KR100420606B1

KR100420606B1 - 대역폭할당

Info

Publication number: KR100420606B1
Application number: KR10-1998-0702807A
Authority: KR
Inventors: 알렉스 크리스터 라이쓰; 앨런 에릭 시춰; 라즈 빌스트롬; 존 디아치나; 레이먼드 씨. 헨리; 카르-에릭 앤더슨; 스티븐 프로컵
Original assignee: 텔레폰아크티에볼라게트 엘엠 에릭슨
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2004-04-17
Also published as: US5729531A; BR9611117A; WO1997015155A1; GB2321166B; CA2235156A1; KR19990064311A; DE19681599B4; GB9808186D0; MX9802982A; AU714610B2; AU7453096A; DE19681599T1; GB2321166A

Abstract

채널내에서 이동국에 새로운 위상을 재지정하는 방법이 설명된다. 통신 시스템에서는 다수의 이동국이 제한된 수의 채널에서 통신하도록 시도한다. 본 발명은 먼저 이용가능한 채널에서 이동국을 대략 고르게 분포하는 일반적인 할당 방법을 사용한다. 이동국이 시스템에서 활성화 통신을 시작한 이후에는 과도하게 로드된 채널에서 일부 이동국의 위상을 변화시키는 제 2 할당 방법이 사용된다. 부가하여, 과도하게 로드(load)된 채널에 지정되었지만 아직 활성적으로 통신하지 않는 이동국에는 그 이동국이 새로운 채널로 변화되어야 함을 나타내는 메시지가 또한 전달될 수 있다.

Description

대역폭 할당{BANDWIDTH ALLOCATION}

출원인의 발명은 전기통신에 관한 것으로, 특히 다양한 모드의 동작(아날로그, 디지탈, 이중 모드 등)에 대한 셀룰러(cellular) 및 위성 무선 시스템과 같은 무선 통신 시스템과, 예를 들면 주파수 분할 다중 억세스(FDMA), 시간 분할 다중 억세스(TDMA), 코드 분할 다중 억세스(CDMA), 하이브리드(hybrid) FDMA/TDMA/CDMA와 같은 억세스 기술에 관한 것이다. 본 발명의 특수한 특성은 대역폭 할당, 트래픽(traffic)과 용량 관리, 및 트랜잭션(transaction)의 질과 처리량을 증진시키기 위한 기술에 제시된다.

설명은 본 발명의 시스템이 적용되는 환경에 제시되는 것으로 이어진다. 일반적인 설명은 본 발명의 보다 나은 이해를 이룰 수 있도록 공지된 시스템의 일반적인 개요 및 그와 연관된 전문 용어를 제공하게 의도된다. 북미에서는 TDMA와 같은 디지탈 통신 및 다중 억세스 기술이 디지탈 선진 이동 전화기 서비스(D-AMPS)라 칭하여지는 디지탈 셀룰러 무선전화기 시스템에 의해 현재 제공되고, 이들의 일부 특징은 여기서 참고로 포함되는 전기통신 산업연합 및 전자 산업연합(TIA/EIA)에 의해 출판된 중간 표준 TIA/EIA/IS-54-B, "이중 모드 이동국-기지국 호환가능성 표준"에서 할당된다. 주파수-분할 다중 억세스(FDMA)로 아날로그 도메인에서만 동작하는 장비가 현재 널리 사용되기 때문에, TIA/EIA/IS-54-B가 이중 모드(아날로그및 디지탈) 표준으로, 디지탈 통신 기능과 함께 아날로그 호환성을 제공한다. 예를 들면, TIA/EIA/IS-54-B 표준은 FDMA 아날로그 음성 채널(AVC)과 TDMA 디지탈 트래픽 채널(DTC)을 모두 제공한다. AVC 및 DTC는 각 무선 채널이 30 KHz의 스펙트럼 폭을 갖도록 800 MHz 부근의 주파수를 갖는 무선 반송자 신호를 주파수 변조함으로서 실행된다.

TDMA 셀룰러 무선전화기 시스템에서, 각 무선 채널은 일련의 시간 슬롯(time slot)으로 나뉘고, 각 슬롯은 데이터 소스, 예를 들면 음성 대화 중 디지탈적으로 부호화된 부분으로부터 정보의 버스트(burst)를 포함한다. 시간 슬롯은 소정의 기간을 갖는 연속적인 TDMA 프레임(frame)으로 그룹화된다. 각 TDMA 프레임에서 시간 슬롯의 수는 무선 채널을 동시에 공유할 수 있는 다른 사용자의 수와 관련된다. TDMA 프레임내의 각 슬롯이 다른 사용자에게 할당되면, TDMA의 기간은 같은 사용자에게 할당된 연속적인 시간 슬롯 사이의 최소 시간량이다.

통상적으로 무선 반송자에서 계속되는 시간 슬롯이 아닌, 같은 사용자에 할당된 연속 시간 슬롯은 그 사용자에게 할당된 논리적 채널로 간주될 수 있는 사용자의 디지탈 트래픽 채널을 구성한다. 이후 보다 상세히 설명될 바와 같이, 디지탈 제어 채널(DCCH)은 또한 제어 신호를 통신하기 위해 제공될 수 있고, 이러한 DCCH는 무선 반송자에서 통상 계속되지 않는 시간 슬롯의 연속으로 형성된 논리 채널이다.

상술된 TDMA 시스템의 많은 가능한 실시예 중 단 하나에서, TIA/EIA/IS-54-B 표준은 각 TDMA 프레임이 6개의 연속적인 시간 슬롯으로 구성되고 40 msec의 기간을 갖는 것으로 규정한다. 그래서, 각 무선 채널은 대화를 디지탈적으로 부호화하는데 사용되는 음성 코더/디코더(코덱(codec))의 소스 비율에 의존해 3 내지 6개의 DTC(예를 들면, 3 내지 6개의 전화 대화)를 운송할 수 있다. 이러한 음성 코덱은 전비율이나 반비율로 동작될 수 있다. 전비율 DTC는 소정의 시간 주기에서 반비율 DTC 보다 2배의 시간 슬롯을 요구하고, TIA/EIA/IS-54-B에서, 각 전비율 DTC는 각 TDMA 프레임의 두 슬롯, 즉 TDMA 프레임의 6개 슬롯 중 제1 및 제4, 제2 및 제5, 또는 제3 및 제6 슬롯을 사용한다. 각각의 반비율 DTC는 각 TDMA 프레임 중 하나의 시간 슬롯을 사용한다. 각 DTC 시간 슬롯 동안에는 324 비트가 전송되고, 이들 중 주요 부분인 260 비트는 음성 출력의 에러 정정 부호화로 인한 비트를 포함하여 코덱의 음성 출력에 인한 것이고, 나머지 비트는 동기화 등을 목적으로 보호 시간 및 오버헤드(overhead) 신호 전송에 사용된다.

TDMA 셀룰러 시스템은 버퍼-및-버스트 또는 비연속적인 전송 모드에서 동작됨을 볼 수 있다: 각 이동국은 할당된 시간 슬롯 동안에만 전송( 및 수신)한다. 전비율에서, 예를 들면, 이동국은 슬롯(1) 동안 전송하고, 슬롯(2) 동안 수신하고, 슬롯(3) 동안 아이들(idle) 상태이고, 슬롯(4) 동안 전송하고, 슬롯(5) 동안 수신하고, 또한 슬롯(6) 동안 아이들 상태이고, 이어서 연속되는 TDMA 프레임 동안 그 싸이클을 반복한다. 그러므로, 배터리로 전력이 공급되는 이동국은 전송하고 있거나 수신하고 있지 않을 때 시간 슬롯 동안 전력을 절약하도록 off 상태로 교환되거나 활동하지 않을 수 있다.

음성 또는 트래픽 채널에 부가하여, 셀룰러 무선 통신 시스템은 또한 기지국과 이동국 사이에서 호출-셋업 메시지를 운송하도록 페이징(paging)/억세스 또는 제어 채널을 제공한다. 예를 들면, TIA/EIA/IS-54-B에 따라, 800 MHz 부근에서 전송 및 수신을 위한 소정의 고정 주파수를 갖는 21개의 전용 아날로그 제어 채널(ACC)이 있다. ACC는 항상 같은 주파수에서 발견되므로, 손쉽게 위치가 정해지고 이동국에 의해 모니터될 수 있다.

예를 들어, 아이들 상태(즉, on 상태로 교환되지만 호출을 하거나 수신하지 않는)에 있을 때, TIA/EIA/IS-54-B 시스템내의 이동국은 가장 강한 제어 채널(일반적으로, 이동국이 그 순간에 위치하고 있는 셀(cell)의 제어 채널)에 동조되어 규칙적으로 모니터하고, 대응하는 기지국을 통해 호출을 수신하거나 초기화한다. 아이들 상태에 있는 동안 셀 사이를 이동할 때, 이동국은 결국 "오래된" 셀의 제어 채널상의 무선 연결을 "손실"하게 되고 "새로운" 셀의 제어 채널에 동조된다. 제어 채널에 대한 초기 동조 및 순차적인 재동조는 모두 "최상"의 제어 채널을 찾도록 공지된 주파수에서 이용가능한 제어 채널을 모두 주사함로서 자동적으로 이루어진다. 양호한 수신질을 갖는 제어 채널이 발견될 때, 이동국은 수신질이 다시 저하될 때까지 이 채널에 동조되어 유지된다. 이 방법으로, 이동국은 시스템과 "접촉상태"로 지속된다.

아이들 상태에 있는 동안, 이동국은 그에 할당된 페이징 메시지에 대한 제어 채널을 모니터하여야 한다. 예를 들어, 정규 전화기(육선) 가입자가 이동 가입자를 호출할 때, 그 호출은 공중 교환 전화기 네트워크(PSTN)로부터 다이얼된 번호를 분석하는 이동 교환 센터(MSC)로 전해진다. 다이얼된 번호가 확인되면, MSC는 호출된 이동국의 이동 식별 번호(MIN)를 포함하는 페이징 메시지를 각 제어 채널에 걸쳐 전송함으로서 다수의 무선 기지국 모두 또는 그 일부가 호출된 이동국을 부르도록 요구한다. 페이징 메시지를 수신한 아이들 상태의 각 이동국은 수신된 MIN을 자체 저장된 MIN과 비교한다. 정합되는 저장 MIN을 갖는 이동국은 특정한 제어 채널에 걸쳐 페이지 응답을 기지국에 전송하고, 기지국은 페이지 응답을 MSC에 전한다.

페이지 응답을 수신하면, MSC는 페이지 응답을 수신했던 기지국에 이용가능한 AVC나 DTC를 선택하고, 그 기지국에서 대응하는 무선 송수신기를 on 상태로 교환하고, 또한 호출된 이동국이 선택된 음성 또는 트래픽 채널에 동조하도록 지시하는 메시지를 기지국이 제어 채널을 통해 호출된 이동국에 전달하게 한다. 일단 이동국이 선택된 AVC나 DTC에 동조되면, 호출을 위한 직통 연결이 설립된다.

TIA/EIA/IS-54-B로 할당된 ACC를 갖는 시스템의 실행도는 여기서 참고로 표함되는 TIA/EIA/IS-136에서 할당된 디지탈 제어 채널(DCCH)를 갖는 시스템에서 개선된다. 이러한 DCCH를 이용해, 각 TIA/EIA/IS-54-B 무선 채널은 DTC만이나 DCCH만을, 또는 DTC와 DCCH 모두의 혼합을 운송할 수 있다. TIA/EIA/IS-136-B 구조내에서, 각 무선 반송자 주파수는 3개까지의 전비율 DTC/DCCH나 6개까지의 반비율 DTC/DCCH, 또는 예를 들어 1개의 전비율과 4개의 반비율 DTC/DCCH 사이의 조합을 가질 수 있다.

그러나, 일반적으로, DCCH의 전송 비율은 TIA/EIA/IS-54-B에서 할당된 반비율 및 전비율과 일치될 필요가 없고, DCCH 슬롯의 길이는 균일하지 않아서 DTC 슬롯의 길이와 일치되지 않는다. DCCH는 TIA/EIA/IS-54-B 무선 채널에서 정의되고, 예를 들면, 연속적인 TDMA 슬롯열에서 매 n번째 슬롯으로 구성될 수 있다. 이 경우, 각 DCCH 슬롯의 길이는 TIA/EIA/IS-54-B에 따른 DTC 슬롯의 길이인 6.67 msec와 같거나 같지 않을 수 있다. 다른 방법으로(또한, 다른 가능한 방법에 대한 제한 없이), 이 DCCH 슬롯은 종래 기술에 숙련된 자에게 공지된 다른 방법으로 정의될 수 있다.

셀룰러 전화기 시스템에서는 이동국이 기지국 및 MSC와 통신하는 것을 허용하기 위해 공중 링크 프로토콜(air link protocol)이 요구된다. 통신 링크 프로토콜은 셀룰러 전화기 호출을 초기화하고 수신하는데 사용된다. 통신 링크 프로토콜은 일반적으로 통신 산업내에서 레이어(Layer) 2 프로토콜이라 칭하여지고, 그 기능성은 레이어 3 메시지의 한계 설정이나 프레임화를 포함한다. 레이어 3 메시지는 셀룰러 스위칭 시스템과 이동국내에 존재하는 통신 레이어 3 피어(peer) 실체 사이에서 전달된다. 물리 층(레이어 1)은 물리 통신 채널의 매개변수, 예를 들면 무선 주파수 간격, 변조 특징 등을 정의한다. 레이어 2는 물리 채널의 제한내에서 정확한 정보 전송에 필요한 기술, 예를 들면 에러 정정 및 검출 등을 정의한다. 레이어 3은 물리 채널을 걸쳐 전송되는 정보의 수신 및 처리를 위한 절차를 정의한다.

이동국과 셀룰러 스위칭 시스템(기지국과 MSC) 사이의 통신은 일반적으로 도 1 및 도 2를 참고로 설명될 수 있다. 도 1은 다수의 레이어 3 메시지(11), 레이어 2 프레임(13), 및 레이어 1 채널 버스트 또는 시간 슬롯(15)을 도시한다. 도 1에서, 각각의 레이어 3 메시지에 대응하는 채널 버스터의 각 그룹은 논리적인 채널을 구성하고, 상술된 바와 같이, 소정의 레이어 3 메시지에 대한 채널 버스트는 통상적으로 TIA/EIA/136 반송자에서 연속적인 슬롯이 아니다. 한편으로, 채널 버스트는 연속적일 수 있다: 한 시간 슬롯이 끝나자마자, 다음 시간 슬롯이 시작될 수 있다.

각각의 레이어 1 채널 버스트(15)는 완전한 레이어 2 프레임 뿐만 아니라, 예를 들면 에러 정정 정보 및 레이어 1 동작에 사용되는 다른 오버헤드 정보와 같은 다른 정보를 포함한다. 각각의 레이어 2 프레임은 레이어 3 메시지의 적어도 일부 뿐만 아니라 레이어 2 동작에 사용되는 오버헤드 정보를 포함한다. 비록 도 1에서는 도시되지 않았지만, 각각의 레이어 3은 메시지의 패이로드(payload), 각 메시지의 종류를 식별하기 위한 헤더(header) 부분, 및 가능하게 패딩(padding)으로 고려될 수 있는 다양한 정보물을 포함한다.

각각의 레이어 1 버스트와 각각의 레이어 2 프레임은 다수의 다른 필드(field)로 분할된다. 특히, 각 레이어 2 프레임에서 제한된 길이의 DATA 필드는 레이어 3 메시지(11)를 포함한다. 레이어 3 메시지는 레이어 3 메시지에 포함된 정보량에 따라 가변 길이를 가지므로, 단일 레이어 3 메시지의 전송을 위해 다수의 레이어 2 프레임이 요구될 수 있다. 채널 버스트와 레이어 2 프레임 사이에는 일 대 일 대응관계가 있기 때문에, 그 결과로 전체 레이어 3 메시지를 전송하기 위해서는 다수의 레이어 1 채널 버스트가 또한 요구될 수 있다.

상기에 기술된 바와 같이, 하나 이상의 채널 버스트가 레이어 3 메시지를 전달하는데 요구될 때, 수개의 버스트는 통상 무선 채널에서 연속적인 버스트가 아니다. 더욱이, 수개의 버스트는 통상적으로 레이어 3 메시지를 운송하는데 사용되는 특정한 논리적 채널에 맞추어진 경우 조차도 연속적인 버스트가 아니다. 수신하여 처리하고, 또한 수신된 각 버스트에 반작용하는데는 시간이 요구되므로, 레이어 3 메시지의 전송을 위해 요구되는 버스트는 도 2a에서 설명되고 TIA/EIA/IS-136 표준과 연결되어 상술된 바와 같이, 통상적으로 엇물린 포맷으로 전달된다.

도 2a는 반송자 주파수상에서 전달되는 연속적인 시간 슬롯 1, 2, ...에 포함된 시간 슬롯 1, 2, ..., N, ...의 연속으로 구성되는 전방(또는 다운링크(downlink)) DCCH의 일반적인 예를 도시한다. 이 DCCH 슬롯은 TIA/EIA/IS-136에 의해 할당된 것과 같이 무선 채널에서 정의되고, 예를 들어 도 2a에 도시된 바와 같이 일련의 연속적인 슬롯에서 매 n번째 슬롯으로 구성된다. 각각의 DCCH 슬롯은 TIA/EIA/IS-136 표준에 따른 DTC 슬롯의 길이인 6.67 msec이거나 다른 길이가 될 수 있는 기간을 갖는다.

도 2a에 도시된 바와 같이, DCCH 슬롯은 수퍼프레임(superframe)(SF)으로 조직될 수 있고, 각 수퍼프레임은 다른 종류의 정보를 운송하는 다수의 논리적 채널을 포함한다. 수퍼프레임내의 각 논리적 채널에는 하나 이상의 DCCH 슬롯이 할당된다. 도 2a에서의 모범적인 다운링크 수퍼프레임은 3개의 논리적 채널을 포함한다: 오버헤드 메시지를 위해 6개의 연속 슬롯을 포함하는 방송 제어 채널(BCCH); 페이징 메시지를 위해 한 슬롯을 포함하는 페이징 채널(PCH); 및 채널 할당과 다른 메시지를 위해 한 슬롯을 포함하는 억세스 응답 채널(ARCH). 도 2a의 모범적인 수퍼프레임에서 나머지 시간 슬롯은 부가적인 페이징 채널(PCH) 또는 다른 채널과 같은 다른 논리적 채널로 전용될 수 있다. 이동국의 수는 통상 수퍼프레임내의 슬롯수 보다 훨씬 더 크므로, 각 페이징 슬롯은 일부 유일한 특징, 예를 들면 MIN의 최종 디지트를 공유하는 수개의 이동국을 부르는데 사용된다.

도 2b는 전방 DCCH의 슬롯에 대한 바람직한 정보 포맷을 설명한다. 각 슬롯에서 전송되는 정보는 다수의 필드를 포함하고, 도 2b는 각 필드내의 비트수를 나타낸다. SYNC 필드에서 전달되는 비트는 종래의 방법으로 부호화된 수퍼프레임 위상(CSFP)과 DATA 필드의 정확한 수신을 보장하는 것을 돕는데 사용된다. SYNC 필드는 슬롯의 시작을 찾아내도록 기지국에 의해 사용되는 소정의 비트 패턴을 포함한다. 공유 채널 피드백(SCF) 필드는 시스템으로의 억세스를 요구하도록 이동국에 의해 사용되는 랜덤 억세스 채널(RACH)을 제어하는데 사용된다. CSFP 필드는 이동국이 각 수퍼프레임의 시작을 찾아낼 수 있게 하는 부호화된 수퍼프레임 위상값을 운반한다. 이는 단지 전방 DCCH 슬롯에서의 정보 포맷에 대한 한 예이다.

효율적인 비활동 모드 동작과 신속한 셀 선택을 위해, BCCH는 다수의 서브 채널로 분할될 수 있다. 이동국이 시스템을 억세스할 수 있기 이전에 on 상태로 교환될 때 최소 정보량을 판독하도록 허용하는 BCCH 구조가 공지된다. on 상태로 교환된 이후에, 아이들 상태의 이동국은 할당된 PCH 슬롯(통상적으로 각 수퍼프레임에서 하나)만을 정규적으로 모니터할 필요가 있다; 다른 슬롯 동안에는 이동국이 활동하지 않을 수 있다. 이동국이 페이징 메시지를 판독하는데 소비하는 시간과 비활동 상태에서 소비된 시간의 비율은 제어가능하고, 이는 호출-셋업 지연과 전력소모 사이에서 균형을 취하는 것을 나타낸다.

각 TDMA 시간 슬롯은 특정하게 고정된 정보 운송 용량을 가지므로, 각 버스트는 전형적으로 상기에 기술된 바와 같은 레이어 3 메시지의 일부만을 운송한다. 다수의 이동국은 다운링크 방향으로 시스템으로부터 전달된 레이어 3 메시지를 기대하면서, 업링크(uplink) 방향으로, 논의되는 시스템과 통신하도록 시도한다. 공지된 시스템에서, 소정의 레이어 3 메시지는 전체 레이어 3 메시지를 전달하는데 요구되는 양만큼의 TDMA 채널 버스트를 사용해 운송되어야 한다.

디지탈 제어 및 트래픽 채널은 이동 유닛에 대해 더 긴 비활동 주기를 지지하므로, 예를 들면 배터리 수명을 연장시키는 것과 같은 이유로 바람직하다. 디지탈 트래픽 채널 및 디지탈 제어 채널은 시스템 용량을 최적화하고 셀의 계층구조, 즉 매크로셀(macrocell), 마이크로셀(microcell), 피코셀(picocell) 등의 구조를 지지하는 기능성을 확장시킨다. "매크로셀"이란 말은 일반적으로 종래의 셀룰러 전화기 시스템에서의 셀 크기(예를 들면, 적어도 약 1 Km의 반지름)와 비교할만한 크기를 갖는 셀을 칭하고, "마이크로셀" 및 "피코셀"이란 말은 일반적으로 점차 더 작은 셀을 칭한다. 예를 들면, 마이크로셀은 공공의 실내 또는 실외 영역, 예를 들면 컨벤션 센터나 분주한 거리를 포함하고, 피코셀은 고층 건물의 한 층이나 사무실 복도를 포함한다. 무선 서비스 범위 투시도로부터, 매크로셀, 마이크로셀, 및 피코셀은 서로 구별되거나 다른 트래픽 패턴이나 무선 환경을 다루도록 서로 겹쳐질 수 있다.

도 3은 모범적인 계층구조 또는 다중층의 셀룰러 시스템이다. 육각형으로나타내진 우산형 매크로셀(10)은 위로 겹쳐진 셀룰러 구조를 구성한다. 각각의 우산형 셀은 밑으로 겹쳐진 마이크로셀 구조를 포함한다. 우산형 셀(10)은 도시의 거리에 따른 영역에 대응하여 점선내에 둘러싸인 영역으로 나타내지는 마이크로셀(20)과 긴 점선내에 둘러싸인 영역으로 나타내지는 마이크로셀(30), 및 건물의 각 층을 포함하는 피코셀(40), (50), (60)을 포함한다. 마이크로셀(20) 및 (30)에 의해 포함되는 두 도시 거리의 교차점은 조밀한 트래픽 집중 영역이므로, 과열 지역을 나타낸다.

도 4는 모범적인 기지국(110)과 이동국(120)을 포함하는 셀룰러 이동 무선전화기 시스템의 블록도를 나타낸다. 기지국(110)은 실제로 PSTN(도시되지 않은)에 연결되는 MSC(140)와 연결된 제어 및 처리 유닛(130)을 포함한다. 이러한 셀룰러 무선전화기 시스템의 일반적인 특성은 본 출원에서 참고로 포함되는 "셀룰러 통신 시스템에서의 인근 보조 전환"명으로 웨이크(Wejke)에 부여된 미국 특허 No. 5,175,867에 의해 설명되는 바와 같이, 종래 기술에서 공지된다.

기지국(110)은 제어 및 처리 유닛(130)에 의해 제어되는 음성 채널 송수신기(150)를 통해 다수의 음성 채널을 처리한다. 또한, 각 기지국은 하나 이상의 제어 채널을 처리할 수 있는 제어 채널 송수신기(160)를 포함한다. 제어 채널 송수신기(160)는 제어 및 처리 유닛(130)에 의해 제어된다. 제어 채널 송수신기(160)는 셀이나 기지국의 제어 채널에 걸친 제어 정보를 그 제어 채널에 고정된 이동국에 방송한다. 송수신기(150) 및 (160)는 같은 무선 반송 주파수를 공유하는 DCCH 및 DTC와 사용되도록 음성 및 제어 송수신기(170)와 같이 단일 디바이스로 실행될 수 있는 것으로 이해된다.

이동국(120)은 음성 및 제어 채널 송수신기(170)에서 제어 채널상의 정보 방송을 수신한다. 이어서, 처리 유닛(180)은 이동국이 추적할 후보 셀의 특징을 포함하는 수신된 제어 채널 정보를 평가하여, 이동국이 어느 셀을 추적하여야 하는가를 결정한다. 유리하게, 본 출원에서 참고로 포함되는 "무선전화기 시스템에서 통신 제어를 위한 방법 및 장치"명으로 레이스(Raith)에 부여된 미국 특허 No. 5,353,332에 의해 설명되는 바와 같이, 수신된 제어 채널 정보는 연관된 셀에 관한 절대 정보를 포함할 뿐만 아니라, 제어 채널이 연관된 셀과 가까운 다른 셀에 관한 상대 정보도 포함한다.

사용자의 "대화 시간", 즉 이동국의 배터리 수명을 증가시키기 위해, 현재 아날로그 전방 제어 채널(FOCC)에 대해 할당된 메시지의 종류를 운송할 수 있지만, FOCC를 추적할 때, 이후에는 정보가 변할 때에만 아이들 상태의 이동국이 오버헤드 메시지를 판독하도록 허용하는 포맷으로 운송하는 디지탈 전방 제어 채널(기지국 대 이동국)이 제공된다. 이러한 시스템에서, 일부 종류의 메시지는 다른 종류 보다 자주 기지국에 의해 방송되어, 이동국은 모든 메시지 방송을 판독할 필요가 없다.

TIA/EIA/IS-54-B 및 TIA/EIA/IS-136 표준에 의해 할당된 시스템은 회로 스위치 기술로서, 물리 호출 연결을 이루고 통신 최종 시스템이 교환된 데이터를 갖는 한 그 연결을 유지하는 "연결 지향" 통신의 한 종류이다. 회로 스위치의 직접적인 연결은 개방 파이프라인(pipeline)으로 동작되어, 적절하다고 생각하는 것이 무엇이든 최종 시스템이 그 회로를 사용하는 것을 허용한다. 회로 스위치 데이터 통신은 일정한 대역폭 응용에 적합한 반면, 낮은 대역폭과 "버스트가 있는" 응용에 대해서는 비교적 비효율적이다.

연결 지향적이거나(예를 들면, X.25) "연결이 없는" 패킷(packet) 스위치 기술은 물리 연결의 셋업 및 해제를 요구하지 않는 것으로, 회로 스위치 기술과 현저하게 대조적이다. 이는 데이터 잠재 시간을 줄이고, 비교적 짧거나 버스트가 있은, 또는 상호작용하는 트랜잭션을 처리할 때 채널의 효율을 증가시킨다. 연결이 없는 패킷 스위치 네트워크는 루트선택 기능을 다수의 루트선택 위치에 분배하고, 그에 의해 중앙 스위칭 중심지를 사용할 때 발생될 수 있는 가능한 트래픽 병목현상을 방지하게 된다. 데이터는 적절한 최종 시스템의 어드레스 할당으로 "패킷화"되고, 데이터 경로를 따라 독립적인 유닛으로 전송된다. 때로 "루터(router)"라 칭하여지고, 통신 최종 시스템 사이에 위치하는 중간 시스템은 패킷을 근거로 취해질 가장 적절한 루트를 결정한다. 루트선택 결정은 최소 비용 루트나 비용 측정, 링크의 용량, 전송을 대기하는 패킷수, 링크에 대한 보안성 요구, 및 중간 시스템(노드) 동작 상태를 포함하는 다수의 특징을 근거로 한다.

경로 측정을 고려하는 루트에 따른 패킷 전송은 단일 회로 셋업과 반대로, 응용 및 통신 탄력성을 제시한다. 이는 또한 대부분의 표준 구내 네트워크(LAN)와 광역 네트워크(WAN)가 기업 환경에서 발전된 방법이다. 패킷 스위칭은 키보드 단자와 같이 사용되는 다수의 응용 및 디바이스가 상호 작용하고 버스트로 데이터를 전송하기 때문에 데이터 통신에 적절하다. 사용자가 데이터를 단자에 더 입력하거나 문제점에 대한 생각으로 중단하는 동안 아이들 상태에 있는 채널 대신에, 패킷 스위칭은 수개의 단자로부터의 다중 전송을 채널에 삽입한다.

패킷 데이터는 네트워크 노드 고장시 다른 경로를 선택하는 루터의 기능과 경로의 독립성으로 인해 더 확실한 네트워크를 제공한다. 그러므로, 패킷 스위칭은 네트워크 선을 보다 효율적으로 사용하도록 허용한다. 패킷 기술은 연결 시간 대신에 전송된 데이터의 양을 근거로 최종 사용자에게 요금청구하는 옵션을 제시한다. 최종 사용자의 응용이 대기 링크를 효율적으로 사용하도록 설계되었으면, 전송되는 패킷의 수는 최소가 된다. 각 개인 사용자의 트래픽이 최소로 유지되면, 서비스 제공자는 효율적으로 네트워크 용량을 증가시킨다.

패킷 네트워크는 통상 개방 시스템 인터페이스(OSI) 모델이나 TCP/IP 프로토콜 스택(stack)과 같은 폭넓은 산업 데이터 표준을 근거로 설계된다. 이들 표준은 형식적으로나 실제적으로 수년 동안 개발되었고, 이들 프로토콜을 사용하는 응용은 손쉽게 이용가능하다. 표준 근거의 네트워크의 주요 목적은 다른 네트워크와의 상호연결성을 이루는 것이다. 인터넷은 이 목적을 추구하는 이러한 표준 근거의 네트워크 중 오늘날의 가장 확실한 예이다.

인터넷이나 기업 LAN과 같은 패킷 네트워크는 오늘날의 산업 및 통신 환경에서 없어서는 안될 부분이다. 이러한 환경에서는 이동 계산성이 널리 보급되므로, TIA/EIA/IS-136을 사용하는 사람들과 같은 무선 서비스 제공자는 이들 네트워크로 억세스를 제공하는데 최상의 위치에 있다. 그럼에도 불구하고, 셀룰러 시스템에 의해 제공되거나 그에 제안되는 데이터 서비스는 일반적으로 각 활성화 이동 사용자에 대한 전용 무선 채널을 사용하는 회로 스위치 동작 모드를 근거로 한다.

회로 스위치 동작 모드를 근거로 하는 셀룰러 시스템에서 데이터 서비스에 대한 몇가지 예외가 패킷 데이터 개념을 포함하는 다음의 문서에서 설명된다.

미국 특허 No. 4,887,265와 "디지탈 셀룰러 시스템에서의 패킷 스위칭",Proc. 제38차 IEEE 차량 기술 Conf., pp.414-418(1988년 6월)은 각각이 다수의 데이터 호출을 수용할 수 있는 공유된 패킷 데이터 무선 채널을 제공하는 셀룰러 시스템을 설명한다. 이동국이 패킷 데이터를 요구하는 시스템은 기본적으로 정규적인 셀룰러 신호 전송을 사용해 특정한 패킷 데이터 채널에 할당된다. 시스템은 패킷 데이터 네트워크와의 인터페이스를 위한 패킷 억세스점(PAPS)을 포함한다. 각 패킷 데이터 무선 채널은 하나의 특정한 PAP에 연결되므로, 그 PAP와 연관된 데이터 호출을 다중화할 수 있다. 이양(handover)은 음성 호출을 위해 같은 시스템에서 사용되는 이양과 매우 유사한 방법으로 시스템에 의해 초기화된다. 패킷 채널의 용량이 불충분할 때는 새로운 종류의 이양이 부가된다.

이들 문서는 데이터 호출에 지향적인 것으로, 정규적인 음성 호출에서와 유사한 방법으로 시스템 초기화된 이양을 사용하는 것을 근거로 한다. TDMA 셀룰러 시스템에서 일반적인 목적의 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해 이 원리를 적용하면, 스펙트럼의 효율성과 실행도의 불이익이 생기게 된다.

미국 특허 No. 4,916,691은 새로운 패킷 모드의 셀룰러 무선 시스템 설계와 이동국에 (음성 및/또는 데이터) 패킷을 전달하는 새로운 과정을 설명한다. 기지국, 트렁크(trunk) 인터페이스 유닛을 통한 공중 스위치, 및 셀룰러 제어 유닛은WAN을 통해 함께 연결된다. 루트선택 과정은 이동국에 의해 초기화된 이양과, 패킷이 통과한 기지국의 식별자를 이동국으로부터 전송된(호출 동안) 패킷의 헤더에 부가하는 것을 근거로 한다. 이동국으로부터의 순차적인 사용자 정보 패킷 사이의 시간 주기가 확장되는 경우, 이동국은 셀 위치 정보를 운반할 목적으로 추가 제어 패킷을 전송한다.

셀룰러 제어 유닛은 주로 호출 설립시 관련되고, 이때 그 호출에는 호출 제어 번호가 할당된다. 이어서, 셀룰러 제어 유닛은 호출 제어 번호의 이동국, 호출 제어 번호의 트렁크 인터페이스 유닛, 및 초기 기지국의 식별자를 통보한다. 호출 동안에, 패킷은 트렁크 인터페이스 유닛과 현재 서비스를 제공하는 기지국 사이에서 직접 전달된다.

미국 특허 No. 4,916,691에서 설명되는 시스템은 TDMA 셀룰러 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 특수한 문제에 직접 관련되지 않는다.

"GSM에서의 패킷 라디오", 유럽 전기통신 표준 연구소(ETSI) T Doc SMG 2 58/93(1993년 2월 12일) 및 "미래의 경쟁 환경에서의 GSM"명의 세미나 동안 주어진 "GSM에 제안된 일반적인 패킷 무선 서비스", 헬싱키, 핀란드(1993년 10월 13일)는 GSM에서 음성 및 데이터에 대해 가능한 패킷 억세스 프로토콜의 개요를 설명한다. 이들 문서는 TDMA 셀룰러 시스템, 즉 GSM과 직접적으로 관련되고, 비록 최적으로 공유된 패킷 데이터 채널에 대해 가능한 조직의 개요를 설명하지만, 패킷 데이터 채널을 전체적인 시스템 해결법으로 통합시키는 면을 다루지 않는다.

"GSM 네트워크에 걸친 패킷 데이터", T, Doc SMG 1 238/93, ETSI(1993년 9월28일)는 패킷 이동국과 패킷 데이터 서비스로의 억세스를 처리하는 "대리인" 사이에 가상 채널을 설립하는 인증 및 정규적인 GSM 신호 전송을 먼저 사용하는 것을 근거로 GSM에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 개념을 설명한다. 신속한 채널 셋업 및 해제를 위해 수정된 정규적인 신호 전송으로, 정규적인 트래픽 채널은 패킷 전송을 위해 사용된다. 이 문서는 TDMA 셀룰러 시스템에 직접적으로 관련되지만, 그 개념이 현존하는 GSM 트래픽 채널의 "신속한 스위칭"을 위한 버전을 사용하는 것을 근거로 하므로, 최적 공유 패킷 데이터 채널을 근거로 하는 개념과 비교해 스펙트럼 효율성과 패킷 전송 지연(특히, 짧은 메시지에서)에 대해 불이익을 갖는다.

여기서 참고로 포함되는 셀룰러 디지탈 패킷 데이터(CDPD) 시스템 설명서, 릴리스(Release) 1.0(1993년 7월)는 현재의 진보된 이동 전화 서비스(AMPS) 시스템, 즉 북미 아날로그 셀룰러 시스템에서 이용가능한 무선 채널을 사용한 패킷 데이터 서비스를 제공하는 개념을 설명한다. CDPD는 미국 셀룰러 작동자 그룹에 의해 확인된 표괄적이고 개방적인 설명서이다. 적용되는 항목은 외부 인터페이스, 대기 링크 인터페이스, 네트워크 설계, 네트워크 관리, 및 승인을 포함한다.

할당된 CDPD 시스템은 현존하는 AMPS 하부구조와 독립적인 하부구조를 근거로 광범위하다. AMPS 시스템과의 공통성은 같은 종류의 무선 주파수 채널과 같은 기지국 위치(CDPD에 의해 사용되는 기지국은 CDPD로 할당된 새로운 것이다)를 사용하는 것과 두 시스템간의 채널 할당을 대등하게 하도록 신호 전송 인터페이스를 사용하는 것으로 제한된다.

이동국으로의 패킷 루트를 선택하는 것은 먼저 이동국 어드레스를 근거로홈(home) 위치 레지스터(HLR)를 갖춘 홈 네트워크 노드(홈 이동 데이터 중간 시스템, MD-IS)로의 패킷 루트를 선택하는 것; 필요할 때, HLR을 근거로 방문되는 서비스 제공 MD-IS로의 패킷 루트를 선택하는 것; 또한 이동국이 셀 위치를 서비스 제공 MD-IS에 보고하는 것을 근거로 현재 기지국을 통해 서비스 제공 MD-IS로부터 패킷을 최종적으로 전달하는 것을 근거로 한다.

비록 CDPD 시스템 설명서는 이 응용에 의해 어드레스 할당된 TDMA 셀룰러 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 특수한 문제점에 직접 관련되지 않지만, CDPD 시스템 설명서에서 설명된 네트워크 특성 및 개념은 본 발명에 따라 대기 링크 프로토콜에 필요한 네트워크 특징에 대한 근거로 사용될 수 있다.

CDPD 네트워크는 현존하는 데이터 통신 네트워크와 AMPS 셀룰러 네트워크의 연장이 되도록 설계된다. 현존하는 연결이 없는 네트워크 프로토콜은 CDPD 네트워크를 억세스하는데 사용될 수 있다. 네트워크는 항상 개발되고 있는 것으로 고려되므로, 적절할 때 새로운 네트워크 레이어 프로토콜을 부가하도록 허용되는 개방적인 네트워크 설계를 사용한다. CDPD 네트워크 서비스 및 프로토콜은 OSI 모델 이후의 네트워크 레이어에 제한된다. 그렇게 하면, 밑으로 겹쳐진 CDPD 네트워크를 변화시키지 않고 상단 레이어 프로토콜 및 응용 개발을 허용하게 된다.

이동 가입자의 투시도로부터, CDPD 네트워크는 데이터 및 음성 모두에 대해 종래 네트워크의 무선 이동 연장이다. CDPD 서비스 제공자 네트워크의 서비스를 사용함으로서, 가입자는 다수가 종래 데이터 네트워크에 위치하는 데이터 응용에 불편함 없이 억세스할 수 있다. CDPD 시스템은 서로 관련된 2개의 서비스 세트로관찰될 수 있다: CDPD 네트워크 지지 서비스 및 CDPD 네트워크 서비스.

CDPD 네트워크 지지 서비스는 CDPD 네트워크를 유지하고 관리하는데 필요한 작업을 실행한다. 이들 서비스는: 회계 서버; 네트워크 관리 시스템; 메시지 전달 서버; 및 인증 서비이다. 이들 서비스는 서비스 제공자간에 상호동작성을 허용하도록 정의된다. CDPD 네트워크는 기술적으로 원래 AMPS 하부구조를 넘어 전개되므로, 네트워크 지지 서비스가 변하지 않고 유지될 것을 기대한다. 네트워크 지지 서비스의 기능은 이동 네트워크에 대해 필수적이고 무선 주파수(RF) 기술에 의존하지 않는다.

CDPD 네트워크 서비스는 가입자가 데이터 응용과 통신하는 것을 허용하는 데이터 전달 서비스이다. 부가하여, 데이터 통신의 양 끝부분이나 한쪽 끝부분은 이동국이 될 수 있다.

요약하여, 시스템은 패킷 데이터에 대해 최적화된 공유 패킷 데이터 채널을 제공하는 것을 근거로, D-AMPS 셀룰러 시스템에서 일반적인 목적의 패킷 데이터 서비스를 제공할 필요가 있다. 이 응용은 TIA/EIA/IS-136 표준에 의해 할당된 것과 유사한 연결 지향 네트워크와 비연결 패킷 데이터 네트워크의 조합된 이점을 제공하는 시스템 및 방법을 제시한다.

이러한 시스템에서 한가지 중요한 특성은 채널이나 대역폭의 할당이다. IS-136에 대한 이러한 채널 할당의 한 예는 이동 보조 채널 할당(MACA)이다. IS-136에서, MACA 보고는 방송 제어 채널(BCCH)상에서 전형적으로 전달되는 MACA 보고의 전송에 대한 이동국 요구조건으로 트래픽 채널을 할당하기 이전에 수신된다. 예를들면, 논의 또는 보류 근거로 억세스를 시도하는데 사용되는 과정은 신속한 BCCH상에서 억세스 매개변수 메시지로 전달된다. 이러한 IS-136 랜덤 억세스 매개변수의 예는 최대 통화중/보류 정보, 최대 재시도 정보, 최대 반복 정보, 및 최대 중단 카운터를 포함한다. MACA 보고는 트래픽 채널을 할당하기 이전에 사용되므로, MACA는 이동국이 시스템을 억세스한 이후에는 정보를 제공하지 않는다.

셀룰러 전화기 통신 시스템의 또 다른 특성은 무선 매체에서 불규칙성 또는 부족량을 보상하는데 사용되는 등화(equlization)이다. 등화기는 주로 다중경로의 전파효과와, 셀룰러 시스템에서 예를 들면, 전송기와 수신기 사이의 상대적인 이동효과를 줄일 목적으로 수신 회로에서 사용된다. 이는 예를 들면, 적응성 등화라 칭하여지는 것을 포함하는 TDMA 시스템과 관련된 WO 88/05981에서 설명된다. 무선 수신기에 통합된 등화기의 설정은 무선 전송기로부터 전송되는 데이터 단어와 시간 다중화된 단어를 동기화하는 것을 조건으로 한다. 단어를 동기화하는 것의 도움으로, 등화기는 매체의 분산 특성을 보상하도록 설정될 수 있다. 등화기를 포함하는 무선 수신기는 때로 높은 심볼 비율의 통신(> 100 kbit/s)에서 사용되고, 여기서 다중경로 전파에 대한 비트 민감성은 더 낮은 심볼 비율의 통신에서의 비트 민감성 보다 더 크다. 등화기를 사용하는 것의 한가지 불편한 점은 수신기의 복잡성과 전력 소모가 증가되는 점이다.

등화기를 사용하지 않으면, 비간섭 복조가 제공될 수 있어, 결과적으로 수신기에서의 복잡성 정도가 낮아지고 전류 소모가 낮아지는 이점이 주어진다. 부가하여, 높은 운송수단 속도로 인해, 무선 채널을 신속히 변화시켜 확고한 수신기가 얻어진다. 불편한 점은 상당한 부분의 심볼 시간을 구성하는 시간 분산으로 복조가 실행될 수 없다는 사실에 있다.

<발명의 요약>

본 발명의 한 실시예에 따르면, 채널내에서 이동국에 새로운 위상을 재할당하는 방법이 설명된다. 통신 시스템에서는 다수의 이동국이 제한된 수의 채널에서 통신하도록 시도한다. 본 발명은 먼저 이용가능한 채널에서 이동국을 대략 고르게 분포하는 일반적인 할당 방법을 사용한다. 이동국이 시스템에서 활성화 통신을 시작한 이후에는 과도하게 로드(load)된 채널에서 일부 이동국의 위상을 변화시키는 제 2 할당 방법이 사용된다. 부가하여, 과도하게 로드된 채널에 할당되었지만 아직 활성적으로 통신하지 않는 이동국에는 그 이동국이 새로운 채널로 변화되어야 함을 나타내는 메시지가 또한 전달될 수 있다.

출원인의 발명에 대한 특성 및 이점은 도면과 연관하여 이 설명을 읽으면 이해될 것이다.

도 1은 다수의 레이어(Layer) 3 메시지, 레이어 2 프레임, 및 레이어 1 채널 버스트나 시간 슬롯을 설명하는 도면.

도 2a는 반송자 주파수에서 전달된 계속되는 시간 슬롯에 포함된 시간 슬롯의 연속으로 구성되는 전방(forward) DCC를 도시하는 도면.

도 2b는 IS-136 DCCH 필드 슬롯 포맷의 예를 도시하는 도면.

도 3은 계층구조 또는 다층화된 셀룰러 시스템의 예를 설명하는 도면.

도 4는 기지국과 이동국을 포함하는 셀룰러 이동 무선전화기 시스템 예의 블록도.

도 5는 가능한 맵핑(mapping) 순차의 한 예를 설명하는 도면.

도 6은 PDCH 재할당의 예를 설명하는 도면.

도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 흐름도를 설명하는 도면.

도 8은 새로운 위상 할당을 수신하는 전비율 이동국을 설명하는 도면.

도 9는 새로운 위상 할당을 수신하는 이중비율 이동국을 설명하는 도면.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 한가지 가능한 맵핑(mapping) 순차에 대한 설명이 도 5에 도시된다. 종래 기술에 숙련된 자에게는 본 발명이 이 맵핑 순차에 제한되지 않고 다른 맵핑 순차에도 적용됨이 명백하다. 도 5는 하나의 L3 메시지가 수개의 레이어 2 프레임으로 맵화되는 방법의 전용 패킷 디지탈 제어 채널(PDCH)예와, 레이어 2 프레임이 시간 슬롯으로 맵화되는 예, 또한 시간 슬롯이 PDCH 채널로 맵화되는 예를 도시한다. 전방 패킷 디지탈 제어 채널(FPDCH) 시간 슬롯과 역방향 패킷 디지탈 제어 채널(RPDCH) 버스트의 길이는 고정되지만, RPDCH 버스트는 3가지 형태로 다른 고정 길이를 갖는다. FPDCH 시간 슬롯은 도 5에서 물리 레이어상에 있는 것으로 가정된다. 본 발명에서, TDMA 프레임 구조는 IS-136 DCCH 및 DTC와 같다. 다중비율 전송이 사용될 때(이중비율 PDCH 및 삼중비율 PDCH)의 최대 처리량을 위해, 부가적인 FPDCH 슬롯 포맷이 할당된다.

IS-136의 디지탈 제어 채널(DCCH)는 PDCH 동작을 나타내는데 사용된다. 도6은 한 셀(또는 특히, 공통된 마더(mother) DCCH를 갖는)에 속하는 PDCH와 다른 셀(또는 특히, DCCH 재선택을 위한 후보로 DCCH 인근 목록에 나타나는)에서의 DCCH 사이의 관계를 나타낸다. 이동국은 항상 초기 셀 선택시 DCCH(마더 DCCH)로 간다. DCCH에서는 PDCH에 대한 지지가 나타난다. DCCH가 하나 이상의 전용 PDCH에 대한 지지를 나타내면, 한 PDCH(표지 PDCH)의 반송 주파수가 제공된다. 패킷 데이터 서비스에 관심을 두는 이동국은 표지 PDCH에 동조되어 다수의 PDCH가 존재하는가를 결정하도록 부가적인 BCCH 정보를 판독한다. 현재 서비스 영역에 하나 이상의 PDCH가 존재하면, 이동국은 해싱 알고리즘(hashing algorithm)에 따라 하나를 할당 PDCH로 선택하게 된다. 현재 서비스 영역에 단지 표지 PDCH만이 있으면, 이것이 이동국의 할당 PDCH가 된다. 할당된 PDCH를 결정한 이후에, 이동국은 할당된 PDCH에서 신속한 패킷 BCCH(F-PBCCH) 및 확장된 패킷 BCCH(E-PBCCH) 정보의 전싸이클을 판독한다. 이동국은 이어서 필요한 경우에 PDCH 이동관리 규칙에 따라 할당된 PDCH에 등록된다. PDCH에 등록되면, 결과적으로 이동국은 다른 할당 PDCH로 전해지거나 현재의 할당 PDCH를 유지하게 된다. 이 지점에서, 이동국은 마더 DCCH상의 셀룰러 서비스에 대해 잠재적으로 활성화되는 것에 부가하여, 할당된 PDCH상의 패킷 데이터 서비스에 대해 활성화된다.

통신 시스템에서는 각 채널이 다수의 시간슬롯을 포함하는 경우에서 다수의 이동국이 제한된 수의 채널에 통신하도록 시도한다. 효율성 면에서 볼 때, 모든 이동국은 모든 채널에 걸쳐 분산되기 보다는 한 채널에 할당되는 것이 유리하다. 이후에는 한가지 위상 할당 방법이 설명되고, 이는 도 7에 도시된다. 초기에 할당된 PDCH를 선택한 이후, 이동국은 할당된 PDCH에 등록되도록 진행된다. 등록에 응답하여, 서비스 제공 시스템은 이동국의 실시간 분포를 채널 사용(예를 들면, 패킷 데이터 로드)에 따라 이용가능한 채널에 제공하기 위해 이동국을 또 다른 채널(예를 들면, 다른 할당 PDCH)에 할당하도록 선택한다. 이동국에 의한 할당 PDCH의 초기 선택이 이동국 식별(MSID 또는 그의 최종 디지트)를 근거로 하고 이용가능한 채널에 걸쳐 이동국의 초기 분포를 제공하더라도, 채널 로딩을 근거로 등록하는 동안 순차적인 재분포가 일어날 수 있거나 이동국이 등록 메시지내에서 식별된다. 예를 들면, 이동국은 그것이 전비율, 이중비율, 또는 삼중비율 이동국임을 나타낼 수 있다. 그래서, 시스템은 이동국 등록시 채널을 할당할 때 하나의 삼중비율 이동국이 전비율 이동국 3개와 같은 잠재적인 로드를 갖는 것으로 생각할 수 있다. 2개의 삼중비율 이동국은 전비율 이동국 6개와 같은 잠재적인 로드를 가지므로, 시스템은 6개 전비율 이동국을 다른 채널에 할당하면서, 2개의 이중비율 이동국을 한 채널에 할당한다.

이동국이 패킷 데이터 채널에 할당된 이후에, 이동국은 "패킷 대기" 상태에 있으므로, 시스템과 통신하지 않는다. "패킷 대기" 상태에 있는 이동국은 방송 슬롯을 제외하고 모든 시간슬롯을 판독한다. 부가하여, 이동국이 비활동 모드에 있으면, 이동국은 단일 페이징 슬롯을 판독하도록 규칙적으로 짧은 시간 주기 동안 활동된다.

예를 들어, 전비율 이동국이 삼중비율 채널에 할당될 때, 이동국은 채널 보다 더 적은 전송 용량과 수신 용량을 가지므로, 시스템은 이동국과 통신하는데 문제점을 가질 수 있다. 전비율 이동국은 3개 슬롯, 즉 3개의 가능한 위상(슬롯 1, 슬롯 2, 슬롯 3) 중 하나만을 따를 수 있다. 예를 들면, 전비율 이동국은 할당된 채널, 예를 들면 PPCH 서브채널(PPCH_SUBCH)의 한 위상만을 따르게 된다. 이중비율 이동국은 3개의 가능한 슬롯 중 2개(슬롯 1과 2, 슬롯 2와 3, 및 슬롯 1과 3)에서 동작된다. 마지막으로, 삼중비율 이동국은 모든 슬롯에서 동작되므로, 해결될 필요가 있는 문제점과 마주치지 않는다. 그러나, 전비율 및 이중비율에서 동작하는 이동국에 대해서는 이동국과 시스템의 위상이 같아야 한다. 마주친 문제점을 해결하여야 하는 경우는 2가지가 있다: 이동국이 "패킷 대기" 상태에 있을 때와; 이동국이 비활동 모드에 있을 때.

비활동 모드에 있는 이동국에 대해, 본 발명은 모든 이동국이 전비율에서 동작될 수 있어야 하므로 채널의 전비율 채널을 사용해 소정의 위상에서 이동국을 단지 호출함으로서 문제점을 해결한다. 예를 들면, 시스템은 단지 채널의 제1 위상에서 이동국을 호출한다. 부가하여, 많은 TDMA 프레임 중 하나에 포함된 특정한 페이징 슬롯은 MIN이나 IMSI가 될 수 있는 이동국의 영구 식별을 사용해 결정될 수 있다.

페이징 슬롯은 몇가지 이유로 전비율 채널에만 할당된다. 첫 번째로, 전용 PDCH에는 전형적으로 DCCH 보다 더 적은 이동국이 모이게 된다. 이는 모든 PDCH 이동국이 광범위한 비활동 이후에는 DCCH에 모이므로 모든 이동국이 가능한 패킷 데이터이고 모든 사용자가 패킷 데이터 서비스 카운트를 활성화한 경우에도 그러하다. 두 번째로, 페이징 영역이 한 셀로 제한되므로, PDCH에 모인 이동국에 대해요구되는 페이징 용량은 IS-136 동작과 비교해 줄어든다. 마지막으로, 보다 적은 채널 부호화가 사용되면, 레이어 2 프레임은 더 오랫동안 IS-136에서의 프레임에 비교할만 하다. 이는 다수의 페이지를 단일 레이어 2 프레임으로 그룹화할 가능성을 증진시켜, 예를 들면, 삼중비율 PDCH에서 모든 PDCH 슬롯에 걸친 페이지가 흩어지는 것을 방지하므로, PDCH에 모인 이동국의 수와 관련되어 너무 많은 페이징 슬롯이 없어도 된다.

이동국이 PDCH 채널을 할당했지만 비활동 모드에 있지 않을 때, 이들은 그의 용량에 따라 FPDCH에서 슬롯을 판독한다. 그 결과로, 이동국은 일부 매개변수를 근거로, 예를 들면 이동국 식별 번호를 근거로 다른 위상에 균일하게 할당될 수 있다. 더욱이, 이동국은 아래 도시된 도표 1 및 도표 2에 따라 판독될 위상(슬롯의 서브세트)을 결정한다.

	이동국 PARCH 채널 사용(활성 모드)Φ을 계산
이동국의 모드	전비율 PDCH	이중비율 PDCH	삼중비율 PDCH
전비율	Φ=정의되지 않은	Φ=PPCH_SUBCHmod 2	Φ=PPCH_SUBCHmod 3
이중비율	응용가능하지 않은	Φ=정의되지 않은	Φ=PPCH_SUBCHmod 3
삼중비율	응용가능하지 않은	응용가능하지 않은	Φ=정의되지 않은

	이동국 PARCH 위상(활성 모드)슬롯 번호 지정(mod 4)
이동국의 모드	전비율 PDCH	이중비율 PDCH	삼중비율 PDCH
전비율	모든 PDCH 슬롯	마스터+Φ	마스터+Φ
이중비율	적용가능하지 않은	모든 PDCH 슬롯	마스터+Φ 및마스터+Φ+1
삼중비율	적용가능하지 않은	적용가능하지 않은	모든 PDCH 슬롯

비활동 모드나 "패킷 대기" 상태에서 이동국에 대해 마주치는 문제점의 다른해결법은 등록 응답 메시지에서 필요한 동기화를 이동국에 전달하는 것이다. 예를 들면, 등록 응답 메시지는 비율 및 위상 정보를 포함할 수 있다. 이 다른 방법에서, PPCH 서브채널은 이동국의 영구 식별에 연결될 필요가 없고, 페이징 채널은 전비율로 제한되지 말아야 한다. 부가하여, "패킷 대기" 상태에 있는 이동국의 할당된 위상은 또한 등록 응답 메시지에서 주어질 수 있다.

일단 이동국이 시스템과 활성적으로 통신하기 시작하면, 이동국의 위상은 또한 상술된 일반적인 할당 방법에서 일어나는 할당 문제점을 정정하도록 다시 할당될 수 있다. 본 실시예에서, 레이어 2 명령은 이동국에게 위상을 변화시켜야 함, 즉 이동국이 전송 및 수신하고 있는 위상을 쉬프트(shift)시켜야 함을 알리는데 사용될 수 있다. 본 실시예에서, 시스템과 이미 통신하고 있는 이동국의 주파수(예를 들면, 채널수)는 변하지 않는다. 그래서, 특정한 채널에서 전송하고 있는 이동국이 너무 많으면, 그 채널내의 위상만이 쉬프트될 수 있다. 그러나, 레이어 3 메시지는 아직 통신을 시작하지 않은 이동국에게 통신을 시작할 때 과부하된 채널에서 동작되지 않도록 또 다른 채널로 스위치되어야 함을 알리는데 사용될 수 있다. 마지막 다른 방법으로, 이동국은 항상 FPDCH에서 전달된 BCCH 정보에 의해 결정되는 단일 위상으로 디폴트(default)된다. 수신 시스템은 패킷 데이터 정보를 FPDCH에서 이동국에 전달하고 패킷 데이터정보를 RPDCH에서 수신하는 과정 중 임의의 시간에 위상 할당을 수정하도록 선택한다.

위상 할당에서의 변화는 전방 및 역방향 채널에 영향을 준다. 이동국에서의 심각한 시간 제한을 방지하기 위해, 이동국은 전비율 전송에 대해 다음 예정된 전송건(한 슬롯) 동안, 또한 이중비율 전송에 대해서는 다음 예정된 2개의 전송건(2개 슬롯) 동안 현재의 위상 할당을 유지하도록 허용된다. 도 8 및 도 9는 새로운 위상 할당을 수신하는 전비율 및 이중비율 이동국의 예를 설명한다. 도 8 및 도 9에서 설명되는 바와 같이, 위상 재할당은 완전한 프레임 이후에 발생된다.

본 발명은 이와 같이 설명되고 있지만, 이는 많은 방법으로 변할 수 있음이 명백하다. 이러한 변형은 본 발명의 의도 및 범위로부터 이탈된 것으로 간주되지 말고, 종래 기술에 숙련된 자에게 명백한 이러한 모든 수정은 다음의 청구항의 범위내에 포함되도록 의도된다.

Claims

통신 시스템에서 기지국에 의해 지지되는 채널내에서 이동국을 위상(phase)에 할당하는 방법에 있어서,

상기 이동국이 상기 시스템과 통신을 시작하기 이전에 상기 이동국이 대략 균일하게 분포되도록 등록 이전 또는 이후에 상기 이동국을 이용가능한 채널 중에 분포하는 단계;

상기 이동국을 할당된 그들 채널내에서 소정의 위상에 할당하는 단계,

상기 이동국에 의한 전송에 의해 발생되는 상기 각 위상에서의 로딩(loading)을 결정하는 단계; 및

상기 결정된 로딩을 근거로 상기 기지국에 의해 지지되는 할당된 그들 채널내에서 이동국을 다른 위상에 재할당하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동국의 상기 분포는 상기 이동국의 특성(attributes)을 근거로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 각 이동국의 상기 분포는 이동국 아이덴티티(identity)근거로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동국 중 일부는 등록 이후에 비활동 모드(sleep mode)에 있으며, 상기 시스템으로 활성화되는 최소 대역폭의 통신 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 이동국 중 일부는 시스템으로 등록된 이후에 모든 시간슬롯을 판독하며, 상기 시스템으로 활성화되는 최대 대역폭의 통신 경로를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 위상은 TDMA 프레임내의 시간 슬롯과 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.
기지국에 있어서,

이동국에 대한 초기 위상 할당과 관련된 제1 메시지, 상기 이동국에 대한 최종 사용자 데이터와 관련된 제2 메시지, 및 상기 이동국에 대한 변화된 위상 할당과 관련된 제3 메시지를 준비하는 프로세서; 및

상기 제1 메시지와 제2 메시지를 상기 이동국에 전송하고, 상기 기지국에 의해 지지되는 채널의 로딩을 근거로 상기 제3 메시지를 상기 이동국에 선택적으로 전송하는 전송기

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
제7항에 있어서, 상기 제2 메시지는 한 채널에서 상기 이동국의 로딩을 보다 균일하게 분포하도록 상기 프로세서에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제7항에 있어서, 상기 제1 메시지는 상기 이동국으로부터 등록 메시지를 수신한 이후에 상기 전송기에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 기지국.
제1항에 있어서, 상기 소정의 위상은 시간슬롯이고 상기 채널은 소정의 주파수인 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 위상 할당은 시간슬롯 할당이고, 상기 채널은 선정된 주파수인 것을 특징으로 하는 기지국.