KR100427000B1

KR100427000B1 - 통신 시스템의 분산 수행 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100427000B1
Application number: KR10-2001-7014445A
Authority: KR
Inventors: 필립 디. 네우밀러; 피터 레이; 랜돌 알. 스튜어트
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2004-04-14
Also published as: EP1179270B1; US6072790A; WO2000070894A1; EP1179270A1; EP1179270A4; KR20010113932A; DE60040734D1

Abstract

스위치(101)는 최근에 통신 받은 기지국들로 패킷들을 분산하여 분산 기능들을 수행한다. 특히, 게이트웨이(115)가 프레임들을 스위치(101)로 제공함에 따라, 스위치(101)는 원격 유니트(113)와 통신하는 모든 기지국들로 프레임들을 분산한다. 프레임들을 필요로 하는 복수의 기지국들을 결정하기 위해, 호출에 대하여 스위치(101)로 데이터를 현재 백호울링하는 기지국들의 식별(호출당 단위로)이 유지된다. 그 후, 스위치(101)는, 특정의 호출에 대하여 스위치(101)로 업링크 프레임들을 현재 제공하는 기지국들로 게이트웨이(115)로부터 수신된 프레임들을 분산한다.

Description

통신 시스템의 분산 수행 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING DISTRIBUTION IN A COMMUNICATION SYSTEM}

무선 통신 시스템내에서의 선택 및 분산은 당업계에 공지되어 있다. 선택 및 분산을 채용하는 그런 통신 시스템중 하나는, 참고자료로서 여기에 포함되는, 전자 산업 협회/통신 산업 협회 잠정 기준 95A(IS-95A/B)의 셀룰러 시스템 원격 유니트-기지국 호환 기준에 기술된 바와 같은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템을 들 수 있다(EIA/TIA는 2001 Pennsylvania Ave. NW Washington DC 20006에서 접할 수 있다). IS-95A/B에서 기술된 것처럼, 원격 유니트가 셀의 가장자리로 이동함에 따라, 현재의 기지국이 호출을 처리하면서, 원격 유니트는 인접한 기지국과 통신을 개시할 수 있다. 그 후, 호출은 양쪽 기지국들에 의해 동시에 처리된다. 이러한 시나리오 동안에는, 원격 유니트가 소프트 핸드오프(soft handoff)에 있다고 언급된다. 소프트 핸드오프는 기지국들 사이의 경계상에 역방향 채널 경로들 및 순방향 트래픽 채널들의 다이버시티를 제공한다. 특정 소프트 핸드오프와 관련된 각각의 기지국은, 트래픽 채널의 프레임들을 복조하고 이 프레임들을 선택 기능(selector function)에 제공한다. 그 후, 선택 기능은 각각의 활성 호출 레그(active call legs)로부터 최적의 프레임을 선택하고 그 프레임은 통신 네트워크의 나머지로 포워드된다. 마찬가지로, 통신 네트워크는 원격 유니트로 전송될 프레임들을 분산 기능(distribution function)으로 제공한다. 분산 기능은 이 프레임들을 위 원격 유니트와 소프트 핸드오프에 관련된 모든 기지국들로 분산한다.

현재의 CDMA 통신 시스템에서는, 소프트 핸드오프를 지원하기 위하여, 모든 선택/분산 기능들은 통신 시스템내의 기지국들과 별개인 소프트웨어/하드웨어 단위체들(예를 들면, 이동 교환 센터(MSC), 중앙 집중화된 기지국 제어기(CBSC),..., 등)에서 발생한다. 종래의 통신 시스템의 기지국들은 시간에 따라 변하지 않는 단일 선택 유니트로 단순히 결선된다. 이런 구성은 기존의 CDMA 통신 시스템에는 적합하지만, 모든 차세대 CDMA 시스템들에서는 MSC 및 CBSC를 실질적으로 필요로 하지 않기 때문에, 위와 같은 구성이 차세대 CDMA 통신 시스템에 적합하지 않다. 따라서, 차세대 CDMA 통신 시스템을 수용할 수 있는 통신 시스템내에서 분산을 수행하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 이러한 무선 통신 시스템내에서 분산을 수행하는 것에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 통신 시스템의 블럭도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 기지국의 블럭도.

도 3은 호출 발생동안 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 기지국의 동작을 도시하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 소프트 핸드오프동안 도 1의기지국의 동작을 도시하는 흐름도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 호출 고정(call anchoring) 기지국의 선택을 도시하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 2의 스위치의 동작을 도시하는 흐름도.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 2의 선택기의 동작을 도시하는 흐름도.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 2의 프레임 포워딩 회로의 동작을 도시하는 흐름도.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 스위치의 블럭도.

도 10은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 스위치의 동작을 도시하는 블럭도.

통신 시스템내의 분산 필요성을 만족시키기 위하여, 통신 시스템내에서 분산을 수행하는 방법 및 장치가 본 명세서에서 제시된다. 스위치는 가장 최근에 통신을 보낸 기지국에 패킷을 분산함으로써, 분산 기능들을 수행한다. 특히, 게이트웨이가 스위치로 프레임들을 제공하기 때문에, 스위치는 그 프레임들을 원격 유니트와 통신하는 모든 기지국들로 분산한다. 프레임들을 필요로 하는 복수의 기지국들을 결정하기 위해, 호출을 위하여 현재 데이터를 스위치로 백호울링(backhauling)하는 기지국들에 관한 식별(호출당 단위로)이 유지된다. 그 후, 스위치는, 게이트웨이로부터 수신된 프레임들을 특정 호출을 위하여 현재 업링크 프레임들을 스위치로 제공하는 기지국들로 분산한다.

본 발명은 통신 시스템내에서 선택을 수행하는 방법을 포함한다. 그 방법은 호출을 위하여 현재 업링크 데이터를 스위치로 제공하는 복수의 기지국들을 식별하는 단계, 및 식별된 복수의 기지국들로 분산될 다운링크 데이터를 수신하는 단계를 포함한다. 다운링크 데이터는 식별 단계에 기초하여 식별된 복수의 기지국들로 분산된다.

본 발명은 통신 시스템내에서 분산을 수행하는 방법을 추가적으로 포함한다. 그 방법은 기지국으로부터, 선택 기능으로 라우팅되는 제1 패킷을 수신하는 단계, 제1 패킷으로부터의 기지국 식별 및 호출 식별을 결정하는 단계, 및 현재 시간을 결정하는 단계를 포함한다. 호출 식별, 기지국 식별, 및 현재 시간은 버퍼에 저장된다. 호출에 관련된 복수의 기지국들에 분산될 제2 패킷이 수신된다. 그 후, 버퍼가 분석되어 호출과 관계된 버퍼에 존재하는 기지국들을 결정하고, 호출과 관계된 버퍼에 존재하는 기지국들로 제2 패킷이 분산된다.

또한, 본 발명은 통신 시스템에서 분산을 수행하는 장치를 포함한다. 그 장치는 입력으로서 기지국으로부터 제1 패킷을 수신받고, 수신된 제1 패킷에 기초하여 정보를 출력하는 로직 유니트, 상기 출력정보를 입력받는 버퍼, 및 입력으로서의 제2 패킷을 갖고, 제2 패킷이 포함된 출력을 갖는 라우팅 기능(routing function)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 버퍼의 컨텐츠에 기초하여 결정된 복수의 기지국들로 제2 패킷이 출력된다.

이제, 동일한 숫자가 동일한 구성요소를 지시하는 도면들을 참조하면, 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 통신 시스템(100)의 블럭도이다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 통신 시스템(100)은 IS-95A/B에 기술된 바와 같은 CDMA 시스템 프로토콜을 이용하지만, 또 다른 실시 형태들에서 통신 시스템(100)은 매크로 다이버시티(macro-diversity) 프레임 선택 및 분산이 발생할 것을 요구하는 다른 아날로그 또는 디지털 셀룰러 통신 시스템 프로토콜들을 이용할 수 있다.

통신 시스템(100)은 각각의 커버리지 영역(117-123)을 가지는 기지국(103-109), 원격 유니트(113), 백호울(backhaul, 111), 스위치 (101), 사이드호울 (sidehaul, 112), 및 게이트웨이(115)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 기지국들(103-109)은, 임의의 적절한 방식으로 동작하여 여기에 설명된 기능을 수행할 수 있도록, 프로세서들, 메모리들, 명령 세트들 등으로 구성되는 모토롤라 주식회사의 기지국들인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 스위치(101)는 시스코 모델 MGX-8800 같은 패킷 스위치(라우터) 또는 다른 네트워크 액세스 장비를 포함한다. 시스코는 미국내에서 170 West Tasman Dr., San Jose, CA 95134의 주소로 연락할 수 있다. 백호울(111) 및 사이드호울(112)은 스위치(101) 및 각각의 기지국(103-109)에서 종료하는 T1 스팬 라인(span lines)을 포함하지만, 본 발명의 또 다른 실시 형태들에서는, 백호울(111) 및 사이드호울(112)이 광학 커넥션 3(OC3), 광섬유 케이블, ..., 등과 같은 다른 백호울 및 사이드호울 수단을 포함할 수도 있다. 끝으로, 게이트웨이(115)는 공중 교환 전화 네트워크(PSTN), 통합 교환 디지털 네트워크(ISDN), 국제 통신 연합(ITU) H.323 네트워크, 광역 네트워크(WAN), 근거리 통신 네트워크(LAN), 디지털 가입자선(DSL) 또는 인터넷 네트워크와 같은(이들로 한정되는 것은 아님), 임의의 서비스 네트워크로 통신 시스템(100)을 연결할 수 있다.

도시된 바와 같이, 원격 유니트(113)는 현재 커버리지 영역(117-121)에 존재하고, 기지국들(103-107)과 3 방향 소프트 핸드오프 상태에 있다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 산택 및 특정 호출을 위한 호출 처리 기능들을 수행하는(즉, 특정의 호출에 대하여 호출 고정 기지국으로서 기능함) 하나의 호출 고정 기지국은, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 작업 부하 메트릭(work-load metric)이 될 수 있는 통계치에 기초하여 기지국들(103-107)중에서 선택된다. 호출 고정 기지국의 결정은 최저 평균 작업 부하를 갖는 기지국(본 실시예에서는 기지국(103))에 기초하여 이루어진다. 원격 유니트(113)와의 통신동안, 기지국(103-107)에 의해 수신되는 프레임들에는 기지국에 의해 프레임 품질 지표(frame-quality indicator,FQI)가 할당된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 FQI는 무선 채널(radio channel)상에서 사용되는 전치 에러 보정(FEC) 기능으로부터의 품질 비트인 것이 바람직하다. FEC 기능은 링크상에 추가적인 자동 반복 요청(ARQ)을 포함하거나 그렇지 않을 수 있다. 임계치들은 동작 및 보수 처리를 통하여 조정될 수 있거나 최적화 알고리즘을 통해 동적으로 조절된다. 본 발명의 또 다른 실시 형태에서, 다른 FQI가 대신 이용될 수도 있다(예를 들면, 리드 솔로몬, BCH 코드, 터보 코드, ..., 등).

비고정(non-anchoring) 기지국들(105-107)에서는 수신된 모든 프레임들에 대한 FQI 정보가 계속해서 백호울(111)을 통하여 스위치(101)로 백호울링된다. 특히, 기지국들(105-107)은 기지국 식별, 평균 기지국 작업 부하, 호출 식별, 및 FQI를 포함하는 FQI_SIDEHAUL 메시지를 계속해서 백호울링한다. 그 후, 스위치(101)는 호출 고정 기지국(이 경우에는, 기지국(103))으로 FQI 정보를 사이드호울링하고, 여기서 각각의 프레임에 대하여 최적의 FQI를 갖는 기지국이 결정된다.

일단 고정 기지국이 특정 프레임에 대한 최적의 FQI를 갖는 기지국을 결정하면, 고정 기지국은 최적의 FQI를 갖는 기지국으로 FORWARD_FRAME 메시지를 송신하거나, 또는 고정 기지국이 최적의 FQI를 갖는 기지국인 경우에는, 다른 기지국으로 아무것도 송신하지 않는다. FORWARD_FRAME 메시지는 프레임 번호 및 수신지 어드레스를 포함한다. 기지국에 의해 FORWARD_FRAME 메시지가 수신되면, 기지국은 즉시 프레임(프레임 번호에 의해 식별됨)을 스위치(101)로 포워딩한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 식별된 프레임은 수신지 어드레스를 포함하는 어드레스 필드를 갖는 패킷 형태로 송신된다. 그 후, 스위치(101)는 선택된 프레임을 게이트웨이(115)로, 그리고 궁극적으로는 수신지 어드레스로 라우팅시킨다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서 스위치(101)로 전송되는 모든 프레임들은 인터넷 프로토콜(IP)과 같은 패킷 프로토콜을 통하여 스위치(101)로 전송된다. 그러나, 다른 패킷 프로토콜들이 IP 대신에 사용될 수 있다(예를 들면, 프레임 릴레이나 비동기 전송 모드(ATM)). 또한, 다양한 음성/데이터 압축 포맷들이 IP 네트워크를 통하여 사용될 수 있다. 기지국들 사이의 경로 설정 및 IP 패킷들의 동기화는 코멘트 2326에 대한 인터넷 공학 태스크 포스(Internet Engineering Task Force,IETF) 요구에 설명된 바와 같은 실시간 흐름 프로토콜(RTSP)을 사용하여 이루어진다. CDMA 소프트 핸드오버 부가는 RTSP 용어(parlance)에서는 "컨퍼런스로의 미디어 서버(우리의 경우 기지국) 추가"로서 다루어진다. 서비스 품질(QoS)은 리소스 보존 프로토콜(RSVP)의 IETF 초안 기준을 사용하여 유지된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 유저 데이터그램 프로토콜(UDP) 포트 번호들이 사용되어 개별 데이터/음성 채널들을 식별한다. 당업자가 쉽게 이해할 수 있듯이, 매우 다양한 백호울 멀티플렉싱 방법들이 이러한 방법과 같이 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 기지국(103)의 블럭도이다. 기지국(103)은 안테나(201), 트랜시버(203), 스위치(204), 지연 회로(205), 선택 회로(207), 제어기(209), 및 프레임-포워딩 회로(211)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 선택 회로(207)는 전술된 바와 같은 CDMA 프레임 선택을 수행하는 소프트웨어/하드웨어를 포함한다. 즉, 선택기(207)는 특정 프레임에 대한 최적의 FQI를 갖는 기지국을 결정하고 FQI_SIDEHAUL 메시지를 송신하여 그 기지국이 프레임을 스위치(101)로 포워드하도록 명령한다. 기지국(103)의 동작동안, 제어 회로(209)는 기지국(103)이 선택 기능들을 수행할 것인지의 여부를 결정한다. 전술된 바와 같이, 호출 고정 기지국 결정은, FQI_SIDEHAUL에 부가하여 METRIC SIDEHAUL 메세지를 통해서도 교환되는 평균 작업 부하의 최저치를 갖는 기지국에 기초하여 이루어진다. METRIC_SIDEHAUL 비딩(bidding) 처리는 FQI 비딩 처리와 독립적으로 수행될 수 있다.

기지국(103)이 선택을 수행하는 시간동안, 트랜시버(203)에 의해 수신되는 프레임들은 스위치(204)로 출력된다. 제어기(209)는 스위치(204)가 트랜시버(203)로부터 수신된 프레임들을 지연 회로(205) 그리고 선택기(207)로 전달하도록 명령한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 지연 회로(205)는, 원격 유니트(113)와 소프트 핸드오프 상태인 모든 기지국들로부터의 프레임들이 동시에 선택기(207)로 입력되도록 어느 정도의 시간동안 프레임들을 지연시키는 기능을 한다. 선택기(207)는 수신된 프레임에 대한 FQI를 결정하고 FQI_SIDEHAUL 메시지를 통하여 원격 유니트(113)와 소프트 핸드오프 상태인 기지국들로부터 프레임에 대한 FQI 정보를 수신한다. 그 후, 선택기(207)는 원격 유니트(113)와의 소프트 핸드오프와 관련된 모든 기지국들로부터 최적의 FQI를 갖는 기지국을 선택한다. 고정 기지국(즉, 기지국(103))이 프레임에 대한 최적의 FQI를 갖는 기지국이면, 고정 기지국은 그 프레임을 스위치(101)로 전달한다(IP 패킷을 통해). 그러나, 고정 기지국이 그 프레임에 대하여 최적의 FQI를 갖지 않으면, 그 프레임에 대한 최적의 FQI를 갖는 기지국으로 FORWARD_FRAME 메시지가 전달된다.

기지국(103)이 특정 호출에 대하여 선택 기능들을 수행하지 않는 시간 주기동안(즉, 원격 유니트(113)와 소프트 핸드오프 상태인 모든 기지국들 중에서 최저 평균 작업부하를 갖지 않음), 제어기(209)는 스위치(204)가 트랜시버(203)로부터 수신된 모든 프레임들이, 선택기(207)를 거치지 않고(bypass), 프레임-포워딩 회로(211)로 전달하도록 명령한다. 프레임-포워딩 회로(211)는 회로(211)에 입력되는 프레임들에 대한 FQI 정보를 결정하고 계속해서 FQI 정보를 고정 기지국으로 사이드호울링한다. FORWARD_FRAME 메시지가 회로(211)에 의해 수신되는 경우, 회로(211)는 메시지에서 식별되는 프레임을 게이트웨이(115), 그리고 궁극적으로는 메시지에서 식별되는 수신지 어드레스로 포워드한다.

본 발명의 바람직한 실시 형태에서 기지국이 특정의 호출에 대하여 고정 기지국으로서 기능을 하는지 여부를 결정하는 것이 각 호출마다 이루어지는 것을 주목해야 한다. 따라서, 기지국과 통신하는 각각의 원격 유니트에 대하여, 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태에 있는 기지국 중 어느 것이 최저 작업 부하를 갖는지에 대한 결정이 이루어지고, 그 기지국이 선택 기능들을 수행한다. 예를 들면, 특정의 기지국은 제1 원격 유니트에 대하여 고정 기지국으로서 기능할 수 있지만, 제2 원격 유니트에 대하여는 비고정 기지국으로서 기능할 수도 있다. 이러한 상태동안, 특정 기지국은, 각각의 특정 기지국 그룹과 소프트 핸드오프 상태에 있는 두 원격 유니트 모두로부터의 통신을 수신할 것이다. 호출 고정(call anchor)으로서 기능하는 동안에는, 기지국은 제1 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태에 있는 모든 기지국들에 대하여 최저 평균 작업 부하를 갖지만, 제2 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태에 있는 기지국들에 대하여 최저 평균 작업 부하를 갖지 않을 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 호출 생성동안, 도 1의 기지국의 동작을 도시하는 흐름도이다. 즉, 도 3은 원격 유니트(113)가 처음으로 통신 시스템(100)에 접속하는 시간(time period)동안 기지국(103)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 단계 301에서, 기지국(103)은 원격 유니트(113)로부터 메시지를 수신하고, 단계 305에서, 기지국(103)은 메시지가 호출 생성 메시지인지 결정한다. 만일, 단계 305에서 기지국(103)이 원격 유니트(113)가 호출 생성 메시지를 송신한 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단계 310으로 계속되며 여기서 기지국(103)은 원격 유니트(113)에 트래픽 채널을 할당하고 그 트래픽 채널을 통하여 원격 유니트(113)와의 통신을 시작한다. 단계 315에서, 기지국(103)은 원격 유니트(113)로부터 송신을 수신하고 그 호출에 대하여 디폴트 앵커(default anchor)로서 기능하며, 모든 프레임들을 스위치(101)로 라우팅시킨다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 모든 호출 생성동안, 호출 생성을 수신하는 기지국은 자동적으로 소프트 핸드오프 레그가 호출에 부가될 때까지 고정 기능(anchor functionality) 수행하도록 설정될(default) 것이다. 단계(305)로 복귀하여, 기지국(103)이 원격 유니트(113)로부터 송신된 메시지가 호출 생성 메시지가 아닌 것으로 결정하면, 로직 흐름은 단계(320)로 계속되며, 여기서 통상의 메시징(예를 들면, 페이지, 페이지 응답, 등록, ..., 등)이 원격 유니트(113)와 기지국(103) 사이에 발생한다. 로직 흐름은 그 후 단계(301)로 복귀한다. 도 4는 소프트 핸드오프동안 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 기지국(103)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 로직 흐름은 원격 유니트(113)가 성공적으로 호출을 생성하고 기지국(103)과 통신하는 단계(401)에서 시작한다. 도 3을 참조하여 전술된 바와 같이, 기지국(103)은 소프트 핸드오프 레그가 호출에 부가될 때까지 고정 기능을 수행한다. 단계(403)에서, 제어기(209)는 소프트 핸드오프 레그가 호출에 부가되어야 하는지 결정한다. 이것은 이웃 기지국의 신호 강도 측정(IS-95A/B 파일럿 강도 측정 메시지(PSMM))을 수신하는 제어 회로(209)에 의해 이루어지고 PSMM이 임계치(IS-95A/B T_ADD)보다 더 큰지 여부를 결정한다. 만일, 단계(403)에서 소프트 핸드오프 레그가 현재 호출에 부가되어야 하는 것으로 결정되면, 논리 흐름은 단계(405)로 계속되어 핸드오버 요구 메시지가 목표 기지국(예를 들면, 기지국(105))으로 라우팅된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 핸드오버 요청 메시지는 제어 회로(209)로부터 스위치(101)를 거쳐 결국에는 목표 기지국(105)으로 라우팅된다.

단계(407)에서 어느 기지국(즉, 기지국(103) 또는 기지국(105))이 호출 고정 기지국으로서 기능해야 하는지에 대한 결정이 이루어진다. 전술된 바와 같이, 각각의 기지국에 대한 현재의 작업 부하에 기초하여 호출 고정 기지국이 선택되고, 최저 평균 작업부하를 갖는 기지국이 선택되어 고정 기능을 수행한다. 다음, 단계(409)에서, 제어기(209)는 고정 핸드오버가 필요한지 여부를 결정한다. 즉, 제어기(209)는 기지국(105)이 특정의 호출(즉, 선택 및 호출 처리/제어)에 대하여 고정 기능을 수행해야 하는지 여부를 결정한다. 단계(409)에서 고정 핸드오버가 필요한지를 결정하면, 로직 흐름은 단계(411)로 계속되어 고정 핸드오프가 수행되며, 기지국(105)이 특정의 호출에 대하여 고정 기능을 수행하고 로직 흐름은 단계(403)로 복귀한다. 그러나, 단계(409)에서, 고정 핸드오프가 필요하지 않은 것으로 결정되면, 단계(413)에서 기지국(103)은 고정 기능을 계속 수행하고(즉, 선택 및 호출 처리/제어) 로직 흐름은 단계(403)로 복귀한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 호출 고정 기지국의 선택을 도시하는 흐름도이다(도 4의 단계(407)). 로직 흐름은 단계(501)에서 개시하며 여기서 제어기(209)는 현재의 호출 고정 기지국(즉, 기지국(103))에 대한 현재의 작업 부하를 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 현재의 작업 부하는 호출 고정 기지국에 대한 현재의 백호울 이용(utilization)인 것으로 정의되지만, 다른 작업 부하 기능들도 이용될 수 있다. 다음으로, 단계(503)에서, 소프트 핸드오프 상태인 기지국들에 대한 현재의 작업 부하가 결정된다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 이것은, 사이드호울링된 프레임 정보(즉, FQI_SIDEHAUL 메시지 내의)와 함께 활성(active) 집합에 속하는 모든 기지국들에 관한 작업 부하의 주기적인 업데이트들을 호출 고정 기지국가 수신함으로써 이루어진다. 따라서, 특정의 호출에 대하여 호출 고정 기지국으로서 기능하지 않는 기지국들은, 호출 고정 기지국으로 송신되는 FQI와 함께 작업 부하 메트릭을 호출 고정 기지국으로 주기적으로 전달할 것이다.

본 발명의 또 다른 실시 형태에서, 활성 세트내의 기지국들에 대한 현재의 작업부하를 결정하는 다른 형태들이 고려된다. 예를 들면, 원격 유니트(113)와 현재 소프트 핸드오버 상태인 모든 기지국들(즉, IS-95A/B 활성 세트내의 모든 기지국들)에는 현재 작업 부하 메트릭을 현재의 호출 고정 기지국으로 제공하라는 요구가 보내진다. 이것은 표준 스위칭 기술들에 따라 스위치(101)를 통하여 IS-95A/B 활성 세트내의 모든 기지국들로 제어 메시지를 송신함으로써 발생할 수 있다.

계속해서, 단계(505)에서 후보 기지국(즉, 소프트 핸드오버가 요청되는 기지국)에 대하여 현재의 작업 부하가 결정된다. 끝으로, 단계(507)에서 최저 작업 부하를 갖는 기지국이 결정된다. 예를 들어, 현재의 호출 고정 기지국이 그 백호울 용량의 80%를 이용하고 있고, 고정 후보 기지국이 그 백호울 용량의 50%를 이용하고 있다면, 고정 후보 기지국은 현재의 호출 고정 기지국보다 더 낮은 작업 부하를 갖는다. 로직 흐름은 단계(409)로 계속된다(도 4).

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 2의 스위치의 동작을 도시하는 흐름도이다. 로직 흐름은 단계(601)에서 시작하는데 여기서 하나의 프레임이 트랜시버(203)로부터 스위치(204)로 출력된다. 다음, 단계(603)에서 제어기(209)는 기지국이 고정 기지국으로서 동작하는지 여부를 결정한다. 단계(603)에서 기지국이 고정 기지국인 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단계(605)로 계속되며 여기서 스위치(204)는 그 프레임을 선택기(207)로 전달하며, 그렇지 않으면 로직 흐름은 단계(607)로 계속되어 스위치(204)는 그 프레임을 프레임 포워딩 회로(211)로 전달한다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 선택기(207)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 로직 흐름은 단계(701)에서 시작하며 여기서 선택기(207)는 스위치(204)로부터 특정 호출에서의 하나의 프레임(트랜시버(203)로부터 수신됨)을 수신한다. 또한, 단계(701)에서, 선택기(207)는 FQI_SIDEHAUL 메시지를 통하여 특정의 호출과 소프트 핸드오프 상태인 모든 기지국들로부터의 제2 및 제3 FQI를 수신한다. 전술된 바와 같이, 기지국으로부터의 FQI 정보는 기지국에 의해 수신된 특정의 프레임의 품질을 나타낸다. 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태인 모든 기지국들로부터 FQI 정보를 수신함으로써, 선택기(207)는 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태인 각각의 기지국이 프레임을 얼마나 잘 수신했는지에 대한 정보를 수신한다.

계속하여, 단계(703)에서, 선택기(207)는 스위치(204)로부터 수신된 프레임에 대한 제1 FQI를 결정한다. 단계(705)에서 선택기(207)는 프레임에 대한 최적의 FQI를 갖는 기지국을 결정한다. 단계(707)에서 선택기(207)는 임계치와 최적의 FQI를 비교하고 최적의 FQI가 임계치를 초과하는지 여부를 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태인 기지국에 의해 수신된 모든 프레임들이 불량 FQI를 가질 상황들이 일어날 것을 예상한다. 이러한 상황들에서는 어떠한 프레임도 스위치(101)로 전달하지 않는 것이 바람직하다(불필요하다면). 따라서, 단계(707)에서, 선택기(207)가 최적 FQI가 임계치를 초과하지 않는 것으로 결정하면, 로직 흐름은 단계(701)로 복귀하며, 스위치(101)로 전달되는 프레임은 없다. 그러나, 단계(707)에서 최적의 FQI가 임계치를 초과하는 것으로 결정하면, 로직 흐름은 단계(709)로 계속하며 여기서 선택기가 제1 FQI(고정 기지국에 의해 수신됨)가 최적의 FQI인 것으로 결정하면, 로직 흐름은 단계(711)로 계속되며 여기서 선택기(207)에 의해 수신된 프레임이 스위치(101)로 전달된다(패킷 형태로). 그러나, 최적의 FQI가 제1 FQI가 아닌 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단계(713)로 계속되며 여기서 FORWARD_FRAME 메시지가 최적의 FQI를 갖는 기지국으로 송신된다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 2의 프레임-포워딩 회로의 동작을 도시하는 흐름도이다. 로직 흐름은 단계(801)에서 시작하며 여기서 프레임-포워딩 회로(211)는 스위치(204)로부터 특정 호출로부터의 하나의 프레임을 수신한다(트랜시버(203)로부터 수신됨). 다음, 단계(803)에서, 프레임-포워딩 회로(211)는 특정 호출에 대한 상기 프레임이 스위치(101)로 포워딩되어야 하는지를 나타내는 FORWARD_FRAME 메시지가 수신되었는지를 결정한다. 단계(803)에서 FORWARD_FRAME 메시지가 수신된 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단계(805)로 계속되며 여기서 메시지가 분석되어 어드레스 정보를 결정하며, 단계(807)에서 그 프레임은 FORWARD_FRAME 메시지에서 지시된 어드레스로 포워딩된다.

단계(803)로 복귀하여, FORWARD_FRAME 메시지가 수신되지 않은 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단계(809)로 계속되며 여기서 프레임에 대하여 FQI가 결정된다. 다음, 단계(811)에서 FQI는 고정 기지국으로 송신된다.

도 9는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 도 1의 스위치의 블럭도이다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 스위치(101)는 최근에 통신된 기지국들로 패킷들을 분산하여 분산 기능들을 수행한다. 특히, 게이트웨이(115)가 프레임들을 스위치(101)로 제공함에 따라, 스위치(101)는 원격 유니트(113)와 통신하는 모든 기지국들로 프레임들을 분산한다. 프레임들을 필요로 하는 복수의 기지국들을 결정하기 위하여, 호출을 위하여 현재 데이터를 스위치로 백호울링(backhauling)하는 기지국들에 관한 식별(호출당 단위로)이 유지된다. 그 후, 스위치(101)는. 게이트웨이(115)로부터 수신된 프레임들을 특정 호출을 위하여 현재 업링크 프레임들을 스위치(101)로 제공하는 기지국들로 분산한다. 종래의 분산 방법과는 달리, 본 발명의 바람직한 실시 형태에서는 특정의 호출에 관련된 기지국들이 스스로를 식별할 필요가 없다. 스위치(101)는 식별된 호출에 대한 업링크 프레임들을 제공하는 기지국들을 "기억하고", 상기 호출에 대한 다운링크 프레임들을 위 기지국들로 분산한다. 스위치(101)는 로직 유니트(905), 버퍼(907), 타이머(909), 및 라우팅 기능(911)을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 스위치(101)의 동작은 도 10에서 기술된 바와 같이 발생한다.

로직 흐름은 단계(1001)에서 시작하며 여기서는 원격 유니트(113)와 통신하는 기지국들에서 패킷들이 수신된다. 전술된 바와 같이, 원격 유니트(113)와의 통신동안, 기지국들(103-107)에 의해 원격 유니트(113)로부터 수신된 프레임들에는 기지국들에 의해 프레임 품질 표시(FQI)가 할당된다. 비고정 기지국들(105-107)의 경우 수신된 프레임에 대한 FQI는 FQI_SIDEHAUL 메시지를 통하여 스위치(101)로 계속해서 백호울링된다. 또한, 고정 기지국이 특정 프레임에 대하여 최적의 FQI를 갖는 기지국을 결정하면, 고정 기지국은 스위치(101)로 FORWARD_FRAME 메시지를 보내어, 최적의 FQI를 갖는 기지국으로 라우팅되도록 한다. 단계(1003)에서 로직 유니트(905)는 기지국으로부터 메시징(messaging)이 수신되었는지 여부를 결정한다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서 로직 유니트(905)는 FORWARD_FRAME 메시지나 FQI_SIDEHAUL 메시지중 어느 하나가 스위치(101)에 의해 수신되었는지 여부를 결정하지만, 본 발명의 다른 실시 형태들에서는, 다른 메시지들이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고 사용될 수 있다. 스위치(101)에 의해 메시지가 수신되면 버퍼(907)에 기입이 이루어진다(단계 1005). 특히, 단계(1005)에서 로직 유니트(905)는 기지(base) 호출 식별, 국(station) 식별, 및 버퍼(907)내의 특정의 메시지에 대한 시간 등을 기입한다. 로직 흐름은 단계(1007)로 계속된다. 단계(1003)에서, 스위치(101)에 의해 FORWARD_FRAME 메시지나 FQI_SIDEHAUL 메시지중 어느 것도 수신되지 않은 것으로 결정되면, 로직 흐름은 단순히 단계(1007)로 계속된다. 단계(1007)에서 로직 유니트(905)는 현재 시간을 결정하고 소정 시간(예를 들면, 140 ms(또는 네트워크 상태에 기초함))이상 동안 버퍼(907)상에 존재하는 기입들(entries)을 버퍼(907)로부터 제거한다. 특히, 로직 유니트(905)는 특정의 기입에 대하여 버퍼(907)상에 저장된 시간을 결정하고, 현재의 시간과 저장된 시간을 비교하며, 소정의 기간보다 오래된 모든 기입들을 삭제한다.

단계(1009)에서 로직 유니트(905)는 분산을 위한 다운링크 패킷들을 수신하고 그 패킷에 대한 호출 식별을 결정한다. 단계(1011)에서, 로직 유니트(905)는 버퍼(907)의 컨텐츠를 점검하여 특정 호출 식별에 대응하는 기입들 모두를 결정한다. 즉, 단계(1011)에서 로직 유니트(905)는 식별된 호출을 위하여 현재 업링크 데이터를 제공하는 복수의 기지국들을 식별한다. 단계(1013)에서, 로직 유니트(905)는 유사한 호출 식별을 갖는(즉, 유사한 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태에 있는), 버퍼(907)상에 존재하는 식별된 기지국들로의 분산을 위하여 라우팅 기능(911)으로 패킷들을 라우팅한다. 그 후, 로직 흐름은 단계(1001)로 복귀한다.

본 발명이 특정의 실시예를 참조하여 도시되고 기술되었지만, 당업자는 형태 및 세부 사항들의 다양한 변형들이 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있는 것을 이해할 것이다. 예를 들면, 선택 기능이 기지국내에서 발생하지만, 당업자는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 선택이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 네트워크 소자들(예를 들면 스위치(101))에서 발생할 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 네트워크 소자들이 선택을 수행하는 상황에서, 모든 기지국들은 네트워크 소자로 FQI 비트들을 포워딩할 것이며, 그 네트워크 소자는 최적의 FQI를 갖는 기지국들로 FORWARD_FRAME 메시지들을 송신할 것이다. 이러한 변경들은 다음의 청구범위 내에서 일어날 수 있다는 것을 의도한다.

Claims

통신시스템내의 분산 수행 방법에 있어서,

기지국으로부터, 선택 기능으로 라우팅될 제1 패킷을 수신하는 단계;

상기 제1 패킷으로부터 호출 식별 및 기지국 식별을 결정하는 단계;

상기 제1 패킷이 수신된 현재 시간을 결정하는 단계;

상기 호출 식별, 상기 기지국 식별, 및 상기 제1 패킷이 수신된 상기 현재 시간을 버퍼에 저장하는 단계;

호출과 관련된 복수의 기지국으로 분산될 다운링크 패킷을 수신하는 단계;

상기 호출을 이용해 식별된 상기 버퍼상에 존재하는 기지국들을 결정하기 위해 상기 버퍼를 분석하는 단계; 및

상기 호출을 이용해 식별된 상기 버퍼상에 존재하는 상기 기지국들로 상기 다운링크 패킷을 분산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국으로부터 상기 제1 패킷을 수신하는 단계는 상기 기지국으로부터 제1 백호울된(backhauled) 패킷을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 방법.
제1항에 있어서,

소정 양의 시간 이상 상기 버퍼에 존재해 온 기지국들을 상기 버퍼로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 방법.
통신 시스템내의 분산 수행 장치에 있어서,

입력으로서 기지국으로부터 수신된 제1 패킷을 갖고, 상기 제1 패킷으로부터의 호출 식별, 기지국 식별, 및 상기 제1 패킷이 수신된 시간을 출력하는 로직 유니트(logic unit);

상기 제1 패킷으로부터의 상기 호출 식별, 상기 기지국 식별, 및 상기 제1 패킷이 수신된 상기 시간을 저장하는 버퍼; 및

입력으로서의 다운링크 패킷을 갖고, 상기 다운링크 패킷을 포함하는 출력을 갖는 라우팅 수단을 포함하며, 상기 다운링크 패킷은 상기 버퍼의 컨텐츠에 기초하여 결정되는 복수의 기지국으로 출력되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 장치.
제4항에 있어서,

상기 수신된 제1 패킷은 선택기능으로 라우팅될 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 장치.
제4항에 있어서,

상기 다운링크 패킷은 호출과 소프트 핸드오프(soft handoff) 상태인 복수의 기지국으로 분산될 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 장치.
제4항에 있어서,

상기 복수의 기지국은 원격 유니트와 소프트 핸드오프 상태인 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 장치.
제4항에 있어서,

상기 제1 패킷은 백호울된 패킷인 것을 특징으로 하는 통신 시스템내의 분산 수행 장치.
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