KR100396152B1 - 이동기지국을가진이동무선통신시스템 - Google Patents

Abstract

이동 통신 시스템은 도로를 따라 이동하는 트래픽의 흐름 방향으로 이동하는 이동 기지국을 사용한다. 이 이동 기지국은 게이트웨이국에 접속되어 있는 고정 무선 포트와 통신을 한다. 복수의 이동 기지국은 폐루프상에서 간격을 두고 있고, 그리고 이 루프의 하나의 레그(leg)상에서 하나의 도로를 따라 트래픽의 흐름과 더불어 그리고 상기 루프의 다른 레그의 다른 도로상에서 트래픽의 흐름과 더불어 이동한다. 상기 이동 기지국은 신호 전송 링크에 의해 게이트웨이국에 접속되어 있는 복수의 고정 무선 포트와 통신을 하며, 상기 게이트웨이국은 회선망에 접속되어 있다. 상기 이동 기지국에는 한 쌍의 지향성 안테나가 제공되어 있고, 이때 하나의 안테나는 트래픽의 흐름쪽을 향하고 있고 다른 안테나는 상기 고정 무선 포트쪽을 향하고 있다.

Description

이동 기지국을 가진 이동 무선 통신 시스템{MOBILE RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOVING BASE STATION}

일반적인 셀룰러 전화 시스템에서, 영역은 중앙에 위치한 셀 사이트를 각각 가지고 있는 복수의 셀로 분할되어 있다. 이러한 셀룰러 통신망내에서 이동하는 이동 유닛은 가장 인접한 셀 사이트와 무선에 의해 통신을 한다. 상기 셀 사이트는 케이블 또는 지점간 마이크로파에 의해 전화망 인터페이스에 각각 접속되어 있다. 이 전화망 인터페이스는 일반적으로 셀 사이트들 사이에서의 통신, 및 셀 사이트와 이른바 회선(wire line) 전화망 사이에서의 통신을 제공한다. 일반적인 전화망 인터페이스의 기능은 「더 벨 시스템 테크니컬 저널」(1979년 1월, 제58권 No.1)에 설명되어 있다. 전화망 인터페이스에 의해 수행되는 기능중의 하나는 이른바 "핸드 오프" 기능이다. 이동 유닛이 셀룰러망을 통해 이동하면, 이 이동 유닛은 하나의 셀 사이트로부터 멀어져 다른 셀 사이트쪽으로 이동한다. 각각의 셀 사이트는 상기 이동 유닛으로부터 수신된 신호의 신호 품질을 모니터하고 정보를전화망 인터페이스쪽에 전달하고, 진행중인 통화가 언제 하나의 셀 사이트로부터 다른 셀 사이트쪽으로 전송되어야 하는지를 결정한다. 이 절차는 "핸드 오프"로 알려져 있다. 핸드 오프 프로세스는 MTSO와 새로운 셀 사이트사이에서 셀 사이트 트렁크를 선택하는 동작, 현재의 음성 채널로부터 새롭게 선택된 트렁크에 대응하는 새로운 셀 사이트의 음성 채널로 튜닝하기 위해 메시지를 이동 유닛 송신기/수신기쪽으로 전송하는 동작, 상기 셀 사이트 트렁크로부터 현재 통화에 사용중인 전화망의 트렁크쪽으로 상기 MTSO의 통화 경로를 설정하는 동작, 및 이전의 셀 트렁크와 상기 통화에 할당된 전화망 트렁크사이에서 상기 MTSO의 교환망에서 통화 경로를 아이들링(idling)시키는 동작을 포함해서 여러 가지 동작을 포함하고 있다.

기존의 이동 전화 시스템이 가지고 있는 문제점은 핸드 오프에 필요한 상당한 시간이다. 이는 매우 혼잡한 도시 지역에서는 특히 문제가 된다. 셀룰러 전화 시스템의 기본적인 원리는 주파수 재사용의 개념이다. 셀의 크기, 즉 그 직경이 N의 인자만큼 감소됨에 따라 셀룰러 시스템의 트래픽 용량이 인자 N²만큼 증가함을 알 수 있다. 이는 적어도 원리 측면에서 이동 전화 스펙트럼의 모든 주파수를 각각의 독립적인 셀에 사용하는데 이용할 수 있다는 사실 때문이다. 이와 같이, 셀의 개수가 증가함에 따라, 하나의 영역에서 동시에 존재할 수 있는 통화의 전체 수가 증가한다. 하지만, 상기 셀의 크기를 감소시킴에 따른 단점은 이동 유닛이 셀 경계를 보다 자주 교차하는 성향이 있어 다수의 핸드 오프를 필요로 하며, 이에 따라 이동 전화 교환국(MTSO)에 기존의 통화가 인터럽트 또는 끊어질 수 있을 정도로과부하를 제공하는 성향이 있다는 점이다.

개인 통신 서비스(PCS)는 이동 셀룰러 시스템과 실질적으로 동일한 방법으로 기능한다. PCS에서, 사용자는 건물내에 있거나 거리를 걷고 있거나 자동차를 타고 있으면서 이동 유닛이 기지국 또는 셀룰러 통신망의 셀 사이트와 통신하는 방법과 동일한 방법으로 기지국과 통신을 하는 송수화기를 사용할 수 있다. 매우 작은 셀을 구현함으로써 PCS가 예컨대 도시의 밀집 지역에서 다수의 사용자에게 서비스를 제공할 수 있을 것으로 생각된다. PCS가 가지고 있는 어려움은 핸드 오프가 병목이될 때에는 셀룰러 시스템에서와 동일하다는 점이다.

현대의 셀룰러 시스템은 코드 분할 다중 접근(CDMA) 스프레드 스펙트럼 통신으로 알려진 것을 사용한다. 직접 시퀀스 코딩 CDMA(DS-CDMA)에서는, 사용자 신호의 에너지가 인접하는 셀에서 동일 주파수를 이용하는 사용자들간의 분리를 제공하는 확산 프로세스를 통해 시스템 대역폭에서 균일하게 분포된다. DS-CDMA의 요건은 보다 약한 신호를 차단하기 때문에 수신된 어떠한 간섭 신호도 원하는 신호보다 매우 강할 수는 없다는 점이다. 이러한 종류의 코딩은 때때로 계층적 호출 구조라고 하는 것에 사용된다. 가장 흔히 참조되는 계층적 구조는 다수의 마이크로 셀에 중첩된 매크로/엄브렐라 셀이다. 고속으로 이동하는 이동 유닛은 예컨대 극단적인 개수의 핸드 오버를 피하기 위해 상기 매크로 셀이 담당한다. 저속으로 이동하는 사용자는 상기 매크로 셀의 용량을 절감하기 위해 마이크로 셀에 할당된다. 상기 DS-CDMA 개념을 이용하여, 마이크로 셀과 매크로 셀은 동일 주파수를 공유한다. 매크로 기지국과 통신을 하는 이동 유닛으로부터의 마이크로 셀에서의 강한 간섭을피하기 위해, 상기 마이크로 셀의 이동 유닛의 출력 전력은 상기 간섭 신호를 압도하기 위해 증가된다. 질이 높은 대화, 최고 초당 2 메가비트까지의 속도로의 데이타 통신, 및 시간당 100 마일을 초과하는 속도로 이동하고 PCS를 수용하는 이동 유닛과의 화상 통신을 제공하기 위해 계층적 셀 구조를 이용하는 것이 장래의 이동 원격 통신 요구를 충족해 주기 위해 필요한 것으로 보여진다.

상기 계층적 셀 구조에서, 예컨대 직경이 100 피트 정도인 낮은 층의 작은 셀은 저속을 수반한다. 이 저속은 대부분의 도보 트래픽과 시간당 30 마일 이하의 속도로 이동하는 기타 다른 트래픽이다. 작은 셀의 이점은 전력이 낮고 간단하며 저렴하고 경량인 단말기라는 점이다. 바람직한 것은 무선 전화기로서 가정이나 사무실에서, 거리상에서, 쇼핑 상점에서, 공항 등에서 그리고 도로 속도로 주행하는 고속도로상의 자동차내에서, 장소에 관계없이 모든 응용 장치에 그러한 단말기를 사용할 수 있도록 해 주는 아래에서 설명할 구조이다. 또한, 각각의 가입자를 위해 넓은 대역폭을 필요로 하는 저비용의 고품질 서비스를 제공하기 위해서는 높은 스펙트럼의 재사용이 필요하다.

회선 톨(wire line toll), 즉 우수한 음성 서비스를 제공하기 위해, ADPCM 코더의 경우에 초당 32 킬로 비트의 비트율이 필요하다. 무선 데이타 서비스가 출현함에 따라, 훨씬 넓은 스펙트럼 대역폭이 필요해진다. 장래에, 매우 넓은 대역폭을 제공하는 60 기가헤르쯔 범위의 스펙트럼을 사용할 수도 있다. 하지만, 그 주파수에서의 무선파 특성은 매우 짧은 범위, 즉 사이트 전파 라인을 요구하며, 따라서 매우 작은 셀이 필요하다. 하지만, 지적한 바와 같이, 작은 셀과 고속으로이동하는 이동 유닛은 핸드 오프에 필요한 시간 때문에 양립할 수 없다.

발명의 간단한 설명

종래의 이들 문제점 및 기타 다른 문제점은 본 발명에 따라 이동하는 이동 전화 유닛과 고정 기지국사이에 설치되어 있는 이동 기지국에 의해 극복된다. 본 발명에 따라, 이동 기지국은 트래픽의 속도에 상당하는 속도로 트래픽과 더불어 이동하고 표준 이동 무선 전송을 통해 이동하는 이동 전화 유닛과 통신을 행한다. 상기 이동 기지국은 또한 상기 이동 기지국의 이동 경로를 따라 설치된 복수의 고정 안테나와 무선 신호에 의해 통신을 한다. 여러가지 고정 안테나가 표준 형식으로 전화 게이트웨이국(gateway office)을 통해 전화 회선망에 접속되어 있다. 본 발명에 따라, 고정 무선 포트가 동기화되고, 그리고 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트사이의 인터페이스는 시분할 다중화(TDM)-직접 시퀀스, 스프레드 스펙트럼 CDMA이다.

특정한 일실시예에서, 도보 트래픽이나 러시 아워 이동 트래픽과 같은 보다 저속의 이동 트래픽이 상기 고정 기지국을 통해 통신을 행할 수 있도록 해 주는 이동 기지국 이외에, 다수의 고정 기지국이 제공되어 있다.

본 발명의 특정 실시예에서, 상기 이동 기지국에는 이동 트래픽쪽을 향하고 있는 고지향성 안테나와 상기 무선 포트쪽을 향하고 있는 고지향성 안테나가 제공되어 있다. 상기 고정 무선 포트에서부터 상기 이동 기지국쪽으로의 통신은 비교적 저전력 레벨로 행해지고, 상기 이동 기지국에서부터 상기 이동 유닛쪽으로의 통신은 비교적 높은 전력 레벨에서 행해진다. 직접 시퀀스, 스프레드 스펙트럼 CDMA의 특성으로 인해, 보다 높은 전력 레벨 신호가 보다 낮은 레벨 신호를 압도하게 되며, 이에 따라 상기 이동 유닛은 상기 고정 무선 포트로부터의 통신을 수신하지 않고 단지 상기 이동 기지국으로부터의 통신만을 수신한다. 반대 방향에서, 상기이동 유닛으로부터 상기 이동가능 기지국 쪽으로 저레벨의 신호가 전송되고, 상기 기지국으로부터 상기 고정 무선 포트쪽으로 고레벨 신호가 전송되며, 이에 따라 상기 이동 유닛으로부터 상기 고정 무선 포트쪽으로 어떤 직접적인 통신이라도 제거된다.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 이동가능 기지국은 일련의 폐루프상에 지지되어 있고, 그리고 인접해 있는 루프들의 단부는 인접해 있는 루프들사이에서의 전화 셀의 전송이 용이해지도록 중첩되어 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

본 발명은 유선 전화망에 접속되어 있는 기지국과 무선 통신에 의해 이동 유닛이 통신을 하는 셀룰러 전화 시스템에 관한 것으로, 특히 고속으로 이동하는 이동 유닛용으로 적합한 셀룰러 전화 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 아래의 도면을 참고하여 설명된다.

도 1은 고정 기지국, 이동 기지국, 및 고정 무선포트를 가진 도로 구조를 나타내는 볼록도,

도 2는 도 1의 고정 무선포트를 나타내는 블록도,

도 3은 도 1의 고정 기지국을 나타내는 블록도,

도 4는 도 1의 이동 기지국을 나타내는 블록도,

도 5는 도 1에 도시된 게이트웨이 전화국을 나타내는 블록도,

도 6은 채널할당을 나타내는 도면,

도 7은 도 6의 선택된 채널을 나타내는 도면,

도8은 다양한 시스템 엔티티(entities) 사이의 신호전송을 도시한 도면,

도 9는 별개의 루프에서 작동하는 이동 기지국을 나타내는 블록도.

도 1은 본 발명의 원리를 포함하고 있는 이동 원격 통신 시스템을 나타낸 도면이다. 예컨대, 도 1에는 제1도로(10)상에서 한쪽 방향으로 이동하는 이동 유닛(20)을 가지고 있는 분할형 도로와 제2도로(15)를 따라 반대 방향으로 이동하는 복수의 이동 유닛(25)이 도시되어 있다. 복수의 이동 기지국(30)이 상기 도로(10)의 한 쪽을 따라 설치되어 있다. 상기 기지국은 상기 이동 기지국이 담당하고 있는 셀의 직경과 동일한 선택 거리만큼 간격을 두고 있다. 상기 이동 기지국(30)은 레일(35), 또는 상기 도로상에서 이동하는 자동차를 포함하고 있는 기타 다른 적합한 이송 장치에 의해, 화살표(12)에 의해 지시된 바와 같이 상기 도로(10)상에서 트래픽 흐름과 동일한 방향으로 이동할 수 있다. 이와 유사한 형식으로, 복수의 이동 기지국(40)이 화살표(17)에 의해 지시된 트래픽의 방향으로 이동하는 도로(15)에 인접하여 설치되어 있다. 상기 이동 기지국(40)은 레일(45)을 따라 이동한다. 상기 이동 기지국(30,40)은 레일(35,45)과 같은 어떤 적합한 이송 장치상에 지지되어 있을 수도 있다. 상기 이송 장치는 상기 장치용의 지역과 이용가능한 공간에 따라 접지 레벨 또는 오버헤드일 수도 있다. 상기 이동 기지국은 상기 도로상에서 상기 이동 유닛과의 최적의 무선 통신을 위해 설치되는 것이 바람직하다.

상기 레일(35,45)을 따라 이동하는 이동 기지국들 사이에는, 회선 전화망에 접속되어 있는, 게이트웨이국이라고 하는 전화국에 광섬유 링(55) 또는 이와 유사한 신호 전송 장치에 의해 접속되어 있는 복수의 고정 무선 포트(50)가 설치되어 있다. 상기 게이트웨이국(60)은 상기 이동 원격 통신 시스템과 상기 회선 전화망사이에 인터페이스를 형성한다. 상기 게이트웨이국은 잘 알려진 장치이다. 이 게이트웨이국은 상기 전화망의 일부이고 그리고 상기 기지국과 더불어 통화 처리를 행하는 역할을 한다. 추가로 후술되는 바와 같이, 상기 게이트웨이국은 가장 양호한 신호 품질 지시를 검출하기 위해 그리고 가장 양호한 신호 품질 지시기를 가지고 있는 정보를 상기 전화망쪽으로 선택적으로 전송하기 위해, 특정의 프로세서 하드웨어와 소프트웨어를 포함하게 된다. 복수의 고정 기지국(70)이 상기 도로(10)의 주변에 설치되어 있고, 그리고 광섬유 링(75) 또는 이와 유사한 신호 전송 장치에 의해 상기 게이트웨이국(60)에 접속되어 있다.

동작중에, 상기 이동 기지국(30)은 예컨대 시간당 60 마일의 속도로 상기 트래픽의 흐름의 방향으로 이동할 수도 있으며, 이때 이 속도는 일부 트래픽보다는 고속이고 그리고 기타 다른 트래픽보다는 저속일 수 있다. 상기 이동 기지국은 상기 이동 기지국보다 시간당 30 마일보다 더 빠르거나 더 느리지 않게 이동하는 이동 유닛과의 원격 통신을 처리하는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 이동 기지국(30,40)은 시간당 30 내지 90 마일의 범위에서 이동하는 트래픽을 수용하기 위해 시간당 60 마일의 속도로 이동할 수도 있다. 도 1의 구성에서, 고정 기지국(70)은 도보 트래픽과 고정 유닛을 포함하고 있는, 시간당 30 마일보다 느린속도로 이동하는 이동 유닛과의 통신을 수용할 수 있다. 도 1에 도시된 고정 기지국과 이동 기지국을 가지고 있는 대신에, 저속으로 이동하는 유닛과 고속으로 이동하는 유닛이 마찬가지로 사용될 수도 있다. 특정 이동 기지국은 상기 이동 유닛이 기지국과 동일한 방향으로 이동할 때에 효과적이다. 도 1에는 상기 트래픽의 방향으로 이동하는 이동 유닛들 사이에 설치되어 있는 이동 기지국과 반대 방향으로 이동하는 두 도로가 도시되어 있다. 상기 기지국은 또한 상기 도로의 반대쪽에서 반대 방향으로 이동하는 상기 이동 기지국과의 2방식 트래픽과 동일한 도로의 반대쪽에 배치될 수도 있다.

일반적인 셀룰러 전화 시스템에서, 셀 사이트라고도 하는 기지국은 상기 이동 유닛과 게이트웨이국 사이에 인터페이스를 형성한다. 따라서, 상기 기지국은 음성 처리 이외에, 특정 이동 유닛의 위치 탐색과 같은 기능, 및 통화 셋업, 통화 관리, 및 통화 종료와 관련된 기능을 포함해서 다수의 기능을 수행할 수도 있다. 또한, 상기 기지국은, 기지국의 정상적인 서비스 영역의 내외로 이동하는 이동 유닛을 수반하는 기존의 통화를 수신하거나 핸드오프하는 기능을 수행한다. 이들 모든 기능은 잘 알려진 기지국 기능들이다. 일부 제안된 이동 전화 시스템에서, 주로 상기 기지국은 무선 인터페이스 유닛일 뿐이고, 그리고 복수의 기지국에 접속되어 있는 기지국 제어기는 복수의 기지국을 위한 통화 처리 기능을 수행한다. 본 발명에 따른 상기 시스템은 상기 기지국(30,40)이 트래픽과 함께 이동하고 그리고 고정 무선 포트(50)를 통해 게이트웨이국(60)과 통신을 행한다는 점에서 주로 종래 기술과 다르다. 또한, 핸드 오프를 포함해서 각종 통화 처리 기능이 상기 이동 기지국에 의해 수행된다. 상기 이동하는 이동 유닛과 동일한 방향으로의 기지국의 이동 때문에, 핸드 오프의 수가 크게 감소되는 이점이 있다.

각각의 이동 기지국(30,40)에는 안테나(100,101)가 제공되어 있다. 이동 통신용의 고이득의 지향성 안테나이며 바람직한 상기 안테나(100,101)는 잘 알려져 있고 그리고 시중에서 구입할 수 있다. 상기 고정 기지국(70)에는 4개의 상이한 방향으로 뻗어 있는 4개의 별개의 안테나(110)가 제공되어 있다. 상기 기지국(30,40)상의 안테나(100)는 상기 이동 유닛(20,25)과 통신하는데 사용되는 반면에, 상기 이동 기지국(30,40)상의 안테나(101)는 고정 무선 포트(50)와 통신하는데 사용된다. 상기 고정 기지국(70)의 각각에는 4개의 안테나(102-105)가 제공되는 것이 바람직하다. 4개보다 적은 수의 안테나가 사용될 수도 있다. 이 경우에는, 적어도 하나의 전방향 안테나가 사용된다. 도 1의 구성에서, 상기 안테나(102)는 상기 이동 유닛(20)과 통신할 수 있도록 배열되어 있고, 그리고 상기 안테나(103-105)는 저속으로 이동하는 트래픽 또는 고정 가입자로부터의 다른 이동 전화 통신 장치와 통신할 수 있도록 배열되어 있다. 도 1의 구성에서, 상기 고정 무선 포트(50)에는 상기 지향성 안테나(100-105)와 동일한 일반적인 종류의 한 쌍의 지향성 안테나(110,111)가 각각 제공되어 있다. 상기 이동 기지국(30,40)이 상기 고정 무선 포트(50)와 상대적으로 이동하면, 음성 신호와 통화 관련 정보를 나타내는 데이타가 상기 이동 기지국(30,40)상의 안테나(101)와 상기 고정 무선 포트(50)상의 안테나(110,111)사이에 전송된다.

도 2는 고정 무선 포트(50)를 나타낸 도면이다. 상기 유닛은 상기안테나(110,111)상에 수신된 무선 신호와 프로세서(150)사이에 인터페이스를 제공하는 무선 인터페이스 회로(154) 이외에, 표준 마이크로프로세서(150)를 포함하고 있다. 상기 회로들은 고정 기지국에 일반적으로 사용되는 종류의 회로이고 그리고 기술 분야에 잘 알려져 있다. 또한, 각각의 무선 포트(50)는 애드/드롭(add/drop) 멀티플렉서(ADM)(152)에 접속되어 있는 프로세서(150)를 포함하고 있다. 이 ADM(152)은 광섬유 케이블(55)과 인터페이스를 행하고, 그리고 상기 프로세서(150)로부터의 데이타를 상기 광섬유 케이블(55)상의 데이타 스트림에 부가할 수 있다. 또한, 상기 ADM(152)은 상기 프로세서(150)를 식별하는 주소가 수반한 데이타 스트림을 인식하고 그리고 상기 광섬유 케이블(55)의 데이타 스트림으로부터의 그러한 데이타를 상기 프로세서(150)쪽으로 전송한다. 추가로 후술되는 바와 같이, 상기 프로세서(150)는 잘 알려진 형식으로 주로 무선 신호 세기 강도를 기초로 하여 상기 무선 인터페이스 회로(154)로부터 수신된 정보용의 신호 품질 지시기를 계산한다. 프로세서(150)는 안테나(110,111)를 통해 상기 광섬유 케이블(55)과 여러 이동 기지국사이에서 전송 정보를 제어한다.

도 3은 상기 고정 기지국(70)중의 하나의 고정 기지국을 나타낸 블록도이다. 상기 고정 기지국(70)은 종래의 표준 고정 기지국의 기능을 수행한다. 상기 기지국(70)은 상기 광섬유 링(75)에 접속되어 있고, 그리고 상기 프로세서(160)와 상기 광섬유 링(75)사이에 인터페이스를 제공하는 애드/드롭 멀티플렉서(ADM)(162)를 포함하고 있다.

이전에 언급한 바와 같이, 광섬유 케이블(55)과 광섬유 링(75)은 상기 게이트웨이국(60)에 접속되어 있다. 이 게이트웨이국의 주요 기능은 회선 전화망에 인터페이스를 제공하는 것이다. 이는 상기 고정 무선 포트를 통해 상기 전화망과 상기 이동 기지국사이의 원격 통신 트래픽에 기여한다. 상기 광섬유 링(55,75)은 상기 게이트웨이국의 각각의 링에 대해 애드/드롭 멀티플렉서를 가지고 있는 연속적인 링이면 바람직하다. 상기 광섬유 링(55,75)에서의 데이타 전송은 잘 알려진 SONET 또는 동기식 디지탈 계층(SDH) 전송 프로토콜중의 하나에 따라 행해지는 것이 바람직하다.

상기 지향성 안테나(100-105,110,111)는 섹터화된 구조의 안테나일 수도 있고, 또는 높은 지향성 무선 주파수 빔을 가지고 있는 위상 어레이 안테나일 수도 있다. 이러한 안테나는 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트사이에서의 간섭을 줄이는데 사용되는 것이 바람직하며, 이에 따라 스펙트럼 재사용이 보다 많아진다. 안테나 다양성에는 수신시에 보다 용이한 분리를 위해 소정의 시간 지연 오프셋으로 시간 분리되고 공간 분리된 두 무선 빔이 제공될 수 있다. 높은 안테나 다양성을 획득하는 각종 기술은 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 그리고 이러한 기술을 이용하는 안테나는 시중에서 구입할 수 있다.

도 4는 상기 이동 기지국(30)을 나타낸 블록도이다. 이 이동 기지국(30)은 무선 인터페이스(132,134)를 통해 상기 안테나(100,101)에 각각 접속되어 있는 프로세서(130)를 포함하고 있다. 프로세서(130)는 표준 마이크로프로세서일 수도 있고, 그리고 상기 무선 인터페이스 회로(132)는 표준 무선 인터페이스 회로일 수도 있다. 상기 마이크로프로세서는 통화 사이트에 의해 또는 공유 기지국 제어기에의해 종래 시스템에서 수행되는 통화 처리 기능을 처리할 수 있도록 프로그래밍되는 것이 바람직하다. 이 방법으로, 상기 이동 기지국은 보다 많은 자율성을 가지게 되며, 그리고 공유 기지국 제어기 등과 보다 적은 통신을 필요로 하게 된다. 상기 고정 무선 포트(50)의 상기 무선 인터페이스 회로(154)와 상기 고정 기지국(70)의 무선 인터페이스 회로(164)와 같은 회로(132)는 잘 알려져 있고, 그리고 시중에서 구입할 수 있다.

상기 이동 유닛(20,25)과 상기 이동 기지국(30,40)과 상기 고정 기지국(70)사이의 무선 인터페이스는 기술 분야에서 잘 알려진 표준 무선 인터페이스이다. 상기 이동 기지국(30,40)과 상기 고정 무선 포트(50)사이의 무선 인터페이스는 시분할 다중화, 직접 시퀀스, 스프레드 스펙트럼, 코드 분할 다중 접근 인터페이스(TDM/CDMA)인 것이 바람직하다. 상기 기지국과 상기 고정 무선 포트사이의 다중 채널은 데이타 스트림의 시간 슬롯으로서 시분할 다중화되어 있다. 상기 데이타 스트림은 할당된 스펙트럼에 의사 랜덤 코드를 가지고 분산된다. 파일럿 시퀀스가 잘 알려진 방법으로 동기화의 용이함을 위해 전송 신호에 삽입된다. 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트 사이의 인터페이스는 스펙트럼 사용시에 전체 시스템에 대해 투명한(transparent) 것이 바람직하다.

주파수 분할 또는 시분할은 이중(duplex) 통신용으로 사용될 수도 있다. 주파수 분할 이중(FDD) 모드에서, 데이타는 두 방향으로 동시에 전송되며, 각각은 상이한 스펙트럼 대역에 존재한다. FDD 모드의 일반적인 시스템에서, 상기 TDM 프레임 전송 기간은 대략 500 마이크로초이고, 이에 따라 상기 인터페이스는 전체 시스템 지연에 대해 실질적으로 투명하다.

상기 이동 유닛과 상기 이동국간의 인터페이스는 표준 IS-95-기초 PCS 공중 인터페이스 표준일 수도 있다. 이른바 "확장 모드"(2.5 mhz)용의 채널 용량은 초당 32 킬로비트에서 7개의 채널이 되도록 결정되어 왔다. 개인 통신 서비스(PCS)용의 FCC 할당 허가 스펙트럼은 10 mhz의 허가된 스펙트럼과 30 mhz의 허가된 스펙트럼을 포함하고 있다. 2 방향 통신을 위해, 각각의 10 mhz의 허가된 스펙트럼은 별개의 두 5 mhz 대역을 제공하고, 그리고 각각의 30 mhz의 허가된 스펙트럼은 별개의 두 15 mhz 대역을 제공한다. 두 5 mhz 대역은 초당 32 킬로비트로 14개의 이중 채널을 지원할 수 있고, 두 15 mhz 대역은 초당 32 킬로비트로 42개의 이중 채널을 지원할 수 있다.

이동 유닛과 상기 게이트웨이국간의 음성 신호는 각각의 채널에서 초당 32 킬로비트의 최소 비트율을 가지고 있는 ADPCM 음성 엔코딩을 이용하는 표준 형식으로 엔코딩된다. 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트간의 인터페이스는 각각 시간 슬롯당 16 비트로 초당 32 킬로비트의 최고 19개 채널을 전송하는데 적합하다. 프레임 구조는 시간 슬롯당 16 비트로 초당 32 킬로비트의 16개의 베어러(bearer) 채널을 포함하고 있다. 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트간의 시분할 다중화된 프레임 속도는 초당 608 킬로비트이다. 9 데시벨의 처리 이득을 얻기 위해, 상기 프레임 속도에는 인자 8이 곱해지며, 이에 따라 단일의 5 mhz 대역에 알맞는 초당 4,864 킬로비트가 생긴다. 도 6은 16개의 베어러 채널과 신호, 제어 및 에러 코드용의 3개의 채널을 보인 채널 할당표를 나타낸 도면이다.도 7은 도 6의 채널(18,19)을 나타낸 도면이다.

상기 이동 기지국은 월시 함수(Walsh functions)의 사용에 의해 기존의 방식으로 도출된, 소정의 코드 시퀀스를 이용하여 주소 지정된다. 발명의 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 신호 파형을 발생하는 시스템 및 방법"인 미국 특허 제5,103,349호에는 코드 발생을 위해 월시 함수를 이용하는 것에 대해 설명되어 있다. 미국 특허 제5,103,349호는 본 명세서에 참조 문헌으로 포함되어 있다. 이 특허에 설명되어 있는 바와 같이, 차수 8의 월시 함수를 선택함으로써, 스프레드 스펙트럼을 이용하는 본 실시예에서 8개의 직교 코드가 제공되며, CDMA는 이동 기지국 통신에 이용할 수 있는 다른 7개의 시퀀스를 가지고 있는 파일럿 캐리어로서 0 월시 시퀀스 모두를 이용한다. 상기 코드 시퀀스는 ABCDEFG; ABCDEFG;...와 같이 반복될 수 있다. 보다 적은 수의 코드가 사용될 수 있지만, 3개 이상이 사용되는 것이 바람직하다. 특정 이동 기지국과 2개 이상의 상이한 고정 무선 포트사이에서 신호 전파 시간이 상이하기 때문에, 2개 이상의 고정 무선 포트의 월시 함수 직교성에 필요한 시간 배열의 조건을 한번에 충족시키는 것은 불가능하다. 이를 위해, 두 외부 의사 잡음 코드가 상이한 고정 무선 포트로부터 상기 이동 기지국에 도착하는 신호들간의 구별을 제공하는데 사용된다. 이 의사 잡음 코드율은 초당 4,864 킬로비트이면 바람직하다. 전송된 반송파 신호의 시퀀스 길이는 미국 특허 제5,103,459호에 설명되어 있는 바와 같이, 32,768개의 칩이면 바람직하다. 외부 의사 잡음 코드는 직교 위상 시프트 키잉으로 신호를 변조한다.

파일럿 신호는 두 방향으로, 즉 상기 이동 기지국에서 상기 고정 무선 포트쪽으로 그리고 그 반대로 전송되게 된다. 이는 리션(Rician)으로서 특징지워진 사이트 페이딩(fading)의 라인에 의해 가능해진다.

파일럿 시퀀스는 다수의 상이한 시퀀스가 기본 시퀀스에서 시프트에 의해 발생될 수 있도록 하기에 충분히 길다. 상기 분리는 파일럿 신호들 사이에 어떠한 간섭도 존재하는 않는 것을 보장할 수 있도록 충분히 크다. 각각의 이동 기지국은 신호 분리를 제공하기 위해, 인접해 있는 이동 기지국으로부터 상이한 오프셋을 사용하게 된다. 이와 유사하게, 각각의 고정 무선 포트는 인접해 있는 고정 무선 포트와는 다른 오프셋을 사용하게 된다.

상기 FCC는 음성 신호용의 10 mhz 대역과 데이타 신호용의 10 mhz 대역을 포함해서 20 mhz의 허가되지 않은 스펙트럼을 할당한다. 이와 같이, 연속적인 하나의 10 mhz 채널을 이용할 수 있고, 그리고 시분할 다중화 전송이 사용되는 것이 바람직하다. 두 전송 방향에 대한 비트율은 500 마이크로초의 전체 지연과 9 데시벨의 처리 이득을 고려하여 주파수 분할 이중 속도의 두배가 된다. 시분할 이중 모드에서, 전송 시간과 방향, 즉, 상기 이동 유닛과 상기 이동 기지국 사이에서 그리고 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트사이에서의 순방향과 역방향이 정렬된다. 시분할의 1/2에서는, 이중 사이클 신호가 상기 이동 유닛으로부터 상기 이동 기지국쪽으로, 그리고 상기 이동 기지국으로부터 상기 고정 무선 포트쪽으로 전송된다. 다른 1/2 사이클에서는, 신호들이 상기 고정 무선 포트로부터 상기 이동 기지국쪽으로, 다음에 상기 이동 유닛측으로 전송된다.

15 mhz의 허가된 두 스펙트럼 대역(30 mhz)은 5 mhz의 허가된 스펙트럼에 대해 앞에서 설명한 동일 구조를 이용하여, 각각의 방향으로 3개의 5 mhz 채널로 분할되는 것이 바람직하다. 상기 15 mhz의 허가된 스펙트럼에서, 각각의 5 mhz 채널은 각각의 15 mhz 대역에서의 전체 42개의 트래픽 채널을 위해 14개의 트래픽 채널을 지원한다. 신호 구조 이외에, 상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트간의 공중 인터페이스가 다양한 스펙트럼 할당과 공중 인터페이스 규격에 대해 수정 및 채택될 수 있다.

본 실시예에서, 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 고정 무선 포트(50)와 상기 이동 기지국(30,40)간의 통신에 7개의 직교 코드를 이용할 수 있다. 본 명세서에 설명되고 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 하나의 16 비트 통신 채널, 즉 채널 19가 제어 및 식별 비트를 위해 별도로 설정되어 있다. 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 채널 19는 7개의 제어 비트와 9개의 식별 비트를 가질 수 있다. 9개의 식별 비트는 512개의 서로 구별되는 식별 번호를 제공한다. 7개의 직교 코드와 512개의 식별 번호를 이용하여, 3,854개의 이동 기지국이 각기 서로 구별되어 식별될 수 있다. 상기 이동 기지국이 200 피드의 간격만큼 떨어져 있으면, 상기 3,854개의 이동 기지국을 이용하는 서비스의 전체 거리는 대략 135 마일이다. 도 1에는 반대쪽을 향하고 있는 도로를 따라 반대 방향으로 이동하는 이동 기지국, 및 이중 안테나를 가지고 있는 고정 무선 포트를 가지고 있는 시스템의 일부가 도시되어 있다. 동일한 도로상에서 반대 방향으로 이동하는 차량 트래픽은 상기 도로의 반대쪽에 있는 이동 기지국이 담당하는 것이 바람직하다. 각각의 도로가 1 방식 트래픽만을 가지고 있는 경우에는, 상기 시스템은 상기 도로들 사이에 설치되는 것이바람직하다. 도 9에 도시된 본 발명의 일실시예에서, 별개의 두 루프(200,205)는 화살표(207,209)에 의해 지시된 도로상에 트래픽을 가지고 있는 별개의 두 도로(206,208)사이에 설치되어 있다. 상기 루프(200,205)는 이동 기지국(210,250)을 각각 구비하고 있다. 이 실시예에서, 상기 기지국들은 화살표(201,202)에 의해 지시된 방향으로 이동하고 있다. 실제적으로, 상기 루프(200,205)는 정해지지 않은 길이의 루프가 아니므로, 원하는 면적을 담당하는 데에는 복수의 루프가 요구된다. 통신에서의 간섭을 피하기 위해, 상기 루프의 단부는 충분히 함께 인접해 있거나, 상기 루프의 단부의 영역을 이동하는 이동 유닛의 서비스 영역을 중첩시키기 위해 중첩되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 상기 루프의 단부에 인접해 있는 이동국들중의 하나의 이동국은 인접해 있는 루프의 이동국쪽으로 통화를 핸드 오프할 수 있게 된다.

각각의 루프는 회선 전화망에의 접속을 위한 단일의 게이트웨이를 가지고 있는 것이 바람직하다. 이 구성의 한가지 이점은 이동 기지국이 게이트웨이 사이를 이동하는 경우에 필요한 이동 기지국의 등록이 필요없다는 점이다. 도 9에는 상기 루프(200)와 연결되어 있는 한 쌍의 게이트웨이(215), 및 상기 루프(205)에 연결되어 있는 한 쌍의 게이트웨이(255)가 도시되어 있다. 하나의 루프의 두 게이트웨이는 항상 상기 루프의 고정 무선 포트에 모두 접속되어 있고, 그리고 상기 게이트웨이중의 하나의 게이트웨이에서 고장이 발생된 경우에 상기 루프의 전체적인 원격 통신 트래픽을 각각 처리할 수 있는 로드 공유 모드로 동작할 수도 있다.

인접해 있는 두 루프가 종료되는 영역에서 상기 도로를 따라 이동하는 이동유닛과의 통신의 간섭을 피하기 위해, 어떤 현재의 통화는 그 루프의 종단에 인접해 있는 이동 기지국으로부터 다음 루프의 이동 기지국쪽으로 핸드 오프된다. 핸드 오프 처리는 핸드 오프된 통화가 상이한 게이트웨이에 대해 회선망쪽으로 라우팅하게 된다는 점을 제외하고는 동일한 루프상의 이동 기지국들간의 핸드 오프와 본질적으로 동일하다. 이 절차는 기술 분야에서 잘 알려진 방법으로 기존의 셀룰러망의 상이한 셀의 셀 사이트들간의 핸드 오프와 동일하다. 상기 루프(200,205)는 상기 두 루프의 이동 기지국들간의 통신의 적절한 중첩을 보장하기 위해 그리고 하나의 루프로부터 다른 루프로 핸드 오프된 이동 유닛과의 통신의 손실을 피하기 위해 물리적으로 중첩될 수도 있다.

상기 이동 기지국과, 이 이동 기지국이 통신하는 고정 무선 포트간의 타이밍과 동기화(synchronization)는 상기 이동 기지국이 통신하는 상기 고정 무선 포트로부터 수신된 파일럿 신호에 위상동기(phase-locked)되어 있다. 동기화를 위해, 상기 이동 기지국은 매초마다 한 번씩 글로벌 위치 결정 위성(GPS) 좌표 만국 표준시(UCT) 타이밍 신호를 수신한다.

CDMA 기술은 전력 제어에 대한 감도에 대해 잘 알려져 있다. 특히, 보다 강한 신호들은 수신기에서 보다 덜 강한 신호를 "마스킹(mask out)"하는 성향이 있다. 일반적으로, 모든 신호들이 동일한 레벨로 상기 수신기에 도달하도록 하는 것을 보장하기 위해 정교한 전력 제어 기술이 구현된다. 하지만, 본 발명의 시스템에 따라, CDMA의 전력 레벨에 대한 감도는 사용하는데 이점이 있다. 본 발명의 시스템에 이용되는 신호 전송의 원리는 도 8에 나타내어져 있다. 무선 전송의 두 가지 전력 레벨, 즉 하이(H)와 로우(L)가 정의되어 있다. 도 1을 참조하면, 높은 전력 레벨 신호는 상기 이동 기지국(30)으로부터 상기 이동 유닛(20)쪽으로 그리고 상기 기지국(30)으로부터 고정 무선 포트(50)쪽으로 전송된다. 낮은 전력 레벨 신호는 고정무선포트(50)로부터 이동기지국(30)쪽으로 전송된다. 이와 유사하게, 낮은 전력 신호가 상기 이동 유닛(20)으로부터 상기 이동 기지국(30)쪽으로 전송된다. 상기 이동 기지국이 상기 고정 무선 포트로부터 낮은 전력 레벨 신호를 수신하고 그리고 단말기쪽으로 높은 레벨의 전력 신호를 전송하므로, 상기 이동 유닛(20)에서 수신된 높은 전력 레벨은 상기 고정 무선 포트로부터 상기 이동 기지국쪽으로 전송된 낮은 전력 신호의 어떤 신호도 마스킹하게 된다. 이와 유사한 형식으로, 상기 고정 무선 포트(50)에 도달하는 상기 이동 유닛(20)으로부터 전송된 어떤 낮은 신호가 상기 이동 기지국으로부터 상기 고정 무선 포트쪽으로 전송되는 높은 전력 신호에 의해 마스킹된다. 앞에서 설명한 바와 같이, 상기 안테나(100-105,110,111)는 상기 전송 신호로부터 상기 수신 신호쪽으로의 매우 적은 피드백을 가지고 있는 고지향성의 안테나이면 바람직하다. 반사와 기타 다른 외부 소스로 인한 피드백은 잘 알려진 잡음 제거 기술을 이용하여 상기 이동 기지국에서 쉽게 제거될 수 있다.

이동 유닛 세트에 먼저 전원이 공급되거나 이동 유닛 세트가 먼저 서비스 영역에 들어가면, 상기 이동 유닛은 새로운 서비스 영역에서 자신만의 독특한 주소를 전송함으로써 앞에서 설명한 방법으로 등록을 해야 한다. 상기 주소는 가장 인접한 이동 기지국(30)에 의해 수신되고, 그리고 고정 무선 포트와 게이트웨이스위치(60)를 통해 상기 전화망쪽으로 전송된다. 이 등록 절차는 상기 이동 유닛에 대한 새로운 통화가 적절히 향하도록 하는데 필요하다.

상기 이동 기지국과 상기 고정 무선 포트사이에서 전송되는 신호의 세기와 함께, 도 1의 이동 기지국(20)과 고정 무선 포트(50)의 간격은 어떠한 시점에서도 이동 기지국이 통신할 수 있는 고정 무선 포트의 개수를 결정한다. 상기 간격과 신호 세기는 각각의 고정 무선 포트가 3개의 이동 기지국으로부터의 신호를 수신할 수 있을 정도이면 바람직하다. 고정 무선 포트가 상기 이동 기지국의 식별 번호에 수반된 데이타를 수신하면, 상기 프로세서(150)(도 2)는 수신 신호에 대해 신호 품질 지시를 계산한다. 이 신호 품질 지시는 바람직하게는 신호 세기와 신호대 잡음비의 함수로서 계산되는 성능지수(figure of merit)이다. 이 신호 품질 지시는 상기 수신된 데이타에 부가되고 그리고 상기 ADM(152)을 통해 상기 광 섬유 링(55)에 부가된다. 상기 게이트웨이(60)는 상기 고정 무선 포트(50)중의 여러 상이한 고정 무선 포트로부터 동일한 데이타를 수신하고 이동 기지국 식별 번호와 월시 함수 스프레딩 코드와 연계되어 상기 게이트웨이(60)의 내부 메모리에 데이타를 저장하는 것이 바람직하다. 데이타를 수신하는 상기 고정 무선 포트의 주소는 프로세서(64)의 메모리에 마찬가지로 저장되어 있다. 따라서, 단일의 이동 기지국에 의해 전송된 동일 데이타의 복수의 복제 데이타가 상기 게이트웨이의 상기 프로세서(64)의 메모리에 저장된다. 여러 고정 무선 포트중의 각각의 고정 무선 포트에서 상기 프로세서(150)에 의해 산출된 신호 품질 지시는 소정의 신호 품질 지시 문턱치와 비교되며, 이 문턱치의 아래의 신호 품질 지시에 대응하는 데이타는 폐기된다. 그렇지 않으면, 상기 데이타는 보존된다. 상기 데이타와 함께 전송되는 주기적인 리던던시(redundancy) 코드가 어떤 TDM 프레임 오류를 검출하는데 사용된다. 가장 양호한 데이타, 즉 가장 양호한 신호 품질 지시와 관련된 데이타가 상기 게이트웨이(60)로부터 전화망쪽으로 전송된다. 상기 게이트웨이(60)에서 상기 전화망으로부터 수신되고 등록된 이동 유닛용으로 의도된 데이타가 현재 상기 이동 유닛을 담당하고 있는 이동 기지국과 특히 관련되어 있는 레지스터에서 상기 프로세서(150)의 메모리에 저장된다. 이 데이타는 받아들일 수 있는 신호 품질 지시를 가지고 있는 고정 무선 포트로서 상기 프로세서(65)의 메모리에서 식별된 모든 고정 무선 포트쪽으로 상기 광섬유 링(55)을 통해 전송되게 된다. 상기 수신된 데이타는 데이타가 향하고 있는 상기 이동 기지국의 식별 코드와 월시 함수 코드와 함께, 상기 데이타를 수신하는 각각의 상기 고정 무선 포트로부터 전송되게 된다. 상이한 고정 무선 포트로부터의 데이타 전송은 정체되고 상이한 양만큼 지연되며, 따라서 이들 데이타는 상기 이동 기지국에서 수신 및 분리될 수 있다. 상기 지연은 SONET 또는 SDH 포맷에서 광섬유 링(55)을 통해 동기식 분산에 의해 정밀하게 제어될 수 있다. 상기 수신하는 이동 기지국은 그 프로세서(130)에 의해 상기 수신된 데이타 신호의 다수의 복제 신호들을 비교 및 정렬하고 최선의 수신을 위해 그 신호들을 조합한다.

각각의 이동 기지국은 N 개의 할당 코드중의 하나의 할당 코드를 가지게 되며, 이때 N은 임의의 수일 수 있지만, 적어도 3이상이면 바람직하다. 7개의 월시 함수 코드가 사용되는 것이 바람직하다. 이들 코드는 예컨대, ABCDEFGABCDEFG와같은 시퀀스로 반복될 수 있다. 상기 코드는 여러 이동 기지국에 순차적으로 할당되며, 이에 따라 동일한 코드를 가지고 있는 두 이동 기지국은 동일한 동치 코드를 가지고 있는 고정 무선 포트와 이동 기지국간의 통신에서 간섭을 방지하기 위해 충분한 거리만큼 물리적으로 분리되게 된다. 상기 고정 기지국(70)의 동작은 표준 고정 기지국의 동작과 본질적으로 동일하다. 혼잡한 트래픽 영역에서는, 정지 또는 저속으로, 예컨대 시간당 30 마일보다 느린 속도로 이동하는 이동 유닛은 상기 고정 기지국(70)중 하나의 고정 기지국이 담당하는 것이 바람직하다. 상기 이동 유닛(20)의 이동 속도가 증가함에 따라, 상기 고정 기지국과 이동 기지국사이에서 핸드 오프가 발생된다. 고정 기지국이 이동 유닛을 담당해야 하는지 이동 기지국이 담당해야 하는지를 결정하는 절차는 이동 유닛을 담당하기 위해 신호 세기와 오류율을 기초로 어느 이동 기지국이 선택되어야 하는지를 결정하는, 이전에 설명한 절차와 동일한 절차이다. 따라서, 이동 유닛을 수반한 통화가 개시될 때나 핸드 오프가 발생되어야 하는지를 결정할 때, 상기 이동 유닛은 이동국으로부터 고정국쪽으로 인계되거나 고정국으로부터 이동국쪽으로 인계될 수 있다. 각각의 이동 유닛은 고정 기지국과 이동 기지국으로부터의 파일럿 신호를 감시하고, 가장 양호한 신호를 제공하는 기지국에 동기된다. 상기 이동 유닛은 "소프트" 핸드 오프 모드로 알려진 것에서 제4고정 기지국 또는 이동 기지국을 탐색하는 동안에 3개의 고정 또는 이동 기지국에 접속될 수 있다. 차량의 속도가 증가함에 따라, 고정 기지국 또는 저속으로 이동하는 기지국은 기능을 수행하지 않게 된다. 트래픽 속도가 0 과 시간당 60 마일 사이에서 변동하는 보다 혼잡한 영역에서, 예컨대 기지국 속도는30 mph로 이동하도록 설정될 수 있다. 이때, 상기 이동 기지국은 0-60 mph 범위의 모든 트래픽을 수용할 수 있어야 한다.

이상에서 설명한 구성은 단지 본 발명의 원리의 응용에 대한 예에 불과하며, 기타 다른 구성이 첨부된 청구의 범위에 의해 결정되는 본 발명의 범위로부터 이탈하지 않고 당업자에 의해 발명될 수 있음을 알게 된다.

Claims (37)

1. 전화망에 접속된 전화국과 무선 신호를 전송하고 특정 방향으로 이동하는 이동 전화 유닛 사이에 신호 접속을 형성하는 인터페이스 장치에 있어서, 상기 인터페이스 장치는,

   신호 전송 접속을 통해 상기 전화국에 접속되어 있는 고정 인터페이스 유닛;

   각각이 서로 구별되게 상기 전화국에 연결되고, 그리고 상기 이동 전화 유닛의 이동과는 독립된 특정 방향으로의 그리고 상기 고정 인터페이스 유닛에 대해 정해진 영역내에서의 제한된 이동을 위해 이송 장치상에 지지되어 있는, 간격을 두고 떨어져 있는 복수의 이동가능 기지국을 포함하고,

   상기 이동가능 기지국의 각각은 상기 고정 인터페이스 유닛에 대해 정해진 관련 지리적 서비스 영역을 가지고 있고 상기 관련 지리적 서비스 영역내에서 이동 유닛에 대해 복수의 통화 처리 기능을 수행하도록 동작하며, 상기 이동가능 기지국의 각각은 상기 이동 전화 유닛에 의해 전송된 무선 신호에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 고정 인터페이스 유닛으로 전송하고, 상기 고정 인터페이스 유닛은 상기 이동가능 기지국로부터 전송된 무선 신호에 응답하여 상기 이동가능 기지국으로부터 전송된 신호에 대응하는 신호를 상기 신호 전송 접속을 통해 상기 전화국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동 전화 유닛은 노상을 따라 이동하고, 상기 이송장치는 상기 노상에 평행하게 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 이송 장치는 상기 이동가능 기지국을 이동가능하게 지지하는 레일을 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 고정 인터페이스 유닛은 상기 노상과 대향하고 있는 상기 이송 장치의 한쪽에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 이동가능 기지국의 각각은 신호처리 회로, 상기 이동전화 유닛 쪽을 향하고 있는 제1무선 안테나, 및 상기 고정 인터페이스 유닛 쪽을 향하고 있는 제2무선 안테나를 포함하고 있고, 상기 고정 인터페이스 유닛은 신호처리 회로, 및 상기 이동가능 인터페이스 유닛 쪽을 향하고 있는 무선 안테나를 포함하고 있으며, 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 제1안테나에 수신된 무선 신호에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 제2안테나를 통해 상기 고정 인터페이스 유닛으로 전송하고, 상기 고정 인터페이스 유닛은 이 고정 인터페이스 유닛의 무선 안테나를 통해 수신된 무선 신호에 응답하여 대응하는 신호를 상기 신호 전송 접속을 통해 상기 전화국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
6. 전화국과 무선 신호를 전송하는 복수의 이동 전화 유닛 사이에 신호 접속을 형성하는 인터페이스 장치에 있어서, 상기 이동전화 유닛의 일부는 특정 방향으로이동하고, 상기 인터페이스 장치는,

   서로 구별되게 상기 전화국에 연결되어 있는 복수의 이동가능 인터페이스 유닛; 및

   신호 전송 접속을 통해 상기 전화국에 접속되어 있는 복수의 고정 인터페이스 유닛을 포함하고 있고,

   상기 이동가능 인터페이스 유닛은 특정 방향으로 미리 정해진 속도로 그리고 상기 고정 인터페이스 유닛에 대해 정해진 제한된 영역내에서 인터페이스 유닛 경로를 따라 이동하고, 그리고 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 이동 전화 유닛에 의해 전송된 무선 신호에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 고정 인터페이스 유닛의 방향으로 전송하고, 각각의 상기 고정 인터페이스 유닛은 인접한 이동가능 유닛으로부터 전송된 무선 신호에 응답하여 상기 인접한 이동가능 유닛으로부터 전송된 신호에 대응하는 신호를 상기 신호 전송 접속을 통해 상기 전화국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 미리 정해진 경로에 평행한 방향으로 뻗어 있고 상기 미리 정해진 경로에 인접한 제1측면을 가지고 있는 인터페이스 유닛 경로를 따라 이동할 수 있고;

   상기 고정 인터페이스 유닛들은 간격을 두고 떨어져 있고 상기 인터페이스 유닛 경로의 상기 제1측면과 대향하고 있는 상기 인터페이스 유닛 경로의 제2측면상에 배치되어 있고;

   각각의 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 신호처리 회로, 상기 제1측면쪽을 향하고 있는 관련 제1무선 안테나, 및 상기 제2측면쪽을 향하고 있는 관련 제2무선 안테나를 포함하고;

   각각의 상기 고정 인터페이스 유닛은 신호처리 회로, 및 상기 인터페이스 유닛 경로 쪽을 향하고 있는 관련 무선 안테나를 포함하고;

   각각의 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 관련 제1안테나에 수신된 무선 신호에 응답하여 무선 신호를 상기 관련 제2안테나를 통해 상기 고정 인터페이스 유닛으로 전송하고;

   각각의 상기 고정 인터페이스 유닛은 상기 관련 무선 안테나를 통해 수신된 무선 신호에 응답하여 대응하는 신호를 상기 신호 전송 접속을 통해 상기 전화국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 미리 정해진 속도는 상기 복수의 이동 전화 유닛의 평균 속도의 함수인 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
9. 제 6 항에 있어서, 상기 특정 방향과 대향하고 있는 반대 방향으로 다른 경로를 따라 이동하는 복수의 이동 전화 유닛, 및 상기 반대 방향으로 이동할 수 있는 복수의 이동가능 인터페이스 유닛을 더 포함하고,

   상기 특정 방향으로 이동하는 상기 복수의 이동 전화 유닛은 제1노상을 따라 이동하고, 상기 반대 방향으로 이동하는 상기 복수의 이동 전화 유닛은 상기 제1노상과 간격을 두고 떨어져 있는 제2노상을 따라 이동하고,

   상기 특정 방향으로 이동할 수 있는 상기 복수의 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 제2노상에 인접한 상기 제1노상의 한쪽을 따라 배치되어 있고,

   상기 반대 방향으로 이동할 수 있는 상기 복수의 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 제1노상에 인접한 상기 제2노상의 한쪽을 따라 배치되어 있고,

   상기 복수의 고정 인터페이스 유닛은 상기 특정 방향으로 이동할 수 있는 상기 복수의 이동가능 인터페이스 유닛과 상기 반대 방향으로 이동할 수 있는 상기 복수의 이동가능 인터페이스 유닛 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
10. 제 6 항에 있어서, 신호 전송 접속을 통해 상기 전화국에 접속되어 있고 그리고 이동 전화 유닛에 의해 전송된 무선 신호에 응답하여 대응하는 신호를 상기 전화국으로 전송하는 복수의 고정 인터페이스 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 이동가능 인터페이스 유닛과 상기 고정 인터페이스 유닛 사이에서 전송되는 무선 신호는 코드 분할 다중 접근, 직접 시퀀스, 스프레드 스펙트럼 전송 신호 처리 프로토콜에 따라 전송되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 이동 전화 유닛으로부터 상기 이동가능 인터페이스 유닛으로 전송되는 신호는 제1전력 레벨로 전송되고, 상기 이동가능 인터페이스 유닛으로부터 상기 고정 인터페이스 유닛으로 전송되는 신호는 상기 제1전력 레벨보다 높은 제2전력 레벨로 전송되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 고정 인터페이스 유닛으로부터 수신된 무선 신호에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 이동 전화 유닛으로 전송하고, 상기 고정 인터페이스 유닛으로부터 상기 이동가능 인터페이스 유닛으로 전송되는 신호는 제1전력 레벨로 전송되고, 상기 이동가능 인터페이스 유닛으로부터 상기 이동 전화 유닛으로 전송되는 신호는 상기 제1전력 레벨보다 높은 제2전력 레벨로 전송되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
14. 제 11 항에 있어서, 상기 고정 인터페이스 유닛과 상기 이동가능 인터페이스 유닛 사이에서 전송되는 데이타는 시분할 이중 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
15. 제 11 항에 있어서, 상기 고정 인터페이스 유닛과 상기 이동가능 인터페이스 유닛 사이에서 전송되는 데이타는 주파수 분할 이중 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
16. 제 11 항에 있어서, 각각의 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 선택된 유닛으로의 파일럿 신호의 전송에 의해, 선택된 고정 유닛에 동기되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
17. 제 6 항에 있어서, 상기 전화국은 전화망에 접속되어 있고, 복수의 고정 인터페이스 유닛은 상기 이동가능 인터페이스 유닛중의 식별된 하나의 이동가능 인터페이스 유닛에 의해 전송된 무선 신호에 응답하고, 상기 식별된 이동가능 인터페이스 유닛으로부터의 무선 신호에 응답하는 각각의 상기 고정 인터페이스 유닛은 상기 전송된 무선 신호에 의해 표현된 데이타에 대한 신호 품질 지시를 계산하도록 그리고 대응하는 신호 품질 지시와 더불어 상기 전송된 무선 신호에 대응하는 데이타 신호를 상기 전화국으로 전송하도록 동작하고, 상기 전화국은 상기 데이타 신호와 신호 품질 지시의 수신에 응답하여 선호하는 신호 품질 지시를 가지고 있는 상기 고정 인터페이스 유닛중의 선택된 하나의 고정 인터페이스 유닛으로부터 수신된 데이타를 상기 전화망으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
18. 제 6 항에 있어서, 각각의 상기 고정 유닛은 상기 전화국으로부터 수신된 데이타 메시지에 응답하여 대응하는 무선 메시지를 상기 이동가능 인터페이스 유닛중의 선택된 이동가능 인터페이스 유닛으로 전송하고, 상기 전화국은 상기 이동가능 인터페이스 유닛중의 선택된 하나의 이동가능 인터페이스 유닛용으로 의도된 소정의 데이타 메시지를 상기 고정 인터페이스 유닛중의 선택된 고정 인터페이스 유닛으로 전송하고, 상기 고정 인터페이스 유닛중의 선택된 고정 인터페이스 유닛의 각각은 상기 소정의 데이타 메시지의 수신에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 이동가능 인터페이스 유닛중의 상기 선택된 하나의 이동가능 인터페이스 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 소정의 데이타 메시지는 시간 시퀀스로 상기 고정 인터페이스 유닛중의 상기 선택된 고정 인터페이스 유닛의 각각으로 전송되고, 상기 고정 인터페이스 유닛중의 상기 선택된 고정 인터페이스 유닛은 대응하는 시간 시퀀스로 대응하는 무선 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
20. 이동 전화 시스템에 있어서,

    전화망에 접속되어 있는 제1 및 제2전화국;

    대향하는 단부를 가진 제1폐루프 및 대향하는 단부를 가진 제2폐루프로서, 상기 제1루프의 대향하는 단부중의 하나의 단부가 상기 제2루프의 대향하는 단부중의 하나의 단부에 인접하여 배치되어 있고, 각각의 상기 루프는 복수의 이동가능 인터페이스 유닛을 이동가능하게 지지하고 있는, 제1폐루프와 제2폐루프; 및

    각각의 상기 루프에 인접하여 배치되어 있고 상기 전화국중의 하나의 전화국에 각각 접속되어 있는 복수의 고정 인터페이스 유닛을 포함하고,

    각각의 이동가능 인터페이스 유닛은 이동 전화 유닛에 의해 전송된 무선 전화 신호에 응답하여 대응하는 무선 신호를 상기 고정 인터페이스 유닛중의 하나의고정 인터페이스 유닛으로 전송하고,

    상기 전화국은 각각의 루프상에 있는 각각의 이동가능 기지국의 위치를 기록하도록 그리고 상기 고정 인터페이스 유닛중의 하나의 고정 인터페이스 유닛을 통해 경보 신호를 루프의 대향하는 단부중의 하나의 단부에 접근하는 이동가능 기지국으로 전송하도록 동작하고, 상기 경보 신호를 수신하는 이동가능 기지국은 이 경보 신호에 응답하여 경보 신호를 수신하는 이동가능 기지국과 통신하는 이동 유닛에게 접속을 다른 기지국 쪽으로 전환할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 이동 전화 시스템.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 루프중의 하나에 대향하는 단부중의 하나는 상기 루프중의 다른 하나에 대향하는 단부중의 하나에 중첩되어 있는 것을 특징으로 하는 이동 전화 시스템.
22. 제 1 항에 있어서, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역을 가지고 있고, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역에서 이동 유닛에 대한 현재의 통화를 수신하고 핸드 오프하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
23. 제 1 항에 있어서, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역을 가지고 있고, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역에서 식별된 이동 유닛의 위치 탐색을 포함한 복수의 기능을 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 인터페이스장치.
24. 제 6 항에 있어서, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역을 가지고 있고, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역내에서 이동 유닛에 대한 현재의 통화에 대해 핸드 오프 및 수신 기능을 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
25. 제 6 항에 있어서, 각각의 이동가능 기지국은 관련 서비스 영역을 가지고 있고 그리고 관련 서비스 영역에서 식별된 이동 유닛의 위치 탐색을 포함한 복수의 기능을 수행하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
26. 제 1 항에 있어서, 상기 이동가능 인터페이스 유닛은 상기 고정 인터페이스 유닛을 통해 상기 전화국으로부터 수신된 무선 신호에 또한 응답하여, 식별된 이동 유닛을 위치 탐색하고 상기 전화국으로부터 수신된 무선 신호에 대응하는 신호를 상기 식별된 이동 유닛으로 전송하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
27. 제 1 항에 있어서, 복수의 고정 인터페이스 유닛을 포함하고 있고, 상기 영역이 상기 복수의 인터페이스 유닛에 대해 정해지는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
28. 전화 교환국과 특정 방향으로 이동하고 무선 신호를 전송하는 이동 전화 유닛 사이의 신호 통신 방법에 있어서, 상기 방법은,

    상기 전화 교환국에 접속된 고정 무선 포트를 제공하는 단계;

    상기 전화 교환국에 구별되게 연결되어 있는 이동가능 기지국을 상기 고정 무선 포트에 대해 정해진 제한된 영역내에서 특정 방향으로 이동시키는 단계;

    상기 이동 전화 유닛으로부터 전송된 무선 신호를 상기 이동가능 기지국에서 수신하는 단계; 및

    상기 이동 전화 유닛으로부터 전송된 무선 신호에 대응하는 무선 신호를 상기 이동가능 기지국으로부터 상기 고정 무선 포트로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 고정 무선 포트로부터 전송된 무선 신호를 상기 이동가능 기지국에서 수신하는 단계; 및

    상기 고정 무선 포트로부터 전송된 무선 신호를 상기 이동가능 기지국으로부터 상기 이동 전화 유닛으로 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
30. 제 29 항에 있어서, 상기 이동 전화 유닛은 노상을 따라 이동하고, 상기 이동가능 기지국을 이동시키는 상기 단계는, 대향하는 단부를 가지고 있고 제한된 거리 동안 상기 노상에 실질적으로 평행하게 뻗어 있는 경로를 따라 한쪽 방향으로상기 이동가능 기지국을 이동시키는 단계, 및 상기 이동가능 기지국이 상기 제한된 거리의 한쪽 끝에 도달하였을 때 상기 이동가능 기지국의 이동 방향을 반대로 바꾸는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
31. 제 28 항에 있어서, 상기 이동가능 기지국을 이동시키는 상기 단계는 특정 방향으로 복수의 이동가능 기지국을 이동시키는 단계를 포함하고 있고, 식별된 이동 전화 유닛으로부터 생긴 수신 신호의 신호 품질을 상기 복수의 이동가능 기지국의 각각에서 결정하는 단계, 및 바람직한 신호 품질을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
32. 제 28 항에 있어서, 코드 분할 다중 접근, 직접 시퀀스, 스프레드 스펙트럼 전송 프로토콜에 따라 상기 이동가능 기지국과 상기 고정 무선 포트 사이에서 무선 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
33. 제 29 항에 있어서, 상기 이동 전화 유닛으로부터 상기 이동가능 기지국으로 전송되는 무선 신호는 제1전력 레벨로 전송되고, 상기 이동가능 기지국으로부터 상기 고정 무선 포트로 전송되는 무선 신호는 상기 제1전력 레벨보다 낮은 제2전력 레벨로 전송되는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
34. 제 29 항에 있어서, 상기 고정 무선 포트로부터 상기 이동가능 기지국으로전송되는 무선 신호는 제1전력 레벨로 전송되고, 상기 이동가능 기지국으로부터 상기 이동 전화 유닛으로 전송되는 무선 신호는 상기 제1전력 레벨보다 높은 제2전력 레벨로 전송되는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
35. 제 29 항에 있어서, 상기 고정 무선 포트와 상기 이동가능 기지국 사이에서 전송되는 무선 신호는 시분할 이중 방식으로 전송되는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 이동가능 기지국으로부터 선택된 인터페이스 유닛으로 파일럿 신호를 전송함으로써, 상기 이동가능 기지국을 상기 선택된 인터페이스 유닛에 동기화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 통신 방법.
37. 전화국과 특정 방향으로 이동하는 이동 전화 유닛 사이의 전화 통화를 처리하는 방법에 있어서, 상기 방법은,

    복수의 이동가능 기지국을 상기 특정 방향으로 이동시키는 단계;

    상기 이동가능 기지국중의 선택된 하나의 이동가능 기지국을 통해 상기 전화국과 상기 이동 유닛사이에 전화 통화를 형성하는 단계;

    상기 기지국중의 선택된 기지국에서 상기 이동 전화 유닛으로부터의 신호 통신을 모니터하고, 상기 선택된 기지국으로부터 상기 복수의 이동가능 기지국중 다른 이동가능 기지국으로의 전화 통화의 핸드 오프를 상기 선택된 기지국에서 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

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