KR100388863B1 - 통신시스템및그통신방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 도3에 도시된 바와 같이, 두 개의 시간 도메인 시스템들 사이에서 그 통신을 전달하기 위해 이동국에 제공되는 핸드오프 방법에 관한 것으로, 플렉시블 시간 도메인 시스템상에서 이동국에 의해 시간 조정된 동작을 개시하는 단계와, 이동국의 적어도 하나의 특정 활성 요청을 플렉시블 시간 도메인 시스템에 통지하는 단계를 포함한다.

Description

통신 시스템 및 그 통신 방법
미래의 이동 통신 서비스에 대비하여, 복수의 공중 인터페이스 기술들이 중복되는 서비스 적용 지역들에 사용되고, 특정 서비스와 환경들에 대처하려는 시도에 있어, 시스템 기술들의 그러한 혼합된 사용이 요구될 것이라는 점이 예견되고 있다.
미국에서, 시분할 다중 액세스(TDMA) 방식(예컨대, 미국 디지털 셀방식 USDC) 및 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 방식(예컨대, 퀄컴 시스템의 변형)은 양쪽모두 개인 통신 시스템(PCS)을 위한 광역 셀방식 서비스로 사용되는 것이 적당하다. 무선 액세스 통신 시스템(WACS: Wireless Access Communications Systems: 벨코어에 의해 정의됨)은 또 다른 TDMA 시스템이 되며, 마이크로 셀방식 및 피코 셀방식 환경에서 사용되는 것이 적당하다. 유럽에서는, (RACE CODIT 연구 프로젝트에 근거한) CDMA 3 세대 시스템이, 3 세대 TDMA 시스템은 물론, 이동 통신용 글로벌 시스템(GSM)과 디지털 유럽 무선 전화(DECT)와 같은 2 세대 TDMA 시스템과 공존한다.
그러한 혼합된 시스템들의 사용으로 인하여, 핸드셋이 다중 모드 동작, 및 TDMA와 CDMA 같은 액세스 기술들 사이에서의 자유로운 핸드오버(seamless handover)를 할 수 있는 것이 바람직하다.
도1은 RACE CODIT 시스템에 의해 사용되는 바와 같이, 상이한 주파수들상에서 유사한 CDMA 시스템들을 운용하는 셀들 간의 핸드-오프에 대한 종래 기술을 도시한다. 이러한 시스템에서, 핸드 오프는 시간 압축 동작 모드에 진입한 양 기지국들(BS)과 이동국(MS)에 의해 이루어진다. 이러한 시간 압축 모드에서, 각 시스템상의 이동 통신은 절반의 시간 동안 두 배의 비트 속도로 발생될 수 있다.
CDMA 시스템에서, 이러한 것은 압축 모드에서 확산 인자(spreading factor)를 감소시킴으로써 가능하게 되며, 칩 속도가 일정하게 유지되면서 데이터 속도가 증가하게 된다. 감소된 확산 인자를 보상하여 공통 채널 간섭으로부터 보호하기 위하여, 압축 모드 동안 전력이 증가된다. 그러한 방식으로, MS는 CDMA 시스템과의 통신을 지속할 수 있고, 호(call)가 새로운 시스템으로 전달되는 중에 다른 주파수를 동시에 모니터하고 이어서 액세스할 수 있다.
핸드오프 시퀸스를 개시하기 위해서, MS는 새로운 주파수상에서 후보 BS들을 모니터한다. 도1은 두 개의 CDMA 시스템들 사이의 핸드오프를 상술하는 4개의 그래프, 즉, MS와 제1 CDMA BS(BS1) 사이의 업링크(uplink) 전송을 보여주는 그래프(10), MS와 제2 CDMA BS(BS2) 사이의 업링크 전송을 보여주는 그래프(20), 제1 CDMA BS(BS1)와 MS 사이의 다운링크(downlink) 전송을 보여주는 그래프(30),및 제2 CDMA BS(BS2)와 MS 사이의 다운링크 전송을 보여주는 그래프(40)를 포함한다. 용어 "업링크" 는 MS로부터 BS로의 통신을 정의하기 위해 사용되며, 용어 "다운링크" 는 BS로부터 MS로의 통신을 정의하기 위해 사용된다.
두 주파수들의 모니터링과, 핸드오프 실행 처리를 용이하게 하기 위해서, MS는 그래프(10)에 도시된 시간 압축 동작 모드(12)를 제1 BS로부터 요청한다. 그래프(30)는 제1 BS(32)에 의해 실행된 시간 압축 동작 모드에 대한 전환을 표시한다. MS는 제2 BS(34)의 활성 상태(activity)를 모니터한다. 이어서, MS는 제1 BS로부터 제2 BS(14)로의 핸드오프를 요청한다. 다음의 시간 슬롯에서, 시간 압축 동작모드를 사용하여, MS는 절반의 시간은 제1 BS(16)로 전송하고, 절반의 시간은 제2 BS(22)로 전송한다, 용어 "시간 슬롯"은 스위칭 시간, 보호 시간, 램프(ramp) 시간 및 슬롯 시간을 포함한다.
그래프(20 및 40)는 MS와 제2 BS 사이의 통신을 보여준다. MS와 제2 BS 사이의 링크가 시간 압축 모드(22)에서 먼저 설정된다. 잠시 후에, MS와 제2 BS 사이의 링크가 정규(시간 압축되지 않음) 모드의 동작(24)으로 복귀한다. 그래프들(10, 20, 30 및 40)은 또한 압축 모드 동작을 설정하고 중지하기 위해 사용되는 시그널링 채널들(18)을 보여준다. 시그널링 채널(18)은 트래픽 채널상으로 코드 분할 다중화된다.
두 가지의 유사하지 않은 액세스 기술들 사이에서 핸드오프가 요구될 경우에는 새로운 접근방식이 요구된다. 특히, 후보 시스템으로서는 TDMA 시스템이 될 수도 있다. 정의에 의해, TDMA 는 시간 불연속적이며, 따라서, 종래 기술에서의 압축된 전송의 특성은 50% 듀티 사이클 및 2배의 전송 전력으로 고정되므로, 종래 기술에서는 일반적인 TDMA 시스템들에 대한 액세스의 허용이 용이하지 않다.
따라서, 플렉시블 시간 도메인 시스템과 제2 시간 도메인 시스템 사이에서 핸드오프할 수 있는 다중-모드 핸드셋과 그 동작 방법을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 통신 시스템에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 복수의 다른 공중 인터페이스(air interface) 기술들로 동작하는 통신 시스템 및 그에 대한 방법에 관한 것이다.
도1은 두 개의 CDMA 시스템들 사이의 핸드오프에 대한 종래 기술과 관련된 업링크 및 다운링크 전송들의 시간 도메인 그래프들을 도시한다.
도2는 통신 시스템의 양호한 실시예의 블록도를 도시한다.
도3은 본 발명에 따른 도2의 두 개의 통신 시스템들 사이의 핸드오프 방법의 흐름도를 도시한다.
도4는 도2의 핸드오프 동작의 양호한 실시예에 대한 이동국과 두 개의 시간 도메인 시스템들 사이의 전송을 상술하는 시간 도메인 그래프들을 도시한다.
도5는 도2 핸드오프 동작의 양호한 실시예에서 CDMA 시스템의 높은 압축률이 요구되는 시간 도메인 전송을 상술하는 시간 도메인 그래프들을 도시한다.
본 발명에 따라, 이동국(MS)과, 그 하나가 제1 플렉시블 시간 도메인 시스템이 되는 적어도 두 개의 시간 도메인 시스템들을 갖는 통신 시스템이 제공되며, 상기 통신 시스템은 이동국에 의해 제1 플렉시블 시간 도메인 시스템상에서 시간 조정 동작을 개시하기 위한 수단과 이동국의 적어도 하나의 특정 활성 요청을 이동국에 의해 상기 플렉시블 시간 도메인 시스템에 통지하기 위한 수단을 포함한다.
또한, 시간 도메인 시스템들 중의 적어도 하나가 플렉시블 시간 도메인 시스템인 두 개의 시간 시스템 도메인 시스템들 사이에서 MS를 핸드오프하기 위한 방법이 제공되며, 이 방법은, MS가 플렉시블 시간 도메인 시스템상에서 시간 조정 모드의 동작을 개시하는 단계와 MS의 적어도 하나의 특정 활성 요청을 상기 플렉시블 시간 도메인 시스템에 통지하는 단계를 포함한다.
양호한 실시예에 있어서, 제1 플렉시블 시간 도메인 시스템은 CDMA 기술을 사용하고, 제2 시간 도메인 시스템은 TDMA 기술을 사용한다.
먼저, 도2를 참조하면, 본 발명의 양호한 실시예에 따라 도시된 통신 시스템에 대한 블록도가 도시된다. 이러한 통신 시스템은 이동국(MS)(50), 제1 플렉시블시간 도메인 시스템상에서 동작하는 기지국(BS)(52), 및 제2 시간 도메인 시스템상에서 동작하는 BS(54)를 포함한다. MS는 제1 플렉시블 시간 도메인 시스템(56)과 제2 시간 도메인 시스템(58) 양쪽 모두와 통신할 수 있다.
도3은 제1 플렉시블 시간 도메인 시스템과 제2 시간 도메인 시스템 사이에서의 핸드오프에 대한 흐름도를 도시한다. 본 발명의 양호한 실시예에서, 제1 플렉시를 시간 도메인 시스템은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템이고, 제2 시간 도메인 시스템은 시분할 다중 액세스(TDMA) 시스템이다. 단계(100)에서, MS는 CDMA 시스템과 통신중에 있다. MS는 단계(102)에서와 같이 시간 조정 모드에서 대안의 후보 시스템들을 계속하여 스캔(scan)한다. MS가 단계(104)에서와 같이 TDMA 시스템으로 핸드오프하기로 결정하면, MS는 핸드오프 처리 단계(106) 동안 CDMA 시스템으로 전송될 프레임 당 서브프레임의 수 "N" 을 결정한다. "N" 의 값은 수신된 TDMA와 CDMA 전송들간 MS에서의 콘텐션(contention)을 피할 수 있도록 선택된다. MS는 또한, 단계(108)에서와 같이 TDMA 시스템의 다운링크 타이밍 파라미터를 모니터하고, 단계(110)에서와 같이 "N" 과 TDMA BS의 다운링크 타이밍 파라미터를 지정하는 시간 조정 모드로 진입하도록 CDMA BS에 통지한다, 전송은 CDMA 시스템상에서 조정되어, MS가 TDMA 시스템상에서 동시에 동작할 수 있도록 한다. CDMA BS와 MS는, 단계(112)에서와 같이, CDMA 시스템상에서의 그 전송 전력 레벨들을 "N"에 반비례하도록 조정하고, 최상위 에너지 서브-프레임들이 검출되어 처리된다. 이어서, 단계(114)에서 결정된 바와 같이, 호가 TDMA 시스템으로 전달될 수 있게 된다. 다음에, 단계(118)에서와 같이, CDMA 링크는 단절(drop)되고, 단계(120)에서와 같이, 호가 TDMA 시스템상에서 진행된다. 만일 MS가 단계(116)에서와 같이 TDMA 시스템에 액세스할 수 없다면, MS는 단계(102)에서와 같이 스캔 모드로 복귀한다.
본 발명의 양호한 실시예에서, MS와 BS는 시간 연속 CDMA 채널을 통해서 통신하게 된다. 소프트 핸드오프는 당 기술분야의 숙련자들에게 공지된 바와 같이, 동일한 시스템내의 동일한 주파수에서, 요청에 따라서 셀들 사이에서 발생한다. 하지만, 경우에 따라 새로운 캐리어로 동작하는 셀로의 핸드오프가 필요하게 된다. 이러한 것은 일반적으로, 적용범위를 고려(예컨대, 아주 작은 셀들이 이용되는 도시 지역의 밖으로 이동)하거나 이동성을 고려(예컨대, 보다 큰 셀에서 더욱 적합한 사용자 이동 속도 증가)함으로써 이동국이 (크기와 전력에 의해 분류된) 새로운 셀 형태로 전환할 필요가 있기 때문에, 요구된다.
도4는 본 발명의 양호한 실시예의 CDMA 시스템과 TDMA 시스템 사이의 핸드오프 동작에 부가하여, MS가 CDMA와 TDMA 시스템과 동시에 통신하는 MS의 다중-모드동작을 상술한 시간 도메인 그래프들을 도시한다. 도4는 MS와 CDMA BS(BS1) 사이의 업링크 전송을 보여주는 그래프(60), MS와 TDMA BS(BS2) 사이의 업링크 전송을 보여주는 그래프(70), MS와 CDMA BS(BS1) 사이의 다운링크 전송을 보여주는 그래프(80), 및 TDMA BS(BS2)와 MS 사이의 다운링크 전송을 보여준 그래프(90)를 포함한다.
그래프(60)는, MS에 대한 후보 시스템들을 모니터할 수 있도록, MS가 CDMA 시스템(62)의 시간 조정 모드의 동작을 요청하고, 전송을 억제하는 시간 오프셋과 원하는 압축률을 지정하는 것을 도시한다. 이어서, CDMA 다운링크 프레임은 그래프(80)에 도시된 바와 같이 N개의 슬롯(82)들로 세분된다. 다음에 CDMA BS는 증가된 전력(84)으로 다운링크상에서 전송하여 시간 조정 모드에서 MS가 TDMA 시스템(86)을 모니터할 수 있게 한다. 종래 기술과 비교하여 낮은 압축률로 이동하는 능력은 몇몇 이점들을 포함하는데, 그러한 이점들은, 전송의 두절(disruption)이 보다 짧아짐으로 인하여 많은 CDMA 시스템들에 활용되는 폐쇄 루프 전력 제어의 중단이 보다 줄어들게 된다는 점과 보다 낮은 피크 전력을 요구하게 된다는 점이다.
TDMA 시스템(86)을 모니터한 후, MS는 그 시스템에 대한 핸드오프를 개시하기를 원할 수도 있고, 그에 따라 시간 조정 모드(64)로 다시 진입하기 위한 요청을 CDMA 시스템에 보내게 된다. 그러한 경우, MS는 TDMA 시스템에 등록해야만 하고, CDMA 시스템으로부터의 링크가 단절되기 전에 호가 전달되어야만 하므로, 시간 조정 모드는 다량의 CDMA 프레임들 동안 지속될 수도 있다. CDMA BS는 TDMA 시스템에 관련된 일부 파라미터들, 특히 프레임 시간과 슬롯 지속기간(보호, 램프 및 스위칭 시간 포함), 및 CDMA 프레임에 관련하는 제1 다운링크 TDMA 슬롯의 위치를 통보 받는다. 또한, MS(66) 및 CDMA BS(88)는 CDMA 프레임 당 소정수의 CDMA 슬롯들을 전송하는 것을 합의한다. 이러한 정보는 핸드오프 요청의 일부로서 전달된다. 대안적으로, 미리 규정된 일련의 파라미터들이 특정 TDMA 기술에 대해 호출(recall)될 수 있으며, CDMA와 TDMA 프레임들 사이의 상대적 시간 오프셋이 이동국에 의해 공급된다.
그래프(60)는 MS가 합의된 수의 CDMA 시간 슬롯(66)들상에서 전송하는 것을 보여준다. MS가 전송하는 특정 시간 슬롯들은 TDMA 시스템과의 콘텐션을 피하기 위해서 MS에 의해 결정될 것이다. CDMA BS는 CDMA 프레임 중 복수의 최상위 에너지 슬롯들을 선택한다. 대안적으로, MS는 그래프(60)의 업링크에서 미리 어느 CDMA 시간 슬롯들이 사용될지를 나타낼 수도 있다. 그러나, 이러한 것은 보다 높은 시그널링(signalling) 오버헤드를 필요로 할 것이다.
그래프(80)에 도시된 CDMA 다운링크에서, CDMA BS는 MS가 전송을 수신할 수 있는 슬롯들을 계산하고, CDMA BS는 이들 중 요구된 수의 슬롯(88)들상에서 전송하게 된다. MS는 수신할 최고 에너지 CDMA 슬롯들을 선택한다. 대안적으로, CDMA BS가 그 위에서 전송할 미리 규정된 패턴의 CDMA 슬롯들이 있을 수도 있다.
그래프(70) 및 그래프(90)는 MS와 TDMA BS(BS2) 사이의 통신을 보여준다. TDMA 통신 링크는 72로 도시된 바와 같이 설정된다. 일부 TDMA 시스템들의 경우,랜덤 액세스가 발생하면 MS에는 시그널링을 위한 새로운 슬롯들이 할당될 수도 있다. 이러한 경우, MS는 다운링크 전송을 위한 새로운 타이밍 정보를 CDMA 업링크상에서 보내야만 한다. 일단 TDMA 링크가 설정되면, CDMA 통신은 원한다면 단절될 수 있다.
도5는 상이한 TDMA 프레임 시간들의 예들을 포함하며, 그래프(100)는 본 발명의 양호한 실시예의 CDMA 및 TDMA 시스템들에 대한 전형적인 다중 모드 전송을 보여주고, 그래프(110)는 높은 압축률의 CDMA 전송이 요구되어 피크 전력이 크게 증가한 상황을 보여주며, 그래프(120)는 상기한 경우 이외로서 높은 압축률이 요구되는 상황에서의 본 발명의 양호한 실시예를 보여준다.
본 발명의 양호한 실시예에서, CDMA 전송은 CDMA 프레임의 고정된 시간 슬롯에서만 일어나는 것으로 가정한다. TDMA 프레임 시간이 매우 짧은(예컨대, 2ms) 특정 상황에서, 시간 조정 모드 동작의 채택은 매우 높은 압축률(112)을 요구하게 되고, 그래프(110)에 도시된 바와 같이 바람직하지 않게, MS에 의해 전송된 높은 피크 전력을 요구하게 된다. 이러한 문제점은, 본 발명의 양호한 실시예에서, 그래프(120)에 도시된 바와 같이, 중첩하는 서브-프레임 위치들을 제공함으로써 감소된다.
서브-프레임들의 중첩은 CDMA 서브-프레임 위치들의 선택에 있어서 보다 많은 자유를 제공하게 되어, 슬롯 지속시간을 유지하면서 전송들이 프레임내 보다 많은 수의 위치들(122)을 차지할 수 있다.
원칙적으로, 본 발명은 임의의 위치에서 임의의 슬롯 길이를 가능하게 하도록 일반화될 수 있다.
따라서, 다중 모드 이동국이 두 개의 상이한 액세스 시스템들 사이에서 핸드오프될 수 있는 통신 시스템 및 방법이 제공된다.

Claims (12)

  1. 시간 연속 프레임 구조(60)를 갖는 제1 통신 시스템 및 상기 제1 통신 시스템과 통신하는 이동국(50)을 포함하는 통신 장치로서, 상기 이동국(50)은 시간 불연속 프레임 구조(70)를 갖는 제2 통신 시스템과 통신할 수 있는, 상기 통신 장치에 있어서:
    각 프레임의 일부 동안 전송이 디스에이블되는 제1 시스템의 시간 압축 동작모드를 개시하기 위한 이동국(50)내 수단;
    상기 디스에이블 기간 동안 상기 제2 시스템에 액세스하기 위한 이동국(50)내 수단;
    상기 제1 시스템에 상기 제2 시스템의 프레임 구조 정보를 지정하기 위한 이동국(50)내 수단; 및
    상기 이동국(50)과의 통신이 각 프레임(60)의 "N" 개의 시간 슬롯(66)들 동안 발생하도록 상기 시간 압축 동작 모드를 조정하기 위한 상기 제1 시스템내 수단으로서, 각 프레임(60)내의 각 슬롯(66)의 폭 및 위치가 상기 제2 시스템으로의 통신 및 상기 제2 시스템으로부터의 통신과의 콘텐션(contention)을 피하도록 설정되는, 상기 제1 시스템내 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이동국(50)은 프레임(60)당 시간 슬롯들(66)의 수(N)(여기서 시간 슬롯들 동안 통신이 발생함)를 제1 시스템에 통지하는 수단을 포함하는, 통신 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 최고 에너지의 수신 시간 슬롯들을 처리하는 수단을 포함하는, 통신 장치.
  4. 제1항에 있어서, 전송된 전력을 "N"에 반비례하는 레벨로 조정하는 수단을 포함하는, 통신 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 프레임 구조 정보는 상기 제1 시스템의 프레임 구조(60)와 관련한 상기 제2 시스템의 제1 다운링크 슬롯의 위치를 포함하는, 통신 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 시스템은 코드 분할 다중 액세스 시스템이고, 상기 제2 시스템은 시분할 다중 액세스 시스템인, 통신 장치.
  7. 시간 연속 프레임 구조(60)를 갖는 제1 통신 시스템과 시간 불연속 프레임 구조(70)를 갖는 제2 통신 시스템 사이에서 이동국(50)의 핸드오프를 용이하게 하는 방법에 있어서:
    각 프레임의 일부 동안 전송이 디스에이블되는, 제1 시스템의 시간 압축 동작 모드를 이동국(50)에 의해 개시하는 단계;
    상기 디스에이블 기간 동안 상기 이동국(50)에서 상기 제2 시스템(72)에 액세스하는 단계;
    이동국(50)에 의해, 상기 제1 시스템에 상기 제2 시스템의 프레임 구조 정보를 지정하는 단계; 및
    상기 이동국(50)과의 통신이 각 프레임(60)의 "N" 개의 시간 슬롯(66)들 동안 발생하도록 제1 시스템에서 상기 시간 압축 동작 모드를 조정하는 단계로서, 각 프레임(60)내의 각 슬롯(66)의 폭 및 위치가 상기 제2 시스템으로의 통신 및 상기 제2 시스템으로부터의 통신과의 콘텐션(contention)을 피하도록 설정되는, 상기 제 1 시스템에서의 조정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 프레임(60)당 시간 슬롯들(66)의 수(N)(여기서 시간 슬롯들 동안 통신이 발생함)를 제1 시스템에 통지하는 단계를 포함하는, 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 최고 에너지의 수신 시간 슬롯들을 처리하는 단계를 더 포함하는, 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 이동국 및 상기 제1 시스템에 의해 전송된 전력을 "N"에 반비례하는 레벨로 조정하는 단계를 더 포함하는, 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
  11. 제7항에 있어서, 상기 프레임 구조 정보는 상기 제1 시스템의 프레임 구조(60)와 관련한 상기 제2 시스템의 제1 다운링크 슬롯의 위치를 포함하는, 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
  12. 제7항에 있어서, 상기 제1 시스템은 코드 분할 다중 액세스 시스템이고, 상기 제2 시스템은 시분할 다중 액세스 시스템인, 핸드오프를 용이하게 하는 방법.
KR1019970705215A 1995-01-28 1996-01-25 통신시스템및그통신방법 KR100388863B1 (ko)

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