 채널에 대한 동기를 취한다. 따라서, 상기 기지국에 대한 정보를 기지고 있지않은 단말기는 통신 하고자 하는 최종 기지국으로의 무선접속을 할 수 있다.

이와같은 방법은 모든 파일롯코드를 사용하지 않고도 상당히 빨리 기지국을 획득할 수 있다. 예를들어 512개의 기지국코드가 32개씩 16개의 클러스터로 나누어 사용된다고 가정하면 단말기는 512개의 코드를 전부 이용하지 않고 48개의 코드만을 사용한다. 이와같은 접속방법은 동기식 코드분할다중접속시스템 뿐만 아니라 비동기 코드분할다중접속시스템에서도 사용할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 코드분할다중접속시스템은 두 개의 파일롯채널을 사용하는 상기 셀접속 방법을 사용하므로 파일롯채널을 위한 파일롯코드를 선택하는데 있어 보다 신중해야 하고 단말기가 초기동기를 획득하는 과정에서 두 개의 파일롯채널간 간섭이 상대적으로 커지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서 파일롯채널에 의한 간섭을 대폭으로 줄이면서 단말기가 빠르게 기지국에 접속할 수 있는 기지국획득방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서 두 개의 상이한 코드시퀀스를 동위상/직교위상으로 다중화하여 하나의 파일롯코드로 사용하되, 기지국이 속한 그룹을 식별하는 코드, 즉 그룹코드는 상기 동위상파일롯채널에 할당하고, 기지국 자체를 식별하는 코드, 즉 셀코드는 직교파일롯채널에 할당하여 동일 또는 다른 주파수를 사용하는 셀에서 단말기가 동위상 파일롯코드를 탐색하여 상기 단말기가 속한 그룹 및 파일롯코드의 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드와 동기상태와 함께 직교위상 파일롯채널을 이용하여 셀코드를 탐색하여 그단말기가 속한 셀의 셀코드에 대한 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드 및 셀코드의 동기를 이용하여 프레임의 코드 옵셋을 탐색하여 프레임동기를 획득하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명에 적용되는 코드분할다중접속시스템의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 셀 구조도.

제3도는 본 발명 수신단에서 동기획득에 사용되는 순차확률비검사방식의 구성도.

제4도는 본 발명 동일주파수를 사용하는 셀구조에서 빠른 셀 탐색 플로우챠트.

제5도는 본 발명 상이한 주파수를 사용하는 매크로 셀과 마이크로 셀로 구성되는 계층셀 구조도.

제6도는 본 발명 계층셀 구조에서 단말기의 매크로 셀 획득 및 매크로 셀에서 마이크로 셀로의 핸드오프를 나타낸 플로우챠트.

제7도는 본 발명 계층셀 구조에서 단말기의 마이크로 셀 획득 및 마이크로 셀에서 매크로 셀로의 핸드오프를 나타낸 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 동위상채널 Q : 직교위상채널

10 : 단말기 11 : 기지국

12 : 기지국제어기

제1도는 본 발명에 적용되는 코드분할다중접속시스템의 구성도이다.

본 발명의 코드분할다중접속시스템은 제1도에 도시된 바와같이 이동하는 사용자의 무선통신신호를 처리하는 단말기(10)와, 이 단말기(10)로부터 송출되는 호신호를 수신처리하는 기지국(11)과, 이 기지국(11)과 연결되어 상기 통신신호를 제어하는 기지국제어기(12)를 포함한다.

여기서, 상기 단말기(10)는 각종 호를 발신하고 착신하며 사용자에 의해 자유롭게 이동가능한 통신종단장치이다. 또한, 상기 기지국(11)은 무선망인 셀의 중심장치로서 상기 단말기(10)를 위하여 무선채널을 제공하고 상기 기지국제어기(12)와 유선으로 연결하며 파일롯채널외에 트래픽채널등 다양한 통신채널을 제공한다.

또한, 상기 파일롯채널은 상기 단말기(10)가 기지국(11)과 무선채널을 구성할 수 있는 코드인 파일롯코드를 제공하고, 또 기지국(11)이 가지고 있는 다른 채널을 단말기(10)가 이용할 수 있는 타이밍 기준을 제공한다. 그리고, 상기 파일롯코드는 기지국(11)마다 고유하게 주어져 이 파일롯코드로 기지국(11)을 식별할 수 있게 된다.

그리고, 상기 기지국제어기(12)는 상기 기지국(11)들을 전체적으로 제어관리하는 장치이다.

제2도는 본 발명에 따른 셀 구조도로서, 셀영역이 동위상 파일롯코드에 의해 몇 개의 그룹으로 구분되고 그룹내에서 직교위상 파일롯 코드에 의해 각 셀이 구분됨을 나타낸 것이다.

(이하 그룹을 구분하는데 할당된 코드를 그룹코드라 하고, 그룹내에 셀을 구분하는데 할당한 코드를 셀코드라 한다)

이 경우 단말기가 속해 있는 기지국을 찾기 위해 전체 기지국을 모두 탐색할 필요가 없으므로 셀 탐색시간이 줄어들어 빠른 동기획득이 가능하다.

제3도는 본 발명 수신단에서 동기획득에 사용되는 순차확률비검사방식의 구성도이다.

본 발명 시스템은 동일주파수를 사용하는 셀 구조에서 빠른 동기획득을 위하여 수신단에 순차확률비검사방식(Sequential Probability Ratio Test; 이하 SPRT라 함)을 사용하게 되는데, 이 SPRT방식은 다수의 정합기(correlator)를 사용하여 동시에 정합기 만큼의 칩을 탐색할 수 있으며, 이 결과 탐색시간을 줄일 수 있다.

이 SPRT 방식은 수신단에서 한 번에 11칩씩 동시에 정합을 취하게되는데, 이때 자승검출기를 통과한 출력값을 가지고 임계값(threshold)과 비교하여 동기의 획득여부를 결정할 수 있다.

여기서, 상기 임계값은 동기가 일치한다고 가정했을 때와, 동기가 일치하지 않았다고 가정했을 때 2 가지 값이 있다.

상기 수신단의 출력값은 3 가지의 경우가 있다.

1) 첫째 경우는 동기가 일치한다고 가정했을 경우 임계값보다 출력값이 높은 경우 동기를 획득한 것으로 판단한다.

2) 두 번째 경우에는 출력값이 임계값 중간에 위치하였을 경우 위상(phase) 이동없이 다시 수신된 신호와 정합을 취하여 이 값을 이전 출력값과 합하고 임계값과 비교하여 동기획득 여부를 판단한다.

3) 세 번째 경우에는 출력값이 동기가 일치하지 않았다고 가정했을 경우 임계값보다 작을 때 동기가 존재하지 않는다고 판단하여 위상을 정합을 취한 칩만큼을 이동시킨후 다시 상기 SPRT방식을 수행한다.

이 경우에 무선채널의 여러 전파경로를 통해 수신된 전력을 이용하게 되므로 좀더 정확한 동기획득이 가능해진다.

예를 들면, 기지국을 그룹과 셀로 분할하는 방법에 대하여 기지국의 수가 512개 라고 할 경우, 단말기가 속한 기지국을 찾기 위해서는 512개의 동위상/직교위상 다중화된 파일롯코드를 모두 탐색해야 한다.

고속으로 기지국을 획득하기 위한 방법으로 기지국을 그룹과 그룹내 셀들로 분할할 수 있다. 즉 기지국을 16개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 32개의 셀코드를 할당하는 방법과, 기지국을 8개의 그룹으로 나누고 각 그룹에 64개의 셀코드를 할당하는 방법이 있다.

따라서, 상기 단말기는 그룹코드를 탐색하는 경우에 먼저, 단말기가 속한 그룹코드와 파일롯코드의 동기를 획득한다.

그리고, 셀코드를 탐색하는 경우에는 단말기가 그룹내 어느 기지국에 속해있는지를 결정하기 위하여 파일롯코드의 주기 전체를 탐색할 필요없이 상기 전과정에서 그룹코드 탐색시 획득된 동기를 이용하여 빠르게 동기를 획득할 수 있다.

예컨데, 상기 파일롯코드로서 주기가 1024인 단주기 코드를 사용했다고 하면 16 그룹코드, 32 셀코드인 경우에, 그룹코드 탐색시에는 먼저, 16개의 그룹코드의 구별 및 수신된 신호의 동기가 한 주기인 1024 칩중 어디에 위치하는지를 탐색해야 한다.

그런다음, 셀코드 탐색시에는 그룹코드 탐색시에 찾아진 동기를 이용하므로 그룹내 32개의 셀중 단말기가 어느 셀에 속하는지를 단지 32번의 정합을 통해서 빠르게 결정할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 방법에 의하면 그룹이 16, 그룹내 셀이 32인 경우 셀코드탐색보다 그룹코드탐색에 더 많은 시간이 소요된다.

이때, 이것은 그룹이 8, 그룹내 셀이 64인 경우와 비교하면 8 그룹의 경우가 그룹코드를 획득하는 면에서는 시간이 더 적게 드나, 셀 탐색면에서는 보다 빠르다는 것을 알 수 있다.

제4도는 본 발명 동일주파수를 사용하는 셀구조에서 빠른 셀 탐색 플로우챠트이다.

두 개의 상이한 시퀀스를 동위상/직교위상으로 다중화하여 하나의 파일롯채널로 사용하되, 상기 동위상파일롯채널(I)로 셀을 그룹으로 분할하고, 직교파일롯채널(Q)로 그룹내의 셀을 분할하여 각 셀에 코드를 할당한 동일주파수를 사용한다.

먼저, 단말기가 그룹코드 탐색단계(41)로 진행하여 동위상 파일롯채널(I)을 탐색하고 이 탐색된 동위상 파일롯채널(I)에 대하여 상기 단말기가 속한 그룹 코드에 대한 동기를 획득하기 위해 탐색한다. 그리고, 상기 그룹동기 탐색단계(41)후에 셀코드 탐색단계(42)로 진행하여 상기 그룹동기 탐색단계(41)에 의해 탐색된 그룹코드와 파일롯코드를 이용하고 동위상/직교위상채널(I/Q)을 이용하여 셀을 탐색하여 그룹내 단말기가 속한 셀과 파일롯코드의 동기를 획득하기 위해 탐색한다.

그리고, 상기 셀코드 탐색단계(42)후에 동기획득판단단계(43)후에 셀과 파일롯코드의 동기가 획득되었는가를 판단한다. 이때, 상기 동기획득판단단계(43)중에 판단한 결과 만약 셀과 파일롯코드의 동기가 획득되었다면 프레임동기 탐색단계(44)로 진행하여 프레임동기를 탐색한다. 또한, 상기 프레임동기 탐색단계(44)후에 프레임동기 획득판단단계(45)로 진행하여 의해 프레임동기가 획득되었는가를 판단한다. 이때, 상기 프레임동기 획득판단단계(45)중에 판단한 결과 프레임동기가 획득되었다면 종료단계로 진행한다.

그러나, 상기 프레임동기 획득판단단계(45)중에 판단한 결과 만약 프레임동기가 획득되지 않았을 경우는 단말기가 기지국을 획득하기 위하여 상기 그룹동기 탐색단계(41)로 복귀하여 동위상채널(I)을 SPRT방식을 사용하여 그룹코드를 재탐색하게 되고, 이 경우 수신신호에 동위상채널의 코드만 정합을 취하기 때문에 수신단에서 동위상/직교위상채널(I/Q)모두 정합을 취한 경우에 비해 SIR(signal to interference ratio:신호대 간섭비)가 작다.

이때 수신단에서 동위상/직교위상채널을 정합한 경우와 신호대 간섭비를 같게하려면 정합을 취하는 칩의 개수를 증가 시켜야 한다. 정합을 취하는 칩의 갯수를 증가시키면 정합을 취하는 시간이 늘어나고 시스템의 복잡도가 증가하게 된다.

상기 문제를 해결하기 위하여 수신단에서 동위상/직교위상채널에 동위상채널 파일롯코드와 직교위상채널파일롯코드를 각각 곱하여 정합을 취하지 않고 직교위상채널을 정합을 취할 칩 만큼 지연시킨 뒤 동위상채널의 파일롯코드를 동위상채널과 직교위상채널에 각각 곱하여 정합을 취하면 동위상채널/직교위상채널 파일롯코드를 사용해서 정합을 취한 경우와 같은 신호대 간섭비를 얻을 수 있다.

한편, 상기 그룹코드 탐색단계에 의해 탐색된 동위상 파일롯채널(I)에 대하여 상기 단말기가 속한 그룹 및 파일롯코드의 동기를 획득하게 되면, 단말기에서는 동위상/직교위상채널(I/Q)로 부터 순차비례비검사방식을 이용하여 셀을 탐색하여 그룹내 단말기가 속한 셀과 파일롯코드를 탐색하게 되고, 이어서 수신단의 정합기에서 곱해 주어야 할 셀코드는 그룹코드 탐색으로 부터 획득된 동기를 이용하여 각 정합기 마다 셀 코드를 발생시킨 뒤 수신된 신호와 정합을 취하여 빠른 시간내에 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있게 되는데, 이때 임계값을 넘는 셀코드가 존재하지 않는 경우 그룹코드로 부터 다시 탐색을 하여 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있다.

한편 상기 단말기가 위치한 기지국이 획득되면 프레임동기를 탐색하게 되는데, 프레임동기는 프레임 내에서 반복되는 파일롯코드중 하나와 위상이 일치하고 따라서 파일롯코드 탐색시 찾아진 동기를 이용하고 셀 탐색시와 같은 수의 정합기를 사용하여 SPRT방식을 수행하면 시스템의 복잡도 증가없이 프레임 동기를 탐색할 수 있다.

이와같이 프레임동기를 탐색하는 도중에 임계값과 비교하여 프레임동기 획득여부를 판단하게 되고, 이때 프레임동기가 획득되지 않으면 다시 프레임동기를 탐색하게 되고, 반면에 프레임동기가 탐색되면 종료하게 된다.

제5도는 본 발명 상이한 주파수를 사용하는 매크로 셀과 마이크로 셀로 구성되는 계층셀 구조도이다.

먼저, 이동통신에 좀더 효율적인 서비스를 위하여 저속의 단말기 예컨데, 일정 셀반경내에서 보다 천천히 이동하는 단말기는 마이크로(micro)셀로부터 코드신호를 수신하도록 하고, 고속의 단말기 예컨데, 일정 셀반경내에서 보다 빠른 속도로 이동하는 단말기는 상기 마이크로셀보다 큰 매크로(macro)셀로부터 코드신호를 수신하도록 하는 계층셀 구조를 말한다. 즉, 셀반경이 작은 마이크로 셀과 이 마이크로 셀의 반경보다는 상당히 큰 매크로 셀이 동시에 그리고 이 매크로셀내에 마이크로 셀이 중첩되게 존재하는 구조이다.

환언하면, 종래의 방식에서는 고속으로 이동하는 단말기는 일정한 셀반경내에서 연속적으로 다른 셀로 이동할 경우 핸드오프를 계속 행해야만 호가 끊어지지 않는다. 이때 상기 셀반경이 크다면 핸드오프를 반복적으로 할 필요가 없게 되는데, 이러한 큰 셀반경을 매크로 셀이라 한다. 반면에, 단말기가 저속으로 이동하는 경우에는 일정 셀반경안에 존재해도 연속적으로 핸드오프를 할 필요가 없으므로 이러한 작은 셀반경을 마이크로 셀이라 한다. 이때, 상기 마이크로 셀을 상기 매크로셀내에 다수개 중첩시켜 구성할 수 있다. 따라서, 단말기(10)는 그 이동속도에 따라서 상기 마이크로 셀로부터 파이롯코드신호를 받을 수도 있고 그 보다 셀반경이 큰 매크로 셀로부터 파이롯코드신호를 받을 수 있어서 연속적으로 호를 유지할 수 있다. 그리고, 이러한 계층셀 구조에서는 상호간의 간섭과 전력조절 문제를 해결하기 위해 서로 다른 주파수를 사용한다.

즉, 제5도에 도시한 바와같이 매크로 셀들을 하나의 그룹으로 묶을 경우 도심에서는 핸드오프를 요구하지 않는 많은 저속의 단말기를 수용할 수 있도록 하기 위하여 매크로 셀내에 마이크로 셀을 둘 수 있다.

이 경우 마이크로 셀들은 역시 빠른 셀 탐색을 위하여 몇 개의 셀들을 그룹으로 묶을 수 있다.

일예를 들면 전체 매크로 셀이 JK 개가 있다고 하면 이 매크로 셀을 J 개의 그룹과 K 개의 셀로 나눌 수 있다. 매크로 셀의 그룹중 i 번째 그룹을 도심을 포함하는 매크로 셀의 그룹, 즉, 제4도의 매크로 셀의 그룹이라고 하면, 제4도에서 처럼 매크로 셀의 그룹내에 매크로 셀과 마이크로 셀의 사용주파수가 다르므로, 매크로 셀의 셀코드인 Q 채널 파일롯코드를 마이크로 셀의 그룰코드인 I채널 파일롯코드로 할당한다.

따라서 마이크로 셀의 그룹코드는 K 개이며 매크로 셀의 셀코드와 동일하게 K 개이고 비동기식 셀 운용에 의한 위상과 주파수가 상이하다.

각 마이크로 셀의 셀코드인 Q 채널 파일롯코드로는 매크로 셀의 그룹코드로 발생시키는 원시다항식(primitive polynomial)을 사용하여 해당 시퀀스 발생기로 부터 발생된 코드를 할당할 수 있다.

이와같이 셀 할당방법으로 부터 계층셀 내에서도 단말기는 매크로 셀의 기지국을 탐색하거나 또는 마이크로 셀의 기지국을 탐색할 때에 빠르게 기지국을 획득할 수 있다. 또한 동일 주파수 핸드오프를 수행함에 있어서도 획득 기지국의 I/Q 파일롯코드로 부터 새로운 기지국의 파일롯코드가 가운데 예를들면 매크로 셀에서 마이크로 셀로의 핸드오프시에는 마이크로 셀의 그룹코드를, 반대로 마이크로 셀에서 매크로 셀로의 핸드오프시에는 셀 코드를 각각 사용하여 새로운 기지국의 신속한 획득이 가능하다.

예를들어, 상기 저속이동 단말기 계층셀구조의 동작과정을 제6도를 참고로 다시 상세히 설명하면, 먼저, 기지국 획득단계(61)로 진행하여 상기 동일주파수를 사용하여 기지국을 획득하는 과정에서와 같이 매크로셀을 먼저 획득하는 과정으로서, 단말기가 자신이 속한 셀로부터 송출되는 파일롯신호를 판단하여 자신이 속한 기지국을 획득한다. 그리고, 상기 기지국 획득단계(61)중에 상이주파수 핸드오프단계(62)로 진행하여 기지국을 획득한 상태에서 단말기가 기지국이나 기타의 원인으로 상이한 주파수를 핸드오프할 경우 이를 실행한다. 또한 상기 상이주파수 핸드오프단계(62)후에 마이크로셀 동기탐색단계(63)로 진행하여 동일주파수를 핸드오프한 상태에서 마이크로 셀의 그룹코드인 동위상 채널 파일롯코드로 부터 동기 탐색을 실행한다. 그리고, 상기 마이크로셀 동기탐색단계(63)중에 마이크로 셀코드 탐색단계(64)로 진행하여 동기획득후 마이크로 셀의 코드를 탐색한다.

한편, 상기 마이크로 셀코드 탐색단계(64)후에 동기검출판단단계(65)로 진행하여 그 탐색코자 하는 마이크로 셀코드에 대한 동기가 이루어졌는지를 판단한다. 이때, 상기 동기검출판단단계(65)중에 판단한 결과 마이크로 셀의 동기가 검출되었다면 프레임동기를 탐색하는 프레임동기 탐색단계(66)로 진행하여 프레임동기 탐색을 실행한다.

그러나, 상기 동기검출판단단계(65)중에 판단한 결과 마이크로 셀의 동기가 검출되지 않았다면 상기 마이크로셀 동기탐색단계(63)로 복귀하여 루프를 반복수행한다. 한편, 상기 프레임동기 탐색단계(66)후에 프레임동기 판단단계(67)로 진행하여 프레임동기가 탐색되었는가를 판단한다. 이때 이 프레임동기 판단단계(67)중에 판단한 결과 프레임동기가 탐색되지 않았으면 전단계(66)로 복귀하여 다시 프레임동기를 탐색하고, 그 판단결과 프레임동기가 탐색되었으면 종료한다.

즉, 고속으로 이동하는 단말기(10)는 통화를 위해서 동일주파수를 사용하는 셀구조에서와 같은 방법으로 현 단말기가 속한 보다 큰 셀반경을 갖는 매크로 셀을 먼저 획득한다. 이후 매크로 셀의 기지국과의 통신이 가능한 호상태를 유지하던 단말기의 이동속도가 일정 속도이하, 즉 저속으로 변경될 때에 단말기는 매크로 셀의 주파수와 서로다른 주파수를 사용하는 마이크로 셀로 핸드오프하기에 이른다. 이때 계층셀 구조에 대해서는 매크로 셀의 직교위상채널 파일롯코드가 마이크로셀의 그룹코드인 동위상채널 파일롯코드로 할당되어 있기 때문에 동위상채널 파일롯코드로부터 마이크로셀의 셀코드에 대한 동기가 획득된다.

상기 마이크로 셀에 대한 동기 획득후 동위상/직교위상채널(I/Q)로 부터 SPRT방식을 이용하여 셀을 탐색하여 그룹내 단말기가 속한 마이크로 셀과 파일롯코드를 탐색하게 된다. 그러면, 수신단의 정합기에서 곱해 주어야 할 셀코드는 그룹코드 탐색으로 부터 획득된 동기를 이용하여 각 정합기 마다 마이크로 셀 코드를 발생시킨 뒤 수신된 신호와 정합을 취하여 빠른 시간내에 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있게 되는데, 이때 임계값을 넘는 셀코드가 존재하지 않는 경우 마이크로 셀의 그룹코드의 동기부터 다시 탐색을 하여 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있다.

한편 상기 단말기가 마이크로 셀의 기지국이 획득되면 마이크로 셀의 트래픽채널의 장주기 코드의 프레임 동기를 탐색하게 되고 임계값과 비교하여 프레임동기 획득 여부를 판단하게 되고, 이때 프레임동기가 획득되지 않으면 프레임동기를 탐색하게 되고, 반면에 프레임동기가 탐색되면 종료하게 된다. 이렇게 하면 저속으로 이동하는 단말기가 마이크로 셀내에서 신속히 호를 구성할 수 있다.

제7도는 본 발명 계층셀 구조에서 이동국의 마이크로 셀 획득 및 마이크로 셀에서 매크로 셀로의 핸드오프를 나타낸 플로우챠트이다.

먼저, 제7도에 도시된 바와같은 핸드오프를 위한 코드획득과정은 저속의 이동단말기가 도심외곽이나 고속도로와 같이 장소에서 고속으로 이동할 때 통화중인 단말기가 작은 셀반경을 갖는 여러개의 마이크로셀을 지나감에 따라 빈번히 요구되는 핸드오프를 피하기 위해 좀 더 큰 셀반경을 갖는 매크로 셀로의 핸드오프를 해야 하는 계층셀 구조에서 적용된다.

따라서, 상기와 같은 계층셀 구조는 제7도에 도시된 바와같이 먼저, 기지국 획득단계(71)로 진행하여 상기 동일주파수를 사용하여 기지국을 획득하는 과정에서와 같이 매크로셀을 먼저 획득하는 과정으로서, 단말기가 자신이 속한 셀로부터 송출되는 파일롯신호를 판단하여 자신이 속한 기지국을 획득한다. 그리고, 상기 기지국 획득단계(71)중에 상이주파수 핸드오프단계(72)로 진행하여 기지국을 획득한 상태에서 단말기가 기지국이나 기타의 원인으로 상이한 주파수를 핸드오프할 경우 이를 실행한다. 또한 상기 상이주파수 핸드오프단계(72)후에 인접 매크로셀 동기탐색단계(73)로 진행하여 동일주파수를 핸드오프한 상태에서 인접 매크로 셀의 그룹코드인 동위상 채널 파일롯코드로부터 코드동기 탐색(Q 채널)을 실행한다. 그리고, 상기 인접 매크로셀 동기탐색단계(73)중에 인접 매크로 셀코드 탐색단계(74)로 진행하여 동기획득후 매크로셀의 코드를 탐색한다.

한편, 상기 매크로셀코드 탐색단계(74)후에 동기검출판단단계(75)로 진행하여 그 탐색된 매크로셀의 동기가 검출되었는가를 판단한다. 이때, 상기 동기검출판단단계(75)중에 판단한 결과 마이크로 셀의 동기가 검출되면 프레임동기를 탐색하는 프레임동기 탐색단계(76)로 진행하여 프레임동기 탐색을 실행한다.

그러나, 상기 동기검출판단단계(75)중에 판단한 결과 매크로 셀의 동기가 검출되지 않았다면 상기 매크로셀 동기탐색단계(73)로 복귀하여 루프를 반복수행한다. 한편, 상기 프레임동기 탐색단계(76)후에 프레임동기 판단단계(77)로 진행하여 프레임동기가 탐색되었는가를 판단한다. 이때 이 프레임동기 판단단계(77)중에 판단한 결과 프레임동기가 탐색되지 않았으면 전단계(76)로 복귀하여 다시 프레임동기를 탐색하고, 그 판단결과 프레임동기가 탐색되었다면 종료한다.

즉, 저속으로 이동하는 단말기(10)는 통화를 위해서 동일주파수를 사용하는 셀구조에서와 같은 방법으로 현 단말기가 속한 보다 작은 셀반경을 갖는 마이크로 셀을 먼저 획득한다. 이후 마이크로 셀의 기지국과의 통신이 가능한 호상태를 유지하던 단말기의 이동속도가 일정 속도이상, 즉 고속으로 변경될 때에 단말기는 마이크로 셀의 주파수와 서로다른 주파수를 사용하는 매크로 셀로 핸드오프하기에 이른다. 이때 계층셀 구조에 대해서는 마이크로 셀의 동위상채널파일롯코드가 매크로 셀의 셀코드인 직교위상채널파일롯코드로 할당되어 있기 때문에 직교위상채널 파일롯코드로부터 매크로셀의 셀코드에 대한 동기가 획득된다.

상기 매크로 셀의 동기 획득후 동위상/직교위상채널(I/Q)로 부터 SPRT방식을 이용하여 셀을 탐색하여 그룹내 단말기가 속한 매크로 셀과 파일롯코드를 탐색하게 된다. 그러면, 수신단의 정합기에서 곱해 주어야 할 셀코드는 그룹코드 탐색으로 부터 획득된 동기를 이용하여 각 정합기 마다 매크로 셀 코드를 발생시킨 뒤 수신된 신호와 정합을 취하여 빠른 시간내에 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있게 되는데, 이때 임계값을 넘는 셀코드가 존재하지 않는 경우 매크로 셀의 그룹코드의 동기부터 다시 탐색을 하여 단말기가 위치한 기지국을 획득할 수 있다.

한편 상기 단말기가 매크로 셀의 기지국이 획득되면 매크로 셀의 트래픽 채널의 장주기 코드의 프레임 동기를 탐색하게 되고 임계값과 비교하여 프레임동기 획득 여부를 판단하게 되고, 이때 프레임동기가 획득되지 않으면 프레임동기를 탐색하게 되고, 반면에 프레임동기가 탐색되면 종료하게 된다. 이렇게 하면 고속으로 이동되는 단말기가 특별히 핸드오프를 자주 할 필요없이 호를 형성할 수 있다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서 두 개의 상이한 시퀀스를 동위상/직교위상으로 다중화하여 하나의 파일롯코드로 사용하되, 동일 또는 다른주파수를 사용하는 셀에서는 상기 동위상파일롯채널에 그룹코드를 할당하고 직교파일롯채널에 셀코드를 할당하여 단말기가 상기 동위상/직교위상으로 다중화된 파일롯채널을 순차적으로 탐색하도록 함으로써 파일롯 채널에 의한 간섭을 대폭으로 줄이면서 적은수의 셀코드 탐색을 통해 기지국을 획득하는 효과를 제공할 수 있고, 또한 매크로 셀코드와 마이크로 셀의 그룹코드를 동일하게 할당하는 계층 셀을 위한 셀코드 할당방법을 통해 핸드오프시에도 기지국을 신속하게 획득할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 되는 것이다.

Claims (7)

1. 기지국을 식별하기 위해 그룹코드와 셀코드를 이용하여 기지국마다 서로 다른 파일롯 코드를 사용하는 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서, 상기 기지국의 그룹을 구분할 수 있는 그룹코드를 동위상파일롯코드로 할당하고, 상기 기지국을 구분할 수 있는 셀코드를 직교위상파일롯코드에 할당하여 상기 동위상 파일롯코드와 상기 직교위상파일롯코드를 다중화하여 하나의 파일롯코드로 구성하는 것을 특징으로 하는 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
2. 제1항에 있어서, 동위상/직교위상으로 다중화된 하나의 파일롯코드를 단말기가 동위상 파일롯코드를 탐색하여 상기 단말기가 속한 그룹 및 파일롯코드의 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드 및 동기상태와 함께 직교위상 파일롯 채널을 이용하여 셀코드를 탐색하여 단말기가 속한 셀의 셀코드에 대한 동기를 획득하는 단계와, 상기 단계에서 획득된 그룹코드 및 셀코드의 동기를 이용하여 프레임의 코드옵셋을 탐색하여 프레임동기를 획득하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 단말기가 속한 그룹 및 파일롯코드의 동기를 획득하는 단계중에 단말기가 동위상 파일롯채널(I)을 탐색하고 이 탐색된 동위상 파일롯채널(I)에 대하여 상기 단말기가 속한 그룹 코드의 동기를 획득하기 위하여 탐색하는 그룹코드 동기획득단계와, 이 그룹코드 동기획득단계중에 수신단에서 동위상/직교위상파일롯코드의 탐색과 같은 신호대 간섭비를 얻기 위하여 수신기의 동위상채널에 동위상파일롯코드로 정합을 취하고 수신기의 직교위상채널은 수신된 신호를 동위상/직교위상파일롯코드를 탐색할 때 정합을 취하는 칩만큼 지연시킨 뒤 동위상파일롯코드로 정합을 취하는 지연정합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
4. 기지국을 식별하기 위해 셀반경을 기준으로 구획하는 그룹코드와 셀코드를 이용하여 기지국마다 서로 다른 파일롯 코드를 사용하는 비동기식 셀룰러 코드분할다중접속시스템에 있어서, 상기 셀반경의 크기가 서로 다르게 구분되는 매크로셀과 마이크로 셀로 구성되는 계층셀 구조를 형성한 비동기식 셀룰러 코드분할 다중접속 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 서로 다른 주파수를 사용하는 계층셀에서 매크로 셀에서 마이크로 셀로 핸드오프시 단말기가 속한 셀 구조의 기지국을 획득하는 단계(61)와, 상기 단계(61)에서 기지국을 획득한 상태에서 단말기가 상이한 주파수를 핸드오프하는 단계(62)와, 상기 단계(62)에서 상이한 주파수를 핸드오프한 상태에서 마이크로 셀의 그룹코드인 동위상채널파일롯코드로 부터 동기를 탐색하는 단계(63)와, 상기 단계(63)에서 동기획득후 마이크로 셀의 코드를 탐색하는 단계(64)와, 상기 단계(64)에서 탐색된 마이크로 셀의 동기가 검출되었는가를 판단하는 단계(65)와, 상기 단계(65)에서 마이크로 셀의 동기가 검출되면 프레임동기를 탐색하는 단계(66)와, 상기 단계(66)에서 프레임동기가 탐색되었는가를 판단하는 단계(67)와, 상기 단계(67)에서 프레임동기가 탐색되지 않았으면 다시 프레임동기를 탐색하고 프레임동기가 탐색되었으면 종료하도록 한 것을 특징으로 하는 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 서로 다른 주파수를 사용하는 계층셀에서 마이크로 셀에서 매크로 셀로 핸드오프 할 때 단말기가 속한 셀구조의 기지국을 획득하는 단계(71)와, 상기 단계(71)에서 기지국을 획득한 상태에서 단말기가 상이한 주파수를 핸드오프하는 단계(72)와, 상기 단계(72)에서 상이한 주파수를 핸드오프한 상태에서 매크로 셀의 그룹코드인 직교채널파일롯코드로 부터 동기를 탐색하는 단계(73)와, 상기 단계(73)에서 동기탐색 후 매크로 셀의 그룹코드를 탐색하는 단계(74)와, 상기 단계(74)에서 탐색된 매크로 셀의 동기가 검출되었는가를 판단하는 단계(75)와, 상기 단계(75)에서 매크로 셀의 동기가 검출되면 프레임동기를 탐색하는 단계(76)와, 상기 단계(76)에서 프레임동기가 탐색되었는가를 판단하는 단계(77)와, 상기 단계(77)에서 프레임동기가 탐색되지 않았으면 다시 프레임동기를 탐색하고 프레임동기가 탐색되었으면 종료하도록 한 것을 특징으로 하는 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.
7. 제4항에 있어서, 상기 매크로셀의 그룹을 구분할 수 있는 매크로셀 그룹코드를 동위상 파일롯코드로 할당하고, 상기 매크로셀을 구분할 수 있는 매크로 셀코드를 직교채널파일롯코드로 할당하며; 상기 마이크로 셀의 그룹을 구분할 수 있는 코드는 상기 마이크로 셀의 그룹코드를 상기 매크로셀의 셀코드와 동일한 코드를 직교채널파일롯코드로 할당하고, 상기 마이크로셀을 구분할 수 있는 셀코드는 상기 매크로셀의 동위상채널파일롯코드로 부터 만들어지는 코드를 직교위상파일롯코드에 할당하도록 한 것을 특징으로 하는 비동기 셀룰러 코드분할다중접속시스템의 기지국 획득방법.