KR100435613B1 - 세대간 소프트 핸드오프 도중의 전력 제어 - Google Patents

Abstract

IS-95A/B 및 IS-2000과 같은 혼합 시스템 타입을 갖는 다중-사용자 CDMA 시스템용 소프트 핸드오프 도중의 전력 제어를 위한 방법이 개시된다. 소프트 핸드오프 도중에 이동국 및 두개의 서로 다른 기지국들 간에 적절한 전력 제어를 유지하기 위해 상기 프로시져는 순방향 전력 제어(FPC) 및 역방향 전력 제어(RPC) 프로세싱을 포함한다. 이동국은 서로 다른 세대 기지국으로부터 순방향 링크를 수신하면서 순방향 및 역방향 전력 제어를 유지한다. 소프트 핸드오프에 앞서 제2 기지국은 FPC 및 RPC 처리를 중지한다. 일단 소프트 핸드오프가 완료되면, 제2 기지국은 FPC 및 RPC 프로세싱을 재개한다. 추가적으로, 이동국의 초기 전송 전력 레벨은 소정 한도 내로 설정된다.

Description

세대간 소프트 핸드오프 도중의 전력 제어{POWER CONTROL DURING INTER-GENERATION SOFT HAND-OFFS}

통상적으로 사용되는 타입의 셀룰러 무선 전화 통신 시스템 중의 하나로서 CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템이 있다. CDMA 시스템에서는, 이전의 주파수분할 다중접속(FDMA) 또는 시간분할 다중접속(TDMA)과는 달리 무선 신호가 동시에 동일한 주파수 스펙트럼을 공유한다. 제2세대 기준 또는 2G로 알려진 현재의 한 CDMA 기준은 TIA/EIA-95-A/B(또는 IS-95-A/B)라 불리며, 본 명세서에 참고문헌으로 일체화되어 있다. 보다 최근에는, 새로운 제3세대(3G) CDMA 기준이 제안되었으며, IS-2000(이전의 IS-95-C) 또는 CDMA2000라 불리고, 또한 본 명세서에 참고문헌으로 일체화되어 있다. 새 3G 시스템이 취임하였기 때문에, 셀룰러 시스템은 구 2G 시스템 및 신 3G 호환성 시스템 모두의 혼합을 포함할 것이다.

통상적인 CDMA 셀룰러 무선전화 통신 시스템에서, 이동국은 하나 이상의 기지국과 통신한다. 가용한 신호를 추적하기 위해, 이동국은 가용한 기지국 및 각 기지국의 상대적인 신호 강도 리스트를 유지한다. 보다 구체적으로, CDMA 시스템의 각 기지국은 변조되지 않은 "파일럿" 신호를 전송하고, 이것은 기지국 오프셋 만큼 지연된다. 이동국은 파일럿 신호를 수신하고 어느 파일럿 신호가 가장 강한가를 판단한다. 이동국에 위치한 "탐색기" 유닛은 일반적으로 신호 검출 및 강도 측정 기능을 수행한다.

탐색기로부터의 결과는 현재(즉, 활성화된) 기지국으로 보고된다. 기지국은 이동국이 유지하고 있는 가용한 기지국의 리스트를 업데이트할 것을 지시한다. 상기 리스트는 3개의 동작 세트 - 활성화 세트, 후보 세트 및 이웃 세트로 분할된다. 활성화 세트는 이동국이 현재 통신하고 있는 기지국(통상적으로 1-6개의 기지국)의 리스트를 포함한다. 후보 세트는 활성화 세트로 이동될 수 있는 기지국의 리스트이고, 이웃 세트는 보다 적게 모니터링되고 있는 기지국의 리스트이다.

이동국이 이동하고 그것의 현재 활성중인 기지국 신호가 약해지면, 이동국은 새 기지국에 접속하여야 한다. 탐색기의 결과 및 기지국으로부터 수신된 지시를 기초로, 이동국은 그 세트를 업데이트하고, 다른 기지국과 통신할 것이다. 통신 전송이 이동국의 사용자에게 이음새 없이(seamless) 보이도록 하기 위해, 통신 링크는 다음 기지국으로 핸드오프 되어야 한다. 이상적으로, 이 핸드오프는 제1 링크를 종료하기 전에 새 링크를 구축할 것이다. 이러한 타입의 핸드오프는 소프트 핸드오프(SHO) 또는 "Make-Before-Break"로 알려져 있다.

두개의 서로 다른 세대 기지국 간의 소프트 핸드오프를 구현하기 위한 기술은 "2G 및 3G CDMA 시스템 간의 순방향 링크 세대간(intergeneration) 소프트 핸드오프"라는 표제가 붙은 1999년 5월 20일자 출원, 미국 특허 출원번호 09/314,987에 개시되어 있다. 그러나, 제안된 소프트 핸드오프 솔루션은 2G 및 3G 역방향 링크 사이의 비호환성 때문에, 순방향 링크에만 의존하고, 역방향 링크에는 의존하지 않는다. CDMA 시스템에서, 이동국은 역방향 링크를 통해 기지국과 통신하고, 기지국은 순방향 링크 상으로 이동국과 통신한다. 역방향 링크는 CDMA 시스템에서 전력 제어 정보를 제공하기 위해 특히 중요하다.

CDMA 시스템에서, 각 기지국은 거의 동일한 강도로 통신하고 있는 모든 이동국으로부터 수신된 신호의 강도를 유지하려는 시도를 한다. 이것은 다중 사용자 시스템에서 각 이동국의 검출을 가능케 하는 CDMA 시스템의 중심적인 특징이다. 보다 구체적으로, 기지국은 각 도착하는 이동국 신호의 강도를 측정하고, 전력 제어 명령을 각 이동국에 전송한다. 이 전력 제어 정보는 순방향 링크 상으로 전송되고, 역방향 전력 제어 또는 RPC로 알려져 있다. 이동국은 RPC 명령을 복조 및 디코딩하고 그에 따라 그 전송 전력을 변화시킨다. RPC 명령은 순방향 링크 상으로(기지국에서 이동국으로) 전송되지만, 이동국에게 역방향 링크 상에서의(이동국에서 기지국으로) 전력을 조절할 것을 지시함이 주목된다.

추가적으로, 역방향 링크 상으로 전송된 제2 전력 제어 채널, 즉 순방향 전력 제어(FPC)가 유지된다. FPC 채널은 이동국이 원하는 서비스 품질(QoS)을 달성하기에 충분한 신호 에너지를 수신하도록 한다. IS-95A/B 시스템에 있어서, FPC는 순방향 링크의 보고된 프레임 에러비(FER) 또는 이동국으로부터 수신된 프레임 삭제 표시기 비트를 기초로 한다. IS-2000 시스템에서, 이동국은 수신된 신호 에너지를 측정하고, 그 에너지를 원하는 QoS와 비교함으로써 FPC를 유지한다. 수신된 신호 에너지가 원하는 레벨과 다른 경우에는, 이동국은 역방향 트래픽 채널(RTCH) 상으로 그 순방향 트래픽 채널(FTCH) 전송 전력에 대한 변화를 요구하는 전력 제어 명령을 전송한다.

새 3G(IS-2000) 시스템의 공중 인터페이스는 더 좋은 스펙트럼 효율 및 다른 확산 팩터를 위해 새로운 변조 기술을 사용한다. 그러나, 구 2G 시스템과 동일한 채널 대역폭 내에서 동작하는 새 3G 시스템 일부가 그것의 신호 및 호 처리 레벨에서 2G 시스템과 호환되는 것이 필요하다. 그러나, 3G 시스템의 역방향 링크는 동기 복조를 사용하는 반면에, 2G 시스템의 역방향 링크는 비동기 복조를 사용한다. 따라서, 3G 스펙에서는, 물리 계층에서 이러한 두개의 시스템을 호환시키려는 시도를 하지 않았다.

추가적으로, 두개의 시스템의 순방향 링크는 서로 다른 변조 방법(QPSK (3G) vs. BPSK(2G))을 사용하는데, 이 변조 방법들은 새 3G 시스템의 복조기 내의 몇몇 변형을 필요로 한다. 그러나, IS-2000 단말기(즉, 이동국)는 IS-95-A/B 네트워크에서 동작할 수 있어야 하므로, 새 3G 단말기는 그 동작 모드를 한 시스템에서 다른 시스템으로 자동적으로 전환시킬 수 있다. 실제에서, 3G 기지국은 2G 역방향 링크를 복조할 수 없고 그 역(동기 vs. 비동기, 서로 다른 변조 등등)도 마찬가지이기 때문에, 2G 및 3G 시스템 간의 역방향 링크 SHO를 수행하는 것은 비현실적이다.

이동국이 "현재" 세대 기지국에서 "다른" 세대 기지국으로 이동할 때, 순방향 트래픽 채널(FTCH) 만이 소프트 핸드오프 모드에 있고, 역방향 트래픽 채널(RTCH)은 "현재" 세대 기지국 내에 유지된다. 이것은 IS-95A/B 및 IS-2000 역방향 링크용 신호를 동시에 처리 및 변조할 수 있는 이동국을 구축하는 것의 비현실성 때문이다. 그러나, CDMA FTCH에 대해서, 이동국은 수개의 복조 엘리먼트를 포함하고 있는 RAKE 수신기를 포함하기 때문에, 두개의 서로 다른 세대 신호를 복조할 수 있다.

이동국은 세대간 소프트 핸드오프(ISHO) 동안 한 세대의 기지국과의 역방향 링크를 유지하기만 하기 때문에, 폐루프 전력 제어는 그러한 기지국과만 가능하다. 그에 따라, ISHO 동안에, "다른" 세대 기지국은 ISHO 절차가 성공적으로 종료될 때까지 이동국 역방향 링크를 수신하지 않을 것이고 따라서, 그 전력 제어 처리를 방해한다. 특히, 각 기지국은 통신하고 있는 모든 이동국에 주전력 제어 처리를 제공하려는 시도를 한다. ISHO 동안에 역방향 링크가 사용되지 않기 때문에, "다른" 세대 기지국은 이동국으로부터 신호를 수신할 수 없다.

ISHO 동안에, "다른"세대 기지국은 현존하지 않는 RTCH의 에너지를 측정하면서, 이동국으로부터의 채널의 전력의 증가를 요구할 수도 있다. 동시에, 기지국은 또한 이동국이 손상된 채널 조건(즉, 섀도우 페이딩)을 갖는다는 조건 하에 그 전송 전력을 증가시킬 것이다. ISHO에 있는 이동국의 전력의 갑작스런 증가는 기지국 수신기로의 입력의 전력 균형을 변화시킨다고 가정하면, 기지국은 또한 그 서비스 영역에 있는 모든 다른 이동국이 그 전송 전력을 증가시킬 것을 요구한다. ISHO 동안 이동국 전용의 FTCH 전력의 증가 및 모든 다른 이동국으로의 전송 전력의 증가는 모두 다른 이동국의 서비스 품질 및 시스템 용량에 상당히 부정적인 영향을 미칠 것이다. 따라서, 세대간 소프트 핸드오프 동안 전력을 제어하기 위한 방법이 요구된다.

본 출원은 본 명세서에서 참조되고 있는 1999년 6월 9일에 미국 가출원된 제 60/138,388호 "POWER CONTROL DURING INTER-GENERATION SOFT HANDOFFS"의 우선권을 청구하며, 1999년 5월 20일에 미국 출원된 제 09/314,987호 "FORWARD LINK INTER-GENERATION SOFT HANDOFF BETWEEN 2G AND 3G CDMA SYSTEMS"에 관련된다. 본 발명은 통신 시스템에 관한 것이고, 보다 구체적으로는, 제 2세대(2G) 및 제3세대(3G) 코드분할 다중접속(CDMA) 시스템의 소프트 핸드오프 도중의(2G⇒3G 또는 3G⇒3G) 전력 제어를 위한 방법에 관한 것이다.

도 1은 하나의 가능한 IS-2000 배치 시나리오를 설명하는 다이어그램.

도 2는 본 발명에 따른 전력 제어로 소프트 핸드오프를 위한 통신 프로토콜을 설명하는 다이어그램.

도 3은 소프트 핸드오프가 완료된 후에 이동국의 기지국과의 통신을 설명하는 다이어그램.

도 4는 본 발명에 따른 소프트 핸드오프 메시징 절차를 설명하는 표.

도 5는 본 발명에 따라 동작하도록 구성된 CDMA 시스템에 대한 블록도.

본 발명은 IS-95A/B 및 IS-2000과 같은 혼합 시스템 타입을 갖는 다중 사용자 CDMA 시스템용 소프트 핸드오프 동안의 전력 제어를 위한 방법이다. 본 절차는 소프트 핸드오프 도중에 이동국과 두 개의 서로 다른 기지국 간의 적절한 전력 제어를 유지하기 위해 순방향 전력 제어(FPC) 및 역방향 전력 제어(RPC)를 변경하는 단계를 포함한다.

이동국은 서로 다른 세대의 기지국으로부터 순방향 링크를 수신하고, 제1 기지국만으로의 역방향 링크를 유지하면서 순방향 및 역방향 전력 제어를 유지한다. 소프트 핸드오프에 앞서, 제2 기지국은 FPC 및 RPC 프로세싱을 중지한다. 일단 소프트 핸드오프가 완료되면, 제2 기지국은 FPC 및 RPC 프로세싱을 재개한다. 또한, 이동국의 초기 전송 전력 레벨은 소정의 한계 내로 설정된다. 본 절차는 한 세대 시스템에서 다른 세대 시스템으로의 "make-before-break" 전이를 가능케 하면서 순방향 및 역방향 채널 상으로의 다른 사용자들로의 상호 간섭을 제한한다.

본 발명은 첨부된 도면과 함께 다음 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 것이며, 명세서 전체에 걸쳐 유사한 엘리먼트들에 대해서는 유사한 참조번호가 사용될 것이다.

다음 설명은 임의의 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 하고 발명가가 본 발명을 실행하면서 생각한 베스트 모드(best mode)를 개시하기 위해 제공된다. 그러나, 본 발명에 대한 기초 원리가 본 명세서에 구체적으로 정의되어 제2세대(2G) 및 제3세대(3G) 코드분할 다중접속(CDMA) 시스템들 간의 소프트 핸드오프 동안의(2G⇒3G 또는 3G⇒2G) 전력 제어를 위한 방법을 제공하므로, 당업자에게는 본 발명의 실시예들의 다양한 변형예들이 명백할 것이다. 본 발명은 여기서 특정 메시지 이름 및 파라미터에 관해 정의되었다. 그러나, 당업자들은 본 발명의 기술들이 특정 메시지 또는 파라미터에 한정되지 않으며, 임의의 유사한 구성이 사용될 수 있음을 인식할 것이다.

한 실시예에서, 3G 시스템의 배치 모델은 도 1에 나타난 바와 같이, 현재의 2G(IS-95A/B) 네트워크(10,12) 및 새 3G(IS-2000) 네트워크(14)의 부분적인 오버레이(overlay)로 구성된다. 종래 기술에 따르면, 이동국이 네트워크의 한 세대(121)에서 다른세대(141)로 이동하면, 소프트 핸드오프 동안 서로 다른세대의 기지국과의 역방향 링크를 통한 전력 제어 정보를 유지할 수 없다. 본 발명은 이동국이 서로 다른 세대의 기지국으로부터의 순방향 링크를 수신하고, 이러한 기지국들 중 단 하나 만으로의 역방향 링크를 유지하면서, 순방향 및 역방향 전력 제어를 유지할 수 있는 방법을 제공한다.

세대간 소프트 핸드오프(ISHO) 동안에, 순방향 및 역방향 전력 제어는 메시지 및 타이머 집합에 의해 유지된다. 추가적으로, 현재 서비스하는 RTCH가 없는 기지국은 ISHO 절차가 완료될 때까지 그 FPC 및 RPC를 형성하지 않을 필요가 있을 것이다. 이동국이 다른 세대 기지국으로의 전송을 시작할때 이동국에 의해 사용되는 초기 전력 레벨은 소정의 파라미터에 의해 설정된다.

보다 구체적으로, ISHO 동안의 전력 제어는 다음 처리를 사용하여 수행될 수 있다.

1. 도 2에 나타난 바와 같이, "현재"세대(CG) 기지국과 통신하면서, 이동국은 "다른"세대(OG) 네트워크로 이동한다.

2. "다른"세대 파일럿 강도 신호가 T-ADD를 초과하면, 이동국은 파일럿 강도 측정 메시지를 전송한다. "다른"세대 기지국은 세대 파라미터(IS-95B_IS-2000), 무선 구성 파라미터(RADIO_CONFIG), FTCH 드롭 타이머 및 임계값(CT_TDROP,CT_DROP), RTCH 초기 전력 레벨(O_INT_POWER) 및 RTCH 타이머(OT_ADD)와 같은 파라미터들을 특정하는 세대간 핸드오프 지시 메시지(IHDM)를 사용하여 이동국의 활성화 세트에 추가된다.

3. 상태(phase) 1로 표시된 이러한 ISHO 상태 동안에, "다른"세대 기지국은 이러한 이동국에 대한 역방향 및 순방향 모두의 전력 제어를 중지하면서 FTCH 상으로의 전송을 개시한다. 이동국은 "현재" 세대 역방향 링크의 전송을 계속하고, 그 현재 전력 제어 링크를 유지하며, 무선 구성에 따라 다이버시티 조합 또는 선택 조합을 개시한다. 도 2를 참조할 것.

4. "현재"세대 기지국의 파일럿 Ec/Io가 CT_DROP 이하로 내려가면, 이동국은 CT_TDROP 핸드오프 타이머를 시작한다. CT_DROP이 만료되고, 이동국이 "다른" 세대 기지국을 사용하여 OT_ADD 양호 프레임을 수신하면, 세대간 핸드오프 완료 메시지(IHCM)가 "현재"세대 기지국으로 전송된다.

5. IHCM을 수신하자 마자, 이동국에게 "다른" 기지국으로부터의 신호만을 이용하도록 지시하는 확장된 핸드오프 지시 메시지가 두개의 기지국 모두에 의해 전송된다. 이동국은 적절한 무선 구성을 사용하여 O_INT_PWR에 의해 특정된 전력 레벨로 "다른"세대 기지국으로의 전송을 개시하고, "다른"세대 기지국은 순방향 및 역방향 전력과 함께 역방향 트래픽 채널의 처리를 개시한다. 이 상태은 상태 2로 알려져 있으며 도 3에 도시되어 있다.

6. 이동국은 ISHO가 완료되었음을 표시하는 핸드오프 완료 메시지를 전송한다.

이 절차는 도 4의 표에 요약되어 있다. 이 논의 전체에 걸쳐서 FTCH를 참조하지만, 이 동일한 절차는 IS-2000 시스템이 순방향 전용 제어 채널 또는 F_SUPPLEMENTAL CHANNEL이나 F_COMMON CONTROL CHANNEL과 같은 임의의 다른 유사한 채널에서 동작하고 있을때 적용할 수 있다.

따라서, 본 발명은 이동국이 다른세대 기지국으로부터 순방향 링크를 수신하면서, 또한 이러한 기지국들 중 단 하나 만으로의 역방향 링크를 유지하면서, 순방향 및 역방향 전력 제어를 유지하는 방법을 제공한다. 순방향 링크 상으로만 통신하고 있는 기지국의 전력 제어 루프는 본 ISHO 절차에 의해 방해받지 않는다. 또한, 이동국의 초기 전송 전력 레벨은 원하는 한도 이내로 보장된다. 본 절차는 한세대 시스템에서 다른 세대 시스템으로의 "make-before-break" 전이를 가능케하여 시스템 용량 및 서비스 품질을 개선하면서, 순방향 및 역방향 채널 상에서의 다른 사용자에 대한 간섭을 제한한다.

본 발명을 포함하는 CDMA 시스템(120)의 한 예가 도 5에 도시되어 있다. 이동국(124)은 제1 기지국(122)과 통신한다. 이동국(124)이 이동하면, 이동국은 더 가까운 기지국(123)으로 핸드오프 되어야 한다. 새로운 3G 시스템이 소개되면서, CDMA 시스템(120)은 2G 및 3G 시스템이 혼합된 시스템을 갖게될 것이다. 본 발명에 따라, 공통 기지국 제어기(121)는 2G 및 3G 기지국(122,123)을 제어한다. 이 경우에, 예컨대, 제1 기지국(122)은 2G 시스템이고 제2 기지국(123)은 3G 시스템일 수 있다.

CDMA 시스템(120)이 본 발명에 따라 구성된 경우에, 이동국(124)은 그 전송 전력을 변화시키지 않을 것이고, 기지국은 소프트 핸드오프가 완료될 때까지 전력 레벨 변경을 요구하지 않을 것이다. 흥미롭게도, 개선점은 상당한 추가적인 하드웨어 복잡도 없이도 달성될 수 있다. 2G 제어기는 단지 본 발명을 포함하는 업데이트된 소프트웨어를 포함하기만 하면 되며, 이것은 새 하드웨어를 추가하는 것보다 훨씬 저렴하다.

예를 들어, 본 명세서에 설명된 것과 동일한 결과를 만들어 내기 위해 추가적인 메시지가 추가되거나 제안된 IS-2000 스펙의 데이터 구조가 변형될 수 있다. 또한, 본 발명은 유럽 CDMA 구현예로 확장되어, IS-2000 및 W-CDMA 또는 GSM 및 W-CDMA 시스템 간의 소프트 핸드오프 동안 전력 제어를 가능케 할 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구 범위 내에서, 본 발명은 본 명세서에 설명된 것 이외의 방식으로도 실시될 수 있다.

Claims (29)

1. CDMA 셀룰러 무선전화 시스템에서, 제1 시스템과 제2 시스템 - 상기 제1 및 제2 시스템은 서로 다른 CDMA 타입이며 - 간의 소프트 핸드오프 동안에 전력을 제어하는 방법으로서,

   상기 소프트 핸드오프 동안에, 상기 제1 시스템과 이동국 사이에 순방향 전력 제어(FPC) 채널 및 역방향 전력 제어(RPC) 채널을 유지하고, 상기 이동국과 상기 제1 및 제2 시스템 각각 사이에 순방향 링크를 유지하는 단계;

   상기 소프트 핸드오프 동안에, 상기 이동국과 단지 제1 시스템 사이에 역방향 링크를 유지하는 단계; 및

   상기 소프트 핸드오프 동안에, 즉, 상기 소프트 핸드오프가 완료될 때까지, 상기 이동국과 상기 제2 시스템사이에 역방향 트래픽 채널(RTCH), 순방향 전력 제어(FPC) 채널 및 역방향 전력 제어(RPC) 채널을 형성하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 일단 상기 소프트 핸드오프가 완료되면, 상기 제2 시스템을 위한 상기 역방향 트래픽 채널(RTCH), 상기 순방향 전력 제어(FPC) 및 역방향 전력 제어(RPC) 채널을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 이동국의 초기 전력 레벨을 상기 제2 시스템과 통신하기 위한 미리 결정된 레벨로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 제2세대 CDMA 시스템이고 상기 제2 시스템은 제3세대 CDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 제3세대 CDMA 시스템이고 상기 제2 시스템은 제2세대 CDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 GSM 시스템이고 상기 제2 시스템은 W-CDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
7. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 W-CDMA 시스템이고 상기 제2 시스템은 GSM 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
8. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 IS-2000 시스템이고 상기 제2 시스템은 W-CDMA 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
9. 제3항에 있어서, 상기 제1 시스템은 W-CDMA 시스템이고 상기 제2 시스템은 IS-2000 시스템인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
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