KR100507629B1 - Cdma 디스패치 시스템내의 파워를 제어하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

디스패치 시스템내에서 기지국으로부터 전송된 순방향 링크 방송신호의 파워는 파워 레벨이 최소로 필요하게 되도록 그리고 기지국(32)의 유효영역내에 어떠한 원격 유니트(10)도 위치되어 있지 않을 경우 순방향 링크 방송 채널의 전송이 종료되도록 제어된다. 순방향 링크 방송 신호를 전송하는 것 이외에도, 기지국은 액세스 채널을 모니터링한다. 기지국 유효영역에서 제 1 원격 유니트(10)는 순방향 링크 방송신호를 수신하고 디코딩한다. 제 1 원격 유니트(10)는 상기 순방향 링크 방송신호의 신호 품질을 결정한다. 신호 품질이 수용되지 않을 경우, 원격 유니트는 파워 요구 메시지를 전송한다. 기지국은 순방향 링크 방송 채널(70)의 전송 파워를 증가시킴으로써 요구에 응답한다. 기지국에서 어떠한 요구도 수신되지 않을 경우, 순방향 링크 방송 채널은 최소값(54)으로 천천히 감소된다. 순방향 링크 방송 채널의 전송은 완전히 종료(58)될 수 있다.

Description

CDMA 디스패치 시스템내의 파워를 제어하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR POWER CONTROL IN A CDMA DISPATCH SYSTEM}

본 발명은 다중 액세스 시스템내의 파워 제어에 관한 것으로, 특히 순방향 링크 방송 채널 신호상의 파워 제어에 관한 것이다.

무선 전화 통신 시스템에서, 많은 사용자들이 무선 채널을 통하여 다른 무선 또는 유선 전화 시스템과 연결되어 통신한다. 무선 채널을 통한 통신은 여러 가지 다중 액세스 기술중 하나에 의하여 이루어질 수 있다. 이들 다중 액세스 기술은 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA)를 포함한다. CDMA 기술은 많은 장점을 가진다. CDMA 시스템의 예는 1990년 2월 13일에 특허허여된 케이. 길하우젠 등의 미국특허 제 4,901,307호, "위성 또는 지상 중계기를 이용한 스펙트럼 확산 다중 액세스 통신 시스템"에 개시되어 있으며, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 여기에 참고로 인용된다.

전술한 특허에서, 각각 트랜시버를 가진 많은 수의 이동 전화 시스템 사용자가 CDMA 스펙트럼 확산 통신 신호를 이용하여 위성 중계기, 공중 중계기 또는 지상 기지국을 통하여 통신하는 다중 액세스 기술이 개시되어 있다. CDMA 통신을 이용할 경우, 주파수 스펙트럼은 시스템 사용자 용량을 증가시키도록 여러 번 재사용될 수 있다.

CDMA 셀룰러 시스템에서, 각각의 기지국은 제한된 영역에 대한 커버리지를 제공하며 셀룰러 시스템 스위치를 통하여 그 커버리지 영역 내의 원격 유니트를 공중 전화 교환망(PSTN)에 연결시킨다. 원격 유니트가 새로운 기지국의 커버리지 영역으로 이동할 때, 원격 유니트 통화의 경로 설정은 새로운 기지국으로 이전된다. 기지국으로부터 원격 유니트로의 신호 전송 경로는 순방향 링크라고 하고, 원격 유니트로부터 기지국으로의 신호 전송은 역방향 링크라고 한다.

CDMA 시스템의 예에서, 각각의 기지국은 다른 기지국의 파일럿 신호로부터 코드 위상에서 오프셋되는 공통 의사 랜덤 잡음(PN) 확산 코드를 가지는 파일럿 신호를 전송한다. 시스템 동작 중에, 원격 유니트에는 통신이 설정된 기지국 주변의 인접 기지국에 대응하는 코드 위상 오프셋 리스트가 제공된다. 원격 유니트에는 탐색 엘리먼트가 배치되는데, 원격 유니트는 탐색 엘리먼트에 의하여 인접 기지국을 포함한 기지국 그룹으로부터의 파일럿 신호의 신호 강도를 추적한다.

핸드오프 프로세스 중에 하나이상의 기지국을 통하여 원격 유니트와 통신하는 방법 및 시스템은 1993년 11월 30일자로 특허허여된 미국특허 제 5,267,261호, "CDMA 셀룰러 통신 시스템에서 이동국에 의한 소프트 핸드오프"에 개시되어 있으며, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었다. 이러한 시스템을 이용하여, 원격 유니트 및 최종 사용자 사이의 통신은 원래 기지국에서 다음 기지국으로의 핸드오프에 의하여 방해받지 않는다. 이러한 종류의 핸드오프는 다음 기지국과의 통신이 원래 기지국과의 통신이 종료하기 전에 설정되는 "소프트 핸드오프"로 간주한다. 원격 유니트가 두 개의 기지국과 통신하고 있을 때, 원격 유니트는 공통 기지국으로부터의 다중경로 신호가 결합되는 것과 동일하게 각각의 기지국으로부터 수신된 신호를 결합한다.

일반적인 마이크로 셀룰러 시스템에서, 시스템 제어기가 사용되어 각각의 기지국에 수신된 신호들로부터 최종 사용자에 대한 단일 신호를 생성하도록 한다. 각각의 기지국내에서, 공통 원격 유니트로부터 수신된 신호는 디코딩되기 전에 결합되어 수신된 다중 신호의 모든 장점을 얻는다. 각각의 기지국으로부터의 디코딩된 결과치는 시스템 제어기에 제공된다. 신호가 디코딩될 때, 이는 다른 신호와 결합될 수 없다. 따라서 시스템 제어기는 단일 원격 유니트에 의하여 통신이 설정되는 각각의 기지국에 의하여 형성된 다수의 디코딩된 신호들 중 하나의 디코딩된 신호를 선택하여야 한다. 가장 바람직한 디코딩된 신호는 기지국으로부터의 신호 세트로부터 선택되며 선택되지 않은 신호는 간단히 무시된다.

원격 유니트에 의한 소프트 핸드오프는 원격 유니트에 의하여 측정된 몇 개의 기지국 세트의 파일럿 신호 강도를 기초로 동작한다. 액티브 세트는 액티브 통신이 설정되는 기지국 세트이다. 후보 세트는 통신을 설정하기에 충분한 신호 레벨의 파일럿 신호 강도를 가진 인접 세트 또는 나머지 세트로부터 선택된 기지국 세트이다. 인접 세트는 통신을 설정하기에 충분한 레벨의 신호 강도를 가진 높은 가능성의 기지국을 포함하는 액티브 기지국 주위의 기지국 세트이다. 나머지 세트는 액티브 세트, 후보 세트 또는 인접 세트가 아닌 시스템내의 모든 기지국을 포함한다.

통신이 최초에 설정될 때, 원격 유니트는 제 1기지국을 통하여 통신하며, 액티브 세트는 단지 제 1기지국만을 포함한다. 원격 유니트는 액티브 세트, 후보 세트, 인접 세트 및 나머지 세트의 기지국의 파일럿 신호 강도를 모니터링한다. 인접 세트 또는 나머지 세트의 기지국의 파일럿 신호가 미리결정된 임계 레벨을 초과하면, 기지국이 후보 세트에 추가된다. 원격 유니트는 새로운 기지국을 식별하는 메시지를 제 1기지국으로 통신한다. 시스템 제어기는 새로운 기지국과 원격 유니트사이에 통신을 설정할지를 결정한다. 시스템 제어기가 통신을 설정하는 것으로 결정하였다면, 시스템 제어기는 원격 유니트에 대한 정보를 식별하는 메시지를 새로운 기지국에 전송하고 또한 새로운 기지국과 통신을 설정하라는 명령을 전송한다. 메시지는 또한 제 1기지국을 통하여 원격 유니트로 전송된다. 메시지는 제 1기지국 및 새로운 기지국을 포함하는 새로운 액티브 세트를 식별한다. 원격 유니트는 새로운 기지국에 대하여 전송된 정보를 탐색하고 제 1기지국을 통한 통신 중단 없이 새로운 기지국과의 통신이 설정된다.

원격 유니트가 다수의 기지국을 통하여 통신할 때, 원격 유니트는 액티브 세트, 후보 세트, 인접 세트 및 나머지 세트의 기지국 신호 강도를 계속 모니터한다. 액티브 세트의 기지국에 대응하는 신호 강도가 미리결정된 주기 시간동안 미리결정된 임계치 이하로 떨어지면, 원격 유니트는 이벤트를 리포팅하는 메시지를 발생하여 전송한다. 시스템 제어기는 원격 유니트와 통신하는 기지국 중 적어도 하나를 통하여 상기 메시지를 수신한다. 시스템 제어기는 약한 파일럿 신호 강도를 가진 기지국을 통한 통신을 종료할 것을 결정할 수 있다.

시스템 제어기가 기지국을 통한 통신을 종료할 것을 결정하면 기지국의 새로운 액티브 세트를 식별하는 메시지를 발생한다. 새로운 액티브 세트는 통신이 종료된 기지국은 포함하지 않는다. 통신이 설정된 기지국은 원격 유니트로 메시지를 전송한다. 시스템 제어기는 또한 원격 유니트와의 통신을 종료하기 위하여 기지국에 정보를 전달한다. 따라서 원격 유니트 통신은 새로운 액티브 세트에서 식별된 기지국을 통해서만 이루어진다.

원격 유니트는 소프트 핸드오프 프로세스를 통하여 항상 적어도 하나의 기지국을 통하여 최종 사용자와 통신하기 때문에, 원격 유니트와 최종 사용자 사이에서 통신상에 인터럽트가 발생하지 않는다. 소프트 핸드오프는 다른 셀룰러 통신 시스템에서 이용된 종래의 "중단 후 연결(break before make)보다 본질적으로 우수한 "연결후 중단(make before break)" 기술을 이용하기 때문에 상당한 장점을 제공한다.

무선 전화 시스템에서, 처리될 수 있는 순간 전화 통화수 측면에서 시스템의 용량을 최대화하는 것은 상당히 중요하다. 각각의 전송된 신호가 동일한 레벨로 기지국 수신기에 도달하도록 각각의 원격 유니트의 전송 파워가 제어된다면, 스펙트럼 확산 시스템에서의 시스템 용량은 최대가 될 수 있다. 실제 시스템에서, 각각의 원격 유니트는 데이터 복원을 수행할 수 있는 신호 대 잡음비를 발생시키는 최소 신호 레벨을 전송할 수 있다. 원격 유니트에 의하여 전송된 신호가 너무 낮은 파워 레벨로 기지국 수신기에 도달하면, 비트-에러-레이트는 너무 높아서 다른 원격 유니트로부터의 간섭 때문에 양질의 통신이 불가능하다. 한편, 원격 유니트 전송 신호가 기지국에 수신될 때 너무 높은 파워 레벨이면, 특정 원격 유니트와의 통신은 가능하지만, 이러한 높은 파워 신호는 다른 원격 유니트에 간섭을 주게된다. 이러한 간섭은 다른 원격 유니트와의 통신에 악영향을 줄 수 있다.

따라서, CDMA 스펙트럼 확산 시스템의 예에서 용량을 최대화하기 위하여, 기지국의 커버리지 영역내의 각각의 원격 유니트의 전송 파워는 기지국에 의하여 제어되어 기지국에서 동일한 정상 수신 신호 파워를 발생시키도록 한다. 이상적인 경우에, 기지국에 수신된 전체 신호 파워는 기지국의 커버리지 영역 내에서 전송중인 원격 유니트 수에 각각의 원격 유니트로부터 수신된 정상 파워를 곱하고 인접 기지국의 커버리지 영역내의 원격 유니트로부터 기지국에 수신된 파워를 더한 것과 동일하다.

무선 채널내의 경로 손실은 두 개의 별도 현상; 즉 평균 경로 손실 및 페이딩에 의하여 특징지워진다. 기지국에서 원격 유니트로의 순방향 링크는 원격 유니트에서 기지국으로의 역방향 링크와 다른 주파수에서 동작한다. 그러나, 순방향 링크 및 역방향 링크 주파수는 동일한 일반 주파수 대역 내에 있기 때문에, 두 개의 링크의 평균 경로 손실 사이에 중요한 상관관계가 존재한다. 한편, 페이딩은 순방향 링크와 역방향 링크에 대하여 독립적인 현상이며, 시간의 함수로서 변화한다.

CDMA 시스템의 예에서, 각각의 원격 유니트는 원격 유니트에 대한 입력에서 전체 파워를 기초로 순방향 링크의 경로 손실을 추정한다. 전체 파워는 원격 유니트에 의하여 인식되는 것과 동일한 할당 주파수로 동작하는 모든 기지국으로부터의 파워의 합이다. 순방향 링크의 평균 경로 손실의 추정치로부터, 원격 유니트는 역방향 링크 신호의 전송 레벨을 설정한다. 하나의 원격 유니트에 대한 역방향 링크 채널이 두 개의 채널의 독립적인 페이딩 때문에 동일한 원격 유니트에 대한 순방향 링크에 비하여 갑자기 향상되면, 이 원격 유니트로부터 기지국에 수신되는 신호는 파워가 증가한다. 이러한 파워 증가는 동일 할당 주파수를 공유하는 모든 신호에 추가의 간섭을 발생시킨다. 따라서, 채널에서의 갑작스러운 향상에 대한 원격 유니트 전송 파워의 빠른 응답은 시스템 성능을 향상시킨다. 따라서 기지국이 원격 유니트의 파워 제어 매카니즘을 연속적으로 제어하는 것이 바람직하다.

원격 유니트 전송 파워는 또한 하나 이상의 기지국에 의하여 제어될 수 있다. 원격 유니트가 통신중인 각각의 기지국은 원격 유니트로부터 수신된 신호 강도를 측정한다. 측정된 신호 강도는 특정 원격 유니트에 대한 적정 신호 강도 레벨과 비교된다. 파워 조정 명령은 각각의 기지국에 의하여 발생되어 순방향 링크를 통하여 원격 유니트로 전송된다. 기지국 파워 조정 명령에 응답하여, 원격 유니트는 소정 양만큼 원격 유니트 전송 파워를 증가 또는 감소시킨다. 이러한 방법에 의하여, 채널에서의 변경에 대한 빠른 응답이 가능하며 평균 시스템 성능이 향상된다. 전형적인 셀룰러 시스템에서, 기지국은 직접적으로 연결되지 않으며 시스템내의 각각의 기지국은 다른 기지국이 원격 유니트의 신호를 수신하는 파워 레벨을 알 수 없다.

원격 유니트가 하나 이상의 기지국과 통신할 때, 파워 조정 명령이 각각의 기지국으로부터 제공된다. 원격 유니트는 이들 다수의 기지국 파워 조정 명령에 작용하여 다른 원격 유니트 통신에 간섭하고 원격 유니트로부터 적어도 하나의 기지국으로의 통신을 지원하기에 충분한 파워를 제공할 수 있는 파워 레벨을 전송하는 것을 방지한다. 파워 제어 메커니즘은 원격 유니트와 통신하는 모든 기지국이 파워 레벨 증가를 요구할 때만 원격 유니트가 전송 파워 레벨을 증가시키도록 함으로써 이루어진다. 원격 유니트는 원격 유니트와 통신하는 임의의 기지국이 파워 감소를 요구한다면 전송 신호 레벨을 감소시킨다. 기지국 및 원격 유니트 파워 제어를 위한 시스템은 1991년 10월 8일자 특허허여된 미국특허 제 5,056,109호, "CDMA 셀룰러 이동 전화 시스템에서 전송 파워를 상관시키는 방법 및 장치"에 개시되어 있으며, 이는 본 발명의 양수인에게 양도되었다.

각각의 원격 유니트에 의하여 전송된 제어 정보에 응답하여 기지국에 의하여 전송된 각각의 데이터 신호에 이용된 상대적인 파워를 제어하는 것 역시 필요하다. 상기와 같은 제어를 제공하는 일차 이유는 소정 위치에서 순방향 채널 링크가 현저하게 손상되게 될 수 있는 것을 조정하기 위한 것이다. 손상된 원격 유니트에 전송되는 파워가 증가되지 않는다면, 신호 품질은 허용될 수 없게 된다. 상기와 같은 위치의 예는 하나 또는 두 개의 인접 기지국에 대한 경로 손실이 원격 유니트와 통신하는 기지국에 대한 경로 손실과 거의 동일한 지점이다. 상기와 같은 위치에서, 전체 간섭은 기지국에 상대적으로 가까운 지점에서 원격 유니트에 의한 간섭보다 3배 증가된다. 또한, 액티브 기지국으로부터의 간섭의 경우에서처럼, 인접 기지국으로부터의 간섭은 액티브 기지국으로부터의 신호와 동일하게 페이딩되지 않는다. 상기와 같은 위치에서의 원격 유니트는 적합한 성능을 얻기 위하여 액티브 기지국으로부터 3 내지 4dB의 추가 신호 파워를 필요로 할 수 있다.

다른 때에는, 원격 유니트는 신호대 간섭비가 갑자기 좋아지는 곳에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우에, 기지국은 정상 송신기 파워보다 낮은 송신기 파워를 이용하여 적정 신호를 전송할 수 있어, 시스템에 의하여 전송되는 다른 신호에 대한 간섭을 감소시킨다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 원격 유니트 수신기내에 신호대 간섭 측정 기능이 제공될 수 있다. 이러한 측정은 전체 간섭 및 잡음 파워에 대한 적정 신호 파워를 비교함으로써 이루어진다. 측정된 비율이 미리결정된 값보다 작으면, 원격 유니트는 순방향 링크 신호를 통하여 기지국에 추가 파워를 요구한다. 측정 비율이 미리결정된 값을 초과하면, 원격 유니트는 파워 감소를 요구한다. 원격 유니트 수신기가 신호 대 간섭 비율을 모니터링할 수 있도록 하는 하나의 방법은 최종 신호의 프레임 에러 레이트(FER)를 모니터링 하는 것이다. 다른 방법은 수신된 것으로 선언된 소거 횟수를 측정하는 것이다.

기지국은 각각의 원격 유니트로부터 파워 조정 요청을 수신하여 대응하는 순방향 링크 신호에 할당된 파워를 미리결정된 양만큼 조정함으로써 이에 응답한다. 조정은 일반적으로 약 0.5 내지 1.0dB 또는 약 12%로 작은 양이다. 파워 변경 레이트는 대략 초당 한번 정도 역방향 링크에 이용되는 것보다 약간 늦을 수 있다. 바람직한 실시예에서, 동적 조정 범위는 공칭 전송 전력 미만인 4dB로부터 공칭 전력 이상인 6dB로 제한된다.

기지국은 임의의 특정 원격 유니트의 요청에 응할 것인지의 여부를 결정할 때 다른 원격 유니트에 의해 수행되는 파워 요구를 고려해야 한다. 예를 들어, 만약 기지국이 용량을 위해 로딩되면, 추가 파워에 대한 요청이 인정될 수 있지만, 정상적인 12% 대신에 단지 6% 정도 이거나 그 미만이 된다. 이러한 경우에서, 파워 감소 요구는 정상적으로 12% 변경에서 인정될 것이다.

원래 셀룰러 전화 면허가 정부에 의하여 허용될 때, 스펙트럼 사용상의 제한 중 하나는 캐리어가 디스패치 시스템 서비스를 제공할 수 없다는 것이다. 그러나, CDMA 시스템의 막대한 장점 및 사설 디스패치 시스템 개발 및 유지에 대한 본질적인 고비용과 문제 때문에, 정부에서는 이러한 허용을 재검사중이다. 정부는 상기 서비스로부터 많은 이익을 얻을 것이다.

일반적인 무선 및 유선 전화 서비스가 포인트 대 포인트 서비스를 제공하는데 반하여, 디스패칭 서비스는 일 대 다수 서비스를 제공한다. 디스패치 서비스를 공동적으로 사용하는 곳은 지방 경찰 무선 시스템, 택시 디스패치 시스템, 정보 및 비밀 서비스 연방 사무국 및 일반 군사 통신 시스템이다.

디스패치 시스템의 기본 모델은 사용자 방송 네트로 구성된다. 각각의 방송 네트의 사용자는 공통 방송 순방향 링크 신호를 모니터링한다. 네트 사용자가 대화하고자 하면, 그는 푸쉬 투 토크(PTT; push to talk) 버튼을 누른다. 일반적으로 대화중인 사용자 음성은 방송 순방향 링크를 통하여 역방향 링크로부터 루팅된다. 이상적으로 디스패치 시스템은 시스템으로의 지상라인 및 무선 액세스를 허용한다.

상기한 포인트-투-포인트 유니트로서 동작하는 원격 유니트용 파워 제어 메커니즘은 디스패치 시스템에 직접 적용될 수 없다는 것을 주지한다. 디스패치 시스템에서, 다수의 원격 유니트는 동일한 순방향 링크 신호를 청취한다. 디스패치 시스템에서, 대다수의 원격 유니트는 어떤 한 순간에는 수동이 된다(즉, 청취한다). 원격 유니트가 수동이 되면, 기지국으로 정보를 전송하는 역방향 링크 채널이 형성되지 않는다. 그러므로 본 발명은 디스패치 시스템에서 순방향 링크 파워 제어를 제어하기 위한 방법 및 장치이다.

도 1은 일반적인 디스패치 시스템을 도시한 도면.

도 2는 본 발명에 따른 순방향 방송 채널 파워 제어를 설명하는 플로우 차트.

본 발명은 수동의 디스패치 유니트가 순방향 방송 채널을 전송하는 기지국에 파워 제어 요구를 통신하는 방법 및 장치이다. 원격 유니트는 낮은 신호 품질을 경험할 경우 액세스 채널을 통해 요구를 전송한다. 기지국은 어떠한 파워 요구 액세스 메시지도 수신되지 않을 경우 순방향 링크 방송 채널의 전송 파워를 계속하여 감소시킨다. 기지국이 순방향 링크 방송 채널의 파워 레벨을 최소 레벨로 감소시킬 경우, 기지국은 순방향 링크 방송 채널의 전송을 중지할 수 있다. 이 방법에서, 기지국의 커버리지 영역 내에 어떠한 원격 유니트도 위치되어 있지 않을 경우, 순방향 링크 방송 채널 전송은 종료될 것이다. 원격 유니트가 현재 순방향 링크 방송 채널을 전송하고 있지 않는 기지국의 커버리지 영역으로 들어갈 경우, 원격 유니트는 표준 파워 요구 액세스 메시지를 간단히 전송한다. 기지국은 순방향 링크 방송 채널을 전송함으로써 이에 응답한다.

도 1은 전형적인 디스패치 시스템을 도시한다. 바람직한 실시예에 있어서, 원격 유니트(10, 20, 22, 24)는 디스패치 유니트 및 포인트-투-포인트 전화기로써 기능을 할 수있다. 도 1에서, 원격 유니트(10)는 일반적으로 능동적인 통화자이며 원격 유니트(20, 22, 24)는 일반적으로 수동적인 청취자이다. 기지국(30, 32, 34)은 원격 유니트(20, 22, 24)에 순방향 링크 방송 채널을 제공한다. 기지국(30)은 원격 유니트(10)에 전용 트래픽 채널을 제공한다. 전용 트래픽 채널은 원격 유니트(10)가 그 자신의 음성 신호를 수신할 수 없다는 것을 제외하고 순방향 링크 방송채널과 유사하다. 기지국(30)은 능동 원격 유니트(10)로부터 역방향 링크 시그널링을 수신한다. 이동 교환국(MSC)(38)은 기지국으로부터 그리고 기지국으로의 시그널링을 조정한다. 통신 관리자(40)는 원격 유니트중 두개의 유니트가 동시에 푸쉬-투-토크(PTT) 버튼을 누르는 경우 요구의 우선 순위를 결정하는 것과 같이 네트를 제어한다. 바람직한 실시예에 있어서, 방송 인터페이스 시그널링 및 변조는 일반적으로 간단히 IS-95로써 언급되는 "이중모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰러 시스템용 이동국-기지국 호환 표준" TIA/EIA/IS-95에 기술된 코드분할 다중접속(CDMA)에 따른다. IS-95에서 원격 유니트는 이동국으로 참조된다.

기지국이 3개의 섹터로 분할되는 것은 공지되어 있다. 용어 기지국은 전체 기지국 또는 다중섹터 기지국의 단일 섹터로 언급될 것이다.

도 1에서, 능동 원격 유니트(10)는 기지국과 양방향 링크를 설정한다. 능동적으로 되기 위해서, 원격 유니트(10)는 기지국(30)에 트래픽 채널을 요구하는 액세스 채널 메시지를 전송한다. 액세스 메시지는 액세스 채널을 통해 전송된다. 액세스 채널은 기지국에 통신하기 위해 원격 유니트에 의해 사용된 역방향 링크 채널이다. 액세스 채널은 호출 개시, 호출에 대한 응답 및 등록과 같은 짧은 시그널링 메시지 교환을 위해 사용된다. 액세스 시도는 일련의 액세스 프로브에서 원격 유니트에 의해 전송된다. 각각의 액세스 프로브는 동일한 정보를 전송하나 이전 레벨보다 더 높은 전력 레벨로 전송된다. 액세스 프로브는 기지국 응답이 원격 유니트에서 수신될 때까지 계속된다.

액세스 채널은 공유된 슬롯 랜덤 액세스 채널이다. 단지 하나의 원격 유니트는 단번에 액세스 채널을 성공적으로 사용할 수있다. 또한, 각각의 성공적인 액세스 프로브는 이전의 레벨과 비교하여 증가된 전력 레벨로 전송되고 액세스 채널의 전력이 제어되지 않기 때문에, 액세스 채널은 다른 역방향 링크 신호에 간섭으로써 작용을 한다. 이와 같은 이유때문에 액세스 시도의 횟수를 최소로 유지하는데 유리하다.

원격 유니트(10)가 통신링크를 설정했을때, 원격 유니트(10)는 전용 순방향 링크 트래픽 채널을 통해 순방향 방송 채널의 시그널링을 수신한다. 도중에, 원격 유니트(10)는 순방향 링크 방송 채널을 모니터링하지 않으며 그 자체의 전용 순방향 링크 트래픽 채널을 통해 모든 디스패치 시스템 정보를 수신한다. 원격 유니트(10)는 전용 역방향 채널을 통해 기지국(30)에 역으로 통신한다. 바람직한 실시예에 있어서, 순방향 및 역방향 링크를 통한 전력 제어는 IS-95에 따라 앞서 기술된 바와 같이 실행된다. 원격 유니트(10)가 그 자체의 전용 순방향 링크 신호경로를 가지기 때문에, 원격 유니트 특정 메시징은 시그널링내에 포함될 수있다. 예를들어, 만일 원격 유니트(10)가 디스패치 시스템 원격 유니트 및 포인트-투-포인트 전화기로써 동작할수 있다면, 원격 유니트(10)는 입력되는 포인트-투-포인트 통화가 원격 유니트(10)쪽으로 전송되는 순방향 링크 트래픽 채널을 통해 알려질 수있다.

다른 한편으로, 도 1에서, 수동적인 원격 유니트(20, 22, 24)는 기지국중 몇몇에 설정된 역방향 링크 신호를 가지지 않는다. 만일 원격 유니트(20, 22, 24)가 완전한 수동 유니트라면, 각각의 기지국은 원격 유니트가 그들의 대응하는 커버리지 영역에 있는지의 여부를 알지 못한다. 비록 원격 유니트가 기지국의 커버리지 영역에 들어갈때 원격 유니트가 기지국에 등록되었을지라도, 기지국은 원격 유니트가 기지국 커버리지 영역을 벗어날때 결코 알지 못한다.

비록 원격 유니트(20, 22, 24)가 수동적인 유니트일지라도, 원격 유니트는 기지국과 통신하기 위하여 액세스 채널을 계속해서 사용할 수있다. 바람직한 실시예에 있어서, 수동적인 원격 유니트(20, 22, 24)는 그들이 순방향 링크 방송채널로부터 높은 전력을 필요로 하는 경우 기지국에 신호를 전송하기 위하여 액세스 채널을 사용한다. 전력 요구 액세스 메시지내에는 여러 신호 레벨 또는 품질 표시가 포함될 수있다. 예를들어, 원격 유니트가 기지국으로부터의 파일럿 신호를 인식하는 강도를 지시하는 필드가 존재할 수있다. 또한, 원격 유니트가 순방향 링크 방송 채널을 인식하는 강도 또는 품질을 지시하는 필드가 존재할 수있다. 파일럿 채널과 순방향 링크 방송채널의 신호 강도 또는 품질을 지시하는 필드가 존재할 수있다. 파일럿 신호 강도 대 순방향 링크 방송 채널 강도의 비 또는 이들 강도사이의 차이를 지시하는 필드가 존재할 수있다.

표준 셀룰러 시스템은 다수의 기지국을 포함하며, 각각의 기지국은 제한된 커버리지 영역내에 위치한 원격 유니트에 대한 통신을 제공한다. 다수의 기지국은 전체 서비스 영역에 커버리지를 제공한다. 디스패치 시스템이 임대 당사자에 의해 임대될 때, 임대 당사자는 전체 서비스 영역 전반에 걸쳐 커버리지를 제공하기를 원할 수있다. 그러나, 만일 순방향 링크 방송 신호가 시스템내의 모든 기지국으로부터 항상 전송된다면, 시스템 비용은 매우 높을 것이다. 시스템에 대용량을 제공하는 효율적이고 경제적인 방식은 원격 유니트가 배치되는 기지국에서만 순방향 링크 방송채널을 전송하고 신뢰성있는 통신을 제공하기 위해 필요한 최소 레벨로 순방향 링크 방송 채널을 전송하는 것이다.

만일 순방향 링크 방송채널이 전송되지 않는다면, 대응하는 자원은 다른 포인트-투-포인트 또는 방송 사용자에 이용할 수있다. 더욱이, 순방향 링크 방송채널을 전송하지 않는 기지국의 커버리지 영역내의 다른 사용자는 간섭에 영향을 받지 않는다. 파일럿 신호는 순방향 링크 방송채널이 전송되는지의 여부에 관계없이 각 기지국으로부터 연속적으로 전송된다.

기지국사이의 통신의 핸드오프는 방송모드에서 원격 유니트가 포인트-투-포인트 유니트로써 동작할 때와 다르다. 앞서 상세히 기술된 바와 같이, 원격 유니트가 포인트-투-포인트 유니트로써 동작할 때, 핸드오프는 원격 유니트에 의해 수행된 한 세트의 파일럿 신호 강도의 측정과 관련하여 제어된다. 능동 세트는 능동 통신이 설정되는 기지국들의 세트이다. 후보 세트는 통신을 설정하기 위한 충분한 신호레벨의 파일럿 신호 강도를 가진 인접 세트 또는 나머지 세트로부터 선택된 기지국들의 세트이다. 인접 세트는 통신을 설정하기에 충분한 레벨의 신호 강도를 가질 높은 확률을 가지는 기지국을 포함하는 능동 기지국 주위의 기지국들의 세트이다. 나머지 세트는 능동, 후보 또는 인접 세트의 일부가 아닌 시스템내의 모든 기지국을 포함한다.

원격 유니트가 포인트-투-포인트로써 동작할 때, 기지국들의 인접 세트는 기지국들의 인접 세트에 대응하는 파일럿 신호가 나머지 세트에 대응하는 파일럿 신호보다 높은 주파수로 탐색되는 나머지 세트에 대해 바람직하다. 예를들어, 바람직한 실시예에 있어서, 첫째, 전체 인접 세트가 탐색되고 나머지 세트의 일부가 탐색된다. 둘째, 전체 인접 세트가 다시 탐색되며 나머지 세트의 다음 연속적인 일부가 탐색된다. 동작은 순환적으로 계속된다.

원격 유니트가 설정된 능동 포인트-투-포인트 통신 링크를 가질 때, 이동 교환국내에 배치된 시스템 제어기는 인접 세트를 포함하는 기지국의 리스트를 각 원격 유니트에 전송한다. 인접 세트는 원격 유니트의 위치에 따른다. 이 때문에, 인접 세트는 원격 유니트에서 다른 기지국의 세트를 포함한다. 시스템 제어기는 설정된 순방향 링크 트래픽 채널을 통해 대응하는 원격 유니트에 인접 세트에 대한 기지국의 개별 리스트를 전송할 수있다.

그러나, 방송모드에서 순방향 링크 방송 채널은 모든 원격 유니트에 대해 동일하며, 이 때문에 각 원격 유니트로의 인접 세트 정보의 전송은 방송 모드에서 정확하지 않는다. 또한, 역방향 링크가 방송 모드내의 원격 유니트와는 설정되지 않기 때문에, 시스템 제어기는 인접 세트를 결정하기 위하여 원격 유니트의 위치를 알지 못한다. 방송 모드의 바람직한 실시예에 있어서, 방송모드에서 동작하는 각 원격 유니트의 인접 세트는 비어있다. 이 경우에, 방송모드에서 동작하는 원격 유니트는 순방향 링크 방송채널을 모니터링하는 것과 같이 연속적으로 나머지 세트를 직접 탐색한다. 만일 능동 세트의 일부에 대한 파일럿 신호 강도가 충분한 시간, T_TDROP동안 임계값, 즉 T_DROP이하로 떨어지면, 능동 세트의 대응하는 엔트리는 삭제되며 대응하는 엔트리는 나머지 세트에 가산된다. 원격 유니트는 대응하는 기지국으로부터 순방향 링크 방송채널을 더이상 모니터링하지 않는다. 이 경우에, 후보 세트가 사용되지 않는다.

나머지 세트의 일부가 되는 기지국의 파일럿 신호가 임의의 임계값, T_ADD를 초과할 때, 원격 유니트는 능동 세트에 대응하는 엔트리를 가산할 수있다. 원격 유니트는 기지국으로부터 순방향 링크 방송 채널을 복조한다. 원격 유니트는 그것이 수신하고 있는 다른 기지국으로부터의 신호와 새로이 더해진 기지국으로부터의 신호를 다이버시티 결합하기 시작한다. 만일 원격 유니트가 순방향 링크 방송채널을 복조할 수 없다면, 원격 유니트는 전력 요구 액세스 메시지를 기지국에 전송한다.

기지국이 전력 요구 액세스 메시지를 수신하고 순방향 링크 방송 채널이 설정되지 않을 때, 이에 응답하여 기지국에게 초기에 설정된 레벨로 순방향 링크 방송채널을 전송할 것을 명령하는 시스템 제어기에 알린다. 기지국은 도 2에 따라 시작 블록(50)으로부터 시작하는 전력 제어를 실행하기 시작한다. 도 2의 블록(52)은 미리결정된 간격으로 실행된다. 블록(52)이 실행되는 간격은 전력 제어 동작 레이트를 설정한다. 블록(52)에서, 기지국은 전력요구 액세스 메시지가 수신되는지의 여부를 결정한다. 만일 수신되지 않으면, 미리결정된 양 δ만큼 현재 전송전력을 감소시키고 만일 수신되면 미리결정된 최소값 MIN보다 적게 전송 전력을 감소시키지 않는 블록(54)이 실행된다. 블록(56)으로 흐름이 계속된다. 블록(56)에서, 만일 기지국 전송 전력이 미리결정된 시간간격 T이상 동안 최소라면, 순방향 링크 방송채널의 전송은 블록(58)에서 지시한 바와 같이 종료되며 도 2의 실행은 블록(60)에서 지시한 바와 같이 끝난다. 이 경우에, 만일 모든 수동 원격 유니트가 기지국의 커버리지 영역을 떠난다면, 기지국은 전송레벨을 최소로 감소시키고 미리결정된 기간 T 동안 최소 레벨로 전송함으로써 순방향 링크 방송채널의 전송을 종료한다. 블록(56)을 다시 참조하면, 만일 전송레벨이 미리결정된 기간 T 이상 동안 최소값과 동일하지 않는다면, 흐름이 다시 블록(52)으로 계속된다.

만일 전력 요구 액세스 메시지가 수신된다면 블록(52)에서 블록(66)으로 실행이 계속된다. 만일 전송 전력이 최근에(예를 들어, 마지막 X 프레임 내에서) 증가되었다면, 흐름이 다시 블록(52)으로 계속되며 요구는 무시된다. 이 경우에, 만일 두개의 원격 유니트가 서로 연속해서 전력 증가를 요구한다면, 전력은 단지 한번만 증가된다. 만일 어느 한 원격 유니트가 아직 높은 전력을 필요로 하고 있다면, 유니트가 다른 요구를 전송할 수있다. 따라서, 시스템은 다른 시스템 사용자가 과도하게 손상될 때까지 순방향 링크 방송 채널전력을 부적절하게 증가시킨다.

만일 전송전력 레벨이 마지막 X 프레임 내에서 증가되지 않았다면, 기지국은 원격 유니트가 기지국 파일럿 신호를 수신하는 강도에 기초하여 전력을 증가시키는 양 Δ을 결정한다(블록 68). 만일 원격 유니트가 커버리지의 에지에 근접한다면, 원격 유니트는 전력을 증가시키기 위하여 전력 요구 액세스 메시지를 기지국에 전송한다. 만일 원격 유니트가 서비스 영역 밖으로 이동한다면, 기지국은 원격 유니트에 신호를 더이상 제공할 필요가 없다. 양 Δ은 원격 유니트에 의해 전송된 신호 강도 메시지에 기초하여 Δ1 및 Δ2사이에서 선택된다. 예를 들어, 만일 원격 유니트가 전력 증가를 요구하고 원격 유니트에 의해 측정된 파일럿 신호 및 순방향 링크 방송 채널사이의 전력레벨의 차이가 작다면, Δ의 크기는 전력레벨의 차이가 높은 경우에는 작다. 블록(70)에서, 전송전력이 양 Δ 만큼 증가되거나 보다 낮은 전송 전력레벨을 산출하는 최대 전송값 MAX까지 증가된다. 이 경우에, 기지국의 최대 전송전력은 제한된다. 블록(70)으로부터, 흐름이 다시 블록(52)으로 계속된다. Δ의 값이 고정되는 선택적인 실시예는 본 발명의 범위 내에 있다.

시스템 파라미터, T, MIN 및 MAX는 필요성 그리고 지불능력에 따라 임대 당사자에 의해 설정될 수있다. 예를 들어, 중앙 정보국, CIA가 높은 기밀성의 위험한 미션을 실행하는 경우, CIA는 전력 요구 액세스 메시지가 전송되지 않는 수동적인 원격 유니트 동작을 수행하고자할 수 있다. 이러한 경우에, 파라미터 MIN 및 MAX는 최대 전력과 동일하게 설정되며 T는 무한대로 설정된다. 이 경우에, 시스템 내의 모든 기지국은 최대 전력으로 계속해서 전송되며 커버리지 영역내의 원격 유니트는 전력 요구 액세스 메시지를 전송할 필요가 없다.

원격 유니트가 더 높은 전력을 필요로 하는 지를 결정하는 방식은 IS-95에 따라 동작하는 원격 유니트에 사용된 방식과 유사하다. 예를 들어, 원격 유니트는 프레임 소거 속도를 임계값에 비교할 수 있다. 원격 유니트는 프레임의 슬라이딩 윈도우내의 소거 수를 계수할 수 있다. 원격 유니트는 연속적인 소거수를 계수할 수있다. 신호대 잡음비와 같은 임의의 다른 링크 품질 측정은 원격 유니트가 높은 전력을 필요로 하는지를 결정하기 위해 사용될 수있다. 만일 대응하는 파일럿 신호의 강도가 T_DROP이하라면, 원격 유니트는 전력 요구 액세스 메시지를 전송하지 않는다.

바람직한 실시예의 전술한 설명은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 제공되어 있다. 이들 실시예에 대한 다양한 변형은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 한정된 일반 원리들은 진보적 기능의 사용없이 다른 실시예에 적용될 수 있다. 그러므로, 본 발명은 여기에 도시된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징과 일관되는 폭넓은 범위를 제공한다.

Claims (18)

1. (삭제)
2. 디스패치 시스템내의 기지국의 효율적인 자원 할당 및 파워 제어를 위한 방법에 있어서,

   파워 증가에 대한 요구를 검출하기 위하여 다중 사용자 액세스 통신 채널을 모니터링하는 단계; 및

   제 1 시간 주기동안에 상기 파워 증가에 대한 어떠한 요구도 검출되지 않을 경우 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 파워 레벨을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 파워 증가에 대한 요구가 검출될 경우 상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 상기 파워 레벨을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 파워 증가에 대한 요구는 대응 원격 유니트가 상기 순방향 링크 방송 신호를 수신한 신호 레벨의 표시를 포함하며, 상기 증가 단계에서 상기 파워 레벨이 증가되는 파워량은 상기 표시를 기초로하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 표시는 상기 순방향 링크 방송 신호를 포함하는 일련의 프레임의 프레임 소거율을 기초로하여 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. (정정) 제 4항에 있어서,

   상기 표시는 상기 대응 원격 유니트에 의해 수신된 상기 순방향 링크 방송 신호의 신호 대 잡음비를 측정함으로써 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 상기 파워 레벨을 증가시키는 단계는 상기 파워 레벨이 최대값에 이를 경우 디스에이블되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 2항에 있어서,

   상기 순방향 링크 방송 신호가 연속하여 수신된 상기 파워 증가에 대한 두 개의 요구중 하나에 응답하여서만 상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 파워 레벨을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 2항에 있어서,

   상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 상기 파워 레벨을 감소시키는 단계는 상기 파워 레벨이 최소값에 이를 경우 디스에이블되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 파워 레벨이 제 2 시간량보다 많은 시간 동안 상기 최소값과 동일한 경우 상기 순방향 링크 방송 신호의 전송을 종료하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 10항에 있어서,

    이후에 수신된 파워 증가에 대한 요구에 응답하여 상기 순방향 링크 방송 신호의 전송을 다시 시작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 원격 유니트에 서비스를 제공하도록 구성된 디스패치 시스템내에서 기지국 자원을 보존하기 위한 시스템에 있어서,

    액세스 채널을 모니터링하여 상기 액세스 채널을 통해 어떤 파워 증가에 대한 요구도 검출되지 않을 경우 순방향 링크 방송 신호의 파워 레벨을 주기적으로 감소시키는 기지국; 및

    상기 순방향 링크 방송 신호를 수신하여 상기 순방향 링크 방송 신호의 신호 레벨이 임계값 미만이면, 파워 증가에 대한 요구를 전송하는 원격 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
13. (삭제)
14. (삭제)
15. 디스패치 시스템내의 기지국의 효율적인 자원 할당과 파워 제어를 위한 장치에 있어서,

    다중 사용자 액세스 통신 채널을 모니터링하기 위한 수단;

    상기 다중 사용자 액세스 통신 채널을 통해 파워 증가에 대한 요구를 검출하기 위한 수단; 및

    제 1 시간 주기동안에 상기 파워 증가에 대한 어떤 요구도 검출되지 않은 경우에 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 파워 레벨을 감소시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
16. 제 15항에 있어서,

    상기 파워 증가에 대한 요구가 검출될 경우에 상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 상기 파워 레벨을 증가시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 15항에 있어서,

    연속하여 수신되는 상기 파워 증가에 대한 두 개의 요구중 하나만 응답하여서만 상기 순방향 링크 방송 신호가 전송되는 상기 파워 레벨을 증가시키기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 16항에 있어서,

    상기 파워 증가에 대한 요구는 대응 원격 유니트가 상기 순방향 링크 방송신호를 수신하는 신호 레벨에 대한 표시를 포함하며, 상기 파워 레벨이 증가된 파워량은 상기 표시를 기초로하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.