KR0142949B1 - 이동국과 기지국간의 초기 동기 맞춤시간을 최소화한 주파수 운용 방법 - Google Patents

Abstract

[청구범위에 기재된 발명이 속한 기술 분야]

이동통신시스템에 있어서 이동국과 기지국간에 동기를 맞추기 위한 주파수 운용방법에 관한 것이다.

[발명이 해결하려고 하는 기술적 과제]

초기동기를 맞추기 위하여 기존에는 전 주파수 밴드(band)에 걸쳐서 스캐닝(full scanning)하는 방식을 사용했지만, 이러한 방법을 사용할 경우 광대역 밴드로의 전 주파수 스캐닝으로 인한 초기 동기를 맞추는데 있어서 너무 많은 리던던시(redundancy)를 초래하여 시간적 손실이 우려되었으므로 이를 해결하기 위한 방법을 제공한다.

[발명의 해결방법의 요지]

이동통신시스템의 이동국과 기지국간에 초기 동기를 맞추는 데 소요되는 시간을 최소화한 본 주파수 운용방법은, 현재 망을 이루고 있는 기지국에서 사용하고 있는 초기 동기용 주파수의 주기를 나타내는 인덱스정보를 입력하는 과정과, 메모리로부터 초기 동기용 주파수를 읽는 과정과, 도약패턴 다항식을 이용한 초기 동기용 도약 주파수를 발생하는 과정과, 초기 동기 도약 주기를 결정하는 과정과, 시작동기신호를 발생하는 과정과, 소정시간의 타임 아웃을 세팅하는 과정과, 상기 소정 시간의 타임 아웃 세팅 후 동기 비트를 디스에이블하는 과정과, 상기 과정들의 수행 도중에 일정 시간 간격으로 타이머 인터럽트를 발생하여 동기 여부를 체크하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

[발명의 중요한 용도]

이동국과 기지국간의 초기 동기를 맞추는 데에 소요되는 시간을 최소화하는 데에 이용할 수 있다.

Description

이동국과 기지국간의 초기동기 맞춤 시간을 최소화한 주파수 운용방법

제 1도는 본 발명에 따른 초기동기 및 무선 메시지 송수신장치의 구성도

제 2도는 본 발명에 따른 초기화 동기과정을 나타낸 흐름도

제 3도는 제 2도의 초기화 동기중 소정 동기시간동안 하나의 주파수에 세팅하여 자신의 동기여부를 판단하는 과정을 나타낸 흐름도

제 4도는 기지국과 이동국간 동기를 잡는 과정을 개략적으로 나타낸 도면

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

22: 동조부 24: 복조부

26: 디패킷타이져 28: 데이타/음성변환부

30: 주파수합성부 32: 클럭복원부

34: 도약발생기 36: 주제어부

38: 스피커 40: 안테나

본 발명은 이동통신시스템에 있어서, 이동국과 기지국간에 동기를 맞추기 위한 주파수 운용방법에 관한 것으로, 특히 이동국과 기지국간의 초기 동기를 맞추는 데 소요되는 시간을 최소화하는 방법에 관한 것이다.

주파수 도약(frequency hopping)방식은 다중 액세스 및 보안이나 간섭배제가 요구되는 무선시스템에서 사용하는 액세스방식으로, 이는 일정 시간에 미리 약속된 시퀀스(sequence)에 의해서 매우 빠르게 송수신 주파수를 변환시켜 미리 정해진 시퀀스를 알고 있는 시스템이외의 타장비로써는 주파수 방해 및 도청을 할 수 없도록 하는 것이다.

일 예로, 이동통신시스템은 외부로부터의 주파수 방해(jamming)나 간섭에 매우 취약하므로 서로간의 일정 규약에 의거 주파수를 빠르게 도약시켜 도약 주파수 생성함수(frequency hopping pattern generation function)가 통화자 간의 키(key) 역할을 수행하도록 하고 있다. 다시 말해서, 상기 도약 주파수 생성함수의 전달을 통해서 이를 미리 알고 있는 수신자만이 상대의 송신주파수 변경에 따라 수신기를 세팅하여 복조(demodulation)함으로써 원하는 정보를 추출해낸다. 이 경우 수많은 주파수도약 패턴을 직접 전달하는 경우에는 메시지 영역(message field)의 과다 사용문제라든가 그 자체가 보안에 저촉될 수 있으므로 함수의 변수(parameter)들만을 전송하는 방식을 사용하는 것이다.

그러나 상기와 같은 방법은 주파수 변동으로 인해 장비간의 동가(syncronization)가 치명적인 문제로 대두된다. 이러한 이유로 가장 단시간내에 정확히 장비간의 동기를 맞추기 위한 초기동기 운용방안이 필요하게 된 것이다.

현재의 시스템에서는 초기에 이동국이 기지국에 생성된 셀(cell)의 새로운 영역으로 진입시 기지국에서 송신하는 주파수에 동기를 맞추게 되어 있다. 이 경우 이동국에서는 기지국에서의 송신 주파수 도약 패턴에 자신의 주파수를 맞추어 도약하게 되고 그것이 이루어진 후에 이동국에서 송신되는 제어 패킷의 동기관련 비트(sync. Aads, frame sync pattern)에 의해서 비트동기를 맞추어 서로간의 송,수신이 이루어지게 된다.

이러한 초기동기를 맞추기 위하여 기존에는 전 주파수 밴드(band)에 걸쳐서 스캐닝(full scanning)하는 방식을 사용했지만, 이러한 방법을 사용할 경우 광대역 밴드로의 전 주파수 스캐닝으로 인한 초기 동기를 맞추는데 있어서 너무 많은 리던던시(redundancy)를 초래하여 시간적 손실이 우려되었다.

따라서 본 발명의 목적은 이동국과 기지국간의 초기 동기를 맞추는 데 소요되는 시간을 최소화하는 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 초기동기 맞춤 시간 최소화 방법은 이동통신시스템의 이동국과 기지국간에 초기 동기를 맞추기 위한 주파수 운용방법에 있어서, 현재 망을 이루고 있는 기지국에서 사용하고 있는 초기 동기용 주파수의 주기를 나타내는 인덱스(index)정보를 입력하는 과정과, 메모리로부터 초기 동기용 주파수를 읽는 과정과, 도약패턴 다항식을 이용한 초기 동기용 도약 주파수를 발생하는 과정과, 초기 동기 도약 주기를 결정하는 과정과, 시작동기 신호를 발생하는 과정과, 소정 시간의 타임아웃을 세팅하는 과정과, 상기 소정 시간의 타임아웃 세팅 후 동기 비트를 디스에이블(disable)하는 과정과, 상기 과정들의 수행 도중에 일정 시간간격으로 타이머 인터럽트를 발생하여 동기 여부를 체크하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부각함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 하기 설명에서는 구체적인 회로의 구성 소자등과 같은 많은 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게는 자명하다할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제 1도는 본 발명에 따른 초기동기 및 무선 메시지 송수신장치의 구성도로서, 안테나 40을통해 수신되는 RF(Radio Frequency)신호로부터 소정의 제어신호에 따라 중간주파신호 f_if를 여파하는 동조부 22와, 상기 중간주파신호 f_if를 복조하는 복조부 24와, 일정 주기마다 내부 메모리(ROM)로부터 도약(hopping) 주파수를 읽어 도약제어 신호를 발생하는 주제어부 36과, 상기 도약제어신호에 응답하여 소정의 주파수 도약을 행하는 도약부 34와, 상기 도약에 응답하여 상기 동조부 22의 입/출력주파수 차에 대응하는 주파수를 갖는 동조제어신호 f_s를 발생하는 주파수합성부 30과, 상기 복조부 24의 출력을 소정의 클럭에 동조시키는 클럭복원부 32와, 상기 소정 클럭에 동조된 데이타로부터 프리앰블 및 포스트앰블을 제거하고 프레임의 종류에 따라 프레임동기패턴을 결정하여 소스 데이타를 발생하는 디패킷타이져 26과, 상기 디패킷타이져 26의 출력을 가청상태로 변환하여 스피커 38로 전달하는 데이타/음성변환부 28로 구성된다.

제 2도는 본 발명에 따른 초기화 동기과정을 나타낸 흐름도이고, 제 3도는 상기 제 2도의 초기화 동기중 소정 동기시간(Xsec)동안 하나의 주파수에 세팅하여 자신의 동기여부를 판단하는 과정을 나타낸 흐름도이다. 구체적으로 설명하면, 초기동기를 맞추기 위해서는 우선적으로 전 밴드에 걸쳐 불용 주파수들을 제외한 가용주파수중 초기동기용 주파수의 선정 및 그의 운용에 관한 정리가 먼저 이루어져야 한다.

첫째, 가용 초기 동기용 주파수를 일정수 선택하여 이를 순차적으로 일정 알고리즘에 의해 배열하여 각 기지국 및 이동국의 롬(ROM)에 공히 같은 정보를 저장한다.

둘째, 타 목적에 의한 특정 불허 주파수 영역의 배재등 일차적으로 선정된 초기동기용 주파수이지만 열약한 무선 상황하의 가변성 및 지역성으로 인하여 각 이동 무선 결합기가 형성하는 망에 따라 특정 불용 주파수 영역이 있을 수 있다. 이러한 특정불용 주파수들은 각 망마다 다를 것이고, 또한 이것은 망 내의 통신에 있어서 배재 되어야 할 것이다. 그러므로 현재 각 기지국에서 송신하고 있는 제어정보 패킷의 뒤에 자신의 망에서 사용불가한 초기 동기용 주파수를 다운 로딩(Down Loading)하면 이동국에서는 이를 수신하여 일련의 알고리즘에 의해서 불용 주파수를 배재한 초기동기 유지를 하게 될 것이다.

이와 같이 선정된 초기동기용 주파수를 이용하여 기지국은 정해진 하나의 방정식에 의해서 초기 동기용 주파수를 조합하여 그 중 자신의 영역에 한정된 불용 주파수를 제외시킨 주파수의 그룹내에서 도약하여 제어 패킷 및 불용 주파수 패킷을 송신하게 된다.

이 경우 해당 망으로 진입하는 이동국의 입장에서는 해당 망의 도약 패턴 및 현재의 도약 주파수를 알 수 없다. 이러한 초기동기용 도약패턴은 각 장비마다 공히 갖고 있으며, 자신의 롬으로부터 초기 동기용 주파수를 읽어 이 도약 패턴 발생기능 도약 주파수 생성함수에 의해서 초기 동기용 주파수 군을 재배열한다. 단, 해당 망을 특화시키기 위하여 각 망별로 전체 초기 동기용 주파수중 8개(일정 갯수)의 한 주기를 선택하여 그 범위 내에서 순환적으로 도약을 한다. 이러한 상황하에서는 이동국의 동기 검출이 더욱 어려워지므로 TOD(Time of Date)개념을 도입한다. TOD는 현재의 망을 구성하고 있는 기지국에서 사용되고 있는 초기 동기용 주파수의 주기를 나타내는 인덱스(Index)로서, 현재 시간의 형태로 표시되는데 이 TOD값은 운용자가 MMC(Man Machine Communication)에 의해서 이동국에 입력시킨다. 이동국에서는 이 TOD값에 의해 탐색(Searching)한 주파수를 선택하여 자신의 수신 주파수를 고정시켜 동기화를 시도한다. 하지만 이러한 TOD정보는 실제로 해당 기지국 망에서 기준되어진 TOD값에 비하여 많은 차이가 날 수 있다. 이 경우에는 동기가 맞지 않아 다시 스캐닝하여야 한다. 이때 전 밴드의 주파수를 다시 스캐닝한다는 것은 무모한 것으로서 이동국은 TOD입력후 소프트웨어적인 탐색 시작요구에 의해서 초기동기용 주파수의 한 주기에 소용되는 송,수신 시간보다 약간 긴 시간동안 자신의 입력 TOD에 따른 첫 주파수로 세팅되어 동기를 맞춘다.

이 시간을Xsync라고 한다면, 동기가 맞지 않을 경우에는 다시 다음 주파수로 Xsync시간동안 탐색을 한다. 이때 선택되는 다음 주파수는 운용자의 엉뚱한 TOD 입력값등을 감안하여 초기동기용 주파수의 절차(Sequence)중 일정한 간격을 두고 선택되도록 한다. 이러한 방식으로 하면 기지국에서 송신되는 TOD값과 1국부(partial) 주기(8개 주파수)내에서 바로 동기를 맞출수 있고 그외의 경우에도 전 주파수 스캐닝시 벌어지는 스캐닝 시간의 손실을 줄일 수 있다.

제 4도는 하나의 기지국에서 송신되는 국부 초기동기용 주파수를 8개로 가정하고, 이를 송신시 이동국에서 TOD입력이 부정확한 경우 10개 주파수 간격(Xsync)시간으로 탐색하여 동기를 잡는 과정을 대략적으로 도시한 것이다.

결론적으로, 각 기지국마다 정해진 도약 패턴을 갖고 있어서 이동국이 이동중 새로운 기지국에 왔을 경우 초기동기를 기지국에 가장 빠르게 맞출 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명은 이동국의 동기 검출 시 단 시간 내에 초기동기용 주파수들을 특정 주파수들로 선정 및 조합하여 도약함으로써 이동국과 기지국간에 동기를 맞추는 데 소요되는 시간을 최소화하는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 않되며 후술하는 특허청구의 범위 뿐 만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (1)

1. 이동통신시스템의 이동 국과 기지국간에 초기 동기를 맞추기 위한 주파수 운용방법에 있어서, 현재 망을 이루고 있는 기지국에서 사용하고 있는 초기 동기용 주파수의 주기를 나타내는 인덱스정보를 입력하는 과정과, 메모리로부터 초기 동기용 주파수를 읽는 과정과, 도약패턴 다항식을 이용한 초기 동기용 도약 주파수를 발생하는 과정과, 초기 동기 도약 주기를 결정하는 과정과, 시작 동기신호를 발생하는 과정과, 소정 시간의 타임 아웃을 세팅하는 과정과, 상기 소정 시간의 타임 아웃 세팅 후 동기 비트를 디스에이블하는 과정과, 상기 과정들의 수행 도중에 일정 시간 간격으로 타이머 인터럽트를 발생하여 동기 여부를 체크하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 이동 국과 기지국간의 초기동기 맞춤 시간을 최소화한 주파수 운용방법.