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KR100242421B1 - 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법 - Google Patents

디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법 Download PDF

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KR100242421B1
KR100242421B1 KR1019970013591A KR19970013591A KR100242421B1 KR 100242421 B1 KR100242421 B1 KR 100242421B1 KR 1019970013591 A KR1019970013591 A KR 1019970013591A KR 19970013591 A KR19970013591 A KR 19970013591A KR 100242421 B1 KR100242421 B1 KR 100242421B1
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Abstract

디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법이, 하나의 클러스터를 다수의 서브 클러스터들로 분할하고, 각 서브 클러스터에 다수의 섹터들을 각각 구비하는 기지국들과 예비 기지국을 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*서브클러스터수″의 차가 나도록 할당하고, 서브 클러스터들의 번호에 따라 상기 서브 클러스터 들의 동일 섹터들의 피엔 오프셋 차가 순차적으로 ″설정 피엔 오프셋 증가값″ 차가 나도록 할당하며, 상기 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 피엔 오프셋 차가 ″서브클러스터 수*섹터 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당한다.

Description

디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법
본 발명은 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법에 관한 것으로, 특히 파이롯트 피엔 오프셋의 재사용 효율을 향상시킬 수 있는 할당 방법에 관한 것이다.
일반적으로 이동 통신시스템에서는 주파수 자원이 한정되어 있으므로, 이들 주파수 자원들을 재사용하여야 한다. 현재 사용되고 있는 아날로그 이동 통신시스템은 이동국과 기지국에서 사용하는 주파수를 다르게 할당하며, 이동국 및 기지국에 사용하는 주파수도 A 블록과 B 블록으로 나누어 사용하고 있다. 도 1a는 이동국(mobile)의 송신 주파수 및 채널 번호들을 도시하고 있으며, 도 1b는 기지국(cell site)의 송신 주파수 및 채널 번호들을 도시하고 있다. 또한 상기와 같은 아날로그 이동 통신시스템에서는 42개의 세트업 채널(set-up channel)과 624의 음성 채널(voice channel)들로 채널을 할당하여 사용하며, 이는 하기 〈표 1〉과 같이 할당한다.
[표 1]
Figure kpo00001
상기한 바와 같이 이동 통신시스템에서 사용할 수 있는 주파수는 한정되어 있으며, 따라서 근접되는 셀 사이트 들은 각각 다른 주파수를 사용하고, 원격 이격된 셀사이트들은 동일한 주파수를 사용하므로서, 주파수를 재사용한다. 상기 도 2와 같은 경우, 셀사이트CS1과 인접한 셀사이트CS2는 서로 다른 주파수를 사용하며, 상기 셀사이트CS1과 이격된 셀사이트CS3은 동일한 주파수를 사용한다. 이때 상기 셀사이트CS1과 CS3은 서로 각각 채널 간섭(cochannel interference)이 없을 정도로 이격되어야 한다. 동일 채널을 재사용하기 위한 주파수 사용 거리(frequency reuse distance) D는 하기 〈수학식 1〉과 같이 결정한다.
[수학식 1]
Figure kpo00002
상기 〈수학식 1〉에서 D는 도 2에 도시된 바와 같이 동일 채널 주파수를 사용하는 셀사이트CS1과 CS3 사이의 거리이며, K는 주파수 재사용 효율이며, R은 셀 사이트의 반경을 말한다. 상기 주파수 재사용 효율 K는 하기 〈수학식 2〉와 같이 구할 수 있다.
[수학식 2]
Figure kpo00003
상기 〈수학식 2〉에서 I는 인접한 셀과의 거리(CS1의 경우에는 CS2가 된다)이고, j는 동일 채널 주파수를 사용하는 셀 간의 거리(CS1과 CS3 간의 거리)이다.
상기 주파수 재사용 거리 D를 결정하는 요인은 동일 채널을 사용하는 주변의 셀 사이트 수, 주변의 지형, 안테나의 높이, 각 셀 사이트의 송신 출력, 요구되는 신호 대 간섭의 비(C/I) 등이 된다. 여기서 상기 주파수 재사용 거리 D를 감소시키면, 주파수 재사용 효율이 개선되지만 간섭이 증가하게 된다. 따라서 서비스 품질을 유지하며 적용 가능한 K의 최소값을 도출할 필요가 있다. 여기서 D=3.46 ″R이면 K=4가 되며, D=4.6 ″R이면 K=7이 되고, D=6 ″R이면 K=12가 되며, D=7.55 ″R이면 K=19가 된다. 일반적으로 사용하는 방법은 D=4.6 ″R, K=7이다.
상기와 같은 방법은 아날로그 이동 통신시스템에 사용되는 방법이며, 디지털 이동 통신시스템의 할당 방법으로 사용하기에는 부적합하다. 일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식의 디지털 이동 통신시스템에서는 파이롯트 PN 코드(pilot PN code)를 사용한다. 상기 파이롯트 PN 코드는 512개(0 ~ 511)의 한정된 자원이므로, 모든 기지국에 서로 다른 파이롯트 PN 코드를 할당할 수 없다. 따라서 상기 파이롯트 PN 코드를 재사용하는데, 사용코드 간격(Pilot Increment: 이하 PT-inc라 칭함)을 작게할 경우 재사용 효율은 높지만 인접한 기지국의 파이롯트 코드와 PN 오프셋 간격이 작아 간섭이 발생된다. 또한 상기 PT-inc를 크게할 경우 인접한 기지국과의 PN 오프셋 간격이 커 간섭의 영향은 작아지지만, 파이롯트 코드 자원의 재사용 효율이 낮아진다.
상기와 같이 PN 코드를 사용하는 디지털 이동 통신시스템의 코드 할당 방법은 종래의 아날로그 이동 통신시스템에서 사용하는 주파수 재사용 할당 방법을 사용할 수 없다. 이는 상기 종래의 방식이 단지 재사용 거리만을 고려하지만, 디지털 이동 통신시스템에서는 재사용 거리 뿐만 아니라 지연(delay)에 의한 오프셋 차이도 고려되어야 하기 때문이다.
상기와 같은 디지털 이동 통신시스템에서 파이롯트 코드 할당 방법은 특정한 재사용 패턴이 정례화되어 있지 않은 상태이며, 일반적으로 재사용 PT-inc를 10 또는 12 정도로 하고, 재사용 거리를 6R(여기서 R은 기지국 셀의 반경) 이상으로 하여 간섭을 방지한다.
그러나 3-섹터 시스템(three-sector system)의 디지털 이동 통신시스템에서 PT-inc를 10으로 할 경우, 17개의 기지국 마다 같은 파이롯트 PN 코드를 재사용하므로, 재사용 효율이 떨어지며 간섭이 발생될 수 있다. 또한 상기 PT-inc를 12로 할 경우, 재사용 거리는 최대 6.25R이 된다. 이는 모든 기지국 셀의 출력이 동일하고, 셀 반경이 동일하며, 전파 환경 상 평지인 경우에는 동일 파이롯트 코드 간에 간섭이 발생되지 않는다. 그러나 실제로 무선 최적화 과정을 수행하면, 각 기지국 송신 출력이 다르고, 셀 반경도 일정하지 않으며, 멀티패스(multipath)에 의하여 가시거리(line of sight)의 6R 이상 지연된 신호가 유입될 가능성이 많으며, 이로인해 핸드오프(handoff)와 호처리 등이 잘못 수행될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 디지털 이동 통신시스템의 기지국에서 사용하는 파이롯트 채널에 적용되는 직교 코드의 할당 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 디지털 이동 통신시스템의 기지국에서 사용하는 파이롯트 코드를 할당시 재사용 패턴의 재사용 거리 및 지연에 의한 오프셋을 고려하여 최적의 피엔 코드를 할당할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 하나의 클러스터를 다수개의 서브 클러스터들로 나누고, 각 서브 클러스터들에 3섹터로 이루어지는 다수의 기지국들을 배열한 후, 상기 기지국들에 피엔 오프셋들을 할당할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 서브 클러스터 없이 모든 기지국들을 하나의 클러스터로 구성하고, 상기 클러스터에 3-섹터로 이루어지는 기지국들을 배열한 후, 상기 기지국들에 피엔 오프셋들을 할당할 수 있는 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 하나의 클러스터를 다수의 서브 클러스터들로 분할하고, 상기 각 서브 클러스터에 다수의 섹터들을 각각 구비하는 기지국들과 예비 기지국을 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*서브클러스터수″의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 번호에 따라 상기 서브 클러스터 들의 동일 섹터들의 피엔 오프셋 차가 순차적으로 ″설정 피엔 오프셋 증가값″ 차가 나도록 할당하며, 상기 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 피엔 오프셋 차가 ″서브클러스터 수*섹터 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 하나의 클러스터를 다수의 서브 클러스터들로 분할하고, 상기 각 서브 클러스터에 다수의 섹터들을 각각 구비하는 기지국들과 예비 기지국을 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*서브클러스터수*기지국수-(마지막 서브 클러스터들에 미할당된 동일 섹터들의 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 번호에 따라 상기 서브 클러스터 들의 동일 섹터들의 피엔 오프셋 차가 순차적으로 ″설정 피엔 오프셋 증가값″ 차가 나도록 할당하며, 상기 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 피엔 오프셋 차가 ″서브클러스터 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어(tier)에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″섹터수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*기지국 수″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제5실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 비순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″섹터수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제6실시예에 따른 디지털 이동 통신시스템의 기지국 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법은, 상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 비순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*기지국 수″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 한다.
도 1a 및 도 1b는 아날로그 이동 통신 시스템에서 채널 주파수 할당을 도시하는 도면
도 2는 종래의 이동 통신시스템에서 주파수 재사용을 위한 거리를 계산하는 과정을 설명하는 도면
도 3은 디지털 이동 통신시스템에서 파이롯트 신호를 생성하는 구성을 도시하는 도면
도 4는 파이롯트 피엔 시퀀스의 생성 타이밍을 도시하는 도면
도 5는 디지털 이동 통신시스템에서 두 기지국 간의 파이롯트 간섭을 설명하기 위한 도면
도 6은 디지털 이동 통신시스템에서 파이롯트 피엔 시퀀스 페이즈 오프셋 재사용을 설명하기 위한 도면
도 7은 디지털 이동 통신시스템에서 파이롯트 피엔 시퀀스 페이즈의 할당 예를 도싯하는 도면
도 8은 디지털 이동 통신시스템에서 서브 클러스터를 사용하여 피엔 오프셋을 할당하는 제1실시예의 구성을 도시하는 도면
도 9는 디지털 이동 통신시스템에서 서브 클러스터를 사용하여 피엔 오프셋을 할당하는 제2실시예의 구성을 도시하는 도면
도 10은 디지털 이동 통신시스템에서 서브 클러스터를 사용하지 않고 피엔 오프셋을 할당하는 제3실시예 및 제4실시예의 구성을 도시하는 도면
도 11은 디지털 이동 통신시스템에서 서브 클러스터를 사용하지 않고 피엔 오프셋을 할당하는 제5실시예 및 제6실시예의 구성을 도시하는 도면
차세대 디지털 이동 통신시스템인 CDMA 이동 통신시스템의 기지국(sector)에 파이롯트 PN 코드의 할당하는 것은 무선망 설계의 중요한 부분이다. 상기 CDMA 시스템은 코드 분할 확산 대역 다중 접속 방식으로 모든 기지국(섹터)은 동일한 주파수를 사용하지만, 서로 다른 파이롯트 PN 코드를 이용하여 신호를 확산하기 때문에 이동국에서 역확산에 의한 정보의 추출이 가능하다. 상기 파이롯트 PN 코드는 각 기지국 들에 한 코드씩 할당되어야 하는데, 제한된 수의 코드가 존재하기 때문에 모든 기지국에 다른 코드를 할당하는 것은 어렵다. 그러므로 상기 PN 코드는 다른 기지국에서 재사용되어야 한다. 본 발명의 실시예에서는 파이롯트 코드의 수를 결정하는 요소와 결정된 코드를 재배치하여 기지국(섹터)간의 간섭을 최소화할 수 있는 코드 할당 방법에 관한 것이다.
상기 파이롯트 신호는 이동국에 타이밍(timing) 위상(phase) 동기를 제공하고, 이동국이 기지국의 신호 세기를 측정하는 기준이 된다. 또한 기지국(섹터)를 구별하는 식별정보(ID) 역할을 한다. 상기 파이롯트 PN 코드는 일정한 간격으로 시간 쉬프트(time shift)되어 기지국에 할당되며, 경우에 따라 다중 경로의 지연에 인하여 간섭을 일으킬 수 있다. 이를 방지하기 위하여 쉬프트 간격과 배치 방법을 고려하여야 한다.
먼저 파이롯트 신호의 생성 및 구조를 파악하여 모델링(modeling)하는 과정을 살펴보고, 두 번째로 이동국이 호처리를 하는 동안에 파이롯트 신호와 관련성을 살펴보며, 세 번째로 모델링된 파이롯트신호를 이용하여 기지국 거리와 파이롯트 PN 코드의 쉬프트 간격을 계산하여 파이롯트 PN 코드의 갯수를 구하는 과정을 살펴보고, 네 번째로 정해진 파이롯트 PN 코드를 재사용하는 방법을 살펴보고, 다섯 번째로 본 발명의 실시예에 따른 파이롯트 PN 코드의 할당 방법을 살펴본다.
먼저 파이롯트 신호의 구조를 살펴보면, 순방향 링크 CDMA 채널은 파이롯트, 싱크, 페이징 및 통화 채널로 이루어진다. 상기와 같은 모든 채널은 월시(Walsh) 함수에 의해 정의되는 직교 코드와 I＆Q PN 시퀀스 코드를 가지고, 1.2288Mcps로 확산되어 이동국에 송신된다. 상기 파이롯트 채널은 이동국이 동기를 유지할 수 있도록 각 CDMA 캐리어(carrier) 마다 계속적으로 전송되며, 도 3과 같은 구성에 의해 생성된다.
상기 도 3은 CDMA 셀룰라 시스템에서 파이롯트 신호를 생성하는 구성을 도시하는 도면으로서, 가산기31은 입력 데이터(all 0`s)와 1.2288Mcps의 ″월시함수 0″를 가산하여 출력한다. 가산기32는 상기 가산기31의 출력과 I 파이롯트 PN을 가산하여 출력하며, 가산기33은 상기 가산기31의 출력과 Q 파이롯트 PN을 가산하여 출력한다. 기저대역여파기(baseband filter)34는 상기 가산기32의 출력신호에서 기저대역의 신호를 여파 출력하며, 기저대역여파기35는 상기 가산기33의 출력신호에서 기저대역의 신호를 여파 출력한다. 혼합기(mixer)36은 상기 기저대역여파기34의 출력과 국부발진신호 cosωt를 혼합 출력하며, 혼합기37은 상기 기저대역여파기35의 출력과 국부발진신호 sinωt를 혼합 출력한다. 가산기38은 상기 혼합기36 및 37의 출력을 가산하여 출력하며, 기지국필터(Base station Filter)39는 상기 가산기38에서 출력되는 신호를 해당 기지국의 파이롯트 PN 코드로 출력한다.
상기 파이롯트 채널은 ″월시함수 0″로 직교 확산되며, 상기 ″월시함수 0″는 모든 심불이 0로 구성되어 실질적으로는 비변조된 신호이다. 여기서 단지 I＆Q PN 시퀀스를 각각 fCI (0)g와 fCQ (0)g라고 하면, 제로 오프셋 I-파이롯트 PN 시퀀스(Zero Offset I-Pilot PN Sequence)는 하기 〈수학식 1〉과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]
Figure kpo00004
같은 방법으로 Q-파이롯트 PN 시퀀스도 하기 〈수학식 2〉와 나타낼 수 있으며, 파이롯트 PN 시퀀스는 하기 〈수학식 3〉과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure kpo00005
[수학식 3]
Figure kpo00006
도 4는 CI (k)(j)에서 CI (k)(t)의 생성 과정을 도시하고 있다. 파이롯트 PN 시퀀스는 (215-1)의 주기를 갖는 최대 LFSR 시퀀스(Maximal Length LFSR Sequence)에 ″0″를 추가하여 실질적으로 215의 주기를 갖는다. 상기 파이롯트신호의 모델을 구하기 위해서는, 먼저 이동국의 수신단에서 캐리어와 위상 동기가 완전하게 이루어지고, 두 번째로 전송 경로에 대한 임펄스 응답(impulse response)은 II(t)가 되고, Tc의 길이를 갖는다.
상기 CI (0)(t)를 제로 위상 및 단위 전력을 가진 I-파이롯트의 기저대역 신호라고 하면, 상기 CI (0)(t)는 펄스의 열로 하기 〈수학식 4〉와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 4]
Figure kpo00007
Figure kpo00008
따라서 k 위상을 갖는 I-파이롯트 신호는 하기 〈수학식 5〉와 같다.
[수학식 5]
Figure kpo00009
상기 CDMA 시스템에서 파이롯트 위상 할당시 가장 중요한 것은 각 기지국(섹터) 간의 파이롯트 시간차와 상대적인 전력차라고 할 수 있다. 상기 I,Q 두 신호는 시간과 전력에서 나타나는 현상이 같기 때문에 이중 하나만 고려해도 충분한다. 기지국에서 송신되는 k 위상과 p 전력을 갖는 파이롯트 PN신호를
Figure kpo00010
라 하고, γ와 λ를 각각 시간지연과 경로손실 요소(factor)라고 하면, 특정 CDMA 다중 경로신호는 하기 〈수학식 6〉과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 6]
Figure kpo00011
두 번째로 이동국 호처리에 대하여 살펴본다.
이동국의 초기화 상태에서, 이동국은 전원을 온시키면 시스템(A시스템 , B시스템, CDMA, AMPS 등)을 결정하고 초기동기를 맞춘다. 선택된 시스템이 CDMA이면 상기 이동국은 시스템의 파이롯트 신호를 획득하는데, 상기 파이롯트의 획득은 직렬 탐색(serial search) 방법을 통하여 이루어지며, 특정 파이롯트 오프셋을 쫓을 때 까지 계속된다. 상기 파이롯트신호가 215Tc의 주기를 갖기 때문에 오프셋 시간은 (0~215Tc) 사이에 존재한다. 일반적으로 Tc스텝 만큼씩 증가하여 타임 오프셋을 쫓아낸다. 상기 파이롯트 신호가 하나만 존재하면, 이동국이 정확한 동기를 맞추는데 걸리는 시간은 평균적으로 214Tc가 된다. 그러나 일반적인 시스템에서 대부분의 지역은 하나 이상의 파이롯트가 존재하며, 이동국이 파이롯트를 짓는 시간은 경계 지역에서 두 파이롯트의 위상 차에 따라 달라질 수 있다. 그래서 인접한 기지국(섹터)에서 적절한 위상 오프셋 선택은 새로운 파이롯트 채널 획득 시간(Pilot Channel Acquistion Time)을 줄일 수 있다.
트래픽 채널을 이용한 신호 상태의 동작을 살펴보면, 이 상태에서 이동국은 순방향 및 역방향 통화 채널을 통해 기지국과 통신하며, 다른 기지국으로부터 수신되는 파이롯트 CP 코드를 처리하기 위한 몇 단계를 거친다. 상기와 같은 단계들은 다른 파이롯트 신호의 탐색단계, 파이롯트 PN 페이즈 측정 단계(Pilot PN Phase Measurement), 다른 기지국으로 부터의 파이롯트 간섭 검사 단계(Interfering Pilot From Other Base Station)들이 된다.
상기 다른 신호의 탐색 단계에서 이동국은 기지국과 통신하는 동안에 4개의 파이롯트 세트-액티브 세트(pilot set-active set), 캔디데이트 세트(candidate set), 네이버 세트(neighbor set), 리메이닝 세트(remaining set)를 관리한다. 상기 액티브 세트는 현재 이동국에 의해 계속적으로 복조되고 있는 세트이며, 나머지 3개의 세트는 이동국이 핸드오프시 새로이 등록되어 복조가 가능한 세트이다. 이동국은 계속적으로 이들 세트를 감시하여 액티브, 캔디데이트 및 네이버 세트들은 위상 오프셋으로 구분되어 있고, 리메이닝 세트는 PT-inc에 의해 구분되어진다. 즉, 리메이닝 세트는 64*PT-inc의 배수로 구성된다. 여기서 상기 PT-inc (Pilot-increment)는 PN 오프셋을 할당하기 위한 설정 PN 오프셋 증가 값이 된다. 상기 PT-inc가 클수록 적은 수의 리메이닝 세트가 생길 수 있으며, 동시에 파이롯트를 쫓는 시간을 줄일 수 있다. 다시 말하면, 실제 환경에서 핸드오프하기에 충분히 센 파이롯트 세트를 짓지 못할 확률이 줄어들 수 있다. 이로인한 성능 향상은 제한적이며, 이는 파이롯트 세트 중 리메이닝 세트가 차지하는 비중이 가장 낮기 때문이다.
파이롯트 PN 위상 측정 단계에서, 상기 이동국은 T_ADD 보다 센 파이롯트 신호를 탐색하면 상기 기지국에 파이롯트 세기 특정 메시지(pilot strength measurement message)를 통하여 파이롯트의 세기와 위상을 전송한다. 이때 전송되는 위상은 이동국에 의해 (PILOT_PN_PHASE = PILOT_ARRIVAL+(64*PILOT_PN)mod215)로 계산된 값이며, 상기 기지국은 보고된 위상이 어느 섹터에서 전송되는 파이롯트인인지를 구분하고 핸드오프 과정을 시작한다.
다른 기지국 파이롯트의 간섭을 검사하는 단계를 살펴보면, 일반적으로 상기 이동국이 순ㅇ향 통화 채널을 복조할 때 이동국은 3~4개의 다중 경로를 코히런트 결합(coherent combining: rake receiver)하여 이루어진다. 그리고 상기 모든 기지국의 파이롯트신호는 시간 쉬프트되기 때문에 경우에 따라서는 다른 기지국의 파이롯트가 액티브 세트로 잘못 받아들여질 수 있다. 그렇지만 파이롯트 PN 위상이 적절한 할당은 상기와 같은 확률을 감소시킬 수 있다.
세 번째로 PT-inc 값을 결정하는 과정을 살펴본다.
상기 CDMA 시스템에서 PT-inc는 기지국에서 이동국으로 전달되는 시스템 파라미터의 하나로써, 이동국이 파이롯트 탐색시 PT-inc의 배수 만큼 위상을 증가하며 쫓는다. 이때 각 기지국에 할당하는 파이롯트 PN 코드의 종류는 PT-inc에 달려있다. 예를들어 PT-inc가 12이면 기지국에 할당할 수 있는 파이롯트 PN코드는 0, 12, 24, 36, ...이 되어, 총 512/12=42개 존재한다.
도 5는 두 기지국에서의 파이롯트 간섭 관계를 도시하고 있다. 상기 PT-inc를 결정하기 위해서, 도 5와 같이 두 개의 기지국과 P 지점에 이동국이 있다고 가정한다. 상기 도 5에서 PT-inc를 결정하기 위한 요소들은 하기와 같이 정의한다.
λ : 경로 손실 인자
Pi(i=1,2): 두 기지국에서 전송하는 전력 세기
ri(i=1,2): 두 기지국 반경을 파이롯트 칩으로 환산한 값
si(i=1,2): 액티브 탐색 윈도우(active search window)를 칩으로 환산한 값
δi(i=1,2): 두 기지국의 PN 페이즈 오프셋을 칩으로 나타낸 값
이때 s1(t)와 s2(t)를 기지국 1 및 2에서 각각 송신되는 파이롯트신호이며, 이는 하기 〈수학식 7〉과 나타낼 수 있다.
[수학식 7]
Figure kpo00012
Figure kpo00013
여기서 λ1와 t1Tc를 각각 이동국 1의 경로 손실과 시간 지연이라고 하고, 같은 방법으로 λ2와 t2Tc를 이동국 2의 경로손실과 지연이라고 한다. 그리고 y1(t)와 y2(t)를 두 이동국에서 수신하는 파이롯트라 하면, 상기 y1(t)와 y2(t)는 하기 〈수학식 8〉과 같이 구할 수 있다.
[수학식 8]
Figure kpo00014
Figure kpo00015
상기 도 5의 P 지점에 위치된 이동국이 기지국 2의 파이롯트에 의해 간섭을 받을 조건은 기지국 1 및 2의 파이롯트가 이동국에 같은 위상차로 수신될 때이며, 이는 하기 〈수학식 9〉와 같이 표현할 수 있다.
[수학식 9]
Figure kpo00016
그러나 상기 〈수학식 9〉에서 기지국 2의 파이롯트 신호는 경로손실로 인하여 매우 약해져 있으며, 두 파이롯트 세기의 차가 정해진 레벨 이하가 되면 간섭이 거의 없다고 볼 수 있다. 상기 도 5의 P 지점에서의 두 파이롯트 전력비는 하기 〈수학식 10〉과 같이 되고, 두 파이롯트의 경로 지연에서 발생되는 오프셋 차이는 하기 〈수학식 11〉과 같이 되며, 두 기지국의 송신 전력이 같으며 D(P, P1) `r1+s1일 때 두 기지국의 파이롯트 오프셋 차 m은 하기 〈수학식 12〉와 같이 된다.
[수학식 10]
Figure kpo00017
[수학식 11]
Figure kpo00018
[수학식 12]
Figure kpo00019
상기 〈수학식 12〉에서 m은 최소 PT-inc 값이라고 생각할 수 있다. 예를들면, C/I=24dB, 기지국 반경 r1=r2≤25Km=105chips, γ=3, 탐색 윈도우 사이즈=14chips라고 하면, m≤632chips가 되고, 이를 64chips의 배수로 환산하여 10*64=640chips가 되어 PT-inc는 10이 된다. 상기와 같이 구한 파이롯트 PN 코드는 512/10=51개 이며, 이는 전체 기지국들의 수 보다 작을 수 밖에 없게 된다. 따라서 상기 파이롯트 PN 코드는 재사용되어야 한다.
네 번째로 페이즈 오프셋의 재사용을 살펴본다.
하나의 이동국이 같은 파이롯트 오프셋을 사용하는 기지국으로부터 간섭을 받는 경우와 이동국에 의해 보고된 파이롯트 신호가 기지국에서 유일하게 구별될 수 없는 경우, 이런 두가지 경우의 상황은 하나 이상의 기지국에서 같은 파이롯트 PN 시퀀스 페이즈 오프셋을 사용하므로서 발생할 수 있다. 상기와 같은 두 가지 상황은 지리적으로 이격되어 있으면 피할 수 있다. 도 6은 파이롯트 PN 시퀀스 페이즈 오프셋의 재사용을 도시하고 있다. 상기 도 6에서 기지국 1과 기지국 3은 같은 파이롯트 PN 시퀀스 페이즈 오프셋을 가지고 있다.
상기 도 6에서 파이롯트 PN 시퀀스 페이즈 오프셋을 재사용하기 위한 요소는 하기와 같다.
ri(i=1,2,3): 기지국 반경 (chips)
D : 기지국 1,3의 거리 (chips)
s1(i=1,3) : 기지국 1,3의 액티브 탐색 윈도우
s2: 기지국 1,3의 네이버 세트(neighbor set) 및 리메이닝 세트(remaining set)의 탐색 윈도우 사이즈(search window size)
상기 기지국 1에 있는 이동국으 기지국 3의 파이롯트가 액티브 세트 탐색 윈도우 내에 존재하면, 기지국 3의 파이롯트에 의해 간섭을 받을 가능성이 있다. 이는 결국 하기 〈수학식 13〉을 만족할 때 간섭을 방지할 수 있다.
[수학식 13]
Figure kpo00020
같은 방법으로 기지국 1의 파이롯트가 기지국 3 내의 이동국에 영향을 미치지 않기 위해서는 하기 〈수학식 14〉의 조건을 만족해야 한다.
[수학식 14]
Figure kpo00021
마지막으로 기지국 2 내의 이동국이 보고하는 파이롯트 신호가 ID 구분이 되기 위해서는 기지국 1, 3은 기지국 2 내에 있는 이동국의 가청권(hearing distance) 내에 있어야 하며, 기지국 2에 위치되는 이동국이 어느 위치에 있더라도 기지국 1,3의 ID를 유지하기 위해서는 기지국 1,3의 거리가 하기 〈수학식 15〉와 같이 되어야 한다.
[수학식 15]
Figure kpo00022
예를들어 모든 기지국은 동일 한 r chips의 반경을 가지고, 리메이닝 세트의 탐색 윈도우는 네이버 세트의 탐색 윈도우 보다 크며, r/2 chips라고 가정하면, 하기 〈수학식 16〉과 같이 되어 재생되는 기지국 간의 최소 거리가 된다.
[수학식 16]
Figure kpo00023
다섯 번째로 페이즈 할당 절차를 살펴본다.
상기 PN 시퀀스 페이즈 오프셋을 할당하기 위한 조건은 상기한 바와 같이 PT-inc 및 파이롯트 코드를 결정하고, 같은 파이롯트 오프셋을 사용하는 기지국 간의 이격 거리를 결정하며, 기지국 확장 및 마이크로 셀(microcell)을 위하여 파이롯트 PN 코드를 보관(reserve)한다.
도 7은 일반적인 기지국의 페이즈 할당 예를 도시하고 있다. 기지국에 PN 시퀀스 페이즈 오프셋을 할당하기 위한 조건은 하기와 같다. 먼저 PT-inc 및 파이롯트 PN 코드를 결정하고, 두 번째로 동일한 파이롯트 오프셋을 사용하는 기지국의 이격 거리를 결정하고, 기지국 확장 및 마이크로셀을 위하여 일부 파이롯트 PN 코드를 예비용으로 보관한다.
디지털 이동 통신시스템에서 사용가능한 전체 PN 코드가 512개라고 하고, 각 기지국은 3-섹터를 서비스할 수 있다고 가정한다. 여기서 3-섹터 기지국은 하나의 기지국이 3개의 안테나를 120° 등간격으로 배열하고, 각각의 안테나는 각각의 PN 오프셋을 사용한다. 따라서 하나의 기지국은 3개의 PN 오프셋을 사용한다. 이때 상기 PT-inc가 10이면 51개의 파이롯트 오프셋이 생긴다. 그리고 상기 51개의 파이롯트 오프셋 중에서 39개의 오프셋을 사용한다고 가정하면, 나머지 12개의 파이롯트 오프셋은 기지국 확장을 예비용으로 남겨놓는다. 그러면 상기 도 7과 같이 각 기지국은 1~13 까지의 번호를 가지고 있으며, 14~17은 기지국 확장용으로 남겨놓는다. 따라서 마치 아날로그 이동 통신시스템 기지국의 주파수 재사용 패턴 N=13과 유사하다. 이때 각 기지국은 n*640, (n+17)*640, (n+34)*640에 의해 PN 할당되어 섹터화된다. 동일한 파이롯트 오프셋을 갖는 기지국 간의 거리는 6r 이상이 되며, 여기서 r은 기지국의 반경이다.
상기와 같은 페이즈 할당은 다음과 같이 설명할 수 있다. 51개의 다른 페이즈 오프셋 {0*640, 1*640, 2*640, 3*640, ... , 49*640, 50*640}을 다음과 같은 4개의 카테고리로 나눈다.
세트 1: { 0*640, 1*640, ... , 19*640, 13*640}
세트 2: {18*640, 19*640, ... , 29*640, 30*640}
세트 3: {35*640, 36*640, ... , 46*640, 57*640}
세트 4: {나머지 12의 세트}
상기의 파이롯트 세트1~세트3은 일반적인 기지국에 적용하고, 세트4는 일반적인 구조를 갖지 않는 기지국을 위하여 보관한다. 모든 기지국은 세트1의 파이롯트 오프셋을 할당하고, 섹터화할 경우 세트2 및 섹터3을 이용한다. 이런 경우 4개의 인접 섹터에 할당되는 파이롯트 오프셋은 서로 다른 세트 카테고리에 속한 파이롯트 오프셋이 되며, 이는 가장 이상적인 인접 섹터 파이롯트 오프셋이 할당된다.
하기에서 설명될 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예는 서브 클러스터를 이용하여 PN 오프셋을 할당하는 방법이며, 제3실시예-제8실시예는 서브클러스터를 이용하지 않고 PN 오프셋을 할당하는 방법이다. 여기서 상기 각 기지국들은 α섹터, β섹터, γ섹터로 이루어지는 3-섹터를 구비하여 3개의 PN 코드를 사용한다고 가정한다. 또한 탐색 파이롯트 신호(searching pilot signal)은 액티브 세트(active set), 후보 세트(candidate set), 인접 세트(neighbor set) 및 잔류 세트(remaining set) 등이다. 그리고 파이롯트 PN 위상(pilot PN phase)은 ″pilot_arrival+(64*pilot_PN)mod215″에 의해 구해진다. 또한 PT-inc를 결정하는데, PT-inc=4이면 128(512/4)개의 PN 오프셋을 할당할 수 있으며, PT-inc=10이면 51(512/10)개의 PN 오프셋을 할당할 수 있고, PT-inc=12이면 42(512/12)개의 PN 오프셋을 할당할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국들은 3-섹터로 구성되어 하나의 기지국이 3개의 PN 오프셋을 사용하며, PN 오프셋 할당 방법은 서브 클러스터를 이용하여 PN 오프셋을 할당하는 제1할당방법과, 서브 클러스터를 이용하지 않고 PN 오프셋을 할당하는 제2할당방법이 있다.
상기 서브 클러스터를 사용하여 PN 오프셋을 할당하는 방법은 제1실시예 및 제2실시예에 도시되어 있다. 그리고 상기 서브 클러스터를 사용하지 않고 PN 오프셋을 할당하는 방법은 제3실시예~제6실시예에 도시되어 있다.
먼저 상기 제1실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법은 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 각각 PT-inc*서브클러스터수의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 동일한 섹터들의 PN 오프셋 차가 순차적으로 PT-inc 차가 나도록 할당하며, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 서브클러스터 수*섹터 수*PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 8을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 1클러스터는 3개의 서브 클러스터로 구성되고, PT-inc는 4이며, 재사용 거리(reuse distance)는 10.8r이고, 1서브 클러스터는 13개의 일반 기지국과 1개의 예비 기지국으로 구성된 경우로 가정한다. 따라서 각 서브 클러스터는 13개 기지국의 39서브셀(subcell)을 구비하며, 1개의 예비기지국(3 서브셀)을 구비하게 된다. 따라서 상기 도 8에 도시된 바와 같이 전체의 PN 오프셋을 PT-inc=4로 구성하여 총 42개의 PN 오프셋을 구성하고, 이를 4개의 부류(set)로 나누어 세트1, 세트2, 세트3을 각각 3개의 서브 클러스터에 이용하고, 나머지 세트4를 예비용으로 보관한다. 상기 도 8과 같이 기지국들이 구성되는 경우, 하기 〈표 2〉와 같이 PN 오프셋이 할당된다.
[표 2]
Figure kpo00024
두 번째로 상기 제2실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법은 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 각각 PT-inc*서브클러스터수*기지국수-(마지막 서브 클러스터들에 미할당된 동일 섹터들의 수*PT-inc)의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 동일한 섹터들의 PN 오프셋 차가 순차적으로 PT-inc 차가 나도록 할당하며, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 서브클러스터 수*PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 9를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 1클러스터는 4개의 서브 클러스터로 구성되고, PT-inc는 4이며, 재사용 거리(reuse distance)는 10.5r이고, 1서브 클러스터는 9개의 일반 기지국과 2개의 예비 기지국으로 구성된 경우로 가정한다. 따라서 각 서브 클러스터는 9개 기지국의 27서브셀(subcell)을 구비하며, 2개의 예비기지국(6 서브셀)을 구비하게 된다.
상기 도 9과 같이 기지국들이 구성되는 경우, 동일 기지국의 α섹터와 β섹터 간의 PN 오프셋 차와, 상기 β섹터와 γ섹터 간의 PN 오프셋 차는 서브 클러스터수(4)*기지국수(11)*PT-inc(4)가 되며, 따라서 4*11*4=176이 된다. 그런데 여기서 마지막 기지국 번호″11″에 PN 오프셋이 할당되지 못하는 경우가 발생될 수 있다. 그러면 마지막 기지국 번호들에 PN 오프셋이 할당되지 못하는 서브클러스터들의 수*PT-inc 값을 구하여 상기 ″176″에서 감산한다. 따라서 하기에 표시되는 〈표 3〉에서와 같이 제3서브클러스터와 제4서브클러스터에 PN 오프셋이 할당되지 않은 경우 섹터 간의 오프셋 차는 176-2*4가 되어 168이 된다. 또한 상기 서브 클러스터의 번호에 따라 서브 클러스터들의 동일 섹터들의 PN 오프셋 차는 PT-inc 차가 나도록 할당한다. 이런 경우 제1서브클러스터와 제2서브클러스터, 제2서브클러스터와 제3서브클러스터, 제3서브클러스터와 제4서브클러스터의 동일한 기지국번호의 동일 섹터 들의 PN 오프셋 차는 4가 된다. 또한 동일 서브클러스터의 현재 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차는 서브클러스터의 수(4)*PT-inc(4) 차가 나도록 할당한다. 따라서 상기 도 9와 같은 경우, 하기 〈표 3〉과 같이 PN 오프셋이 할당된다.
[표 3]
Figure kpo00025
세 번째로 본 발명의 제3실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 상기 도 10의 구성을 살펴보면, 1클러스터는 서브 클러스터 없이 구성되고, PT-inc는 4이며, 재사용 거리(reuse distance)는 10.5r로 구성된 예를 도시하고 있다. 위와 같은 경우, 사용가능한 PN 오프셋이 512이면, 상기 클러스터는 기지국1~기지국37로 이루어지는 37개의 111서브셀을 구비하며, 기지국38~43으로 이루어지는 6개의 예비기지국(18 서브셀)을 구비하게 된다.
상기 제3실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법은 서브 클러스터 없이 모든 기지국들을 하나의 클러스터로 구성하며, 기지국번호 1(이하 기준 기지국이라 칭한다)을 중심으로 인접한 티어(tier)에 순차적인 번호를 갖는 기지국들을 할당한다. 예를들면 기준 기지국 ″1″을 중심으로 기지국2-기지국7 들이 제1티어로 배열되고, 기지국8-기지국19들이 상기 제1티어에 인접되어 제2티어로 배열되며, 기지국20-기지국37들이 상기 제2티어에 인접되어 제3티어로 배열된다. 따라서 상기 제3실시예에 따라 배열되는 기지국들은 기지국들의 번호가 내주 티어에서 외주 티어에 순차적으로 배열되는 형태를 갖게 됨을 알 수 있다.
또한 상기와 같이 배열되는 기지국들에 PN 오프셋을 할당하는 방법을 살펴보면, 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 PT-inc 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 섹터수*PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 10과 같이 기지국들이 구성되는 경우, 동일 기지국의 α섹터와 β섹터 간의 PN 오프셋 차와, 상기 β섹터와 γ섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)가 된다. 또한 현재 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 동일한 섹터의 PN 오프셋 차는 섹터수(3)*PT-inc(4) 차가 나도록 할당한다. 따라서 상기 도 10와 같이 기지국들의 배열된 경우, 각 기지국들의 섹터들에 할당되는 PN 오프셋은 하기 〈표 4〉과 같이 PN 오프셋이 할당된다.
[표 4]
Figure kpo00026
네 번째로 상기 제4실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 본 발명의 제4실시예에 따른 기지국들의 배열 구성은 상기 도 10과 동일한 구성을 갖는다.
상기 도 11과 같은 배열을 갖는 기지국들에 본 발명의 제4실시예에 따라 PN 오프셋을 할당하는 방법을 살펴보면, 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 PT-inc*기지국수의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차는 PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 10과 같이 기지국들이 구성되어 α섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 43개이고, β섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 42개이며, γ섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 42개라고 가정하면, 동일 기지국 번호의 α섹터와 β섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)*기지국수(43)=172가 되고, 상기 β섹터와 γ섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)*기지국수(42)=168이 된다. 또한 현재 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 동일한 섹터의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4) 차가 나도록 할당한다.
따라서 상기 도 10과 같이 기지국들의 배열된 경우, 각 기지국들의 섹터들에 할당되는 PN 오프셋은 하기 〈표 5〉과 같이 PN 오프셋이 할당된다.
[표 5]
Figure kpo00027
다섯 번째로 도 11을 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 상기 도 10의 구성을 살펴보면, 1클러스터는 서브 클러스터 없이 구성되고, PT-inc는 4이며, 재사용 거리(reuse distance)는 10.5r로 구성된 예를 도시하고 있다. 위와 같은 경우, 사용가능한 PN 오프셋이 512이면, 상기 클러스터는 기지국1~기지국37로 이루어지는 37개의 111서브셀을 구비하며, 기지국38~43으로 이루어지는 6개의 예비기지국(18 서브셀)을 구비하게 된다.
상기 제5실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법은 서브 클러스터 없이 모든 기지국들을 하나의 클러스터로 구성하며, 기지국번호 1(이하 기준 기지국이라 칭한다)을 중심으로 인접한 티어(tier)의 다음 티어에 배열되는 기지국들에 순차적인 번호를 갖는 기지국들을 할당한다. 즉, 상기 도 11에 도시된 바와 같이, 기준 기지국 ″1″을 중심으로 기지국2-기지국13 들이 제2티어로 배열되고, 기지국14-기지국19들이 상기 기준 기지국 및 제2티어 사이에 제1티어로 배열되며, 기지국20-기지국37들이 상기 제2티어에 인접되어 제3티어로 배열된다. 따라서 상기 제3실시예에 따라 배열되는 기지국들은 기지국들의 번호가 내주 티어에서 외주 티어 방향으로 비순차적으로 배열되는 형태를 갖게 됨을 알 수 있다.
또한 상기와 같이 배열되는 기지국들에 PN 오프셋을 할당하는 방법을 살펴보면, 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 PT-inc 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 섹터수*PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 11과 같이 기지국들이 구성되는 경우, 동일 기지국의 α섹터와 β섹터 간의 PN 오프셋 차와, 상기 β섹터와 γ섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)가 된다. 또한 현재 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 동일한 섹터의 PN 오프셋 차는 섹터수(3)*PT-inc(4) 차가 나도록 할당한다. 따라서 상기 도 11과 같이 기지국들의 배열된 경우, 각 기지국들의 섹터들에 할당되는 PN 오프셋은 상기 〈표 4〉과 같이 PN 오프셋이 할당된다.
여섯 번째로 도 11을 참조하여 본 발명의 제5실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법을 살펴본다. 상기 도 10의 구성을 살펴보면, 1클러스터는 서브 클러스터 없이 구성되고, PT-inc는 4이며, 재사용 거리(reuse distance)는 10.5r로 구성된 예를 도시하고 있다. 위와 같은 경우, 사용가능한 PN 오프셋이 512이면, 상기 클러스터는 기지국1~기지국37로 이루어지는 37개의 111서브셀을 구비하며, 기지국38~43으로 이루어지는 6개의 예비기지국(18 서브셀)을 구비하게 된다.
상기 제6실시예에 따른 PN 오프셋 할당 방법은 서브 클러스터 없이 모든 기지국들을 하나의 클러스터로 구성하며, 기지국번호 1(이하 기준 기지국이라 칭한다)을 중심으로 인접한 티어(tier)의 다음 티어에 배열되는 기지국들에 순차적인 번호를 갖는 기지국들을 할당한다. 즉, 상기 도 11에 도시된 바와 같이, 기준 기지국 ″1″을 중심으로 기지국2-기지국13 들이 제2티어로 배열되고, 기지국14-기지국19들이 상기 기준 기지국 및 제2티어 사이에 제1티어로 배열되며, 기지국20-기지국37들이 상기 제2티어에 인접되어 제3티어로 배열된다. 따라서 상기 제3실시예에 따라 배열되는 기지국들은 기지국들의 번호가 내주 티어에서 외주 티어 방향으로 비순차적으로 배열되는 형태를 갖게 됨을 알 수 있다.
상기 도 11과 같은 배열을 갖는 기지국들에 본 발명의 제4실시예에 따라 PN 오프셋을 할당하는 방법을 살펴보면, 동일 기지국 내의 α,β,γ섹터 간의 PN 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 PT-inc*기지국수의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차는 PT-inc의 차가 나도록 할당한다.
상기 도 11과 같이 기지국들이 구성되어 α섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 43개이고, β섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 42개이며, γ섹터에 PN 오프셋이 할당되는 기지국의 수가 42개라고 가정하면, 동일 기지국 번호의 α섹터와 β섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)*기지국수(43)=172가 되고, 상기 β섹터와 γ섹터 간의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4)*기지국수(42)=168이 된다. 또한 현재 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 동일한 섹터의 PN 오프셋 차는 PT-inc(4) 차가 나도록 할당한다.
따라서 상기 도 10과 같이 기지국들의 배열된 경우, 각 기지국들의 섹터들에 할당되는 PN 오프셋은 하기 〈표 5〉과 같이 PN 오프셋이 할당된다.
상술한 바와 같이 디지털 이동 통신시스템에서 기지국들에 PN 오프셋을 할당할 시, 파이롯트 PN 코드의 재사용 효율을 향상시킬 수 있으며, 동일 파이롯트 PN 코드 간의 간섭을 최소화할 수 있고, 다른 파이롯트 PN 코드가 할당된 기지국 간에 지연에 의해 발생되는 간섭을 최소화할 수 있다. 또한 파이롯트 코드 할당 방법이 용이하여 이동 통신망의 관리가 쉽고, 파이롯트 PN 코드를 예비로 보관하므로서 망전체의 파이롯트 PN 배치의 수정 없이 추가되는 기지국에 예비 파이롯트 PN 코드를 할당할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    하나의 클러스터를 다수의 서브 클러스터들로 분할하고, 상기 각 서브 클러스터에 다수의 섹터들을 각각 구비하는 기지국들과 예비 기지국을 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*서브클러스터수″의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 번호에 따라 상기 서브 클러스터 들의 동일 섹터들의 피엔 오프셋 차가 순차적으로 ″설정 피엔 오프셋 증가값″ 차가 나도록 할당하며, 상기 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 피엔 오프셋 차가 ″서브클러스터 수*섹터 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당한 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 1클러스터는 3개의 서브 클러스터로 구성되고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 동일 PN 오프셋 재사용 거리는 10.8r이고, 1서브 클러스터는 13개의 기지국과 2개의 예비 기지국으로 구성된 것을 특징으로 디지털 이동 통신 시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  3. 디지털 이동 통신시스템의 기지국들에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    하나의 클러스터를 다수의 서브 클러스터들로 분할하고, 상기 각 서브 클러스터에 다수의 섹터들을 각각 구비하는 기지국들과 예비 기지국을 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*서브클러스터수*기지국수-(마지막 서브 클러스터들에 미할당된 동일 섹터들의 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 상기 서브 클러스터들의 번호에 따라 상기 서브 클러스터 들의 동일 섹터들의 피엔 오프셋 차가 순차적으로 ″설정 피엔 오프셋 증가값″ 차가 나도록 할당하며, 상기 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 피엔 오프셋 차가 ″서브클러스터 수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당한 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  4. 상기 제3항에 있어서, 상기 1클러스터는 4개의 서브 클러스터로 구성되고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 동일 PN 오프셋 재사용 거리는 10.5r이고, 1서브 클러스터는 9개의 일반 기지국과 2개의 예비 기지국으로 구성된 것을 특징으로 디지털 이동 통신 시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  5. 디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″섹터수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서, 사용 가능한 피엔 오프셋의 수가 512개이며, 1클러스터가 37개의 기지국들과 6개의 예비 기지국들로 구성되며, 상기 기지국들이 각각 3-섹터로 이루어고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 상기 동일 피엔 오프셋 재사용 거리를 10.5r로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  7. 디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*기지국 수″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법.
  8. 제7항에 있어서, 사용 가능한 피엔 오프셋의 수가 512개이며, 1클러스터가 37개의 기지국들과 6개의 예비 기지국들로 구성되며, 상기 기지국들이 각각 3-섹터로 이루어고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 상기 동일 피엔 오프셋 재사용 거리를 10.5r로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  9. 디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 비순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″섹터수*설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법.
  10. 제9항에 있어서, 사용 가능한 피엔 오프셋의 수가 512개이며, 1클러스터가 37개의 기지국들과 6개의 예비 기지국들로 구성되며, 상기 기지국들이 각각 3-섹터로 이루어고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 상기 동일 피엔 오프셋 재사용 거리를 10.5r로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
  11. 디지털 이동 통신시스템의 기지국에 파이롯트 피엔 오프셋을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 기지국들이 다수의 섹터들로 이루어지며, 기준 기지국을 중심으로 내주의 첫 번째 티어에서 외주 방향의 마지막 티어 까지 비순차적으로 기지국 번호를 배열하며, 동일 기지국 내의 섹터들 간의 피엔 오프셋 차가 섹터 번호에 따라 각각 ″설정 피엔 오프셋 증가값*기지국 수″의 차가 나도록 할당하고, 기지국의 동일 섹터에서 현재의 기지국 번호와 다음 기지국 번호의 PN 오프셋 차가 ″설정 피엔 오프셋 증가값″의 차가 나도록 할당하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 파이롯트 피엔 오프셋 할당 방법.
  12. 제11항에 있어서, 사용 가능한 피엔 오프셋의 수가 512개이며, 1클러스터가 37개의 기지국들과 6개의 예비 기지국들로 구성되며, 상기 기지국들이 각각 3-섹터로 이루어고, 상기 설정 피엔 오프셋 증가값이 4이며, 상기 동일 피엔 오프셋 재사용 거리를 10.5r로 설정하는 것을 특징으로 하는 디지털 이동 통신시스템의 기지국 피엔 오프셋 할당 방법.
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