KR100325564B1

KR100325564B1 - Ｃｄｍａ 통신 시스템에서 그룹 호출 서비스를 제공하는 방법

Info

Publication number: KR100325564B1
Application number: KR1019990015377A
Authority: KR
Inventors: 니드햄마이클엘.; 치니츠리엠.; 레베듀언씨.
Original assignee: 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1998-04-29
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 2002-03-06
Also published as: US6188767B1; KR19990083590A

Abstract

본 발명은 기지국(501)을 포함하고, 복수의 통신 유닛에 통신 서비스를 제공하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 기지국과 최소한 두개의 복수의 통신 유닛 사이에 통신 정보를 송신하는 단계를 포함한다. 통신 유닛을 식별하는 제1 단계는 그룹 식별자를 생산한다. 다음, 그룹 식별자 상의 적어도 일부분에 기초하여, 스크램블링 코드는 전송용 통신 정보를 인코드하는데 사용된다.

Description

ＣＤＭＡ 통신 시스템에서 그룹 호출 서비스를 제공하는 방법{METHOD OF PROVIDING GROUP CALL SERVICES IN A CDMA COMMUNICATIONS SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 무선 통신 분야에 관한 것으로써, 특히 그룹 호출 통신 서비스를 제공하는 코드 분할 다원 접합(Code Division Multiple Access : CDMA) 통신 시스템에 관한 것이다.

전형적인 양 방향 무선 통신 시스템은 통신 유닛, 통신 자원, 통신 사이트 및 통신 유닛 사이의 통신 자원을 할당하기 위한 각 사이트용 기지국을 포함한다. 각각의 사이트는 실질상 별개의 서비스 범위 영역을 가지며, 사이트는 시스템 도처에 지리학적으로 위치되어 있다. 또한, 통신 자원 중 최소한 하나가 제어 채널로 사용되는 경우 각각의 사이트는 이에 할당된 다수의 통신 자원을 갖는 반면, 다수의 잉여 통신 자원은 음성 채널로 사용된다. 이런 시스템은 전송을 재방송하도록 주파수 분할 다원 접속(FDMA) 방법과 시분할 다원 접속(TDMA) 방법 모두를 사용하는 것으로 공지되어 있다.

그룹(어떤 경우는 디스패치라고 언급됨) 호출을 지원하는 시스템에 있어서, 통신 유닛은 전형적으로 통신 그룹(통화그룹)내에 배열되며, (임의의 사이트에서) 시스템 내의 어느 곳에나 위치할 수 있다. 통화 그룹의 통신 유닛이 그룹 호출을 요구하는 경우, 이것이 위치한 사이트의 제어 채널을 경유하여, 인바운드 신호 메시지를 그 사이트 내에 있는 기지국으로 전송한다(그룹 호출은 시스템 내에 위치한 동일한 통화 그룹의 멤버들이 전형적으로 서로 통신하도록 하는 것이다). 인바운드 신호 메시지는 일반적으로 요구하는 통신 유닛의 개별 식별번호(즉, 가입자 ID), 요구하는 통신 유닛의 통화그룹(즉, 통화그룹 ID), 및 그룹 호출용 요구를 포함한다. 인바운드 신호 메시지를 수신하자마자, 기지국은 요구하는 통신 유닛의 통화그룹으로 음성 채널을 할당한다.

따라서, FDMA와 TDMA 디스패치 시스템에서, 아웃바운드 링크는 그룹 호출과 관련된 모든 유닛에 의해 설정되고 모니터된다. 물론, 각각의 통신 유닛은 주파수, 타임 슬롯 등과 같은 링크와 관련된 일반 지식을 공유하므로, 아웃바운드 링크 상의 통신 정보를 수신할 수 있고, 그 링크 상의 신호 수신을 조절하도록 스스로를 구성할 수 있다. 도 1은 기지국(102), 및 복수의 이동국 또는 MS1 내지 MS6로 나타내는 통신 유닛(103 내지 108)을 포함하는 시스템(100)을 도식적으로 나타내고 있다. 이들 이동국은 통신 링크, 예를 들어 인바운드 링크(109) 및/또는 아웃바운드 링크(111) 상의 기지국과 통신한다.

지난 10년간, 이동국과 개인 휴대용 통신에 관한 끊임없는 세계적인 요구에 응답하여, 코드 분할 다원 접속(CDMA)으로 공지된 한 유형을 포함하는 확산 스펙트럼 디지탈 기술이, 아날로그나 다른 디지탈 기술에 비해 다수 집단의 다수의 접속사용자에게 서비스를 제공할 수 있는 대안임이 입증되었다. 아웃바운드 (또는, 순방향) 링크, 즉 기지국과 가입자 사이에서, 코드 분할 다원화에 의해 시스템의 모든 사용자 사이에서 공유된다. 코드 분할 다원화의 사용은 하나 위에 다른 캐리어를 겹쳐 쌓음으로써 많은 채널을 유도하는 것을 허용하고, 대역폭의 헤르츠 당 유도된 채널면에서 성능을 매우 강화시킨다. 게다가, 보안 수단은 동일 공유 변조를 수신하는 다른 통신 유닛이 사용자 신호를 부주의나 비승인되어 모니터하는 것을 방지하기 위해 통상 제공된다.

도 2는 기지국(201)과 복수의 이동국, 또는 통신 유닛(203 내지 205)을 포함하는 CDMA-기반의 통신 시스템(200)을 도시한다. FDM/TDM 시스템과 유사하게, 이동국은 도시한 바와 같이 링크(207 내지 209)를 경유하여 기지국과 통신한다. 그러나, 기지국과 각 MS 사이의 전용 링크보다, 도시한 바와 같이 CDMA 시스템은 통신용으로 유일한 의사-랜덤(pseudo-random) 번호 수열(MSi를 향하는 통신용 PNi)에 의존하여 타겟 MS으로 하여금 전송 정보를 디코딩하도록 허용하여, 공통 채널 (예를 들어, 주파수)을 사용한다. 전형적인 CDMA 시스템에서, 인바운드 링크는 다른 PN 수열을 갖는 CDMA 스타일에서 공유된다는 것에 주의하여야 한다. 코드된 정보 보유 비트 스트림에 대한 롱 코드, 월쉬 코드, 및 숏 코드 (집합적으로, PN)의 적용은 이하 PN 수열에 의한 비트 스트림의 확산을 위한 처리로 언급된다.

CDMA는 셀룰라 통신에 잘 부합하나, 디스패치 그룹 호출을 지원하는 시스템에서는 전혀 사용되지 않았다. 전면 및 후면 전력 제어를 포함하는 디스패치 그룹 통신에 CDMA 기술을 적용하는 데의 문제점은, 소프트 핸드-오프를 지원해야 하고,보안 특성을 제공해야 한다는 것이다. 후자의 문제를 고려하면, 오늘날의 CDMA 시스템에서 인터 어라이어(inter alia) 및 롱 코드로 언급된 스크램블링 코드를 포함하는 800㎒ 동작(셀룰라)용 TIA/EIA/IS-95-A와 1.8㎓ 동작(PCS)용 ANSI J-STD-008 의 요구에 응하도록 요구된다는 것이 널리 공지되어 있다. 롱 코드는 통신 유닛과 기지국 사이의 통신을 위한 보안층을 제공한다. 공지된 바와 같이, 이는 타겟된 가입자에 의해서만 공지된 고차 다항식 스트링(즉, 롱 코드)으로 데이터 스트림을 인코딩함으로써 이루어진다.

오늘날의 CDMA 시스템에서, 개인 호출은 롱 코드를 이용하여 인코드되고, 이는 전형적으로 가입자 ID (즉, 전자 직렬 번호;ESN)로부터 유도되므로, 각각의 통신 유닛에 유일한 롱 코드를 만들 수 있다. ESN이 각 가입자 유닛에 유일하므로, 이러한 코드를 아웃바운드 데이터 스트림과 함께 스크램블링하는 것은, 의도한 수신자의 롱 코드를 알고 있는 타겟만이 전송된 메시지를 디코드할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나, 이는 그룹 통신의 경우에는 더 이상 사용 가능한 방법이 아니다. 즉, 하나 이상의 그룹 멤버가 동일한 셀 안에 있는 그룹 통신에서, 각각의 멤버는 기지국으로부터 동일한 아웃바운드 전송을 수신한다. 이러한 기지국으로부터의 전송은 단일 가입자 유닛에 유일한 롱 코드를 이용하여 더이상 스크램블될 수 없는데, 이 경우 이러한 전송을 수신하는 그룹의 다른 멤버는 이것을 언스크램블링할 수 없기 때문이다.

따라서, 하나 이상의 가입자(및 다중 가입자 IDs)를 포함하는 그룹 호출에 있어서, 그룹 호출에서 포함된 모든 유닛에 의해 모니터될 수 있는 아웃바운드 링크를 계속 제공하면서, IS-95 호환 롱 코드가 제공되도록 디자인된 보안층을 제공하는 것이 현재는 가능하지 않다.

상술한 개인 호출 서비스에 제공된 보안 특성이 없어도, 그룹 통신 서비스를 확산 스펙트럼 시스템의 복수의 통신 유닛에 제공해야 할 필요가 있다. 게다가, CDMA 통신용 IS-95 사양과 함께 제공된 서비스는 종래 기술보다 개선된 것이다.

도 1은 본 기술에 공지된 양 방향 무선 통신 시스템의 도식적인 표현.

도 2는 본 기술에 공지된 CDMA 무선 통신 시스템의 도식적인 표현.

도 3은 본 발명에 따른 CDMA 데이터 및 코딩 체계의 단순화된 회로 표현.

도 4는 도 3에 도시된 롱 코드 마스크의 더 상세한 도면.

도 5는 본 발명에 따른 그룹 호출 활동이 가능한 CDMA 무선 통신 시스템의 도식적인 표현.

도 6은 도 5에 도시된 기지국의 동작을 설명하는 순서도.

도 7은 본 발명에 따른 이동국의 동작을 설명하는 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

302 : 디지탈 데이터

304 : 에러 검파/보정 블록

306 : 콘벌루셔널 인코딩 블록

307 : 심벌 반복 블록

308 : 인터리브 블록

310 : 롱 코드 마스크

312 : 데시마이터

314, 320 : 합산기

318 : 월쉬(Walsh) 코드

322 : 숏 코드

324 : PN 수열으로 인코드된 데이터

본 발명은 디지탈 통신 시스템에서 기지국과 복수의 통신 유닛 사이에 통신 정보를 송신하는 방법을 포함한다. 일반적으로, 본 방법은 그룹 호출을 수신하기 위한 복수의 통신 유닛용 그룹 식별자를 식별하는 단계를 포함한다. 그 다음, 그룹 식별자는 전송된 통신 정보를 기지국에서 인코딩하고, 복수의 통신 유닛에서 디코딩하는데 사용되는 스크램블링 코드를 발생시킨다. 이러한 방법으로, 확산 스펙트럼 디지탈 통신 시스템은 그룹 호출 서비스를 충분히 제공할 수 있고, 표준화된 확산 스펙트럼 프로토콜의 프라이버시 조건을 계속 지킨다.

도 3은 본 발명에 따른 기지국에 의해 사용된 인코딩 체계의 도식적인 표현이다. 도 3은 TIA/EIA/IS-95-A의 도 7.1.3.1-1의 단순화된 버전의 하나임이 당업자들에 의해 인식될 것이다. 공지된 바와 같이, 디지탈 데이터(302)를 갖고 있는 정보는 원하는 길이의 비트 스트림을 생성하기 위해 이에 부가된 비트를 갖는다. 이들 비트는 에러 검파와 에러 보정 블록(304), 콘벌루셔널 인코딩 블록(306), 및 심벌 반복 블록(307)을 사용해서 부가된다(즉, 사용된 정보의 비트 속도가 전체 비트 속도보다 낮을 때). 공기 중에서 전송되는 경우에 이들 코드된 정보 비트 흐름의 프라이버시를 보호하도록, 비트 스트림은 롱 코드 마스크(310)로부터 선택된 비트로 만들어진 동일한 길이의 비트 스트림과 함께 이진수 덧셈에 종속된다. 데시마이터(312)는 합산기(314)에서 사용될 롱 코드 마스크의 모든 64비트 중 일 비트를 선택한다. 이들 합산기(314)는 다음에 설명되는 것과 같이 코드된 정보를 스크램블하고, 기지국과 가입자 유닛 사이의 대화에 어느 정도 수준의 프라이버시를 제공한다.

스크램블되고 인코드된 정보 비트 스트림이 만들어진 경우, 64개의 유효 월쉬(Walsh) 코드(318) 중 하나는 높은 칩 속도(즉, 넓은 대역폭)의 스트림(320)을 발생시킨다. 양호한 실시예에 따르면, '숏 코드'(302)가 비트 스트림에 적용되어, 기지국 사이의 분리를 이루는 것을 보조한다. 이 부분에서, I와 Q 채널 데이터 스트림은 롱 코드, 월쉬 코드, 및 숏 코드에 의해 결정되는 집합 PN수열(324)으로 인코드된다.

도 4는 도 3에 도시된 롱 코드 마스크(310)를 더 상세하게 도시한 도면이다. 마스크는 두개의 개별적인 필드를 갖는데, 제1 필드(401)는 치환된 식별자 필드(402)에 부가된 테일(tail)의 역할을 하고, 이 테일은 IS-95 사양에 기입되어 있다. 초기에 상술한 바와 같이, 롱 코드는 치환된 식별자 필드(402)에서 가입자 ID (즉, TIS/EIA/IS-95-A section 6.1.3.1.8에 설명된 가입자 유닛의 ESN)의 치환을 사용하여 완성된다. 그러나, 그룹 호출 (예를 들어, 복수의 대화 그룹 멤버로의 급송 호출)을 위한 것으로, 본 발명에 따르면, 롱 코드 필드(402)는 타겟 대화그룹을 위한 대화그룹 ID를 사용하여 발생된다. 이러한 방식으로, 본 발명은 기지국이 그룹 호출 동안 대화그룹의 각각의 멤버로 IS-95 호환 순방향 전송을 할 수 있게 한다.

도 5는 기지국(501), 각각 통화그룹(502, 504 및 506)의 멤버로 도시된 복수의 통신 유닛을 포함하는 직접 수열 확산 스펙트럼(direct sequence spread spectrum : DSSS) 디지탈 통신 시스템을 도시한다. 즉, 통화그룹(502)에 속하는 MS1, MS3 및 MS8, 통화그룹(504)에 속하는 MS2 및 MS5, 통화그룹(506)에 속하는 MS4, MS6 및 MS7이다. 본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 기지국(501)과 통화그룹(502, 504 및 506) 중 하나 사이의 통신은 단일 스크램블링 코드(PN)를 요구하여, 통화그룹 각각의 멤버로 하여금 전송 정보를 정확하게 복호화하는 것을 수행하게 한다. 일례와 같은 방식으로, 그룹 호출이 통화그룹(502)을 타겟으로 할 때, 기지국(501)은 통화그룹(502)에 대응하는 그룹 식별자를 사용하여, 순방향 전송을 위한 적절한 스크램블링 코드를 치환한다. 도시한 바와 같이, PN 502는 순방향 링크(503) 상에서 전송을 인코드하도록 사용된다. 이러한 방식으로, 서비스 범위 영역(500) 내에서 다른 이동국으로부터 프라이버시를 지키는 동안, MS1, MS3 및 MS8은 기지국(501)으로부터 전송을 수신할 수 있다. 서비스 범위 영역(500) 전체에 결쳐 단일 이동국으로의 개인 호출은 종래 기술, 즉 롱 코드 순열의 기본으로서 가입자 ID를 사용함에 따라 수행된다는 것에 주의해야 한다. 또한, 본 발명은 단일 셀 실시예에 대해 설명하였으나, 다중 셀 환경에서도 동일하게 적용될 수 있으며, 여기서 복수의 기지국은 원시 위치로부터 다중 행선 위치로 전송을 중계하는 데에이용된다.

도 6은 도 5에 도시된 기지국의 동작을 설명하는 순서도(600)를 도시한다. 호출 요구를 수신하자마자(601), 기지국은 요구된 호출 형태가 그룹 호출인지를 결정한다(603). 아닌 경우, 널리 공지된 바와 같이 기지국은 비그룹 호출용 'normal' 절차를 수행한다(605). 그룹 호출이 요구되면, 대응하는 그룹 멤버는 제1 채널을 지시하고(607), 여기서 순방향 전송이 수신된다. 이러한 호출 셋업 절차의 일부분으로서, 기지국은 타겟 통화그룹용 식별자를 송신하므로, 통화그룹의 멤버는 호출을 수신한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 순방향 전송 채널은 64의 유일한 월쉬 코드 전개 수열 중 하나 및 기지국-특정 숏 코드를 사용하여, PN 수열과 함께 순방향 전송을 전개한다. 따라서, 기지국은 사용된 단일 월쉬 코드와 숏 코드의 통화그룹에서 가입자 유닛을 통지하여, 이들을 제1 채널로 지시하고, PN 인코드된 정보를 수신하는 것을 허용한다.

다시 도 6을 참조하면, 그 다음 기지국은 그룹 호출 요구에 대응하는 통화그룹 식별자를 사용하여 롱 코드를 발생시킨다(609). 다음, 통신 정보는 롱 코드를 사용하여 인코드되고(611), 전송을 위해 채널이 포맷되며(613), 이러한 포맷은 월쉬 코드 전개 단계 및 숏 코드 스크램블링 단계를 일반적으로 포함하고, 이는 도 3에 도시된 바와 같이 롱 코드 인코딩을 따라 PN 수열에 의해 전개 정보를 제공한다. 다음, 통신 정보는 통화그룹의 멤버로 변조되고(615), 전송된다(617). 이러한 상술한 방식으로, CDMA 시스템은 복수의 통화그룹 멤버에 그룹 호출 서비스를 충분히 제공할 수 있으며, 개인 호출에서 통상적으로 이용할 수 있는 프라이버시표준을 계속 지킨다.

도 7은 본 발명에 따른 이동국의 동작을 설명하는 순서도를 도시한다. 이동국은 기지국으로부터 방향을 수신하여(702), 제1 채널 디코딩(즉, 가입자에게는 순방향 전송을 위해 고유의 월쉬 코드와 숏 코드가 제공됨)을 사용한다. 또한, 이동국은 호출 유형에 대해서 기지국으로부터 정보를 수신하고(704), 호출 유형이 그룹 호출인지를 결정한다(706). 호출 유형이 그룹 호출이 아닌 경우, 그 이동국용 가입자 ID를 사용하여 롱 코드를 발생시키고(708), 호출 절차는 이하 상술되는 바에 따라 계속된다. 그룹 호출이 검출되면, 통화그룹이 식별된다(709). 초기에 상술한 바와 같이, 기지국은 통화그룹 식별자를 송신한다. 즉, MS는 호출 셋업의 일부분으로서 통화그룹 ID를 수신한다. 타겟 통화그룹을 식별한 후, 이동국이 식별된 통화그룹의 멤버인지가 결정된다(710). 이동국이 통화그룹의 멤버가 아니면, 루틴이 퇴거된다.

이동국이 식별된 통화그룹임이 판명되면(예를 들어, 공지된 바와 같이 이동국에서 단순한 메모리 재시도에 의해), 그 다음 롱 코드는 적절한 통화그룹 식별자를 사용하여 발생된다(712). 그 다음, 이동국은 순방향 링크 통신 정보를 디코드하고(714), 디코드된 통신 정보를 복조한다(716). 이러한 방식으로, CDMA 이동국은 고유한 통화그룹 밖의 멤버로부터 프라이버시를 지키면서, 그룹 호출에 관여하게 된다.

확산 스펙트럼 통신 시스템의 순방향 링크 상에 롱 코드 스크램블링을 제공하기 위한 그룹 호출의 사용은, 상술한 바와 같이, 종래 기술 보다 개선된 것으로서, 많은 이점을 제공한다. 이는 식별된 통화그룹에 속하는 복수의 이동 유닛이 단일 확산 스펙트럼 채널만을 이용하는 것에 관련되는 순방향 전송을 모니터하게 하므로, 효과적인 방식의 그룹 호출 능력을 제공한다. 또한 동일한 시스템 상의 다른 이동 유닛이 순방향 전송을 모니터하는 것을 방지하므로, 이 시스템에서 요구되어지는 통신 보안을 제공할 수 있다. 결국, 기존의 IS-95 표준 방식과의 호환 방식으로, 종래의 시스템에서 그룹 호출 서비스를 용이하게 전개할 수 있다.

Claims

복수의 통신 유닛에 통신 서비스를 제공하는 디지탈 통신 시스템에서 사용되는 기지국에서, 상기 기지국과 상기 복수의 통신 유닛 중 적어도 두개의 통신 유닛사이에서 통신 정보를 송신하는 방법에 있어서,

그룹 식별자를 생성하기 위해 상기 복수의 통신 유닛 중 적어도 두개의 통신 유닛을 식별하는 단계, 및

상기 그룹 식별자 상의 적어도 일부분에 기초하여 스크램블링 코드를 발생하는 단계

를 포함하는 통신 정보를 송신하는 방법.
제1항에 있어서, 인코딩된 정보를 생성하기 위하여 상기 스크램블링 코드를 이용하여 상기 통신 정보를 인코딩하는 단계를 더 포함하는 통신 정보를 송신하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 스크램블링 코드를 발생하는 단계는 IS-95 CDMA 사양(specification)에 적합한 롱 코드를 계산하는 단계를 포함하는 통신 정보를 송신하는 방법.
복수의 통신 유닛으로 통신 서비스를 제공하기 위한 기지국을 포함하는 디지탈 통신 시스템에서 사용하기 위한 통신 유닛에서, 상기 기지국으로부터 통신 정보를 수신하는 방법에 있어서,

호출 유형(call type)을 식별하는 단계,

상기 호출 유형이 선정된(predetermined) 그룹으로의 그룹 호출로 확인되는 경우, 상기 통신 유닛이 상기 선정된 그룹의 멤버인지 여부를 결정하는 단계, 및

상기 통신 유닛이 상기 선정된 그룹의 멤버인 것으로 결정되는 경우, 상기 선정된 그룹에 대응하는 그룹 식별자 상의 적어도 일부분에 기초하여 스크램블링 코드를 발생하는 단계

를 포함하는 기지국으로부터 통신 정보를 수신하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 식별 단계는 상기 기지국으로부터 호출 유형 정보를 수신하는 단계를 포함하는 기지국으로부터 통신 정보를 수신하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 통신 유닛 내의 메모리 장소(memory location)로부터 상기 그룹 식별자를 검색하는 단계를 포함하는 기지국으로부터 통신 정보를 수신하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 결정 단계는 상기 기지국으로부터 상기 그룹 식별자를 수신하는 단계를 포함하는 기지국으로부터 통신 정보를 수신하는 방법.
복수의 통신 유닛에 통신 서비스를 제공하기 위한 기지국을 포함하는 코드 분할 다원 접속(CDMA) 통신 시스템에 사용되는 통신 유닛에서, 그룹 호출에 참여하는 방법에 있어서,

상기 그룹 호출을 위한 그룹 식별자를 식별하는 단계, 및

상기 그룹 식별자 상의 적어도 일부분에 기초하여 IS-95 호환 롱 코드를 발생시키는 단계

를 포함하는 그룹 호출에 참여하는 방법.
제8항에 있어서, 디코드된 정보를 생성하기 위해서, 상기 그룹 호출 동안 정보를 디코드하도록 상기 IS-95 호환 롱 코드를 사용하는 단계를 더 포함하는 그룹 호출에 참여하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 그룹 호출 동안 상기 디코드된 정보를 복조하는 단계를 더 포함하는 그룹 호출에 참여 하는 방법.