KR100395381B1 - 셀룰러통신시스템에서가입자유닛을동작시키기위한방법 - Google Patents

셀룰러통신시스템에서가입자유닛을동작시키기위한방법 Download PDF

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Abstract

셀룰러 통신망(10)은 지구 궤도를 도는 위성(12)내에 위치한 기지국을 포함하며 임의의 개수의 가입자 유닛(26)을 포함한다. 각 위성(12)은 상기 위성(12)이 소정 기간 동안 지구를 향해 투사한 셀(28)에 대해 유효한 셀 클러스터 목록(54)을 수신한다. 각 셀 클러스터 목록(54)은 로컬 셀(28)내에서 동작하는 가입자 유닛(26)이 핸드오프를 요청할 수도 있는 셀(28)을 식별하는 타겟 셀 엔트리(60)를 포함한다.
상기 엔트리(60)는 상기 타겟 셀과 연관되는 통신 채널을 식별한다. 다가올 통신 채널 변경은 동일한 셀(28)에 대한 별도의 엔트리(60)에 의해 표시된다. 가입자 유닛(26)은 상기 목록(54)을 수신하고, 핸드오프 결정을 하기 위해 로컬 셀 및 타겟 셀을 위한 통신 채널들을 평가한다.

Description

셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키기 위한 방법
기술 분야
본 발명은 일반적으로 셀룰러 무선 통신 분야에 관한 것이며, 특히 호(call)가 셀들 사이에서 핸드오프되는 셀룰러 통신 시스템에서 사용하기 위한 무선 통신 가입자 유닛에 관한 것이다.
발명의 배경
셀룰러 통신 분야에 있어서, 한 셀 내에 위치된 이동 가입자 유닛(mobile subscriber unit)은 제 1 세트의 통신 채널들을 통하여 기지국과 통신한다. 인접한 셀들에서, 이동 가입자 유닛들이 다른 세트들의 통신 채널들을 통해 기지국들과 통신한다. 호(call) 동안, 이동 가입자 유닛이 이동하여 셀들 간의 경계를 넘으면, 호는 한 셀에 관련된 통신 채널로부터 다른 셀에 관련된 통신 채널로 "핸드오프"된다. 이 핸드오프(hand-off) 동작은 기지국들로 하여금 그들의 통신 채널 자원들의 할당을 변경할 것을 요청하며, 이동 가입자 유닛으로 하여금 호가 진행중인 (ongoing) 동안 그 송신기 및 수신기를 새로운 채널로 재동조하게 한다. 바람직하게는, 이 동작들은 호가 끊기거나 중단됨이 없이 그리고 소중한 통신 채널 자원을 불필요하게 낭비하는 일없이 수행된다.
핸드오프 과정은 종래부터 계속해서 개량되어온 까다로운 동작이다. 핸드오프 과정은 핸드오프 수행시기의 결정과, 핸드오프된 호(handed-off call)를 수신할 수 있는 통신 채널의 선택과, 통신 채널들 사이에서 진행중인 호를 성공적으로 전달하는데 있어서 따라다니는 규칙들의 생성 및 구현을 포함한다. 계속적인 개량에 있어서의 몇몇 측면들은 시스템 성능을 증가시키기 위한 계속적인 바람에서 비롯되었다.
그러나, 전술한 계속적인 개량의 다른 측면들은 전체적인 셀룰러 시스템 구조에서 때때로 발생하는 불가피한 변화들에 기인한다. 예를 들어, 주파수 재사용 계획은 때때로 변경될 수 있어, 통신 채널들과 셀들간의 기존 연관성을 다시 정의한다. 핸드오프 과정은 종종 상기 변경을 반영하기 위해 발전될 필요가 있다.
개량에 대한 끊임없는 요구와 계속적으로 좋은 서비스를 제공해야 한다는 필요성 때문에, 종래의 셀룰러 시스템들은 그들의 핸드오프 과정을 통신 서비스 공급자들의 제어 하에 중앙 집권적으로(centrally) 구현한다. 이동 가입자 유닛들은 통상 통신 서비스 제공자의 제어 하에 있지 않으며 핸드오프 결정 규칙의 전개(evolution)를 이끌어내는 정보가 부족하다. 따라서, 이동가입자 유닛들은 통상적으로 핸드오프 과정에서 큰 역할을 하지 않았다. 예를 들어, 이동 가입자 유닛은 기지국에 의해 지시를 받으면, 신호 강도 측정을 행하고 그 측정값을 기지국에 보고한다. 그러나, 기지국 및 다른 시스템 구성요소들은 핸드오프 결정 규칙들을 따르며 이동 가입자 유닛으로 하여금 자신의 송신기 및 수신기를 결정 규칙들에 의해 규정된 채널로 한번에 재동조하도록 지시한다.
주파수 재사용 계획에서의 변경과 같은, 이번의 셀룰러 시스템의 구조적 변경에도 불구하고, 이동 가입자 유닛이 아닌 시스템 구성 요소들은 그 변경들에 대한 사전 지식을 가지며 그렇지 않으면 과거의 규칙들에 따라 수행된 핸드오프들로 인해 야기될 수 있는 호의 단절(call droppage)을 최소화하기 위해 결정 규칙들을 수정할 수 있다. 대안으로, 만약 그러한 변경들이 거의 발생하지 않는다면, 셀룰러 통신 시스템은 짧은 기간(duration) 동안 과거의 결정 규칙들에 의한 동작을 간단히 허용하지만, 한밤중과 같이 많은 수의 호 단절이 회피될 수 있을 때에 상기 변경이 일어나도록 예정된다.
불행하게도, 종래의 "중앙 집권형" 핸드오프기법들은 기지국들이 지구를 선회하는 위성 내에 위치하는 셀룰러 시스템들에서는 적당하지 않다. 위성을 궤도상에 배치하는 데는 막대한 비용이 소요되며, 단순하고, 경량이면서 신뢰도가 높고 저 전력이 아닌 기지국들은 상업적으로 경쟁력이 없다. 종래의 중앙 집권형 핸드오프기법들은 기지국들이 이러한 특성들을 가질 수 없게 하는데, 이는 최소한 부분적으로는 기지국들에 의해 지원되는 모든 채널들에 대한 핸드오프 결정 규칙들을 구현하기 위해서는 충분한 처리 능력을 구비해야 할 필요가 있기 때문이다.
본 발명은 특히 첨부된 특허청구의 범위에 의해 특정된다. 그러나, 첨부 도면을 참조하여 후술하는 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 본 발명의 다른 특성들도 명백해질 것이며 본 발명은 가장 잘 이해될 것이다.
바람직한 실시예에 대한 상세한 설명
제 1 도는 위성에 기초한 셀룰러 통신 또는 전기통신 시스템 또는 통신망(network)(10)을 도시한다. 통신망(10)은 위성(12)내에 위치한 지상 기지국들(above-the-earth base stations)의 군(constellation)을 사용하여 지구상에 퍼져있다. 본 바람직한 실시예에 있어서, 위성(12)은 극쪽의 저지구(low-earth) 궤도(14)들을 차지한다. 특히 통신망(10)의 바람직한 실시예는 6 개의 극 궤도평면들을 사용하는데, 각 궤도는 11 개의 위성(12)들을 보유하여 위성은 총 66 개가 된다. 설명을 간단히 하기 위해 제 1 도는 이 위성(12)들 중 몇 개만을 도시한다.
궤도 평면(14)들과 위성(12)들은 지구 주위에 분포된다. 현재의 바람직한 실시예에 있어서, 각 궤도(14)는 대략 765km 의 고도로 지구를 회전한다. 이들 상대적으로 낮은 궤도들 때문에, 실질적으로 임의의 한 위성으로부터 나오는 가시선(line-of-sight) 전자기 전송들은 임의의 한 시점에서 지구상의 상대적으로 작은 영역을 커버한다. 예를 들어 위성(12)들이 지상으로부터 약 765km 의 궤도들을 점유한다면 그러한 전송들은 대략 직경 5000km 의 "풋프린트 (footprint)" 영역들을 커버할 수 있다.
궤도(14)의 저고도 특성(low-earth character) 때문에, 위성(12)은 대략 25,000km/시의 속도로 지구를 회전한다. 이는 위성(12)으로 하여금 지표 상에서 볼수 있는 지점 내에 최대로 약 9 내지 10 분간 있는 것을 가능하게 한다. 게다가, 위성(12)이 이동하는 극 궤도(14)들은 위성(12)들로 하여금 극영역에 근접함에 따라 경선방향으로(longitudinally) 서로 가까워지게 (수렴)하며 적도에 근접함에 따라 서로 경선방향으로 멀어지게 (발산)한다.
위성(12)들은 제 1 도에는 이들 중 하나의 CSO 만이 도시된 많은 중앙교환국(central switching offices : CSO)(22)들과, 제 1 도에는 하나만이 도시된 수개의 지상 제어국 (Ground Control Stations : GCS)(24)들과, 제 1 도에는 하나만이 도시된 임의의 개수의 무선 통신 또는 전기 통신 가입자 유닛(SU)(26)을 통해 지상의 장치들과 통신한다. CSO(22)들, GCS(24)들 및 가입자 유닛(26)들은 지구상 또는 지표부근 어디든지 위치할 수 있다.
GCS(24)들은 바람직하게는 위성(12)들의 군을 위해 원격측정, 추적 및 제어(Telemetry, Tracking & Control : TT & C) 기능을 수행한다. 바람직하게는, CSO(22)들은 통신망(10) 내에서 통신 노드들로 동작한다. 전세계적 공용 교환 통신 시스템망(도시안됨)과 같은 여러 지상 기반형 통신 시스템(terrestrial-based communication system)들이 CSO(22)들을 통해 통신망(10)에 접근할 수 있다. 위성(12)의 군의 상기 구성 때문에, 최소한 하나의 위성(12)은 일반적으로 지표상의 각 지점에서 항상 가시 범위에 있다. 따라서, 통신망 (10)은 위성(12)의 군을 통하여 임의의 두 가입자 유닛(26)들 사이, 임의의 가입자 유닛(26)과 CSO(22) 사이, 또는 임의의 두 CSO(22)들간에 통신 회선을 설정할 수 있다.
제 2 도는 6 개의 위성 기지국(12)들에 의해 수행되는 예시적인 셀룰러 안테나 패턴에 대한 정적 배치도이며, 여기서 6 개 위성들 중 3 개는 하나의 궤도(14) 내에서 순차적으로 위치되어 있으며, 6 개 위성(12)중 다른 3 개는 인접한 궤도(14) 내에 순차적으로 위치해 있다. 명확하게 하기 위해 제 2 도는 한 궤도(14)상에 이들 6 개 위성(12)들 중 처음 3 개만을 도시한다.
각 위성(12)은 지향성 안테나(directional antenna)(27)들의 어레이를 포함한다. 각 안테나 어레이(27)는 위성(12)으로부터 다수의 여러 각도들로 지표를 향하여 다수의 이산적 안테나 패턴들을 투사한다. 제 2 도는 위성(12)이 지표 상에 집합적으로 형성시켜 얻은 셀(28)들의 패턴에 대한 개략도를 보인다. 지상 765km에 위치된 위성(12)들이 위치하면, 셀(28)들은 일반적으로 대략 400-800km 범위의 직경을 가질 수 있다. 위성(12)들이 지구에 대해 최대 25,000km/시의 속도로 움직이면 셀(28)들도 이 속도에 가까운 속도로 지구상을 움직이며, 지표상의 주어진 임의의 지점은 수분 미만 동안 하나의 셀(28)내에 위치한다. 지구에 대한 SU(26)(제 1 도 참조)들에 의한 임의의 움직임과 무관하게, 통신망(10)은 위성(12) 및 셀(28)의 이동 때문에 방대한 횟수의 핸드오프에 관련될 수도 있으며, 평균 호는 최소한 한번의 핸드오프 및 더 많은 핸드오프를 겪을 것이다.
단일 위성(12)이 지표 상에 투사하는 셀(28)들의 패턴은 풋프린트(footprint)(30)라고 한다. 제 2 도는 전술한 궤도(14)들의 경선방향 수렴(longitudinal convergence)에 기인하는 겹침(overlap)(32)을 도시한다. 겹침(32)의 크기는 겹쳐지는 풋프린트(30)들의 상대적 위치에 따라 변화한다. 제 1 내지 2 도를 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 지구상의 극쪽 지역에서 가장 큰 양의 겹침(32)이 발생하며 지구의 적도 지역들에서는 겹침이 거의 없거나 전혀 없다. 제 2 도는 풋프린트(30)들의 정적인 스냅 사진을 나타낸다. 임의의 두 풋프린트(30)들에 관련되는 겹침(32) 부분들은 위성(12)들이 궤도(14)들내에서 움직임에 따라 변화한다.
매 순간마다, 통신망(10)은 각 셀을 활성(active) 또는 비활성(inactive)으로 정의한다. 활성 셀들은 "온(on)"으로 된 것으로 보여질 수 있는 반면, 비활성 셀들은 "오프(off)"로 된 것으로 보여질 수 있다. 비활성 셀(28)들은 겹침 영역(32)에 있으며, 셀(28)들은 위성(12)들이 지구를 선회함에 따라 활성 상태 및 비활성 상태로 다이나믹하게 전환된다. 위성(12)들은 비활성 셀(28)들 내에서는 송신내용들의 방송을 억제한다.
편리를 위해, 제 2 도는 지구상의 극 영역들 근처에서 궤도(14)들의 경선방향 수렴과 지구의 적도 영역들 근처에서 궤도(14)들의 경선방향 발산에 기인하는 것외에, 셀(28)들 및 풋프린트(30)들을 겹침 또는 틈이 없는 대략 이산적 육각형 모양들로 도시한다. 그러나 본 기술분야의 당업자라면 실제로는 위성(12)들의 안테나(27)들로부터 투사된 동등한 강도의 라인들이 육각형이기보다는 좀더 원형 또는 타원형에 가깝다는 것과 안테나의 사이드 로브(side lobe)가 상기 패턴을 왜곡시킬 수 있다는 것 그리고 인접한 셀(28)들 간에 약간의 겹침이 있을 수 있음이 이해될 것이다.
본 명세서에서 바람직한 궤도 기하학이 서술되고 있지만, 본 기술분야의 당업자라면 통신망(10)에 대해 위성(12)들이 제공하는 기지국들은 본 명세서에서 서술되는 바와 정확하게 위치될 필요는 없음을 알 것이다. 예를 들어, 그와 같은 노드들은 지표면에 위치할 수도 있고 본 명세서에 설명되는 궤도들 이외의 궤도들에 위치할 수도 있다. 마찬가지로, 정확한 노드들의 수는 통신망마다 변할 수 있다.
위성(12)들은 제한된 양의 전자기 스펙트럼을 사용하여 모든 가입자 유닛(26)(제 1 도 참조)들과 통신할 수 있다. 이 스펙트럼에 대한 정밀한 파라미터들은 본 발명에 대해 중요하지 않으며 통신망마다 변할 수 있다. 본 발명은 이 스펙트럼을 이산적인 부분들로 나누고, 이하에서는 이를 채널들 또는 통신 채널들이라 한다. 이들 채널들은 채널 세트들과 연관된다. 위성(12)들은 각 활성 셀들에 할당된 채널 세트들을 사용하여 신호들을 활성 셀에 송신하고, 활성 셀로부터 수신한다. 이 스펙트럼을 분할하는 정확한 방법 또한 본 발명에서는 중요하지 않다. 예를 들어, 스펙트럼은 이산적 무선 주파수(RF) 통신 또는 전기통신 채널 또는 밴드들, 이산적 타임 슬롯들(discrete time slots), 이산적 코딩 기법들 또는 이들의 조합으로 나누어질 수 있다. 바람직하게는, 이들 이산적 채널 세트들 각각은 모든 다른 채널 세트들에 대해 직교(orthogonal)한다. 달리 말해, 심한 간섭없이 모든 채널 세트의 모든 채널을 통해 공통된 위치에서 동시 전송들이 일어날 수 있다.
제 2 도는 활성 셀(28)들에의 12 개의 이산적 채널 세트들의 예시적 할당을 보여준다. 제 2 도는 문자 "A", "B", "C", "D", "E", "F", "F", "G", "H", "I", "J", "K" 및 "L"을 사용하여 12 개의 이산적 채널 세트들을 참조한다. 그러나 스펙트럼이 분할되는 채널 세트들의 정확한 개수는 본 발명에서 중요하지 않으며, 본 기술분야의 당업자라면 서로 다른 개수의 채널 세트들도 사용될 수 있으며 만약 다른 개수가 사용된다면 활성 셀(28)들에 대한 채널 세트들의 결과적인 할당 패턴은 제 2 도에 도시된 할당 패턴과 다를 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이와 유사하게, 본 기술분야의 당업자라면 각 채널 세트는 그 안에 하나의 채널 또는 임의의 개수의 직교 채널들을 포함할 수 있으며 어떤 것도 서로 다른 채널 세트들이 그 안에 동일한 개수의 채널을 포함할 것을 요구하지는 않음을 알 수 있을 것이다.
제 3 도는 예시적인 지상 제어국(GCS) 프로세스(34)에 대한 흐름도를 보여주는데 이 프로세스는 지상 제어국(24)에 의해 수행될 수도 있고(제 1 도 참조), 통신망(10)의 다른 노드에 의해 수행될 수도 있다. 설명을 간단히 하기 위해, GCS(24)는 통신망(10)을 통해서 데이타를 송신 및 수신할 수 있는 능력을 구비한 범용 컴퓨터(도시안됨)로 볼 수 있다. 그러나 GCS(24)는 범용 컴퓨터로 제한되지 않으며 특히 통신망(10)에 대해 원격측정, 추적 및 제어기능 등을 제공할 목적으로 제조되고 그러한 목적으로만 사용될 수도 있다.
일반적으로, GCS 프로세스(34)는 셀(28)들의 활성/비활성 상태를 정의하며, 채널들을 셀(28)들에 할당하고 SU(26)(제 1 도 참조)들이 핸드오프 결정을 행함에 있어 고려하는 후보 타겟 셀들의 목록(list)을 만든다. 특히, GCS 프로세스(34)는 내장된 프로그래밍 루프(nested programming loop)의 순서(sequence)로서 동작한다. 흐름 복귀선(36)에 의해 표시되는 바깥쪽 이포크 루프 (outer epoch loop)는 더 큰 이포크(epoch)내에 있는 다수의 개별적인 짧은 시간 간격들을 처리한다. 흐름 복귀선(38)에 의해 표시되는 중간의 로컬 셀 루프는 각 시간 간격 동안 개별적인 활성 셀들을 처리한다. 흐름 복귀선(40)에 의해 표시되는 안쪽의 셀 클러스터루프는 단일의 로컬 셀이 각 셀 클러스터에 포함되는 셀 클러스터로 그룹화된 셀들을 처리한다.
프로세스(34)는 위성(12)들, 그들의 풋프린트(30)들 및 셀(28)들(제 2 도 참조)의 위치결정(positioning)이 시뮬레이트될 다음 시간 간격을 식별하기 위해 태스크(42)를 수행한다. 바람직하기로 상기 시간 간격은 수 초 이하이다. 태스크(42)가 끝난 후, 태스크(44)는 상기 식별된 시간 간격 동안 셀(28)들의 위치결정을 시뮬레이트하며 활성 셀 및 비활성 셀들을 식별하기 위해 셀 겹침(32)(제 2 도 참조)을 평가한다. 일반적으로 말해서, 적어도 두 셀(28)들 영역들의 소정 부분이 겹치면, 태스크(44)는 두 셀들 중 하나를 활성으로 정의하고 다른 하나를 비활성으로 정의한다.
그 다음, 태스크(46)는 통신 채널들을 활성 셀들에게만 할당한다. 인접한 셀(28)들에서 사용하는 채널들간의 간섭 발생 가능성을 최소화하기 위해서 종래의 주파수 재사용 계획 기법들을 따를 수도 있다.
태스크(46) 이후에, 태스크(48)는 각 활성 셀(28)들을 개별적으로 처리하기 위해 로컬 셀 루프(38)를 개시한다. 태스크(48)는 후속 처리를 위한 "로컬"셀로 간주될 다음의 활성 셀(28)들을 식별한다. 태스크(48) 이후에, 태스크(50)는 상기 활성/로컬 셀(28)내에서 진행중인 호들이 핸드오프될 수 있는 타겟 셀(28)들을 식별한다. 일반적으로 말해서 타겟 셀들은 로컬 셀에 인접한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 타겟 셀들은 셀(28)들이 SU(26) (제 1 도 참조)에 대해 접근하는 방향에 있을 것으로 제한된다. 그 다음, 태스크(52)는 셀 클러스터 목록(54)을 만들며,그 예시적인 블럭도는 제 4 도에 도시된다.
제 4 도를 참조하면, 셀 클러스터 목록(54)은 로컬 셀 엔트리(56) 및 후보 타겟 셀 목록(58)을 정의하는 데이타를 포함한다. 로컬 셀 엔트리(56)는 태스크(52)에서 로컬 셀을 특징짓는다(제 3 도 참조). 후보 타겟 셀 목록(58)은 다수의 타겟 셀 엔트리(60)들을 포함한다. 타겟 셀 엔트리(60)들은 태스크(50)에서 식별되는 여러 타겟 셀들을 특징짓는다(제 3 도 참조). 각 셀 엔트리(56,60)들은 바람직한 실시예에서 최소한 위성의 ID, 셀 또는 빔의 ID, 주파수 및 타임 슬롯(time slot)을 기술하는 데이타를 포함한다. 위성 및 빔 ID 들은 통신망(10) 내에서 셀(28)을 유일하게 식별하며, 주파수 및 타임 슬롯은 관련된 셀(28)내에서 전송되는 방송 채널을 특징짓는 파라미터들을 나타낸다.
제 3 도를 다시 참조하면, 태스크(52) 이후에, 태스크(62)는 셀 클러스터 루프(40)를 개시한다. 특히, 태스크(62)는 전에 태스크(42)에서 식별된 현재의 시간 간격에 대해 다른 과거의 시간 간격을 식별한다. 바람직하게는, 루프(40)는 현재의 시간 간격 전에 몇 초 동안의 시간 간격들을 평가한다.
태스크(62) 이후에, 질의 태스크(query task)(64)는 셀 클러스터 목록(54)(제 4 도 참조)안에 있는 임의의 통신 채널이 현재의 시간 간격 및 과거의 시간 간격 사이에서 어떤 변화를 겪었는지 여부를 조사한다. 태스크(64)에 의해 평가되는 셀 클러스터들은 동일한 로컬 셀들을 가지지만 서로 다른 시간 간격들에서 발생한다. 통신 채널의 변화들은 현재 및 과거의 시간 간격 동안 대응하는 셀(28)들을 위한 로컬 및 타겟 셀 엔트리들(56,60)(제 4 도 참조)에 의해서 전달되는 주파수 및타임 슬롯 정보를 검사함으로써 식별될 수 있다. 예를 들어, 채널들은 서로 다른 시점에서 셀(28)들을 비활성화 또는 활성화하고 그후 통신 채널들을 얻어진 활성셀들로 재할당함으로 인해 변경될 수 있다.
만약 태스크(64)가 채널 변경을 검출한다면, 현재의 셀 엔트리를 과거의 셀 클러스터 목록(54)에 부가하기 위해 태스크(66)가 수행된다. 따라서, 과거의 시간 간격에 대한 셀 클러스터 목록(54)은 만약 과거의 간격과 현재 간격간에 채널이 변경된다면 양 간격 모두에 대한 셀 엔트리(56 또는 60)를 포함할 것이다. 과거의 시간 간격 동안, 셀 클러스터 목록(54)은 그 당시에는 이용가능하지 않지만 변경 후에는 이용 가능하게 될 통신 채널을 기술하는 엔트리들을 포함할 것이다.
태스크(66) 이후에, 태스크(64)가 아무런 채널 변경도 없음을 결정하면, 질의 태스크(68)는 셀 클러스터 루프(40)를 종료할 것인지 여부를 결정한다. 셀 클러스터 루프(40)는 현재의 시간 간격 이전 수 초 동안의 모든 시간 간격이 평가되었을 때 종료한다. 만약 셀 클러스터 루프(40)가 아직 종료되지 않았다면, 프로그램 제어는 현재의 시간 간격에 대하여 과거의 또 다른 시간 간격을 평가하기 위해 태스크(62)로 복귀한다.
셀 클러스터 루프(40)가 종료하면, 질의 태스크(70)는 로컬 셀 루프(38)를 종료할 것인지 여부를 결정한다. 로컬 셀 루프(38)는 모든 활성 셀들이 로컬 셀들로서 평가될 때 종료한다. 만약 로컬 셀 루프(38)가 아직 완료하지 않았다면, 프로그램 제어는 태스크(48)로 복귀하는데 이는 셀 클러스터 목록(54)들 (제 4 도 참조)의 작성을 위해 로컬 셀의 역할에 있어 또 다른 활성 셀을 평가하기 위함이다.로컬 셀 루프(38)가 계속됨에 따라 현재의 시간 간격 동안 추가적인 셀 클러스터 목록(54)이 형성되며, 과거의 시간 간격 동안의 셀 클러스터 목록(54)들은 도래하는 채널 변경을 반영하기 위해 변경될 수 있다.
로컬 셀 루프(38)가 종료하면, 질의 태스크(72)는 이포크 루프(epoch loop)(36)를 종료할 것인지 결정한다. 이포크 루프(36)는 한 이포크 내에 있는 모든 시간 간격들이 평가되었을 때 완료한다. 바람직한 일 실시예에서, 이포크는 24 시간과 36 시간 사이의 시간 길이를 나타낼 수 있다. 만약 시간 간격들의 평가가 유지된다면, 프로그램 제어는 다음 시간 간격에서 통신망(10)을 평가하기 위해 태스크(42)로 복귀한다. 이포크 루프(36)가 계속됨에 따라, 전체 이포크에 대한 주파수 할당 테이블이 작성될 때까지 부가적인 시간 간격 동안 활성 셀들에 대한 부가적인 클러스터 목록(54)들이 형성된다.
이포크 루프(36)가 궁극적으로 종료하면, 태스크(74)는 필요한 경우 위성 ID들로 주파수 할당 테이블을 정렬(sort)하며, 태스크(76)는 위성 주파수 할당 데이타를 각 위성(12)들로 보낸다. 바람직하게는, 태스크(76)는 GCS 프로세스(34)가 수행된 이포크의 첫 시간 간격 전에 발생한다. 각 개별 위성(12)들은 이 데이타를 저장한다. 따라서 위성(12)들은 실제로 상기 이포크가 발생했을 때 사용하기 위해 주파수 할당 데이타 및 셀 클러스터 목록(54)(제 4 도 참조)들이 위성 내부에 저장되도록 한다.
태스크(76) 이후에, 프로그램 제어는 GCS 프로세스(34)를 빠져나간다. 그러나, 프로세스(34)는 바람직하게는 바로 전에 시뮬레이트된 이포크(just-simulatedepoch)가 경과하기 전에 다시 수행된다.
제 5 도는 위성 기지국(12)의 블럭도를 보여준다. 바람직한 실시예에서, 모든 위성(12)들은 실질적으로 동일한 구조를 가진다. 위성(12)은 안테나 어레이(27)를 포함하며 이들은 임의의 개수의 수신기(78)들 및 임의의 개수의 송신기(80)들에 결합된다. 수신기(78)들과 송신기(80)들은 버퍼 영역(buffer section)(82)에 결합한다. 수신기(78)들에서 수신된 정보 패킷들은 버퍼(82)에 놓인다. 일반적으로, 상기 패킷들은 그들이 버퍼(82)로부터 추출될 수도 있고 위성(12)으로부터 패킷들의 의도된 목적지로 전송될 수 있도록 버퍼(82)에서 인덱스(index)된다. 물론, 태스크(76)(제 3 도 참조)와 관련하여 전술한 주파수 할당 데이타와 같은 몇몇 정보는 위성(12)을 위해 의도된 것이며, 따라서 위성(12) 밖으로 전송되지 않는다. 이와 유사하게, 통신망 제어 메시지와 같은 다른 데이타는 위성(12)에서 수신되는 것이 아니라 위성(12)으로부터 생겨날 수도 있다.
제어기(84)는 수신기(78)들, 송신기(80)들, 버퍼(82), 타이머(86) 및 메모리(88)에 결합한다. 제어기(84)는 바람직하게는 마이크로프로세서 등과 같은 프로그램가능 장치이며, 메모리(88) 내에 저장된 소프트웨어 명령어들에 의해 정의된 동작들을 수행한다. 타이머(86)는 시간의 경과를 추적함에 있어 제어기(84)를 돕기 위해 통상적인 방식으로 동작한다. 제어기는 메모리(88) 내에 저장된 프로그래밍 명령들 및 타이머(86)의 지시 하에서 수신기(78)들, 송신기(80)들 및 버퍼(82)의 동작을 제어한다. 비록 제 5 도에 도시되지는 않았지만 위성(12)은 부가적인 제어기들, 배터리들, 태양 패널들(solar panels) 등과 같은 부가적인 구성요소들을 포함할 수 있다.
제 6 도는 위성 기지국(12)에 의해 수행되는 예시적인 위성 출력 프로세스(90)의 흐름도를 보여준다. 바람직한 일 실시예에 있어서, 실질적으로 모든 위성(12)들이 프로세스(90)를 수행한다. 일반적으로, 프로세스(90)는 위성(12)에 의해 서비스되고 있는 진행중인 호와 관련된 SU(26)에 데이타 패킷들을 전송하도록 수행된다. 물론 위성(12)은 임의 수의 SU(26)들에 대하여 프로세스(90) 또는 그 등가의 프로세스를 동시에 수행할 수도 있고, 위성(12)은 본 발명에서는 중요하지 않은 다른 프로세스(도시안됨)를 부가적으로 수행할 수도 있다. 본 기술분야의 당업자라면 메모리(88)(제 5 도 참조) 내에 저장된 소프트웨어 프로그래밍이 위성(12)으로 하여금 프로세스(90)를 수행하게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
제 7 도는 프로세스(90)(제 6 도 참조)의 지시 하에 위성(12)으로부터 SU(26)로 전송되는 예시적인 데이타 패킷(92)의 데이타 포맷도를 보여준다. 패킷(92)은 링크 제어 워드(94) 및 페이로드 데이타(payload data)(96)를 포함한다. 페이로드 데이타(96)는 디지탈화된 음성 신호들일 수 있지만 반드시 그것일 필요는 없다. 링크 제어 워드(94)는 SU(26) 및 위성(12)으로 하여금 페이로드 데이타(96)의 전송을 지원하는 정보를 교환하게 하는 오버헤드 데이터(overhead data)를 운반한다.
다시 제 6 도를 참조하면, 프로세스(90)는 SU(26)로 흐르는 호 데이터의 스트림이 순간적으로 침묵하는지(silent) 여부를 결정하기 위한 질의 태스크(98)를 포함한다. SU(26)에 의해 사용되도록 할당된 통신 채널을 통해 전송하기 위한 페이로드 데이타가 버퍼(82) 내에 존재하지 않는 것으로 침묵을 검출할 수 있다.
태스크(98)가 침묵을 식별하면, 태스크(100)는 모든 셀 엔트리들(56,60)을 포함한, 현재의 전체 셀 클러스터 목록(54)(제 4 도 참조)을 포함하는 페이로드 데이타 메시지를 구축한다(formulates). 전술한 바와 같이, 셀 클러스터 목록(54)들은 태스크(76)(제 3 도)에 따라서 GCS(24)로부터 위성(12)들에 분포된다. 현재의 셀 클러스터 목록은 실제의 현재 순간을 위해 준비된 것이다. 태스크(100) 이후에, 태스크(102)는 링크 관리 데이타(link maintenance data)를 링크 제어 워드(LCW) (94)(제 7 도 참조)에 삽입한다. 일반적으로 링크 관리 데이타는 SU(26)로 하여금 전력, 주파수, 타이밍 등을 조절할 것을 지시한다. 링크 관리 데이타는 각 패킷(92)(제 7 도 참조) 내에 포함될 필요는 없으나, SU(26)로 하여금 위성(12)과 SU(26)간의 통신 링크에서 생기는 변경을 추적할 수 있을 만큼 충분히 자주 SU(26)로 전송될 필요가 있다.
그런 다음, 태스크(104)는 링크 제어 워드(LCW)(94)를 패킷(92)에 부가하며, 태스크(106)는 패킷(92)을 SU(26)로 전송한다. 태스크(106) 이후에, 프로세스(90)는 제 6 도에 보이지는 않았으나 임의의 개수의 부가적인 태스크들을 수행할 수 있으며, 프로그램 제어는 결국 태스크(98)로 복귀하여 SU(26)로 전송되는 호 데이타 스트림 처리를 계속한다.
이 호 데이타 스트림이 순간적으로 침묵을 전송하지 않는 것을 태스크(98)가 판별하면, 프로세스(90)는 질의 태스크(108)를 수행한다. 태스크(108)는 링크 제어 워드(LCW)(94)가 링크 관리 데이타를 전달할 필요가 있는지의 여부를 결정한다. 만약 링크 관리 데이타가 요구된다면, 비침묵(non-silent) 페이로드 데이타가 패킷(92) 내로 삽입되며 프로그램 제어는 전술한 대로 태스크(102)로 진행한다.
상기 링크 제어 워드가 링크 관리 데이타 전달에만 사용될 필요가 없음을 태스크(108)가 결정하면, 태스크(110)는 현재 셀 클러스터 목록(54)(제 4 도 참조) 내에서 다음 번 셀 엔트리(56 또는 60)를 가리킨다. 대개, 다음 번 셀 엔트리(56 또는 60)는 현재 목록(54)내에서 이전에 전달된 엔트리 바로 다음의 엔트리이다. 그러나, 만약 이전 엔트리가 타겟 셀 엔트리(60)들 중 마지막 것이었다면, 다음 셀 엔트리는 로컬 셀 엔트리(56)에서 시작할 것이다.
태스크(110) 이후에, 태스크(112)는 어떤 셀 엔트리(56 또는 60)가 선택되었는가를 식별하는 순서 번호(sequence number)를 삽입하고 또한 상기 선택된 셀 엔트리(56 또는 60)를 링크 제어 워드(LCW)(94)에 삽입한다. 그런 다음, 프로그램 제어는 전술한 바와 같이 태스크(104)로 진행하여, 패킷(92)이 SU(26)로 전송될 것이다.
제 8 도는 가입자 유닛(SU)(26)의 블럭도를 보여준다. SU(26)는 안테나(114)를 통해 위성(12)들과 통신한다. 안테나(114)는 송신기(116) 및 수신기들(118,120)에 결합한다. 수신기(118) 및 송신기(116)는 디지탈 신호 처리기(DSP)(122)에 연결된다. DSP(122)는 수신기(118)에서 검출된 신호들로부터 데이타를 추출하고 SU(26)로부터 전송된 데이타를 송신기(116)를 제어하는 변조 신호로 변환한다.
제어기(124)는 송신기(116), 수신기들(118,120), DSP(122) 및 메모리(126)에 연결된다. 제어기(124)는 바람직하기로는 마이크로프로세서 등과 같은 프로그램 가능 장치이며, 메모리(126) 내에 저장된 소프트웨어 명령어들에 의해 정의되는 동작들을 수행한다. 제어기(124)는 메모리(126)내에 저장된 프로그래밍 명령어들의 지시 하에서 송신기(116)들, 수신기들(118,120) 및 DSP(122)의 동작을 제어한다. 비록 제 8 도에서 도시되지는 않았지만, SU(26)는 부가적인 제어기들, 배터리들, 보코더들(vocoders), 디스플레이들, 키패드들, 마이크로폰, 스피커 등과 같은 부가적인 구성요소들을 포함할 수도 있다.
제 9 도는 SU(26)에 의해 수행되는 가입자 유닛 수신 호 패킷 프로세스(128)의 흐름도를 보여준다. 바람직하게는, 실질적으로 모든 SU(26)는 프로세스(128)와 비슷한 프로세스를 수행한다. SU(26)는 프로세스(128)를 통해 호가 진행중인 동안 패킷(92)(제 7 도 참조)의 수신에 응답한다. 본 기술분야의 당업자라면 메모리(126) 내에 저장된 적절한 소프트웨어 프로그래밍이 SU(26)로 하여금 프로세스(128) 및 후술하는 다른 프로세스를 수행하게 함을 알 수 있을 것이다.
프로세스(128)는 방금 수신된 패킷(just-received packet)(92)(제 7 도 참조)이 셀 클러스터 목록(54)(제 4 도 참조)으로부터의 데이타를 포함하는지 여부를 결정하는 질의 태스크(130)를 포함한다. 제 6 도 및 7 도에 관련하여 전술한 바와 같이, 그와 같은 데이타는 페이로드 데이타(96)로서 포함되거나 링크 제어 워드(94)내에 포함될 수 있다.
대안으로, 패킷(92)은 그와 같은 데이타를 생략할 수도 있다. 만약 패킷(92)이 셀 클러스터 목록(54)으로부터의 데이타를 포함하지 않는다고 태스크(130)가 결정하면, 프로세스(128)는 제 9 도에 도시되지는 않았지만 다른 태스크들을 수행한후 빠져나간다(exit). 다른 태스크들로서는 SU(26)의 사용자에게 음성 신호를 제공하기 위해 페이로드 데이타를 처리하는 것을 포함한다. 빠져 나간 후에, 프로그램 제어는 다음 패킷(92)이 수신될 때 프로세스(128)로 복귀할 수 있다.
태스크(130)가 방금 수신한 패킷(92)(제 7 도 참조)이 셀 클러스터 목록(54)으로부터의 데이타를 포함하고 있다고 결정하면, 태스크(132)는 SU(26)에서 유지된 셀 클러스터 목록(134)에 데이타를 부가한다.
제 10 도는 SU(26)의 메모리(126)(제 8 도 참조) 내에 유지된 예시적인 셀 클러스터 목록(134)의 블럭도를 보여준다. 목록(134)은 소정의 순서로 저장되거나 혹은 인덱스 번호(136)에 관련되어 저장된 다수의 항목(item)들을 포함한다. 각 항목은 링크(138)와 관련된 로컬 또는 타겟 셀 엔트리(56 또는 60), 순시 수신 신호 강도(IRSS) 표시기(140) 및 평균 수신 신호 강도(ARSS) 표시기(142)를 포함한다. 태스크(132)는 이전에 저장된 셀 엔트리들(56 또는 60)을 겹쳐씀으로써 목록(134) 내에서 하나 이상의 항목들을 갱신(refresh)한다.
제 9 도를 다시 참조하면, 태스크(132) 후에 질의 태스크(144)는 새로 얻은 셀 엔트리 또는 엔트리들(56 또는 60)(제 4 도 참조)의 위성(SU)ID 및 빔 ID 부분이 목록(134) 내의 임의의 다른 엔트리 안에 있는 위성 ID 및 빔 ID 와 동일한지 여부를 결정한다. 만약 태스크(144)가 일치(match)를 검출하면, 목록(134)내 두 엔트리는 동일한 셀(28)(제 2 도 참조)로 향한다. 다시 말해서, 상기 셀 엔트리는 이중 예약(double-booked)되고, 태스크(146)는 각 엔트리에 대응하는 링크 데이타(138)를 조정하여 다른 나머지 엔트리 및 상기 이중 예약 상태를 표시한다.
태스크(144)가 목록(134)내에 있는 새롭게 얻은 데이타 및 다른 항목들에 대해 위성 ID 및 빔 ID 의 일치를 발견하지 못하면, 태스크(148)는 목록(134)내의 다른 항목과 아무런 연관 혹은 링크가 없음을 표시하기 위해 상기 새롭게 얻은 엔트리에 대한 링크 데이타(138)를 조정한다. 태스크(146 또는 148) 이후에, 프로세스(128)는 도시되지는 않았지만 다른 태스크들을 수행한 후 빠져나간다. 그러나, 또 다른 패킷이 수신되면 프로세스(128)는 다시 수행될 수 있다.
제 11 도는 SU(26)에 의해 수행되는 제 1 가입자 유닛 백그라운드 프로세스(150)의 흐름도를 보여준다. 바람직하게는, 실질적으로 모든 SU(26)가 프로세스(150)와 유사한 프로세스를 수행한다. SU(26)는 호가 진행중인 동안 계속해서 프로세스(150)를 백그라운드 모드로 수행한다. 따라서 프로세스(150)는 프로세스(128)(제 9 도 참조)와 동시에 수행된다.
프로세스(150)는 태스크(152)를 포함하며 이 태스크 내에서 SU(26)는 자신의 수신기(118 또는 120)(제 8 도 참조)중 하나를 셀 클러스터 목록(134)(제 10 도 참조)내의 다음 셀(28)에 동조(tune)시킨다. 특히 태스크(152)는 수신기(118 또는 120)로 하여금 다음 번 셀 엔트리(56 또는 60)(제 4 도 및 10 도 참조) 내에 표시된 주파수 및 타임 슬롯에 동조시키기 위해 제어한다. 프로세스(150)의 목적을 위해, 수신기(118 또는 120)중 하나가 만약 다른 목적 예를 들면 패킷(92)(제 7 도 참조)의 수신과 같은 다른 목적들에 사용되지 않는다면 허용 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 프로세스(150)는 셀 클러스터 목록(134)(제 10 도 참조)내 모든 항목들을 한번에 하나씩 순서화하며 이 순서를 계속 반복한다.
태스크(152) 이후에, 태스크(154)는 전술한 태스크(152)내에서 수신기(118 또는 120)가 동조된 통신 채널에서 순시 수신 신호 강도(IRSS) 측정값(140)(제 10도 참조)을 수집하고 저장한다. IRSS 측정값(140)은 목록(134)(제 10 도 참조)내에 저장될 수도 있다. 그 다음, 질의 태스크(156)는 IRSS 측정이 방금 행해진 통신 채널이 목록(134)(제 10 도 참조)내에서 이중 예약되는지 여부를 결정한다. 태스크(156)는 목록(134)내 현재 항목에 대한 링크(138)를 평가함으로써 그것의 결정을 할 수도 있다.
만약 태스크(156)가 상기 셀이 이중 예약되었다고 결정한다면, 태스크(158)는 이중 예약된 IRSS 값들 중 가장 큰 값들을 목록(134)에서 가져온다. 상기 최대 IRSS 는 목록(134) 내에서 두개의 이중 예약된 항목들에 대해 IRSS(140) 값들을 평가함으로써 식별된다. 다시 말해서, 이중 예약된 항목들 중 다른 하나가 더 큰 IRSS 값을 가진다면, 태스크(158)는 전술한 태스크(154)에서 수집된 IRSS 값으로 상기 더 큰 IRSS 값으로 대체할 것이다.
태스크(158) 이후에, 상기 셀이 이중 예약이 아니라고 태스크(156)가 결정하면, 프로세스(150)는 태스크(160)를 수행한다. 태스크(160)는 전술한 태스크(154)에서 수집되고 태스크(158)에서 바뀔 수도 있는 IRSS 값을 사용하여 상기 대상 셀(subject cell)에 대해 소프트웨어 신호 강도 필터를 작동한다. 필터링의 정확한 유형은 중요하지 않다. 그렇지만, 태스크(160)는 현재의 IRSS 값을 이전의 IRSS 값들과 결합하여 평균 수신 신호 강도 또는 일정 기간에(over a period of time) 걸쳐 집합적 IRSS 값들을 나타내는 다른 값 ARSS 를 생성한다. 태스크(160) 이후에,프로세스(150)는 도시하지는 않았지만 다른 태스크들을 수행할 수도 있으며 프로그램 제어는 결국 다른 셀(28)에 투사된 통신 채널에 대해 신호 강도를 평가하는 태스크(152)로 복귀한다. 프로세스(150)는 호가 진행중인 한 활성을 유지한다.
프로세스(150)의 동작 결과, 목록(134)내의 셀 엔트리(56 또는 60)에 관련되는 평균 수신 신호 강도(ARSS) 값(142)들은 현 값을 유지한다. 또한, 통신 채널이 변하는 경우, 상기 변경 직후의 ARSS 값은 상기 변화 직전에는 유효했던 동일한 ARSS 값에 대하여 반영한다. 따라서 ARSS 값들에 기초하는 핸드오프 결정들은 통신 채널의 변경들에 의해서 실질적으로 영향을 받지 않는다.
제 12 도는 제 2 가입자 유닛 백그라운드 프로세스(162)의 흐름도를 보여준다. 바람직하게는, 실질적으로 모든 SU(26)들은 프로세스(162)와 유사한 프로세스를 수행한다. SU(26)는 호가 진행중인 동안 계속해서 프로세스(162)를 백그라운드 모드로 수행한다. 따라서, 프로세스(150)는 프로세스(128)(제 9 도 참조) 및 프로세스(150)(제 11 도 참조)와 동시에 수행된다. 프로세스(162)를 통해, SU(26)는 최소한 부분적으로나마 ARSS 값들에 근거하여 핸드오프 결정을 행한다.
프로세스(162)는 로컬 셀(28)에 대해 ARS 값(142)(제 10 도 참조)을 얻는 태스크(164)를 포함한다. 본 명세서에 기술된 실시예에 있어서 로컬 셀(28)은 SU(26)가 현재 위치하고 있으며 셀 클러스터 목록(134)(제 10 도 참조)내의 첫 번째 항목 (인덱스=0)에 의해 기술되는 셀을 나타낸다. 그런 다음, 태스크(166)는 최대 ARSS를 가진 후보 타겟 셀 엔트리(60)(제 4도 및 10 도 참조)를 발견한다.
태스크(166) 이후에, 태스크(168)는 전술한 태스크(166)내에서 식별된 타겟셀로의 핸드오프를 요청할 것인지에 대한 결정을 한다. 태스크(168)는 예를 들어 상기 타겟 셀이 더 큰 ARSS 를 가졌을 때 핸드오프를 요청할 것을 결정할 수도 있다. 그러나 태스크(168)는 단지 이러한 기준(criteria)에만 기초하여 핸드오프 결정을 할 필요는 없다. 예를 들어 태스크(168)는 로컬 셀 및 타겟 셀들에 대한 ARSS 값의 절대 크기, 이전의 핸드오프 요청 이후의 시간 길이, 지리적 위치 데이타 등을 고려할 수도 있다. 또한, 태스크(168)는 최대 ARSS 를 가진 타겟 셀 뿐아니라 다른 타겟 셀의 ARSS 값들을 고려할 수도 있다.
핸드오프가 필요하지 않음을 태스크(168)에서 결정하면, 프로그램 제어는 태스크(164)로 복귀한다. 호가 진행 중인 한, 프로그램 제어는 태스크(168)에서 핸드오프가 필요함을 결정할 때까지 태스크들(164,166 및 168)을 포함하는 프로그래밍 루프 내에 남을 것이다.
태스크(168)에서 핸드오프가 필요함을 결정하면 태스크(170)는 SU(26)에 서비스를 제공하는 위성(12)으로 메시지를 포맷하여 전송한다. 이 메시지는 전술한 태스크(166)에서 식별된 하나 이상의 타겟 셀들로의 핸드오프를 요청한다. 태스크(170) 이후에, 프로그램 제어는 상기 핸드오프 요청을 처리하기 위해 프로세스(172)로 진행한다. 프로세스(172) 동안, SU(26)는 위성으로부터의 명령어들을 기다리는데 이 명령어들은 요구된 타겟 셀과 연관될 새로운 통신 채널을 SU(26)에게 알린다. 또한, 프로세스(172)는 상기 요청 메시지가 위성(12)에서 수신되었음을 확인하고 만약 요청이 거부되거나 수신되지 않은 것으로 보이는 경우는 때때로 그 요청을 재전송하는 장비들(provisions)을 포함한다. 프로세스(172)는 상기 핸드오프가 발생한 후 종료된다. 프로세스(172) 이후에, 프로그램 제어는 새로운 로컬 셀에 대해 상기 프로세스를 반복하기 위해 태스크(164)로 복귀한다.
(요약)
이상에서는 가입자 유닛이 핸드오프 후보를 평가하는 핸드오프를 수행하기 위한 개선된 장치의 개념 및 바람직한 몇 가지 실시예가 서술되었다. 본 발명은 궤도를 선회하는 위성들 내에 위치한 간단하면서 경량이고 저전력이며 높은 신뢰도를 가진 기지국들과 호환성이 있는 핸드오프 프로세스를 구현한다. 핸드오프 결정들은 가입자 유닛들 내에서 행해지며, 기지국은 기지국에 의해 지원되는 전체 가입자 유닛에 대해 핸드오프 결정들을 하는데 필요한 복잡한 처리 요소들을 포함할 필요가 없다. 셀에 대해 채택된 주파수 재사용 계획들에 있어서의 빈번한 변경들을 수용하는 핸드오프 프로세스가 구현된다. 가입자 유닛에는 이들로부터 일어나는 통신 채널의 변경이 통지되고, 유닛은 일어날 수 있는 변경을 검색하고, 변경에 조우되지 않도록 하기 위해, 평균 수신 신호 강도 표시기를 구성한다(configure).
본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 서술되었다, 그러나 본 기술분야의 당업자라면 본 발명의 범위를 벗어나지 않고도 바람직한 실시예들에 대한 변경들 및 변형들이 가능함을 인식할 것이다. 예를 들어, 본 기술분야의 당업자라면 본 명세서에 서술된 정밀한 프로세스, 태스크들 및 태스크 순서는 동일한 기능을 달성하면서도 상당히 변화될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 본 기술 분야의 당업자에게는 명백한 여러 변경들 및 변형들이 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 의도된다.
따라서, 후술하는 특허청구의 범위는 본 발명의 진정한 정신과 범위 내에 속하는 본 발명의 모든 변형들을 포함하는 것으로 의도된다.
제 1 도는 셀룰러 통신 시스템이 구현될 수 있는 환경의 블럭도.
제 2 도는 위성들 내에 위치된 수 개의 기지국들로부터 지표면을 향해 투사된 셀들의 겹쳐지는 패턴에 대한 개략도.
제 3 도는 지상 제어국(GCS)에 의해 수행되는 지상 제어국 프로세스의 흐름도.
제 4 도는 임의의 개수의 셀 클러스터 목록들을 포함하도록 구성된 테이블의 블럭도.
제 5 도는 위성 내에 위치된 기지국의 블럭도.
제 6 도는 위성 내에 위치된 기지국에 의해 수행되는 위성 출력 프로세스의 흐름도.
제 7 도는 소스 및 목적 노드(node)들 사이에서 전달하는 데이타를 구성하는 데에 셀룰러 통신 시스템이 사용될 수 있는 예시적인 패킷의 데이타 포맷도.
제 8 도는 가입자 유닛(SU)의 블럭도.
제 9 도는 가입자 유닛 수신 호(call) 패킷 프로세스의 흐름도.
제 10 도는 가입자 유닛의 메모리 내에 유지되는 예시적인 셀 클러스터 목록의 블럭도.
제 11 도는 제 1 가입자 유닛 백그라운드 프로세스의 흐름도.
제 12 도는 제 2 가입자 유닛 백그라운드 프로세스의 흐름도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 통신망 12 : 위성
14 : 궤도 22 : 중앙 교환국
24 : 지상 제어국 26 : 가입자 유닛
28 : 셀 30 : 풋프린트

Claims (4)

  1. 로컬 셀로부터 후보 타겟 셀로의 핸드오프를 요청하는 셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키는 방법에 있어서, 각 셀은 그것과 관련된 방송 채널을 가지며, 상기 방송 채널은 주파수 및 타임 슬롯으로 구성되고, 상기 셀들 각각은 상기 관련된 방송 채널의 상기 주파수 및/또는 타임 슬롯을 주기적으로 변경시키고, 상기 방법은,
    상기 가입자 유닛이 음성 통신 중 순간적인 침묵 기간 동안 후보 타겟 셀들의 제 1 목록을 수신하는 단계로서, 상기 제 1 목록은 각 후보 타겟 셀에 대한 셀 식별자(ID)와 상기 방송 채널을 구비하는, 제 1 목록 수신 단계와,
    규칙적으로, 상기 제 1 목록의 각 후보 타겟 셀에 대해, 상기 관련된 방송 채널의 순시 신호 강도를 측정하는 단계와,
    음성 통신 중 후속의 순간적인 침묵 기간들 동안 후보 타겟 셀들의 제 2 목록을 수신하는 단계로서, 상기 제 2 목록은 각 후보 타겟 셀에 대한 셀 식별자(ID)와 상기 방송 채널을 포함하고, 상기 제 2 목록의 몇몇 후보 타겟 셀들은 상기 제 1 목록의 후보 타겟 셀들과 동일한 셀 ID를 가지지만 상이한 방송 채널들을 가지며, 상기 후보 타깃 셀들 중 몇 개의 상기 방송 채널은 후보 타겟 셀들의 상기 제 1 및 제 2 목록들을 수신하는 단계들 사이에서 변경되는, 후보 타겟 셀들의 제 2 목록 수신 단계와,
    상기 동일 셀 ID와 상이한 방송 채널들을 가진 상기 제 1 및 제 2 목록들의후보 타겟 셀들을 링킹하는(linking) 단계와,
    상기 제 2 목록의 각 후보 타겟 셀에 대한 측정 단계와 상기 링크된 후보 타겟 셀들에 대해 상기 상이한 관련된 방송 채널의 상기 순시 신호 강도를 측정하는 단계를 반복하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 목록들의 각 후보 타겟 셀에 대해 상기 방송 채널의 평균 신호 강도를 결정하는 단계로서, 상기 평균 신호 강도는 후속의 상기 순시 신호 강도 측정값들에 기초하는, 상기 평균 신호 강도를 결정하는 단계와,
    상기 링크된 후보 타겟 셀들에 대해, 상기 평균 신호 강도를 결정하는 단계에서 사용하기 위한 상기 순시 신호 강도들 중 가장 큰 것을 선택하는 단계를 포함하는, 셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 단계들은 상기 가입자 유닛이 호(call)되어 있는 동안 수행되고, 상기 방법은,
    상기 로컬 셀의 관련된 방송 채널의 신호 강도와 상기 후보 타겟 셀들의 상기 평균 신호 강도들의 각각을 비교하는 단계와,
    상기 하나의 후보 타겟 셀의 상기 평균 신호 강도가 상기 로컬 셀의 방송 채널 신호 강도를 초과할 경우 상기 후보 타겟 셀들 중 하나에 핸드 오프를 요청하는 단계를 더 포함하는, 셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키기 위한 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 비교 단계에 응답하여, 상기 호(call)가 핸드오프될 수 있는 상기 타겟 셀들 중 원하는 하나를 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 선택 단계는,
    상기 시스템에 대한 상기 가입자 유닛의 현재의 위치에서, 로컬 셀(local cell)을 향해 투사된 제 1 신호의 강도를 상기 가입자 유닛이 결정하는 단계와,
    상기 시스템에 대한 상기 가입자 유닛의 근사적인 상기 현재의 위치에서, 타겟 셀을 향해 투사된 제 2 신호의 강도를 상기 가입자 유닛이 결정하는 단계와,
    상기 제 1 신호와 제 2 신호들의 상기 강도들을 상기 가입자 유닛이 비교하는 단계를 포함하는, 셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키기 위한 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 가입자 유닛은 하나 이상의 무선 주파수 수신기들을 포함하고,
    후보 타겟 셀들의 상기 제 1 및 제 2 목록들은 상기 타겟 셀들을 향해 투사되는 무선 주파수 통신 채널들을 식별하는 데이터를 포함하고,
    상기 측정 단계들은 하나 이상의 상기 수신기들을 상기 목록에서 식별된 상기 무선 주파수 통신 채널들로 동조(tuning)시키는 단계를 포함하는, 셀룰러 통신 시스템에서 가입자 유닛을 동작시키기 위한 방법.
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