KR100265020B1 - Cdma 시스템에서 이동 접속을 위한 tdma - Google Patents

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Abstract

비접속된 이동국으로 부터의 임의 접속 버스트에 의해 발생된 통신 트래픽에 대한 간섭을 제거함으로써 무선 전화 통신 시스템의 성능을 향상시키기 위한 방법 및 시스템이 기술되어 있다. 접속 슬롯은 주기적인 간격으로 동일 주파수를 사용하여 이동국의 다른 통신 트래픽을 인터럽트함으로써 CDMA 신호로 제공된다. 이로써 이동 접속 버스트는 다른 트래픽을 간섭하지 않고 기지국에서 수신될 수 있다.

Description

[발명의 명칭]
CDMA 시스템에서 이동 접속을 위한 TDMA
[배경]
본 발명은 일반적으로 무선 전화 시스템에 대한 이동국의 접속 방법 및 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 CDMA 무선 전화 시스템의 기지국에서 이동국 접속 전송과 다른 통신 트래픽 사이의 간섭을 제거하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 전기 통신 기술은 지난 10년동안 전화와 같은 종래의 통신 시스템에 대한 편리하고 효과적인 대체물로서 개발되어 왔다. 특히, 이동 전화는 휴대성으로 인해 개인 통신 장치로서 확산 수용되었다. 이러한 급속한 산업 성장은 시스템 설계자에게 급속한 성장 요구를 만족시키도록 이러한 시스템의 성능을 향상시키기위한 방안을 찾도록 요구하였다. 그러나, 성능을 향상시킴에 있어서는 무선 전화에 이용할 수 있는 주파수 스펙트럼이 비교적 제한되어 있기 때문에, 여러가지 과제를 제공한다. 그러므로, 설계자는 한편으로는 성능을 향상시키고 고품질 통신을 유지하기 위한 요구와 다른 한편으로는 제한된 가용 스펙트럼 및 간섭 등의 고려해야 할 사항들 간에서의 본질적인 문제점을 해결하여야 한다.
성능 향상에 대한 요구와 이러한 본래의 문제점에 의해 제기된 딜레마를 해결하도록 새로운 기술이 개발되어 왔다. 초기에는, 무선 전화 시스템은 아날로그 기술 및 주파수 분할 다중 접속(FDMA; Frequncy Division Multiple Access) 기술 방법을 사용하여 구현하였다. FDMA에 있어서, 이동국과 기지국 간의 모든 호출은 이 호출이 완료되거나 핸드오프(handoff)가 발생할 때까지 한쌍의 고유 주파수 채널을 점유한다.
이 시스템들이 일반적으로 사양에 따라 동작할지라도, 시분할 다중 접속 기술(TDMA)를 사용하는 디지탈 기술이 아날로그 기술 및 FDMA를 사용하여 실현될 수 없는 레벨 즉, 선능에 있어서 대략 5 내지 10배 (fold) 증가를 제공한다는 것을 인식으로부터 성능을 향상시켜야 한다는 압박이 초래된다. TDMA 시스템에 있어서는, 각 송신기에는 데이타 버스트를 전송할 수 있는 타임 슬롯이 일정의 주파수로 할당되어 있다. 다른 송신기는 동일 주파수 상의 이용가능한 다른 타임 슬롯을 이용 할 수 있다. 현재, 전세계에 보급된 대부분의 주요 무선 전화 시스템은 기존의 기술을 디지탈 TDMA 시스템으로 변환시켜 이와 같은 추가의 성능을 획득하려는 진행 중에 있다.
TDMA 시스템보다 더욱 증가된 성능을 제공하는 것으로 기대되는 제3 형태의 시스템이 이미 제안되었다. 코드 분할 다중 접속(CDMA:Code Division Multiple Access) 시스템에 있어서는, 상이한 스프레드 스펙트럼의 코드화된 신호가 시간 및 주파수 모두를 중첩하는 여러가지 송신기에 의해 전송된다. 이 신호들이 예를 들어, 이동국에서 수신될 때, 이들 신호는 이 수신된 신호를 이동국이 현재 사용중인 특정 체널에 관련된 특정 코드와 상관시킴으로써 디코드된다.
이러한 모든 무선 전화 시스템은 간섭 및 가변 신호 강도에 의해 제기된 문제점들을 어느 정도 극복하여야 한다. 이동 전화 시스템의 동작시 본질적인 문제점은 이동국과 기지국 사이의 가변 거리, 및 이동국과 기지국 사이에서의 다중 경로 페이딩 손실 및 전파 지연을 발생시키는 전송을 반사하는 지형 조건으로 인해 신호 강도가 연속적으로 변화한다는 것이다. 예를 들어, 기지국 근처에서 전송하는 한 이동국과 셀의 엣지 근처에서 전송하는 이동국의 수신된 신호 강도는 그 강도 크기에 있어서 여러 자리수 정도 다를 수 있다.
CDMA 시스템에 있어서는 기지국에서 동일 주파수로 수신된 신호 강도가 가능한한 동일에 근접하도록 이동국의 전력 출력을 조절하는 것이 특히 중요하다. CDMA 시스템에서 동일 주파수를 사용하는 모든 이동국은 그 주파수를 사용하는 다른 이동국을 간섭한다. 그러므로, 불필요하게 고 전력 레벨로 전송하는 이동국은 이 고전력 신호가 동일 주파수로 다른 이동국으로 부터 전송되어진 보다 약한 신호를 간섭하기 때문에, 시스템 성능을 감소시킨다. 그러나, 불행하게도, 이 전송을 디코드하기 위해 사용되는 회로의 처리가 이득은 소정량의 간섭만을 억제할 수 있다.
CDMA 시스템에서 이동국 전송의 등화된 전력 제어를 달성하기 위한 한 프로세스는 다이나믹 전력 제어라 칭한다. 다이나믹 전력 제어 기술을 사용하여, 기지국은 해당 이동국에 제어 신호를 전송하여 다른 이동국의 신호 강도에 상관하여 해당 이동국으로부터 수신된 신호 강도에 기초한 전송 전력을 조절한다.
이 기술은 폐 제어 루프가 사용될 수 있는 할당된 트래픽 채널에서는 우수하게 작용한다. 그러나, 이동국으로부터의 초기 접속 시도의 경우, 폐 제어 루프는 존재하지 않는다. 따라서, 초기 접속 시도중에 이동국은 기지국으로부터 수신된 신호의 강도에 기초하여 간섭을 평가함으로써 출력 전력을 제어하는 시도를 할 수 있다. 그러나, 이 기술은 기지국으로 부터 수신된 신호에 기초하여 정확하게 평가될 수 없는 역(업링크) 채널에서의 측정 에러 및 독립된 페이딩(fading)으로 인해 충분히 정확하지 못하다는 것을 실험에 의해 알 수 있다.
초기 접속 시도중에 다이나믹 전력 제어의 이러한 문제점을 극복하기 위해, 이동국이 저 출력 전력으로 접속을 시작하고, 기지국이 접속 시도를 긍정 응답할 때 까지 점진적으로 증가하는 전력으로 접속을 반복하는 방법이 제안되었다. 이론적으로, 이 방법은 기지국에 인접한 이동국들이 기지국과의 통신을 개시하기 위해 불필요하게 고 전력 신호를 사용하는 것을 방지하여 동일 주파수를 사용하는 다른 이동국과의 간섭을 방지한다. 그러나, 이 방법은 고속 페이딩 환경내에서 양호하게 동작할 수 없다. 예를 들어, 신속하게 이동하는 이동국은 다중 경로 전파 손실이 매우 높은 제1 위치에서 호출을 개시하려고 시도할 수 있다. 따라서, 매우 낮은 전력 레벨에서의 제1 시도는 너무 약하다. 이동국이 전력 레벨을 증가시켜 다시 접속을 시도할 때, 이동국의 새로운 위치가 매우 적합한 손실 특성을 가질 수 있어 기지국에서 수신된 신호 강도는 검출에 필요한 신호 강도보다 강하게 되어, 이것은 불필요하게 다른 채널을 간섭하게 된다.
불균일 수신 신호 강도에 의해 제공되는 문제점을 해결하기 위한 다른 기술은 감산 CDMA 복조(substractive CDMA demodulation)이다. 이 기술에 따르면, 중첩하는 코드화 신호는 최강 신호 강도에서 최약 신호 강도 순으로 디코드된다. 각 신호가 디코드된 후, 이 신호는 그다음 최강 신호를 디코드하기 전에 수신된 복합 신호로 부터 제거 또는 감산된다. 이러한 시스템을 이용하면, 이동국들 사이의 신호 강도 차가 덜 중요하게 되어 성능은 향상된다. 우선 높은 강도의 신호를 제거함으로써, 낮은 전력 신호를 간섭하는 가능성은 감소된다.
그러나, 감산 CDMA 시스템은 또한 이동국이 임의 접속을 개시할 때 존재하는 간섭 문제점에 영향을 받을 수 있다. 더욱이, 감산 복조를 달성하기 위해서는 이동국으로부터 수신된 신호에 대한 기지국과 이동국 간의 전파 지연을 계산하기 위해 신호 전송을 조절함으로써 적절하게 시간 정렬되어야 한다. 다이나믹 전력 제어 기술에서와 같이, 타이밍 정렬은 한 채널이 이동국에 할당되어진 후 폐 제어 루프가 존재할 때 용이하게 달성된다. 그러나, 초기 임의 접속의 경우에, 이동국은 접속 전송에 대한 정확한 시간 정렬을 설정하는데 필요한 기준 정보가 결핍되어 있다.
이 문제점들은 무선 전화 시스템의 효과 및 성능을 감소시킨다. 상술한 바와 같이, 연속적인 요구 증가는, 시스템 설계자들에게 이러한 시스템의 성능을 확장시키도록 압력을 가한다. 따라서, 이동국들에 의한 초기 접속 시도가 간섭 및 타이밍 정렬 문제점을 발생시키는 시스템의 결점을 극복하는 것이 매우 바람직하다.
[발명의 요약]
상기 이러한 문제점 및 다른 문제점은 본 발명에 따른 방법 및 시스템을 사용함으로써 극복될 수 있다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 무선 통신 방법 및 장치는 정상 트랙픽 및 시그날링 채널이 인터럽트되는 다수의 특정 접속 슬롯을 제공함으로써, 이미 사용중인 채널과의 접속 개시에 의해 발생된 간섭을 제거한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 타이밍 정렬 문제점은 예를 들어, 매우 높은 전파 지연 또는 매우 낮은 전파 지연을 갖는 이동국 접속 신호를 수신할 수 있도록 충분히 긴 접속 슬롯을 제공함으로써 해결된다.
[도면의 간단한 설명]
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적과 장점은 첨부된 도면과 관련하여 설명된 아래의 상세한 설명으로 부터 명백해질 수 있다.
제1도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 이동국 송신기를 도시한 도면.
제2도는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 기지국의 블록도.
제3도는 제1도의 직각 변조기 및 전력 증폭기의 상세 블록도.
제4도는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 CDMA 전송 포맷을 도시한 도면.
제5도는 제4도의 전송 포맷의 접속 슬롯을 보다 상세히 도시한 도면.
[발명의 상세한 설명]
본 발명을 용이하게 이해하기 위해 이제부터, CDMA 감산 복조 시스템에 관련하는 예시적인 실시예를 설명하겠다. 이러한 시스템은 1990년 12월 17일 출원된 미합중국 특허 출원 제07/628,359호 및 1991년 8월 2일 출원된 미합중국 특허 출원 제07/739,446호에 기재되어 있는데, 이들의 모두의 명칭은 “CDMA 감산 복조 시스템(CDMA Subtractive Demodulation)”이고, 이 출원은 본 발명에서 참고로서 사용된다. 그러나, 본 분야의 숙련된 기술자들은 본 발명이 CDMA 감산 복조 시스템에 제한되지 않고, 무선 통신 장치들 간의 임의 접속 호출 시도에 의해 발생된 간섭을 바람직하게 제거할 수 있는 종래의 CDMA 시스템 및 임의의 다른 무선 통신 시스템에 응용될 수 있다는 것을 인지하고 있다.
CDMA 감산 복조 시스템에 있어서, 복수의 이동 무선국과 한 기지국 간의 정보는 코드워드의 블럭(예를 들어, 블럭당 42 코드워드)들로 전송된다. 편리한 신호 전송 포맷은 무선 통신 채널 상에서 직렬로 전송되는 128-비트 코드워드의 시퀀스를 포함한다. 무선 수신기는 다른 송신기로 부터의 중첩 통신 신호들로 이루어지는 수신된 합성 신호를 증폭하고, 필터하며, 샘플하고, 디지탈 처리 형태로 변환한다.
디지탈화된 합성 신호는 최강 수신 신호 강도를 갖는 정보에 대응하는 고유한 스크램블링 코드로 디스크램블된다. 그다음, 디스크램블된 신호는 정보 신호에 관련되어진 직교(orthogonal)[또는 이중-직교(bi-orthogonal)] 코드로서 공지된 스프레딩(spreading) 코드에 상관된다. 128-비트 신호 샘플은 어느 블럭 코드가 샘플 신호와의 최상의 상관을 갖는가를 결정하고, 그 블럭 코드를 디코드함으로써, 블럭 코드 중 어떤 코드가 디코드되었는지를 식별하는 신호를 발생하는 직교 블럭 디코더에 의해 디코드된다. 이 신호는 그다음 최강의 디코드된 정보 신호를 디코드하도록 시도하기 이전에 디코드된 블럭에 관련하는 합성 신호 부분을 감산하는데 사용된다.
제1도 및 제2도에 도시한 본 발명의 예시적인 실시예에 있어서, 이동국 송신기(10)은 듀플렉스 안테나(102)에 결합된 무선 주파수(RF) 전력 증폭기(100)를 포함한다. 주파수 합성기(104)는 직각 변조기(106)에 의해 한 정보 예를 들어, 음성(speech) 신호에 따라 변조된 전송 캐리어 파형을 발생시킨다. 직각 변조기(106)는 2개의 저역 통파 필터(108, 110)에 의해 발생된 파형을 사용하여 정보 비트가 동상 (I) 채널 및 직각(Q) 채널로 교대로 변조되는 임펄스 여자된 직각 진폭 변조(QAM; Quadrature Amplitude Modulation)와 같은 변조 기술을 구현할 수 있다. 복소 변조기(112)는 수신된 디지탈 정보 신호의 극성에 대응하는 임펄스 응답 파형을 계산하여 이 파형들을 아날로그 형으로 변환한다. 저역 통과 필터(108, 110)는 디지탈-대-아날로그 변환 샘플링 주파수 성분을 근본적으로 제거한다. 선택적으로, 정보 신호는 초기에 편리한 중간 주파수와 혼합된 다음, 변조된 중간 주파수 파형과 오프셋 주파수의 헤테로다인 혼합에 의해 보다 높은 캐리어 전송 주파수로 변환된다.
복소 변조기(112)에 의해 수신된 디지탈 정보 신호들은 블럭 코드워드 발생기 및 스크램블러(114)에 의해 발생된다. 이동국(10)이 임의 접속 메시지를 전송할 때 즉, 음성 통신이 개시되기 전에, 이 메시지는 제어 프로세싱 유니트(116)에서 발생되어 예를 들어, 한 번에 8 비트가 블럭 코드워드 발생기 및 스크램블러(114)로 입력된다. 그러나, 음성 전송이 개시되면, 블럭 코드워드 발생기 및 스크램블러(114) 로 입력된 8-비트가 음성 디지타이저 및 인코더(122)로부터 나온다. 음성 인코더(122)는 마이크로폰(124)로 부터 마이크로폰 신호를 수신하여 8-비트 워드를 출력한다. 스위치(126)는 제어 프로세싱 유니트(116)에 의해 제어된다. 블럭 코드워드 발생기 및 스크램블러(114)로 입력시키기 위해, 제어 프로세싱 유니트(116)은 임의 접속 메시지의 전송하기 위해 이 유니트(116) 자신 또는 대화를 전송하기 위해 음성 인코더(122)를 선택한다. 임의 접속 절차가 완료된 후에도, 제어 프로세싱 유니트(116)은 때때로 메시지 전송을 선택하고 음성 전송을 인터럽트하도록 스위치(126)를 동작시킬 수 있다. 이것은 예를 들어, 신속한 관련 제어 채널(FACCH; Fast Associated control Channel) 메시지와 같은 기지국(20)과 이동국(10) 사이의 높은 우선 시그날린 메시지 교환시 행해진다.
블럭 코드워드 발생기 및 스크램블러(114)에 있어서, 8 비트의 정보는, 적절한 직교(또는 이중-직교) 블럭 코드를 사용하여 예를 들어, 128-비트 코드워드로 스프레드시킬 수 있다. 그다음, 128-비트 코드워드는 고유 스크램블링 코드를 코드워드에 모듈로-2 가산함으로써 스크램블될 수 있다. 이에 관련하여 스크램블링 코드 및 이의 발생과 응용의 여러가지 특징은 본 명세서에서 참고문헌으로 사용된 폴 더블류. 덴트(Paul W. Dent) 및 그레고리 이. 버템레이(Gregory E. bottomley)에 의해 “이동 무선 통신용 다중 접속 코딩(Multiple Accoss Coding for Mobile Radio Communication))”이라는 명칭의 1992년 4월 10일 출원되어 계류중인 미합중국 특허 출원 제866,865호에 기술되어 있다. 이 정보 비트 및 스크램블링 코드는 제어 프로세싱 유니트(116)으로 부터 발생되며, 이 유니트(116)는 또한 주파수 합성기(104)에 의해 발생될 캐리어 주파수를 선택하여 전력 레벨 코맨드를 전력 레벨 제어기(118)로 전송한다. 상술한 바와 같이, 전력 레벨 제어기(118)는 일단 폐 제어 루프가 기지국(20)에서 평균 수신 신호 강도를 유지하도록 설정되었다면 이동국의 출력 전력을 조절하는데 사용된다.
전력 레벨 제어기(118)는 유리하게도 각 코드워드를 전송할 때 코맨드된 전력 레벨을 달성하도록 전력 증폭기(100)의 바이어스를 제어하기 위한 구성 부품과 감쇠기의 결합을 포함한다. 감쇠기 및 증폭기 바이어스 제어의 결합은 적절히 넓은 전송 전력 레벨 제어 범위 예를 들어, 60 dB을 달성하는데 유용하고, 다양한 결합이 공지되어 있고, 아래의 기술이 본 발명에서 필요할 때 사용될 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
전력 증폭기의 최종단이 20 dB 전력 범위내에서만 제어가능하기 때문에, 광역의 전송 전력 제어 범위를 전력 증폭기의 단지 한 단의 바이어스를 제어함으로써 달성하는 것은 어렵다. 따라서, 2단의 전력 증폭기(100)에서는, 2단 모두를 제어하면 40 dB 제어 범위가 획득되고, 선택적으로 스위치된 고정 20 dB 감쇠기를 전력 증폭기의 출력에 제공하면, 바람직한 60 - dB 범위를 달성할 수 있다. 물론, 1개의 증폭기 단의 바이어스 제어가 적합한 경우, 2개의 독립적으로 제어가능한 20 - dB 고정 감쇠기를 출력내로 선택적으로 스위치시킴으로써, 동일한 60 - dB 제어 범위를 달성한다. 다단 전력 증폭기의 한 예가 제3도에 도시되었다.
제3도는 변조 동상(I) 및 직각(Q) 신호가 직각 변조기로 입력되는 다단 전력 증폭기의 개략 기능을 도시한 것이다. 직각 변조기(106)는 제10 - 20 dB 제어를 제공하기 위해 레벨 제어 비트(B1- B4)에 의해 제어된 레벨-스위치가능한 평형 변조기들을 포함한다. 캐리어 주파수를 제공하는 제1 주파수 F1은 또한 송신기 주파수 합성기(104)로 부터 직각 변조기(106)에 입력된다. 직각 변조기(106)의 출력은 송신기 주파수 합성기(104)로 부터 제2 주파수 F2가 제공되는 상향 변환기(up converter; 504)로 입력된다. 상향 변환기(504)는 (기술 편의 상 저주파수인) 변조된 신호를 보다 높고, 고정된 제2 주파수F2와 헤테로다인 혼합시켜 고출력 주파수로 변환시킨다. 반대로, 하향 변환기 또는 슈퍼 헤테로다인 혼합기는 일반적으로 수신기에서 사용되어 안테나에서 수신된 고 주파수 신호를 증폭이 보다 편리하게 달성되는 보다 낮은 고정된 중간 주파수로 변환시킨다. 두 경우에 있어서, 보다 낮은 고정된 주파수의 신호를 변조 또는 복조하고 안테나에서의 주파수를 변화시키도록 혼합기를 구동하는 발진기를 변경하는 것이 바람직하다.
변환기(504)의 출력은 대역 통과 필터(506)에 입력되어 드라이버(507)에 공급된다. 드라이버(507) 상의 이득은 전력 레벨 제어기(118)에 의해 0과 20 dB 사이에서 제어된다. 드라이버(507)의 출력은 전력 증폭기(508)로 입력되고, 증폭시(508)의 이득은 전력 레벨 제어기(118)의 이득 제어에 의해 0과 20 dB 사이에서 제어된다. 최종 증폭기(508)의 출력은 방송을 위해 안테나(102)로 입력된다. 이 회로는 0 - 60 dB의 총 전송 전력 제어 범위를 허용한다. 가변 감쇠기가 또한 사용될 수 있다는 것에 인식하여야 한다. 스위치 가능한 가변 감쇠기는 캘리포니아 산타 클라라 소재, 아밴텍 인크,(Avantek, Inc.)와 같은 다수의 제조업체로 부터 시판되고 있다.
제2도는 중첩, 발송 무선 트래픽 신호의 통신 환경내의 이동 임의 접속을 검출하기 위한 예시적인 기지국 수신기/송신기(20)를 도시한 것이다. 안테나 (200)는 저 잡음 RF 증폭기(202)에 의해 증폭되는 복합 신호를 수신한다 이 증폭된 신호는 필터(204)에 의해 스펙트럼 형태로 형성되고, 이중 아날로그-대-디지탈 변환기(206)는 필터된 아날로그 신호를 실수 또는 동상부(I) 및 허수 또는 직각부(Q)을 갖는 복소 디지탈화된 신호의 스트림으로 변환시킨다. 선택적으로, 중간 주파수 혼합단은 증폭 및 필터링이 보다 낮은 중간 주파수에서 발생하도록 증폭기(202)에 선행될 수 있다.
주파수 복조 처리된 후, 복소 디지탈화된 합성 신호는 CDMA 감산 신호 프로세서(208)에 의해 처리된다. 복조될 개별 신호는 이동국의 제어 프로세싱 유니트(116)에 의해 발생된 고유 스크램블링 코드로 각각 스크램블되기 때문에, CDMA 신호 프로세서(208)는 합성 신호를 최강 신호 강도에서 최약 신호 강도의 순으로 각 스크램블링 코드로 순차적으로 디스크램블한다. 이 디스크램블된 신호는 각 128-비트 이중-직교 코드워드마다 8비트의 정보를 추출하도록 인코드시에 사용되는 가능한 이중-직교 코드 모두와 상관시킴으로써 디코드된다. 디코드된 정보 비트는 다른 음성/데이타 처리를 위해 기지국 제어 프로세서(212)로 전송된다.
최강 신호 강도를 갖는 신호에 대응하는 스크램블링 코드를 선택함으로써, 기지국 CDMA 프로세서(208)는 최강에서 최약까지 예견된 신호 강도의 순서로 여러 가지 중첩 신호들을 복조한다. 신호 강도 추적기 및 분류기(210)는 과거의 관측으로 부터 신호 강도를 예측하여 이들을 배열한다. 전력 레벨이 시간이 경과함에 따라 변화한다는 것을 인식하면, 신호 강도 추적기 및 분류기(210)는 상대 전력 레벨 변화에 적응하기 위해 신호 디코딩 시쿼스를 자유롭게 재배열한다. 예견된 신호 강도 레벨은 측정된 전력 레벨을 사용하여 그 다음 전력 레벨을 외삽함으로써 과거의 전력 레벨의 역사에 기초하여 예측될 수 있다.
그러므로, 통신이 기지국과 이동국사이에 설정된 후 예를 들어, 음성 통신이 수행될 수 있는 예시적인 감산 CDMA 시스템을 간단하게 설명하였지만, 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 임의 접속 호출 개시를 제공하기 위한 방법 및 시스템을 지금부터 기술하고자 한다. 제4도에 도시한 바와 같이, 접속 슬롯(300)은 정규 간격으로 업링크(이동국에서 기지국)에 제공된다. 동일 주파수의 채널을 사용하는 모든 이동국은 이 접속 슬롯들을 제공함과 동시에 음성 통신 및 다른 제어 시그날링을 포함하여 정규 CDMA 전송을 인터럽트한다. 상술한 예시적인 감산 CDMA 시스템을 포함하여 이웃하는 셀에서의 전송이 서로 동기되는 시스템에 있어서, 상이한 셀에서 동일한 주파수로 전송하는 이동국은 역시 동시에 접속 슬롯을 제공한다.
그러므로, 이 예시적인 실시예에 따르면, 아이들 이동국(10)은 이러한 접속 슬롯 중에서만 임의 억세스 버스트를 전송한다. 이로써 이동국은 동일 주파수 상의 다른 통신 트래픽과의 간섭에 관계없이 기지국에 의해 검출될 수 있도록 충분히 높은 전력 레벨로 전송한다. 접속 버스트의 전력 레벨은 예를 들어, 제어 채널로 기지국에 의해 방송되어진 선정된 최대 전력일 수 있다. 선택적으로, 이동국은 기지국으로 부터의 수신된 전력을 측정하여 이 값을 사용하여 접속 버스트에 대한 적절한 전력 레벨을 계산한다. 이것은 예를들어, 기지국에 의해 이미 방송되어진 일부 선정된 전력으로 부터 기지국 신호의 수신된 전력을 감산함으로써 수행될 수 있다.
물론, 동일 접속 슬롯 중에 여러 이동국들에 의해 전송된 접속 버스트를 사이에서 여전히 간섭이 일어날 수 있다. 그러나, 이러한 간섭 접속 시도는 공지된 접속 알고리즘에 따라 반복함으로써 해결될 수 있다. 한가지 이러한 알고리즘은 ALOHA 알고리즘으로 공지되어 있다. ALOHA 알고리즘에 따르면, 접속 시도를 원하는 이동국은 접속 슬롯을 선택하여 접속 메시지를 전송한다. 기지국이 이 메시지를 수신하면, 긍정 응답 메시지를 이동국으로 전송한다. 이동국이 동일 접속 슬롯을 선택하는 2개의 이동국에 의해 발생된 충돌 또는 단순한 전송 에러로 인해 긍정 응답 메시지를 수신하지 못한 경우, 이동국은 임의의 시간 주기후에 새로운 접속 슬롯을 선택하여 접속 메시지를 반복한다. 이러한 과정을 긍정 응답이 수신되거나 접속이 소정의 최대 횟수 실패할 때까지 연속될 수 있다.
제1도의 예시적인 이동국에 있어서, 각 이동국(10)의 제어 프로세싱 유니트(116)은 제어 프로세싱 유니트로 부터의 데이타가 스위치(126)로부터 출력되게 선택되도록 스위치(126)를 동작시킴으로써 선정되고 등간격으로 각각의 접속 슬롯 주기를 개시한다. 이 때, 필요한 경우, 아이들 이동국(10)은 임의 접속 버스트를 개시할 수 있다. 그렇지 않으면, 데이타는 접속 슬롯 동안 전송되지 않고 마이크로폰(124)을 통해 입력되는 임의의 데이타가 음성 인코더(122) 내의 버퍼(도시되지 않음) 내에 저장된다. 접속 슬롯의 단부에서, 제어 프로세싱 유니트는 음성 인코더(122)가 데이타를 전송할 수 있도록 스위치를 동작시킬 수 있다.
이 접속 버스트들이 다른 CDMA 통신 트래픽으로 부터 제때 분리되기 때문에, 버스트들은 CDMA 방법 또는 임의의 다른 적합한 코딩 방법을 사용하여 코드화 될 수 있다. 이 접속 버스트는 전(full) 식별 정보 및 서비스 요청을 포함할 수 있다. 그러나, 접속 슬롯들에 할당되는 시간은 전체 성능을 감소시키기 때문에, 접속 슬롯의 듀티 싸이클을 최소화하는 것이 중요하다. 그러므로, 접속 슬롯 동안 매우 짧은 채널 요청을 송신한 다음, 이동국과 기지국 간의 통신이 설정된 후 전용 채널 상에 이 식별 및 서비스 요청을 송신하는 것이 바람직하다.
이동국에 의해 임의 접속 시도의 시간에, 이동국과 기지국 사이의 양방향 전파 지연은 정확하게 알려지지 않는다. 따라서, 제5도에서 알 수 있는 바와 같이, 각 접속 슬롯(300)의 지속 기간은 최소 지연(즉, 전파로 인한 지연이 전혀 없음) 및 최대 양방향 전파 지연에 기초하여 설정된다. 제5도에 있어서, 접속 버스트(310)는 최소 지연을 갖는 기지국에서 수신된 전송을 나타내고, 버스트(320)는 최대 양방향 전파 지연으로 수신된 동일한 전송을 나타낸다. 최소 지연은 이동국이 기지국에 인접할 때 발생하고, 이동국 송신기의 전력을 상승시키는데 필요한 시간량과 동일하고, 최대 지연은 이동국이 셀 경계 부근에 위치할 때 발생한다. 접속 슬롯의 길이는 최소 지연, 최대 양방향 전파 지연, 접속 버스트의 길이, 및 이동국에서 전력 램핑 다운하기 위한 소정의 보호 시간을 가산함으로써 설정된다.
또한, 타이밍 정렬은 본 발명에 따른 시스템 및 방법 사용하여 달성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 이러한 정렬은 감산 CDMA 복조를 사용할 때 필요하다. 시간 정렬 정보는 기지국 송신기(214)에 의해 제어 프로세싱 유니트(116)으로 부터 전송 타이밍 제어기(120)에 제공된다. 임의 접속 메시지의 검출에 응답에 있어서, 기지국 송신기(214)는 이동 접속 전송이 기지국(20)에 의해 수신되는 시간과 프리셋트 된 타겟 타이밍 값 사이의 타이밍 차와 같은 응답 정보를 이동 프로세싱 유니트(116)에 전송한다. 다른 정보는 검출된 임의 접속 메시지의 신호 강도와 전력 레벨 제어기(118)에 의해 이동국의 후속 전송의 전력 레벨을 조절하는데 사용될 수 있는 선정된 신호 강도 사이의 차이를 포함한다. 기지국(20)으로 부터의 시간 정렬 정보는(이 경우, 접속 버스트는 이동국이 어떤 타이밍 진행을 이미 사용하였는가를 나타내는 정보를 포함함) 사용해야 할 이동국(10)의 절대 타이밍 진행 또는 기지국이 이동국이 지원하기를 원하는 조절량일 수 있다.
본 발명의 특정 실시예가 실시되고 설명되었을지라도, 본 발명의 변형예가 본 분야에 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있기 때문에, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상술한 예시적인 실시예가 이동국과 같은 원격 유니트를 지칭할지라도, 본 분야에 숙련된 기술자들은 본 발명이 임의의 종류의 원격 유니트(예를 들어, 휴대용 유니트)에 응용할 수 있다는 것을 인지하여야 한다. 본 발명은 첨부된 특허 청구의 범위에 의해서만 정해진다.

Claims (18)

  1. CDMA 무선 통신 시스템에 있어서, 셀 내에서 CDMA 신호를 전송하기 위한 기지국, 및 임의 접속 버스트가 상기 기지국과의 통신을 개시하도록 전송될 수 있는 접속 슬롯을 포함하는 업링크 CDMA 채널로 상기 기지국에 전송하기 위한 원격 전송 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기지국이 모든 전송을 시간 동기로 수신하도록 상기 원격 전송 수단이 상기 기지국으로 전송하는 시간을 제어하기 위한 타이밍 진행 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 접속 슬롯은 등시간 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 원격 전송 수단은 상기 접속 슬롯의 개시시에 데이타 통신을 인터럽트하기 위한 수단, 및 상기 접속 슬롯 동안 접속 버스트를 선택적으로 전송하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원격 전송 수단에 의해 전송된 신호의 출력 전력을 조절하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 조절 수단은 상기 원격 전송 수단의 출력 전력을 접속 버스트를 전송하기 위한 선정된 전력 레벨로 조절하는 것을 특징으로 하는 DMA 무선 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 선정된 출력 레벨은 상기 기지국에 의해 상기 원격 전송 수단으로 방송되는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 원격 전송 수단은 상기 기지국에 의해 전송된 신호들의 수신된 신호 강도를 측정하기 위한 수단을 더 포함하고, 상기 선정된 출력 레벨은 상기 수신된 신호 강도에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 접속 슬롯은 상기 원격 전송 수단과 상기 기지국 간의 최소 전력 램프 업 지연 및 최대 전파 지연에 기초한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  10. 9항에 있어서, 상기 접속 슬롯은 최소 전력 램프 업 지연, 최대 전파 지연, 접속 버스트의 길이, 및 보호 시간의 합과 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  11. 제4항에 있어서, 상기 접속 버스트는 CDMA 포맷으로 전송되는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  12. 제4항에 있어서, 상기 접속 버스트는 비(non)-CDMA 포맷으로 전송되는 것을 특징으로 하는 CDMA 무선 통신 시스템.
  13. CDMA 무선 통신 시스템 내에서 아이들 원격국과 기지국 간의 통신을 개시하는 방법에 있어서, 선정된 시간 간격으로 접속 슬롯을 일정한 주파수로 제공하는 단계-상기 접속 슬롯 동안 상기 주파수의 정규 CDMA 통신 트래픽은 인터럽트됨-와, 상기 접속 슬롯 중 슬롯 동안 상기 기지국에 의해 수신될 상기 아이들 원격국으로 부터의 접속 버스트를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 접속 슬롯을 제공하는 단계는 상기 접속 슬롯 동안 상기 기지국에 이미 접속된 임의의 원격국으로부터의 음성 또는 데이타 신호 전송을 인터럽트하는 단계, 및 상기 접속 슬롯이 종료될 때까지 상기 이미 접속된 원격국에서 발생된 음성 또는 데이타 정보를 버퍼에 저장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 원격국에서 상기 기지국으로부터 접속 버스트를 전송하기 위한 출력 전력 레벨을 수신하는 단계, 및 상기 접속 버스트를 상기 출력 전력 레벨로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 기지국의 수신된 전력 레벨을 측정하는 단계, 상기 수신된 전력 레벨에 기초하여 상기 접속 버스트에 대한 출력 전력 레벨를 계산하는 단계, 및 상기 접속 버스트를 상기 출력 전력 레벨로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제13항에 있어서, 상기 접속 버스트를 CDMA 포맷으로 인코드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제13항에 있어서, 상기 접속 버스트를 비-CDMA 포맷으로 인코드하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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