KR0131141B1 - 무선 통신 시스템에서의 제어 채널을 임시 음성/데이타 채널로서 지정하는 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서의 제어 채널을 임시 음성/데이타 채널로서 지정하는 방법

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KR0131141B1
KR0131141B1 KR1019930702163A KR930702163A KR0131141B1 KR 0131141 B1 KR0131141 B1 KR 0131141B1 KR 1019930702163 A KR1019930702163 A KR 1019930702163A KR 930702163 A KR930702163 A KR 930702163A KR 0131141 B1 KR0131141 B1 KR 0131141B1
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더블유. 그루베 게리
제이. 디아즈 라파엘
아담크직 로버트
씨. 로버트 로빈
디. 사스타 마이클
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안토니 제이. 살리 2세
모토로라 인코포레이티드
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Abstract

무선 통신 시스템에서의 제어 채널을 임시 음성/데이타 채널로서 지정하는 방법.
현행 제어 채널을 통신(음성/데이타)채널로서 전환하는 방법은, 무선 통신 시스템에서 소정 수준의 서비스를 유지하기 위해, 중앙 제어기(101)를 이용하여, 다수의 가입자 유닛(108­112)간에 제한된 수의 통신 채널을 할당한다. 다수의 가입자 유닛(108­112)중의 하나로부터 통신 채널 요구를 수신한(203)후, 제어기(101)는 모든 통신 채널이 사용중인지를 결정한다(205). 그후 제어기는 현행 제어 채널을 통신 채널로 임시적으로 전환한다(215).

Description

[발명의 명칭]
무선 통신 시스템에서의 제어 채널을 임시 음성/데이타 채널로서 지정하는 방법
[도면의 간단한 설명]
제1a도는 종래 기술에서 공지된 저밀도 중계 무선 통신 시스템의 간략화된 그래픽도.
제1b도는 종래 기술에서 공지된 고밀도 중계 무선 통신 시스템의 간략화된 그래픽도.
제2a도는 본 발명의 한 실시예에 따른 중앙 제어기 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제2b도는 본 발명의 한 실시예에 따른 , 제2a도의 보이스­온­컨트롤(voice­on­control (VOC)) 결정 루틴을 설명하는 더욱 상세한 흐름도.
제2c도는 본 발명의 한 실시예에 따른, 제2a도의 VOC 동작 루틴을 설명하는 더욱 상세한 흐름도.
제3도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가입자 유닛 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중앙 제어기 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제5a도는 본 발명의 한 실시예에 따른 다중 제어 구조의 활성/비활성에 대한 알고리즘을 설명하는 간략화된 흐름도.
제5b도는 본 발명의 한 실시예에 따라 트래픽량을 조정하기 위해 요구된 제어 채널의 수와 제어 채널 트래픽간의 관계를 나타내는 그래픽도.
제6도는 본 발명의 한 실시예에 따른 호출 처리를 위한 제어기 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제7도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가입자 등록 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제8a도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가입자 호출 송신 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
제8b도는 본 발명의 한 실시예에 따른 가입자 호출 수신 동작을 설명하는 간략화된 흐름도.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 일반적으로 광역 중계무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제한된 자원을 효율적으로 할당하여 상기 시스템의 효율성을 증가시키는 방법에 관한 것이다.
[발명의 배경]
광역 중계 무선 통신 시스템들은 공지되어 있다. 이러한 시스템은 전형적으로 원격 송신기 사이트(site), 즉, 중계기를 포함하는데, 이 중계기는 다수의 가입자 유닛 또는 무선기를 시스템에 제공한다. 가입자 유닛은 휴대형 무선기, 이동 무선기, 콘솔, 또는 무선 전화일 수도 있다.
전형적으로, 중계무선 시스템 사이즈는 사이트당 2개 내지 20개의 중계기의 범위를 갖는다. 20개의 중계기를 갖는 시스템에서, 이 중계기들 중 19개는 전용 음성/데이타(이후로는 음성이라 함) 채널일 수 있는 반면에, 한 개의 중계기는 시스템내의 무선기 로/로부터 제어 신호를 송신/수신하는 전용 제어 채널이다. 일부 시스템은 모든 가용 채널을 음성 채널로서 사용한다. 즉, 이 시스템들에 대한 제어 기능은 전형적으로, 하드­와이어드(hard­wired) 회로를 중계기에 접속하거나, 일부 음성 채널에 대해 비가청 제어 신호화를 이용하여 실행된다. 어떻든 제어 트래픽(traffic)은 시스템 효율을 감소시키는데, 그 원래 목적은 가입자 유닛간에 음성 통신을 제공하는 것이다.
한 예로서, 두 음성 채널(104, 106) 및 한 제어 채널(102)을 갖는 작은 저밀도 시스템(100)을 고려해 보자 (제1a도). 사용자 수가 비교적 적을때(즉 100­300), 두 활동(active) 음성 채널들은 사용자들에게 수용할 수 있는 수준의 서비스를 유지하기에 충분하다. 그러나, 활동 가입자 유닛의 수가 증가함에 따라, 시스템에 음성 채널 용량을 추가할 필요성이 증가된다. 이러한 작은 시스템에 또 다른 음성 채널을 추가하는 것은 문제를 해결하기에 엄청난 비용이 든다. 이 때문에, 사용자는 음성 통신을 위한 또다른 중계기를 더할 수 있기 전까지는 감소된 시스템 효율로 지내야만 한다.
또 다른 한 예로서, 제1b도에 도시된 시스템(150)과 같이, 다수의 음성 채널과 한 개의 제어 채널을 갖는 큰 고밀도 시스템을 고려해 보자. 사용자의 수가 이러한 다중 채널 시스템(즉, 3000­5000)에 대해 비교적 작을 때, 한 제어 채널은 사용자에게 수용할 수 있는 수준의 서비스를 유지하기에 충분하다. 그러나 활동가입자 유닛의 수가 증가함에 따라, 시스템에 제어 채널 용량을 추가하는 필요성이 발생할 수도 있다. 사용자 수의 일시적 증가에 사용하기 위해 또다른 영구적 제어 채널을 더하는 것은, 상기 작은 시스템 예와 같이, 문제를 해결하기에 엄청난 비용을 필요로 한다. 그러므로, 사용자는 또다른 전용 제어 채널의 부가가 비용면에서 정당화(cost­justified)될 수 있기 전까지 감소된 시스템 효율로 지내야만 한다.
따라서, 기존의 하드웨어를 이용하여, 요구되는 임시 음성 또는 제어 채널용량을 제공하는 중계무선 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 이런 시스템은 제어와 통신 자원간에 동적 할당을 허용하면서, 시스템내의 가입자 유닛에 수용할 수 있는 수준의 통신 서비를 제공한다.
[발명의 개요]
본 발명은 제어 채널을 임시적으로 이용하여 음성/데이타 채널로 동작 시키는 방법을 실현한다. 다수의 가입자 유닛중의 하나로부터 통신 채널에 대한 요구를 수신한 후에, 제어기는 시스템의 현재의 로딩(loading) 상황을 결정한다. 만일, 모든 음성 채널이 사용되고 있다면, 제어기는 적절한 때에 현행 제어 채널을 음성 채널로 지시한다.
[양호한 실시예의 상세한 설명]
제1a도는 그 구조가 공지된 작은 중계 무선 통신 시스템(100)의 간략한 그래픽 표현을 도시한 것이다. 도시된 중계기 사이트(site)는 한 개의 제어 채널(102)과 두 개의 음성 채널(104, 106)을 포함한다. 여기서, 제어 채널(102)은 음성 채널(104, 106) 로/로부터 액세스를 제어하는데 사용된다. 세 개의 채널 모두는 중앙 제어기(101)즉, 모토로라 파트번호 T5313(이른바, StartsiteTM)에 의해 통제된다. 더우기, 본 발명의 양호한 실시예는 무선 주파수(RF) 채널상의 주파수 변조(FM)(즉, 주파수 쌍)를 이용하는 시스템을 사용하여 설명되는데, 유사한 통신이 존재할 수 있으며, 종종 시분할 다중화(TDM), 주파수 분할 다중화(FDM)등의 다른 신호화 기술을 이용하여 조정된다.
가입자 유닛(108­112)(이후로는 무선기라 함)은 휴대용 무선기, 이동 무선기, 콘솔, 또는 무선 전화일 수도 있으며, 시스템(100)내의 모든 무선기를 대표한다(예를들어, 이 무선기들은 모토로라 파트번호 D27KGA5JC2AK(이른바, SpectraTM) 또는 D35MWA5G6AK(이른바, MaxtracTM)일 수도 있다). 무선기 (109, 111)는 음성 채널(106)을 통해 통신하는 반면에 , 무선기(110, 112)는 음성 채널(104)을 통해 통신한다. 무선기(108)는 유후(idle)상태이며, 이 상황하에서 제어 채널(102)을 모니터링하며, 통신에 참여하기 위해 대기한다. 이러한 작은 시스템 즉, 200 미만의 사용자들간에 할당하기 위해서 두 개의 음성 채널만이 있는 시스템에서, 제어 채널(102)은 대부분 시간에 유휴한다. 본 발명은 추가 음성 통신 용량을 제공하기 위해 제어 채널 유휴 시간의 장점을 취하려고 노력한다. 이는 심한 음성 트래픽과 최소 제어 트래픽의 기간동안, 제어 채널이 음성 채널로서 일시적으로 동작함을 허용하여 수행된다. 제어 채널을 음성 채널로 전환하는 기본 잇점은, 추가 하드웨어부분(즉, 음성송수신기)을 구입하는 필요성을 제거하면서 특정 통신 유효 범위(coverage area)에 대해 증가된 음성 통신 요구를 수용하는 것이다.
제2a도는 본 발명의 한 실시예에 따라, 중앙 제어기(101) 동작을 설명하는 흐름도(200)를 나타낸다. 중앙 제어기 동작(201)은 무선기로부터 음성 채널 요구가 수신될 때(203)시작한다. 그리고나서 모든 음성 채널들이 현재 사용중(busy)인지 아닌지 결정하는 판단에 이르게 된다(205). 만일, 모든 음성 채널(즉, 104, 106)일 현재 사용중이지 않다고, 즉, 적어도 하나의 가용(available) 음성 채널이 있다면, 중앙 제어기(101)는 현행 제어 채널(102)에 대해 정상 채널 허가 아웃바운드 신호화 단어(outbound signalling word (OSW))를 유출하고, 채널 요구를 계속대기한다. 만일, 모든 음성 채널이 사용중인 것이 발견되면 중앙 제어기(101)는 소위 보이스­온­컨트롤(voice­on­control)(이후로는 VOC라 함) 모드가 시작될지 안될지를 결정하는 시도를 한다(209). 그리고나서, 후술되는 VOC 프래크가 결정 루틴(209)에 의해 정해지는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(211). 만일, VOC 플래그가 설정되지 않는다면, 즉, 중앙 제어기는(101)가 VOC 모드의 시작이 이때에 적절하지 않다고 결정한다면, 중앙 제어기는 제어 채널상에 정상 사용중의 OSW를 유출하고 (213) , 다음의 음성 채널 요구를 대기하는 것으로 돌아간다. 만일, VOC 플래그가 설정된다면, 중앙제어기는 VOC 모드 동작을 시작한다(215). 앞서 언급된 순차는 본 발명의 양호한 실시예를 나타내지만, 추가 음성채널이 필요할 때 VOC 모드가 무조건적으로 시작될 수 있음을 이해할 수 있다. 후술되는 결정 루틴(209)은 시스템이 제어 채널없이 있는 시간의 량을 최소화하도록 보장하기 위해 사용되며, 이리하여 전체 시스템 성능은 시간에 대해 비교적 안정을 유지한다.
후술되는 VOC 동작(215)의 완료후에, 중앙 제어기는 존재하는 호출과 사용중(busy)에 대해 채널 지정 갱신을 발생한다(217)(즉, 블록(207, 213)에서 발생하는 활동 호출 및 사용중을 나타내는 OSW를 반복하며, 이는 후의 참가자를 위한 것이다). 그리고나서, 중앙 제어기(101)는 재지정된 제어 채널상에 Send ISW's OSW를 발생하고 (219) 정상 동작으로 돌아간다. Send Isw's OSW를 유출하는 것은 대기(queued) 요구를 갖는 시스템내의 모든 가입자 유닛에게 재지정된 제어 채널상에 요구들을 보내도록 권하는 것이다.
제2b도는 VOC 결정 루틴(209)의 상세한 흐름도(230)를 나타낸다. 이 루틴은 시스템의 현행 상태가 제어 채널의 제거를 보장하는지 아닌지를 결정하는데 사용된다. 만일, 시스템이 음성 호출을 수용하기 위해 제어 채널을 일시적으로 잃는 것을 잘 견디어 낼 수 있다고 결정된다면, 이 루틴은 그 호출을 위치시킬 최적의 후보(candidate)를 찾아낸다. 디폴트(default)모드에서, 루틴은 VOC 플래그(이 플래그는 중앙 제어기 컴퓨터 하드웨어의 RAM 번지에 존재하는 단순히 이진 정보일수도 있음)를 클리어함으로써(231)시작된다. VOC 플래그 값은 VOC 모드가 온 또는 오프인지를 결정하게 되느데, 이진수 1은 온이고 이진수 0은 오프이다. 다음으로, 루틴은 제어 재널만의 트래픽 퍼센트가 소정의 임계 퍼센트(즉, 주어진 시간동안 제어 채널상에 발생한 전체 트랜잭션 수의 퍼센트)보다 더 큰지 아닌지를 테스트한다(232). 전형적으로, CC 만의(CC-only)' 트랙픽의 높은 퍼센트는 제어 채널 트랙잭션이 음성 호출보다 더 중요하고 제어 채널이 제거되어서는 안됨을 나타내는 것이다. 그 임계는, 이전의 성능에 기초하여 시스템 성능의 수용할 수 있는 수준을 유지하는, 최대 CC만의 트래픽 퍼센트를 나타내는 수준으로 정해져야 한다. 양호한 실시예에서, 그 임계는 거의 63%로 정해지는데, 이 퍼센트는 소정 시스템 성능에 따라 변할수도 있다.
판단(232)으로 돌아가서, 만일, CC만의 트랜잭션 퍼센트가 소정 임계보다 크다면,제어 채널 전환이 지연된다(234). 양호한 실시예에서, 이 지연은 평균 호출 길이(ACL)와 같으며, 전형적으로 5-7초 정도이다(ACL 의 측정은 트렁킹(trunking) 산업에 공지됨). 현행 시스템 ACL 과 같은 량만큼의 전환 지연은, 제어 채널을 전환하기 전에 가용 음성 채널을 찾아내는 정당한 기회를 시스템에 부여한다. 만일, 제어 채널만의 퍼센트가 소정 임계보다 크지 않다면, 그 때, 최대 활동(most active)음성 채널, 즉, 가장 오랫동안 호출을 지지하는 음성 채널을 선택한다(236). 그리고나서, 선택된 음성 채널상의 호출 길이가 시스템에 대해 현행 ACL 보다 큰지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(238).만일 아니라면,제어 채널 전환은 소정 시간 지연되는데(240), 양호한 실시예에서 이 소정 시간은 시스템에 대한 현재 ACL 이다. 이 양만큼 전환을 지연하는 것은 모든 현행 음성 호출이 비교적 새로운 것임을 예측하고, 이리하여, 현재의 활동 제어 채널이 음성 동작으로 전환되어야 하는 새로운 제어 채널 후보를 제공하지 않게 된다.
적절한 지연이 발생된 후, 제어 채널을 제거하지 않은채 음성 호출을 수용하도록 가용 음성 채널(즉, 이전의 지연 기간동안 쓸 수 있던) 이 존재하는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(242). 만일 음성 채널이 사용가능하다면, 제어기는 음성 채널 요구를 새로이 이용 가능한 음성 채널에 대해 지정한다(246).그리고나서 제어기는 루틴(250)을 이탈하기에 앞서,VOC 플래그를 클리어한다(248).
이제 판단(238)으로 돌아가서, 만일, 선택된 호출 길이가 평균 호출 길이보다 크다면, VOC 플래그는 설정되고, 제어기는 루틴(250)을 이탈하기에 앞서, 다음의 높은 우선순위의 요구를 취한다(244).
제2c도는 VOC 동작(250)을 설명하는 상세한 흐름도 (215)를 나타낸다. 일단 VOC 모드가 시작된다고 결정되면, 중앙 제어기는 VOC 상태 OSW(제어 채널이 이제 막 제거됨을 무선기에 알리기 위해 제어 채널에 대해 보내진 특별한 신호)를 전송한다(262). 그후 제어기는 표준 채널 허가OSW를 통해, 현행 제어 채널(이는 임의의 제어-가능 채널, 즉 제어 신호를 인코드 및 디코드하기 위해 하드웨어/소프트웨어를 반드시 갖춘 통신 채널일 수도 있음)을 임시 음성 채널로서의 사용을 위해 요구 무선기 (requesting radio)에 지시한다(264). 중앙 제어기는 이전의 제어 채널을 저속 데이터(LSD)를 이용하여 전환함으로써, 음성 트래픽(즉,150비트/초의 가청 범위(sub-audible) 이외의 데이터율)을 조정한다. VOC 모드가 활성됨을 나타내는 LSD 신호는 모든 음성 채널상으로 보내진다(268).
여기서, 제1a도에 도시된 시스템(100)은 실제로 다음의 음성 트래픽에 대해 음성 채널을 제어 채널상에 할당하기 위한 제어 채널이 없다. 그래서, 시스템이 이 상태로 잇는 시간량을 최소화하여 새로운 음성 채널 요구가 수용될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 중앙 제어기는 전환된 음성 채널이나 또다른 제어-가능 음성 채널을 제어 채널로서 재지정하는 기회를 찾아야 한다. 이를 행하기 위해, 전송 종료(EOT)가 임의의 음성 채널상에 발견되는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(270)(전송-중계된(transmission-trunked) 동작은 1988년 11월 22일 Lynk,Jr.등에 허여된 미국 특허 번호 제 32,789 호에서 설명되는데, 여기서 참조로 한다). EOT가 만일 임의의 음성 채널상에 발견되지 않는다면 루틴은 이EOT 조건을 확인하면서 음성 채널을 계속 모니터하고 루프를 되돌린다.
만일, EOT 가 발견된다면, 이 특별한 음성 채널이 제어-가능인지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(272). 만일 제어-가능이 아니라면 제어기는 메시지 혹은 페이드(fade)타이머를 시작한다(274)(이는 또한 미국 재발행 번호 제 32,789호에 메시지-중계된(trunk)동작에 관련해서 설명된다). 양호한 실시예에서, 메시지 타이머의 이용은 또다른 가입자 유닛의 응답전에 호출을 종료하는 것과 같은 문제를 일으키는, 짧은 지속 기간의 전송이 되지 않도록 보장한다.
그후, 루틴은 또다른 무선기가 요구(즉,전송을 개시)하는지 아닌지 결정하는 테스트를 한다(276). 만일, 다른 무선기가 호출을 시작하고 있다면 즉, 사용자 무선기상의 PTT 버턴을 누른다면, 루틴은 EOT를 찾는 판단(270)으로 루프를 되돌린다. 만일, 시스템이 새로운 가입자와 관련하여 유휴한다면, 즉 새로운 무선기가 요구하지 않고 있다면, 메시지 타이머가 종료되었는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(277). 만일 종료되지 않았다면, 요구하는 또다른 유닛을 찾는 판단(276)으로 루프를 되돌린다. 메시지 타이머가 종료된 후, 중앙 제어기(101)는 현재의 호출을 끝내는 그룹 단절(group discount)(즉, 300 bps 패턴)을 보낸다(278).그후 루틴은 또다른 EOT조건을 확인하는 판단(270)으로 되돌아간다.
다시 판단(272)을 언급하여, 만일 새로이 이용할 수 있는 음성 채널이 제어-가능으로 결정되면, 중앙 제어기는 이를 제어 채널로서 지정한다(280). 여기서, 사용자 호출이 종료될때를 따라, 사용자에게 우선순위를 주는, 중앙 제어기의 소위 최근 사용자 대기(queue)가 갱신된다(282). 양호한 실시예에서, 이는 EOT를 통해 가장 최근에 호출을 종료한 사용자에게,만일 요구한다면, 다음의 가용 음성 채널을 얻기 위한 최고 우선 순위를 주도록 보장한다. End VOC상태 신호 (무선기에게 제어신호가 재지정되고 있음을 알리는 특별한 신호)는 모든 음성 채널상에 내보내지고 (284), 루틴을 벗어난다(286).
제3도는 양호한 VOC-가능 실시예에서, 무선기, 또는 가입자 유닛, 동작(302)을 설명하는 간략한 흐름도(300)이다. 무선기는 시스템(100)과 통신을 유지하기 위해 현행 제어 채널(토크 그룹(talkgroup) ID에 의해 지정된)을 연속적으로 모니터한다. 따라서, 가입자 유닛은 여전히 OWS's를 수신하는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(304). 만일, 유닛이 더 이상 OWS'(즉, 범위를 벗어날 수도 있음을 표시, 혹은 lost표시)를 수신하고 있지 않다면,로스트(lost)타이머가 시작된다. 이런 지연(즉, 양호한 실시예에서 200ms)은 특정 통신 유효 범위에서 정상의 순간적인 신호 페이딩을 수용하는데 이용되어, 무선기가 제어 채널을 너무 일찍 방치하지 않도록 한다. 로스트 타이머가 끝났는지 아닌지 결정하는 판단에 이른다(310). 만일, 끝나지 않았다면, 루틴은 루프로 되돌아가서 현행 제어 채널상에 수신된 OWs를 계속 확인한다. 만일, 타이머가 끝났다면, 무선기는 제어채널을 찾아서 제어 가능 음성 채널(즉, 무선기의 메모리에 기억된 엔트리 리스트로부터)을 스캔한다(326). 스캔되고 있는 음성 채널(제2c도의 (268)에서 언급됨)상에서 VOC LSD 신호가 발견되는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(328). 이를 확인해서 만일, 무선기가 VOC LSD를 발견하지 않는다면, 가입자는 정상 제어 채널 리스트를 스캔한후 정상 동작으로 되돌아간다(332). 만일, VOC LSD 가 스캔되고 있는 음성채널상에서 발견된다면, 무선기는 VOC 모드로 들어간다(330)
판단(304)으로 되돌아가서, 무선기가 여전히 OWs를 수신하고 있다면, VOC상태 OSw가 수신되었는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(306). 만일 수신되지 않는다면, 무선기는 정상 형태로 OSW's를 처리하고(308), 다른 OSW's를 계속 찾게 된다. 만일 VOC 상태 OSW가 수신된다면, 무선기는 VOC 모드로 들어간다(312). 여기서, 무선기가 호출(즉, 새로이 지정된 제어 채널은 OSW 허가를 이 유닛에 또는 토크 그룹에 향하게 함)로 지정되었는 지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(314), 만일, 그러하다면, 무선기는 정상 음성 채널 신호화를 위해 오디오를 언뮤터(unmute)하고(316), 제어 가능 음성 채널의 리스트를 스캔한다(318). 유사하게, 만일 지정된 제어 채널이 이 유닛 또는 그 토크 그룹을 목표로 하지 않는다면, 제어-가능 음성 채널의 리스트가 스캔된다(318). 루틴의 이 시점에서, 일단 손실된(once-lost) 무선기(즉,VOC LSD 신호를 발견(328)함으로써 참여한)는 제어-가능 음성 채널의 리스트를 스캔한다(318).
스캔하는 동안, 제어-가능 채널이 발견되었는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(320). 만일 발견되지 않았다면, 무선기상의 푸시-투-토크(push-to-talk)(PTT)버턴이 눌러졌는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다(322). 만일 PTT가 관여되지 않았다면,무선기는 스캐닝 동작으로 돌아간다(318).
만일 PTT가 눌러졌다면, ISW 요구는 무선기의 내부 퍼퍼(즉, RAM)내에서 대기하고(334), 이후에 가입자 유닛은 스캔 동작(318)으로 돌아간다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 대기된 요구는 분류되거나, 우선순위가 주어지는데, 비상 요구는 정상 음성 통신 요구보다 더 높은 우선순위가 주어진다.
일단 제어 채널이 재지정된다면, 즉, 제어­가능 채널이 발견된다면(320), 무선기는 대기된(queued) 비상 요구 또는 다른 소정의 우선 요구를 송신한다(324). 이는 높은 우선 요구들이 제1순위로 자원을 얻도록 허용하며, 명시적인 요구를 전송하도록 요구하지 않는다. 여기서, 무선기는 Send ISW'S OSW (제어 채널에 대해 대기된 요구가 보내지고 VOC 모드가 종료됨을 무선기에 알리는 특별한 신호)를 찾으면서 새로이 지정된 제어 채널을 모니터한다(336). 그후, Send ISW's가 수신되었는지 아닌지를 결정하는 판단에 이르게 된다.(338). 만일 아니라면, 무선기 VOC모드가 비활동임을 나타내는 표시를 확인하면서 현행 제어 채널을 계속 모니터한다(336). 만일Send ISW's OSW 가 수신되었다면, 무선기는 정상 동작으로 돌아가기 전에 그 내부 버퍼로부터 모든 남아있는 대기된 요구(즉, 아직 전송되지 않은 긴급하지 않은 요구)들을 송신한다(340).
제4도는 가입자 유닛 또는 무선기 등록에 대한 중앙 제어기 동작을 설명하는 간략한 흐름도(40)를 나타낸다. 중앙 제어기가 활동 제어 채널중의 하나, 즉, 제어채널 A 또는 B상에 등록 요구를 수신할때(401), 루틴이 시작된다. 본 발명의 한 실시예에서 중앙 제어기는 시스템에서 각각의 가입자에 의해 이용되는 특별한 제어 채널을 트랙킹(tracking)하는 데이터베이스를 활용함을 주목하라. 변형예에서, 임의의 데이터베이스가 트랙킹하지 않을 수도 있고 모든 신호화가 모든 활동 제어 채널상에서 용장적(redundantly)으로 행해진다. 따라서, 등록 요구를 수신하자마자, 중앙 제어기는 그 무선기에 대한 데이터베이스로부터, 유닛 ID를 갖는 무선기에 대한 제어 채널 정보를 검색한다(403). 만일, 등록 요구가 수용가능 제어채널(즉, 데이터베이스로부터 검색된 것과 같은 종류의 제어 채널 또는 활동 제어 채널만의)상에 들어온다면, 제어기는 인식(acknowledge) OSW를 보내고(409), 등록 과정은 완료된다(411). 중앙 제어기내에 데이터베이스가 있고, 검색된(403 에서)것과는 다른 제어 채널상에 요구가 들어온 경우에는, 중앙 제어기는 상기 유닛에 대해 바른 제어 채널을 지시한다(407). 그후, 인식 OSW가 보내지고(409) 그 유닛에 대한 등록이 완료된다.
제5a도는 시스템상에 하나 이상의 제어 채널 활동이 있을때를 결정하는 활성/비활성 과정을 설명하는 간략한 흐름도(500)이다. 단지 단일 제어 채널로 시작하여, 중앙 제어기는 특별한 활동 제어 채널의 모드 상황을 평가한다(502). 본 발명의 양호한 실시예에서, 제어 채널 트래픽 로딩 new OSWs per second(NOPS)와 같은 파라미터로 측정된다. 이 파라미터는 종래 기술에서 공지되어 있고 일반적으로 어느 시점에서든지 제어 채널 로링의 좋은 표시기이다. 제5b도는 양호한 실시예에서, 한 제어 채널로부터 2개의 제어 채널로 되는, 그리고 그 역으로 되는 판단이 어떻게 이루어지는가를 그래픽적으로 표현한다. 횡좌표(505)는 초당 새로운 OSW's의 수를 나타내는 반면, 세로 좌표(507)는 시스템상에서 활동 제어 채널의 수를 나타낸다. 그래프(501)에 도시된 대로, 일단 NOPS 율이 상한(upper)로딩 임계(즉, 27)에 도달한다면, 제어 채널은 제어 채널 수를 증가시키는 요구를 알게 된다. 일단 2개의 제어 채널로 동작하면, 알고리즘은 단일 제어 채널을 사용하도록 돌아갈 수 있을때를 즉, 하한 로딩 임계일때를 결정한다. 양호한 실시예에서, 이는 NOPS의 수가 12의 감소될때(503)에서 발생한다. 도면 번호(509)는 양호한 실시예에서, 어떤 동작시간 동안, 한 개와 두 개의 제어 채널간에 토글(toggle)하지 않게 되는 시스템을 보장하도록 고안된 레이트 분리(rate separation)를 나타낸다. 소휘 히스테리시스(hysteresis)효과는 시스템 성능을 최적화하기 위해 변화될 수도 있다(즉, 레이트 분리를 증가시키거나 감소시켜서(509).
제5a도로 돌아가서, 만일 단일 제어 로드가 27 NOPS 보다 크지않다면(504), 두 제어 채널로 증가시킬 필요가 없고 루틴은 로딩 트래픽을 계속 평가한다(502). 한편, 만일 로드가 27보다 크다면, 중앙 제어기는 제 2 제어 채널을 활성시킨다(506). 이리하여, 제어기는 임의의 유휴 유닛을 제 2 제어 채널 즉, 제어 채널B로 향하게 한다.(508). 데이터베이스를 갖는 시스템에 대해서,데이타베이스는 그 유닛과 유닛 그룹이 그 제어 채널상에 있음을 나타내도록 분할된다(510).제어기는 듀얼(dual)제어 채널 보우팅(voting)트래픽, 즉, 기준으로서 평균 NOPS를 이용하여 평가한다.(512). 시스템은 로딩 트래픽이 12 NOPS 아래로 되기 (514)전까지 제 2 제어 채널의 사용을 유지하고, 이후에 B 채널을 이용하는 유닛은 A채널로 향하게 된다(516). 이 방향은 전형적으로 표준 OSW 신호를 이용하여 수행된다. 마지막으로, 중앙 제어기가 데이터베이스를 가지는 경우에, 데이터베이스 분할은 제거되고(518), 시스템내의 모든 유닛은 동일한 전용 제어 채널을 이용하는 것으로 표시된다.
중앙 제어기에 대한 호출 처리 동작은 간략한 흐름도(600)를 이용하여 제6도에 도시된다. 채널 요구를 대기(601)하고 수신한 후, 중앙 제어기는 채널 허가 또는 채널 사용중 OSW를 유출한다(605). 데이터베이스가 없는 제어기 실시예에서, 이 OSW는 요구가 유입되는 제어 채널상에 보내진다. 중앙 제어기에서 데이터 베이스를 사용하는 시스템에 대해서, 응답 OSW를 유출(605)하기에 앞서 중앙 제어기는 요구 무선기를 라이트(right)제어 채널 아니면 지정된 제어 채널상으로 향하게 한다(603). 가입자가 호출에 참여한 후, 중앙 제어기는 호출이 여전히 활동인지 아닌지를 결정한다(607). 이는 공지된 EOT 신호를 이용하여 행해질 수도 있으며, 이를 수신한 후 루틴은 종료된다(613). 호출동안, 중앙 제어기는 요구와 관련한 제어 채널상에 이 호출에 대한 OSWs를 반복해서 보낸다(609). 이 반복된 OSWs는 제어 채널과 통신을 일시적으로 잃을 수도 있는 다른 무선기들과, 이후의 참가자들을 모으는데 이용된다. 데이터베이스를 갖지 않는 시스템에서, 중앙 제어기는 호출 요구(즉, 이 제어 채널은 요구를 유출함)의 소스를 나타내는 음성 채널 신호를 보낸다(611). 이 비가청 신호는, 각각의 유닛에 대해 제어 채널을 독립적으로 저장하지 않은채 동일한 제어 채널상에 토크 그룹 유닛을 함께 유지하는데 이용된다.
제7도는 가입자 등록 동안의 간략한 흐름도(700)이다. 그룹 가입(affiliation)시의 변화 또는 파워 업(702)하는 경우에 대해, 가압자(무선기)는 등록 요구 ISW를 송신한다(704). 만일 무선기가 다시 지시된다면(706), 무선기는 바른 제어 채널 주파수로 이동한다(708). 만일 새로운 제어 채널로 다시 지시된다면, 또는 교정 제어 채널로 이동한후라면, 무선기는 수신된 인식 OSW를 기다린다(710). 일단 수신되면, 가입자 등록 루틴은 완료된다(712). 만일 인식 OSW가 수신되지 않는다면, 무선기는 등록 요구를 단순히 재전송하고, 다시 등록을 시도한다.
제8a도는 가입자 무선기에 대한 호출 송신 동작의 간략한 흐름도(800)이다. PTT OSW의 송신후에(801), 무선기는 그것이 다시 지시 되었는지를 확인한다(803). 만일 그렇다면, 무선기는 교정 제어 채널로 이동한다(805). 만일 다시 지시되지 않거나 교정 제어 채널로 이동한 후라면, 무선기는 사용중 또는 허가 OSW를 찾는다. 만일, 무선기가 사용중 OSW를 수신한다면(807), 제어 채널을 계속 모니터링하여 채널 허가(grant)를 찾는다. 유사하게 만일 허가(grant)가 수신되지 않는다면(809), 무선기는 사용중 또는 허가를 찾아 계속 모니터링한다. 양호한 실시예에서, 무선기는 4초당 허가 OSW또는 사용중 OSW를 찾게 되는데, 이는 시스템이 적절히 동작하고 있다면 합당한 것으로 고려된다. 4초 타이머가 종료된 후, 무선기는 전송 노력을 중지하여 정지된다. 일단 채널 허가가 수신되며, 무선기는 허가된 음성 채널로 이동하고 그 메시지를 송신한다(811). 메시지는 푸시­투­토크 버턴이 해제되기(813)전까지 계속 전송되는데, 이는 호출 전송의 완료를 의미한다(815).
제8b도는 무선기에서 호출 수신 동작의 간략한 흐름도(850)이다. 새로운 호출에 대한 허가를 수신하자마자(851), 무선기는 지정된 음성 채널로 이동하고 그 채널을 모니터링한다(853). 변형의 실시예에서(제어기 데이터베이스 없이), 무선기는 음성 채널로부터 호출을 비가청으로 수신한 후 되돌아 가기 위해 제어 채널 ID를 수신한다(855). 이것은 토크 그룹으로부터 새로이 지시된 무선기가 새로이 지시된 후 그 토크 그룹의 다른 모든 무선기의 인접하는 것을 보장한다. 호출은 EDT가 수신되기 전까지 계속한다(857), 이후 오디오 회로는 뮤트(mute)된다(859). 그후 무선기는 수신 동작이 완료되기(863)전에, 비가청 수신된(855) ID(데이타베이스가 아닌 시스템에 대한) 또는 요구­발생(request­origin)제어 채널(데이타베이스 시스템에 대한)에 따라, 적절한 제어 채널로 이동한다(861).

Claims (10)

  1. 제한된 수의 음성 채널을 갖는 무선 통신 시스템에 사용된 중앙 제어기로서, 이 중앙 제어기는 제어 신호가 전송되는 제어 채널을 통해 음성 채널을 할당하며, 소정의 수준의 통신 서비스를 시스템내의 다수 무선기에 유지하기 위해 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 사용을 전환하는 방법에 있어서, 다수의 무선기중의 요구중인(requesting)한 무선기로부터 음성 채널 요구를 수신하는 단계와; 모든 음성 채널이 사용중(busy)인지를 판단하는 단계와; 모든 음성 채널이 사용중인 것으로 판단될 때, 현행 제어 채널에 대한 현재의 로딩 상황을 판단하는 단계 및; 상기 판단 단계에 따라, 현행 제어 채널을 임시 음성 채널로서 지정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 지정 단계는 현행 제어 채널에서 보이스­온­컨트롤(voice­on­control(VOC) 상태 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 새로운 제어 채널을 재지정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 인바운드 신호화 단어(inbound signalling words(ISW's))를 상기 새로운 제어 채널상에 보내기 위한 표시(indication)신호를 상기 새로운 제어 채널상으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 시스템에 대한 현재의 로딩 상황을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 현행 제어 채널을 이용하지 않은 채 통신 서비스가 최소한 소정 수준으로 유지될 수 있는 최대 통신 트래픽 수준을 나타내는 로딩 임계와, 상기 현행 로딩 상황을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현행 제어 채널을 음성/데이타 채널로 전환하는 방법.
  7. 제한된 수의 음성 채널을 갖는 무선 통신 시스템에 사용된 무선기로서, 상기 시스템은 동적 제어 채널 구조를 가지고, 상기 무선기는 아웃바운드 신호화 단어(outbond signalling words (OSW's))를 중앙 제어기로부터 수신하고, 인바운드 신호와 단어(ISW's)를 중앙 제어기로 전송하며, 상기 OSW's와 ISW's는 제한된 수의 음성 채널에 액세스를 용이하도록 하는데 사용되는, 제어 채널의 구조 변화 수용 방법에 있어서, 현행 제어 채널이 음성 채널로 지정되는 제1표시 신호를 수신하는 단계와; 상기 제1표시 신호에 따라, 다음(subsequent)요구 ISW's를 대기(queue) 하는 단계 및; 상기 대기된 ISW's를 중앙 제어기에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널의 구조 변화를 수용하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 대기 단계는 상기 다음 요구 ISW's에 우선순위를 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널의 구조 변화를 수용하는 방법.
  9. 제7항에 있어서, 새로운 제어 채널이 재지정되는 제2표시 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널의 구조 변화를 수용하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전송 단계는, 상기 제2표시 신호에 따라, 상기 대기 요구 ISW's를 상기 새로운 제어 채널을 통해 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 채널의 구조 변화를 수용하는 방법.
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