KR100463965B1

KR100463965B1 - 무선통신시스템에서코드어의복호화를간략화하는방법및장치

Info

Publication number: KR100463965B1
Application number: KR10-1998-0702809A
Authority: KR
Inventors: 알렉스 크리스터 라이쓰
Original assignee: 텔레폰아크티에볼라게트 엘엠 에릭슨
Priority date: 1995-10-18
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2005-02-28
Also published as: WO1997015164A3; CN1446020A; BR9610863A; US6081514A; KR19990064313A; AU7452496A; US5751731A; CA2234721C; CN1204447A; EP1280372A1; CA2234721A1; EP0856235B1; EP1280372B1; WO1997015164A2; EP0856235A2; CN1126413C; AU715412B2

Abstract

이동국이 용이하게 다른 기능을 증진시키는데 적용되도록 필드의 예약된 비트가 기능에 지정되었나 여부를 결정하는 방법 및 디바이스가 설명된다. 이러한 결정으로, 제1 발생 이동국은 초기에 예약되지만 프로토콜의 추후 발생시 서비스나 기능에 지정될 수 있는 비트를 사용해 증진된 기능을 실행할 수 있다. 예약된 비트가 기능에 지정되었나 여부를 나타내는 표시는 이용정보 소자에 의해 방송 채널상에서 전달된다. 예약된 비트가 전력 제어, 시간 정렬, 또는 짧은 메시지 서비스와 같은 서비스에 지정되지 않은 것으로 이용정보 소자가 나타내면, 예약된 비트는 등화 미 동기화와 같은 기능을 증진시키는데 사용된다. 또한, 부호화 수퍼프레임 위상/패킷 패널 피드백(CSFP/PCF) 필드의 개선된 복호화를 위한 방법 및 디바이스가 제공된다. 수퍼프레임 위상(SFP) 정보는 방송 정보의 시작 및 끝으로부터 나머지 비트를 볼 때 알려지기 때문에, CSFP/PCF) 필드내의 가능한 코드어의 수는 복호화 처리에서 감소될 수 있다. 또한, 복호화될 코드어의 길이는 CSFP/PCF 필드에서 예약된 비트가 계속 예약되는가 여부를 나타내며 방송 채널에서 전달되는 이용정보소자를 근거로 감소된다. 일반적으로, 필수적인 패킷 데이터가 아닌 채널 코드어의 블록 코드는 효과적으로 코드어에서 일부 정보를 인지하는 것을 근거로 감소된다. 더 짧은 코드어가 비트 에러에 덜 민감하기 때문에, 복호화 실행도는 복호화될 코드어의 길이를 단축시킴으로서 개선된다.

Description

무선 통신 시스템에서 코드어의 복호화를 간략화하는 방법 및 장치{SIMPLIFYING DECODING OF CODEWORDS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

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 들어 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 하이브리드(hybrid) FDMA/TDMA/CDMA와 같은 액세스 기술에 관한 것이다. 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전기적인 통신의 타이밍, 복호화, 및 부호화 특성을 향상시키기 위한 것이다.

이하, 본 발명이 적용되는 환경에 관하여 설명한다. 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 액세스 기술이 디지탈 선진 이동 전화기 서비스(D-AMPS)라 칭하여지는 디지탈 셀룰러 무선전화기 시스템에 의해 현재 제공되고, 전기통신 산업연합 및 전자 산업연합(TIA/EIA)에 의해 출판된 중간 표준 TIA/EIA/IS-54-B, '이중 모드 이동국-기지국 호환가능성 표준'에서 규정된다. TIA/EIA/IS-54-B 표준은 본 출원에서 참고로 포함된다. 주파수-분할 다중 액세스(FDMA)로 아날로그 도메인에서만 동작하는 장비가 현재 널리 사용되기 때문에, TIA/EIA/IS-54-B는 이중 모드(아날로그 및 디지탈) 표준으로, 디지탈 통신 기능과 함께 아날로그 호환성을 제공한다. 예를 들어, 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 반송파 신호를 주파수 변조함으로서 이행된다.

TDMA 셀룰러 무선전화기 시스템에서, 각 무선 채널은 일련의 시간 슬롯(time slot)으로 나뉘고, 각 슬롯은, 예를 들어 음성 대화 중 디지탈적으로 부호화된 부분으로부터 데이터 소스 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 서로 다른 사용자의 수와 관련된다. TDMA 프레임내의 각 슬롯이 다른 사용자에게 할당되면, TDMA 프레임의 기간은 동일 사용자에게 할당된 연속적인 시간 슬롯 사이의 최소 시간량이다.

통상적으로 무선 반송파에서는 계속되는 시간 슬롯이 아닌, 동일 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(DCC)은 또한 제어 신호를 통신하기 위해 제공될 수 있고, 이러한 DCC는 무선 반송파에서 통상 계속되지 않는 시간 슬롯의 연속으로 형성된 논리적 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 들어, 3 내지 6개의 전화 대화)를 반송할 수 있다. 이러한 음성 코덱은 전비율(full-rate)이나 반비율(half-rate)로 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 기인한 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 들어, 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 않은 시간 슬롯 동안 전력을 절약하도록 off 상태로 스위치되거나 활동하지 않을 수 있다.

음성 또는 트래픽 채널에 부가하여, 셀룰러 무선 통신 시스템은 또한 기지국과 이동국 사이에서 호출-셋업 메시지를 반송하도록 페이징(paging)/액세스 또는 제어 채널을 제공한다. 예를 들어, 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 동일 주파수에서 발견되므로, 위치가 용이하게 정해지고 이동국에 의해 모니터될 수 있다.

예를 들어, 아이들 상태(즉, on 상태로 스위치되지만 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 접속을 '손실'하게 되고 '새로운' 셀의 제어 채널에 동조된다. 제어 채널에 대한 초기 동조 및 순차적인 재동조(re-tuning)는 모두 '최상'의 제어 채널을 찾도록 공지된 주파수에서 이용가능한 제어 채널을 모두 주사함로서 자동적으로 이루어진다. 양호한 수신 품질을 갖는 제어 채널이 발견될 때, 이동국은 수신 품질이 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(지상 선로) 가입자가 이동 가입자를 호출할 때, 그 호출은 공중 스위치 전화기 네트워크(PSTN)로부터 다이얼된 번호를 분석하는 이동 스위치 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 스위치하고, 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 접속이 설립된다.

TIA/EIA/IS-54-B로 규정된 ACC를 갖는 시스템의 성능은 TIA/EIA/IS-136에서 규정된 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 반송할 수 있다. TIA/EIA/IS-136-B 구조내에서, 각 무선 반송파 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 규정된 반비율 및 전비율과 일치될 필요가 없고, DCCH 슬롯의 길이는 균일하지 않아서 DTC 슬롯의 길이와 일치되지 않을 수 있다. DCCH는 TIA/EIA/IS-54-B 무선 채널에서 정의될 수 있고, 예를 들어, 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 당업자에게 공지된 다른 방법으로 정의될 수 있다.

셀룰러 전화기 시스템에서는 이동국이 기지국 및 MSC와 통신할 수 있도록 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 기능은 레이어 3 메시지의 한계 설정이나 프레임화를 포함한다. 레이어 3 메시지는 셀룰러 스위칭 시스템과 이동국내에 존재하는 통신 레이어 3 피어(peer) 실체 사이에서 전달된다. 물리 계층(레이어 1)은 물리적인 통신 채널의 매개변수, 예를 들어 무선 주파수 간격, 변조 특징 등을 정의한다. 레이어 2는 물리 채널의 제한내에서 정확한 정보 전송에 필요한 기술, 예를 들어 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 복수개의 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 반송파에서 연속적인 슬롯이 아니다. 한편, 채널 버스트는 연속적일 수 있다: 하나의 시간 슬롯이 끝나자마자, 다음 시간 슬롯이 시작될 수 있다.

각각의 레이어 1 채널 버스트(15)는 완전한 레이어 2 프레임 뿐만 아니라, 예를 들어 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 메시지 유형을 식별하기 위한 헤더(header) 부분, 및 가능하게 패딩(padding)으로 고려될 수 있는 다양한 정보 성분을 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. 그 결과, 채널 버스트와 레이어 2 프레임 사이에는 일 대 일 대응관계가 있기 때문에, 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 반송하는데 사용되는 특정한 논리적 채널에 맞추어진 경우조차도 연속적인 버스트가 아니다. 수신하여 처리하고, 또한 수신된 각 버스트에 반응하는데는 시간이 요구되므로, 레이어 3 메시지의 전송을 위해 요구되는 버스트는 도 2a에서 도시되고 TIA/EIA/IS-136 표준에 대하여 상술된 바와 같이, 통상적으로 스태거 포맷(staggered format)으로 전달된다.

도 2a는 반송파 주파수상에서 전달되는 연속적인 시간 슬롯 1, 2, ...에 포함된 시간 슬롯 1, 2, ..., N, ...의 연속으로 구성되는 순방향(또는 다운링크(downlink)) DCCH의 일반적인 예를 도시한다. 이 DCCH 슬롯은 TIA/EIA/IS-136에 의해 규정된 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 유형의 정보를 반송하는 다수의 논리적 채널을 포함한다. 수퍼프레임내의 각 논리적 채널에는 하나 이상의 DCCH 슬롯이 할당된다. 도 2a에서의 예시적인 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 액세스 응답 채널(ARCH). 도 2a의 예시적인 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 들어 MIN의 최종 디지트를 공유하는 수개의 이동국을 호출하는데 사용된다.

도 2b는 순방향 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 CSFP와 DATA 필드의 정확한 수신을 보장하는 것을 돕는데 사용된다. SYNC 필드는 슬롯의 시작을 찾아내도록 기지국에 의해 사용되는 소정의 비트 패턴을 반송한다. SCF 필드는 시스템으로의 액세스를 요구하도록 이동국에 의해 사용되는 랜덤 액세스 채널(RACH)을 제어하는데 사용된다. CSFP 정보는 이동국이 각 수퍼프레임의 시작을 찾아낼 수 있게 하는 부호화된 수퍼프레임 위상값을 운반한다. 이는 단지 순방향 DCCH 슬롯에서의 정보 포맷에 대한 한 예이다. 도 2c는 비트(d₇-d₀)와 체크 비트(b₃-b ₀)를 포함하는 CSFP 필드에 대한 12 비트 할당을 설명한다.

효율적인 비활동(sleep) 모드 동작과 신속한 셀 선택을 위해, BCCH는 다수의 서브 채널로 분할될 수 있다. 이동국이 시스템을 액세스할 수 있기 이전에 on 상태로 스위치될 때(DCCH로 로크(lock)될 때) 최소 정보량을 판독하도록 허용하는 BCCH 구조가 공지된다. on 상태로 스위치된 이후에, 아이들 상태의 이동국은 할당된 PCH 슬롯(통상적으로 각 수퍼프레임에서 하나)만을 정기적으로 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 전력 소모 사이에서 균형을 취하는 것을 나타낸다.

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

디지탈 제어 및 트래픽 채널은 이동 유닛에 대해 더 긴 비활동 주기를 지지하므로, 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 확장된 기능을 갖는다. '매크로셀'이란 용어는 일반적으로 종래의 셀룰러 전화기 시스템에서의 셀 크기(예를 들어, 적어도 약 1 Km의 반지름)에 상당한 크기를 갖는 셀을 칭하고, '마이크로셀' 및 '피코셀'이란 용어는 일반적으로 점차 더 작은 셀을 칭한다. 예를 들어, 마이크로셀은 공공의 실내 또는 실외 영역, 예를 들어 컨벤션 센터나 분주한 거리를 포함하고, 피코셀은 고층 건물의 한 층이나 사무실 복도를 포함한다. 무선 서비스 범위의 관점에서, 매크로셀, 마이크로셀, 및 피코셀은 여러 트래픽 패턴이나 무선 환경을 다루도록 서로 구별되거나 서로 겹쳐질 수 있다.

도 3은 예시적인 계층구조, 즉 다중 계층의 셀룰러 시스템이다. 육각형으로 나타낸 우산형 매크로셀(10)은 상위 셀룰러 구조를 구성한다. 각각의 우산형 셀은 하위 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, 과밀 지역(hot spot)을 나타낸다.

도 4는 예시적인 기지국(110)과 이동국(120)을 포함하는 예시적인 셀룰러 이동 무선전화기 시스템의 블록도를 나타낸다. 기지국(110)은 MSC(140)와 접속된 제어 및 처리 유닛(130)을 포함하며, 이어서 그 제어 및 처리 유닛(130)은 PSTN(도시되지 않은)에 접속된다. 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 동일한 무선 반송 주파수를 공유하는 DCCH 및 DTC와 사용되도록 음성 및 제어 송수신기(170)와 같이 단일 디바이스로 이행될 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 로크할 후보 셀의 특징을 포함하는 수신 제어 채널 정보를 평가하여, 이동국이 어느 셀을 추적하여야 하는가를 결정한다. 바람직하게는, 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, 수신 제어 채널 정보는 연관된 셀에 관한 절대 정보를 포함할 뿐만 아니라, 제어 채널이 연관된 셀과 가까운 다른 셀에 관한 상대 정보도 포함한다.

"무선 통신 시스템에서 통신하는 방법" 명의 레이스(Raith)에 대한 EP 0652 680은 정보가 다수의 수퍼프레임으로 그룹화된 다수의 시간 슬롯으로 전송되고, 다수의 수퍼프레임은 다수의 페이징 프레임으로 그룹화된 통신 시스템을 설명한다. 원격 이동국은 각 페이징 프레임에서 한 번씩 페이징 메시지를 수신한다.

사용자의 "대화 시간" 즉 이동국의 배터리 수명을 증가시키기 위해, 현재 아날로그 순방향 제어 채널(FOCC)에 대해 할당된 유형의 메시지를 반송할 수 있지만, FOCC에 로크하여 정보가 변할 때에만 아이들 상태의 이동국이 오버헤드 메시지를 판독하도록 허용하는 포맷으로 반송하는 디지탈 순방향 제어 채널(기지국 대 이동국)이 제공된다. 이러한 시스템에서, 일부 메시지 유형은 다른 유형 보다 자주 기지국에 의해 방송되어, 이동국이 모든 메시지 방송을 판독할 필요가 없다.

TIA/EIA/IS-54-B 및 TIA/EIA/IS-136 표준에 의해 규정된 시스템은 회로 스위치 기술로서, 물리적인 호출 연결을 이루고 통신 최종 시스템이 교환된 데이터를 갖는 한 그 접속을 유지하는 "접속 지향" 통신의 한 유형이다. 회로 스위치의 직접적인 접속은 개방 파이프라인(pipeline)으로 동작되어, 적절하다고 생각하는 것이 무엇이든 최종 시스템이 그 회로를 사용하는 것을 허용한다. 회로 스위치 데이터 통신은 일정 대역폭 애플리케이션에 적합한 반면, 낮은 대역폭과 '버스트가 있는' 애플리케이션에 대해서는 비교적 비효율적이다.

접속 지향적이거나(예를 들어, X.25) '무접속' 패킷(packet) 스위치 기술은 물리적인 접속의 셋업 및 해체를 요구하지 않는 것으로, 회로 스위치 기술과 현저하게 대조적이다. 이는 데이터 지연 시간을 줄이고, 비교적 짧거나 버스트가 있은, 또는 상호작용하는 트랜잭션을 처리할 때 채널의 효율을 증가시킨다. 무접속 패킷 스위치 네트워크는 라우팅 기능을 다수의 라우팅 위치에 분배함으로써, 중앙 스위칭 허브를 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 '라우터(router)'라 칭하여지고 통신 최종 시스템 사이에 위치하는 중간 시스템은, 각 패킷 별로 취할 가장 적절한 루트를 결정한다. 라우팅 결정은 최소 비용 루트나 비용 측정, 링크의 용량, 전송 대기 패킷수, 링크에 대한 보안성 요구, 및 중간 시스템(노드) 동작 상태를 포함하는 다수의 특징에 기초하여 한다.

경로 측정을 고려하는 루트에 따른 패킷 전송은 단일 회로 셋업과 반대로, 애플리케이션 및 통신 유연성을 제시한다. 이는 또한 대부분의 표준 구내 네트워크(LAN)와 광역 네트워크(WAN)가 기업 환경에서 발전된 방식이다. 패킷 스위칭은 키보드 단자와 같이 사용되는 다수의 애플리케이션 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 인터리브(interleave).

패킷 데이터는 네트워크 노드 고장시 다른 경로를 선택하는 루터의 기능과 경로의 독립성으로 인해 보다 강인한 네트워크를 제공한다. 그러므로, 패킷 스위칭은 네트워크 선을 보다 효율적으로 사용할 수 있게 한다. 패킷 기술은 접속 시간 대신에 전송된 데이터의 양에 기초하여 최종 사용자에게 빌링 옵션을 제시한다. 최종 사용자의 애플리케이션이 대기 링크(air link)를 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 산업계 데이터 표준에 기초하여 설계된다. 이들 표준은 형식적으로나 실제적으로 수년 동안 개발되었고, 이들 프로토콜을 사용하는 애플리케이션은 손쉽게 이용가능하다. 표준 기반의 네트워크의 주요 목적은 다른 네트워크와의 상호접속성을 이루는 것이다. 인터넷은 이 목적을 추구하는 이러한 표준 기반의 네트워크 중 오늘날의 가장 확실한 예이다.

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

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. 패킷 데이터를 요구하는 이동국은 기본적으로 정규적인 셀룰러 신호 전송을 사용해 특정한 패킷 데이터 채널에 할당된다. 시스템은 패킷 데이터 네트워크와의 인터페이스를 위한 패킷 액세스점(PAPS)을 포함한다. 각 패킷 데이터 무선 채널은 하나의 특정한 PAP에 접속되므로, 그 PAP와 연관된 데이터 호출을 다중화할 수 있다. 핸드오버(handover)는 음성 호출을 위해 동일 시스템에서 사용되는 핸드오버와 매우 유사한 방법으로 시스템에 의해 초기화된다. 패킷 채널의 용량이 불충분할 때는 새로운 유형의 핸드오버가 부가된다.

이들 문서는 데이터 호출 지향적인 것으로, 정규적인 음성 호출에서와 유사한 방법으로 시스템 초기화된 핸드오버를 사용하는 것에 기초하여 한다. TDMA 셀룰러 시스템에서 범용 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해 이 원리를 적용하면, 스펙트럼의 효율성과 성능의 불이익이 생기게 된다.

미국 특허 No. 4,916,691은 새로운 패킷 모드의 셀룰러 무선 시스템 구조와 이동국에 (음성 및/또는 데이터) 패킷을 라우팅하기 위한 새로운 과정을 설명한다. 기지국, 트렁크(trunk) 인터페이스 유닛을 통한 공중 스위치, 및 셀룰러 제어 유닛은 WAN을 통해 함께 접속된다. 라우팅 과정은 이동국에 의해 초기화된 핸드오버와, 패킷이 통과한 기지국의 식별자를 이동국으로부터 전송된(호출 동안) 패킷의 헤더에 부가하는 것에 기초하여 한다. 이동국으로부터의 순차적인 사용자 정보 패킷들 간의 시간 주기가 확장되는 경우, 이동국은 셀 위치 정보를 전송할 목적으로 추가 제어 패킷을 전송한다.

셀룰러 제어 유닛은 주로 호 설정시 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 특정 문제에 직접 관련되지 않는다.

'GSM에서의 패킷 라디오', 유럽 전기통신 표준 연구소(ETSI) T Doc SMG 4 58/93(1993년 2월 12일) 및 헬싱키, 핀란드(1993년 10월 13일)의 '미래의 경쟁 환경에서의 GSM' 제하의 세미나 동안 제시된 'GSM용으로 제안된 일반적인 패킷 무선 서비스', 는 GSM에서 음성 및 데이터에 대해 가능한 패킷 액세스 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 솔루션으로 통합시키는 면을 다루지 않는다.

'GSM 네트워크에 걸친 패킷 데이터', T, Doc SMG 1 238/93, ETSI(1993년 9월 28일)는 패킷 이동국과 패킷 데이터 서비스로의 액세스를 처리하는 '대리인' 사이에 가상 채널을 설립하는 인증 및 정규적인 GSM 신호 전송을 먼저 사용하는 것에 기초하여 GSM에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 개념을 설명한다. 신속한 채널 셋업 및 릴리스를 위해 수정된 정규적인 신호 전송으로, 정규적인 트래픽 채널은 패킷 전송을 위해 사용된다. 이 문서는 TDMA 셀룰러 시스템에 직접 관련되지만, 그 개념이 기존 GSM 트래픽 채널의 '고속 스위칭'을 위한 버전의 사용에 기초하므로, 최적 공유 패킷 데이터 채널에 기초하여 하는 개념과 비교해 스펙트럼 효율성과 패킷 전송 지연(특히, 짧은 메시지에서)에 대해 단점을 갖는다.

셀룰러 디지탈 패킷 데이터(CDPD) 시스템 규약, 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 포괄적이고 개방적인 규약이다. 적용되는 항목은 외부 인터페이스, 대기 링크 인터페이스, 네트워크 구조, 네트워크 관리, 및 감독을 포함한다.

규정된 CDPD 시스템은 기존 AMPS 하부구조에 독립적인 하부구조를 대부분 기반으로 한다. AMPS 시스템과의 공통성은 동일 유형의 무선 주파수 채널과 동일한 기지국 위치(CDPD에 의해 사용되는 기지국은 새롭고 CDPD 전용이다)를 사용하는 것과 두 시스템간의 채널 할당을 조절하기 위해 신호 전송 인터페이스를 사용하는 것으로 제한된다.

이동국으로의 패킷을 라우팅하는 것은 먼저 이동국 주소에 기초하여 홈(home) 위치 레지스터(HLR)를 갖춘 홈 네트워크 노드(홈 이동 데이터 중간 시스템, MD-IS)로 패킷을 라우팅하는 것; 필요시, HLR에 기초하여 방문되는 서비스 제공 MD-IS로 패킷을 라우팅하는 것; 및 이동국이 셀 위치를 서비스 제공 MD-IS에 보고하는 것에 기초하여 현재 기지국을 통해 서비스 제공 MD-IS로부터 패킷을 최종적으로 전달하는 것에 기초하여 한다.

비록 CDPD 시스템 규약은 이 애플리케이션에 의해 어드레스된 TDMA 셀룰러 시스템에서 패킷 데이터 서비스를 제공하는 특정 문제점에 직접 관련되지 않지만, CDPD 시스템 규약에서 기술된 네트워크 특성 및 개념은 본 발명에 따라 대기 링크 프로토콜에 필요한 네트워크 특징에 대한 기반으로 사용될 수 있다. CDPD 시스템 규약은 본 출원에서 참고로 포함된다.

CDPD 네트워크는 기존 데이터 통신 네트워크와 AMPS 셀룰러 네트워크의 확장이 되도록 설계된다. 기존 무접속 네트워크 프로토콜은 CDPD 네트워크를 액세스하는데 사용될 수 있다. 네트워크는 항상 진화되고 있는 것으로 고려되므로, 적절할 때 새로운 네트워크 레이어 프로토콜을 부가할 수 있는 개방형 네트워크 설계를 사용한다. CDPD 네트워크 서비스 및 프로토콜은 OSI 모델 이후의 네트워크 레이어에 제한된다. 그렇게 함으로써, 하위 CDPD 네트워크를 변화시키지 않고 상위 레이어 프로토콜 및 애플리케이션 개발할 수 있다.

이동 가입자의 관점에서, CDPD 네트워크는 데이터 및 음성 모두에 대해 종래 네트워크의 무선 이동 확장이다. CDPD 서비스 제공자 네트워크의 서비스를 사용함으로써, 가입자는 다수가 종래 데이터 네트워크에 위치하는 데이터 애플리케이션에 불편함 없이 액세스할 수 있다. CDPD 시스템은 서로관련된 2개의 서비스 세트, 즉, CDPD 네트워크 지지 서비스 및 CDPD 네트워크 서비스로 간주될 수 있다.

CDPD 네트워크 지지 서비스는 CDPD 네트워크를 유지하고 관리하는데 필요한 작업을 이행한다. 이들 서비스는: 과금처리 서버; 네트워크 관리 시스템; 메시지 전달 서버; 및 인증 서버이다. 이들 서비스는 서비스 제공자간에 상호연동성을 허용하도록 정의된다. CDPD 네트워크는 원래 AMPS 하부구조를 넘어 기술적으로 진화되므로, 지지 서비스가 변하지 않고 유지될 것을 기대한다. 네트워크 지지 서비스의 기능은 임의의 이동 네트워크에 대해 필요하고 무선 주파수(RF) 기술에 독립적이다.

CDPD 네트워크 서비스는 가입자가 데이터 애플리케이션과 통신할 수 있게 하는 데이터 전달 서비스이다. 또한, 데이터 통신의 일단 또는 양단은 이동국이 될 수 있다.

요약하면, 시스템은 패킷 데이터에 대해 최적화된 공유 패킷 데이터 채널을 제공하는 것에 기초하여, D-AMPS 셀룰러 시스템에서 범용 패킷 데이터 서비스를 제공할 필요가 있다. 이 애플리케이션은 TIA/EIA/IS-136 표준에 의해 규정된 것과 유사한 접속 지향 네트워크와 무접속 패킷 데이터 네트워크의 조합된 이점을 제공하는 시스템 및 방법을 제시한다. 더욱이, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전기적인 통신의 타이밍, 복호화, 및 부호화 특성의 향상에 관한 것이다.

〈발명의 요약〉

본 발명의 일 양태에 따라, 이동국이 용이하게 다른 기능을 향상시키는데 적용되도록 필드의 예약 비트가 기능에 할당되었는지 여부를 판정하는 방법이 제공된다. 이러한 판정으로, 제1 발생 이동국은 초기에 예약되지만 차세대의 프로토콜 서비스나 기능에 할당될 수 있는 비트를 사용해 기능을 향상시킬 수 있다. 예약 비트가 기능에 할당되었는지 여부를 나타내는 표시는 이용정보 성분에 의해 방송 채널상으로 전달된다. 이용정보 성분이 예약 비트가 전력 제어, 시간 정렬, 또는 단문 서비스와 같은 임의의 서비스에 할당되지 않음을 표시하면, 예약 비트는 등화 및 동기화와 같은 기능을 향상시키는데 사용된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 부호화 수퍼프레임 위상/패킷 채널 피드백(CSFP/PCF) 필드의 복호화가 개선된다. 수퍼프레임 위상(SFP) 정보는 나머지 비트를 관측하면 알 수 있기 때문에, CSFP/PCF 필드내의 가능한 코드어의 수는 복호화 처리에서 감소될 수 있다. 또한, 복호화될 코드어의 길이는 CSFP/PCF 필드내의 예약 비트가 계속 예약되는지 여부를 표시하는 이용정보 성분에 기초하여 감소된다.

통상, 임의의 채널 코드어 -반드시 패킷 데이터인 것은 아님- 의 블록 코드는 코드어에서 일부 정보를 인지하는 것에 기초하여 효과적으로 감소된다. 더 짧은 코드어가 비트 에러에 덜 민감하기 때문에, 복호화 성능은 복호화될 코드어의 길이를 단축시킴으로서 개선된다.

출원인의 발명에 대한 특성 및 이점은 도면에 대한 설명을 읽으면 이해될 것이다.

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

도 2a는 반송파 주파수에서 전송된 계속되는 시간 슬롯에 포함된 시간 슬롯의 연속으로 구성되는 순방향(forward) DCC를 도시하는 도면.

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

도 2c는 CSFP 비트 할당의 예를 도시하는 도면.

도 3은 계층구조, 즉 다중 계층 셀룰러 시스템의 예를 설명하는 도면.

도 4는 예시적인 기지국과 이동국을 포함하는 예시적인 셀룰러 이동 무선전화기 시스템의 블록도.

도 5는 레이어에 걸쳐 가능한 메시지 매핑(mapping) 순차의 한 예를 설명하는 도면.

도 6은 PDCH에서 BMI → MS 메시지 전송을 위한 슬롯 포맷의 예를 설명하는 도면.

도 7은 8개의 정보 비트를 갖는 CSFP/PCF 필드의 예를 설명하는 도면.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 보다 상위의 레이어 메시지를 하위의 레이어 메시지로 매핑(mapping)하는 한가지 가능한 시퀀스가 도 5에서 설명되는데, 이는 하나의 L3 메시지(CDPD 이동 데이터 링크 프로토콜에 따른 프레임과 같이, 그 자체가 보다 상위의 레이어로부터 유도될 수 있는)가 수개의 레이어 2 프레임으로 매핑되는 방법의 전용 패킷 데이터 채널(PDCH)예와, 레이어 2 프레임이 시간 슬롯으로 매핑되는 예, 또한 시간 슬롯이 PDCH 채널로 매핑되는 예를 도시한다(도 2a, 도 2b, 도 2c를 참조). 비록 RPDCH 버스트는 3가지 형태의 서로 다른 고정 길이를 갖지만, 순방향 패킷 데이터 채널(FPDCH) 시간 슬롯과 역방향 패킷 데이터 채널(RPDCH) 버스트의 길이는 고정된다. 설명을 위해, FPDCH 슬롯과 전비율 PDCH는 도 5에서 물리 계층 상에 있는 것으로 가정되고, 시분할 다중 액세스(TDMA) 프레임 구조는 IS-136 디지탈 제어 채널(DCCH) 및 디지탈 트래픽 채널(DTC)와 동일한 것으로 가정된다. 본 출원에서는 TIA/EIA/IS-136 표준이 참고로 포함된다. 다중비율 (이중비율 PDCH 및 삼중비율 PDCH) 전송이 사용될 때의 최대 처리량을 위해, 약간 다른 FPDCH 슬롯 포맷이 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 규정된다.

도 6은 기지국 이동 스위칭 센터 인터워킹(interworking)(BMI)으로부터 PDCH에서 메시지를 전달하는 이동국(MS)에 순방향으로 메시지 전달하는데 사용되는 슬롯 포맷을 분리한 것이다. 도 6에 도시된 슬롯 포맷은 패킷 채널 피드백 필드(PCF)가 공유 채널 피드백(SCF) 필드를 대신한다는 점에서 IS-136 DCCH BMI → MS와 다르다. 또 다른 차이는 부호화된 수퍼프레임 위상/패킷 채널 필드(CSFP/PCF)가 IS-136 DCCH 포맷에서 CSFP 필드를 대신한다는 점이다. CSFP/PCF 필드는 이동국이 수퍼프레임의 시작을 찾을 수 있도록 수퍼프레임 위상(SFP)에 대한 정보를 전달하는데 사용된다.

본 발명의 일 양태에서, 방송 채널상의 정보 성분은 필드내에서 예약 비트가 할당된 기능을 갖는가 여부를 이동국에 알린다. 정의에 의해, 필드에서 예약 비트값에는 가정이 이루어질 수 없고, 예약 비트값은 전형적으로 0으로 할당된다. 많은 규약의 초기 버전은 예약 비트를 0에 설정하고 그에 아무런 기능도 할당하지 않기 때문에, 추후 버전의 규약이 이들 비트에 기능을 할당하지 않더라도 이동국에 의해 이들 비트가 사용될 수 없다. 그러나, 이들 비트에 기능이 할당되지 않는 동안에는, 동기화나 등화와 같은 향상된 기능을 위해 이러한 비트를 사용하는 것이 바림직하다. 따라서, 본 발명은 예약 비트에 기능이 할당되는지 여부를 표시하기 위해 방송 채널상에 정보 성분을 제공한다.

도 6에 도시된 슬롯 포맷은 IS-136에 따라 2개의 예약 비트를 포함하는 예약 비트 필드(RSVD)를 포함한다. 통상, RSVD 비트의 값은 초기에는 모두 디폴트(default) 1로 설정된다. 일반적으로, 이동국은 비트값에 대해서 가정하지 않는다.

본 발명에 따라, 방송 채널 메시지로 전달되는 정보 성분은 예약 비트가 전력 제어, 시간 정렬, 및 단문 메시지와 같은 서비스를 위해 사용되는지 여부에 기초하여, 예약 비트가 복조나 복호화와 같은 기능을 위해 이동국에 의해 사용되는지 여부를 나타낸다. 방송 채널 메시지로 전달되는 정보 성분이 예약 비트가 어떠한 기능에도 할당되지 않은 것으로 표시하면, 이동국은 디폴트 값을 갖는 RSVD 비트에 의존하고 그 정보를 예를 들어, 복조 기능(동기화나 등화)의 성능을 향상시키는데 사용할 수 있다. 정보 성분이 RSVD 비트가 서비스에 할당된 것으로 표시하면, 이동국은 디폴트 값을 갖는 이들 비트에 의존할 수 없다.

도 6에 도시된 바와 같이, 2개의 RSVD 비트는 이어지는 버스트에서 동기화(SYNC) 필드와 효과적으로 조합되어, 30-비트 SYNC 단어를 산출할 수 있다. 물론, 이동국은 이 기술을 공지된 값을 갖는 비트에 적용할 수 있음이 이해될 것이다.

본 발명의 또 다른 양태에 따라, 일부 CSFP/PCF 비트에 대한 인지는 나머지 CSFP/PCF 비트의 복호화를 향상시키는데(예를 들어, 적절한 프로세서에 의해) 사용된다. 도 7에 도시된 바와 같이, CSFP/PCF 필드는 8개의 정보 비트를 나타내는 12-비트의 코드어를 포함한다. 도 7에서, 정보 비트는 하나의 예약 비트, 2개의 부분적 에코 퀄리파이어(echo qualifier)(PEQ) 비트, 및 5개의 SFP 비트를 포함하지만, 이는 단지 한가지 특정한 예이고 본 발명은 이 예에 제한되지 않음을 이해하게 된다.

이동국이 비트를 판독하는 처리 중에 있을 때, 이동국은 이미 수퍼프레임에 동기화되어 있으므로, 이동국은 5개의 SFP 비트의 정확한 값을 알고 있다.(PEQ 비트는 IS-136에서 SCF가 전송될 때 사용되는 방법과 유사한 방법으로 이동국에 의해 사용된다.) 그 결과, PEQ 및 RSVD 비트를 나타내는 가능한 코드어의 수는 나머지 3개 비트를 복호화하는 처리에서 2⁸ = 256에서 2³ = 8로 줄어든다. 실제로, 복호화되어야 하는 (12,8) 코드어는 (7,3) 코드어로 줄어든다. 또한, (7,3) 코드어는 (12,8) 코드어 보다 비트 에러에 덜 민감하기 때문에, CSFP/PCF 필드의 보호가 향상된다. 본 발명에 따라, 모두 8개 정보 비트를 판독하지만 5개 SFP 비트를 버리는 표준 복호화 방법과 비교해, 복호화 성능이 개선된다.

(12,8) 코드어에 대한 복호화 방법예가 이후 설명된다. 이 예시적인 방법에서, 체크 비트가 송신기에 의해 반전된다면, 수신된 체크 비트는 반전될 것이다. 다음에는 이동국의 내부 클럭으로부터 결정되는 '예측된' SFP 값으로부터 12 비트 코드어가 발생되고(즉, 이동국은 판독하고 있는 시간 슬롯의 '위상'을 알고 있다), 나머지 정보 비트에 대응하는 비트 위치에 공지된 값(예를 들어, 0)을 부가하여 결과의 단어를 형성하고, 또한 필요하면 결과의 단어를 부호화하여 12-비트 코드어를 발생한다. 이어서, 이들 2개의 12-비트 벡터(즉, 수신된 CSFP/PCF 필드와 '예측된' SFP 값으로부터 제공되는 코드어)에는 논리(예를 들어, 배타적 논리합(exclusive OR)) 동작이 이행된다. 논리 연산의 결과로, 4개 체크 비트의 위치에서의 비트에 대한 SFP 값의 영향이 제거된다. 디지탈 제어 채널(DCCH), 디지탈 트래픽 채널(DTC), 및 PDCH 들을 분별하는 것은 본 출원에서 참고로 포함되는 1995년 10월 18일 출원된 본 출원인의 미국 특허 No. 5,903,552, '무선 통신 시스템에서 채널간의 판별'에서 설명된다.

SFP 비트 위치에 대응하는 5개 비트는 다음에 버려지고, 나머지 7개 비트가 (7,3) 코드어이다. (12,8) 코드어와 같이 (15,11) 코드로부터 유도되는 이 (7,3) 코드어가 최종적으로 복호화된다. (7,3) 코드어는 (12,8) 코드어의 단축된 버전이므로, 해밍 거리(Hamming distance)(3)는 변하지 않음을 주목한다. 그러나, 이 기술에 의해서는 단 하나의 비트 에러만이 정정된다. 소프트(soft) 정보는 복호화 성능과 코드어의 단축을 더 개선하는데 사용된다.

상술된 바와 같이, 일부 CSFP/PCF 비트가 예약되었나(그래서, 소정의 값을 갖거나 특정한 기능에 할당되었나) 여부를 표시하는 방송 채널에서 전달되는 이용정보 성분을 분석함으로써(예를 들어, 적절한 검출기로) 복호화 성능은 더 향상된다. 비트 또는 다수의 비트가 예약 것으로 방송 채널상의 이용정보 성분이 나타내면, CSFP/PCF 비트 중 예약 비트는 디폴트(default) 값을 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 지식을 이용하여, (7,3) 코드어는 (6,2) 코드어로 단축되거나, 다른 방법으로 (12,8) 코드어가 (11,7) 코드어로 단축된다.(후자는 수퍼프레임 동기화 이전과 같이, 이동국이 SFP 값을 모를 때 유용하다.) 그러나, 비트가 더 이상 예약되지 않는 것으로 이용정보 성분이 표시하면, 그 값에 대해 가정이 이루어질 수 없어 코드어는 단축될 수 없다. 일반적으로, 패킷 데이터 채널상의 코드어 뿐만 아니라, 임의의 채널 코드어의 길이도 코드어내의 일부 정보에 대한 인식에 기초하여 감소될 수 있다. 여기서 사용되는 '길이 감소'란 말은 복호화될 정보 비트수를 감소시키고, 그에 의해 복호화 정확도를 개선하는 것임을 이해하게 될 것이다.

본 발명은 이와 같이 설명되고 있지만, 이는 많은 방법으로 변형될 수 있음이 명백하다. 이러한 변형은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나고자 함이 아니라, 당업자에게 명백한 이러한 모든 수정은 후술하는 청구범위 내에 포함되도록 하기 위함이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 정보 필드(field)를 복호화하는 방법에 있어서,

(a) 데이터 필드의 코드어(coded word)를 액세스하는 단계; 및

(b) 방송 채널에서 전달된 이용정보 성분에 기초하여 복호화될 상기 코드어의 길이를 감소시키는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 데이터 필드는 부호화된 수퍼프레임(superframe) 위상/패킷 채널 피드백(CSFP/PCF) 필드를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 코드어는 상기 감소 단계에서 논리 함수를 이행함으로써 감소되는 방법.
제3항에 있어서, 상기 액세스 단계에서 액세스된 상기 코드어는 {12,8} 코드어인 방법.
제3항에 있어서, 상기 논리 연산은 코드어 및 공지된 비트로 증대된(augmented) 예측값으로부터 유도되는 벡터의 배타적 논리합(exclusive OR) 연산이고, 예측값에 대응하는 비트 위치는 예측값의 영향을 제거하도록 폐기되는 방법.
제5항에 있어서, 상기 예측값은 수퍼프레임 위상(SFP) 비트의 예측값이고, 상기 공지된 비트는 0들인 방법.
제6항에 있어서, 수신된 코드어와 동일 길이 및 부호화를 갖는 공지된 코드어를 유도하도록 상기 공지된 비트가 상기 예측값에 부가되는 방법.
무선 통신 시스템에서 제어 데이터를 복호화하는 방법에 있어서,

코드어를 수신하는 단계;

공지된 비트가 첨부되는 공지된 제어값의 벡터를 형성하는 단계;

상기 수신된 코드어와 동일한 부호화를 사용해 상기 벡터를 부호화하는 단계;

상기 벡터와 상기 수신된 코드어에 대한 논리 연산을 이행하는 단계;

상기 공지된 비트에 대응하는 비트 위치를 폐기함으로써, 상기 코드어를 단축시키는 단계; 및

상기 단축된 코드어를 복호화하는 단계

를 포함하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 제어 데이터는 CSFP/PCF 데이터이고, 상기 공지된 제어값은 상기 CSFP/PCF 데이터의 5 SFP 값이고, 또한 상기 공지된 비트는 3개의 0인 방법.
제9항에 있어서, 상기 코드어는 {12,8} 코드로 부호화된 12-비트 코드어인 방법.
제9항에 있어서, 상기 논리 연산은 배타적 논리합 연산인 방법.
제11항에 있어서, 상기 단축 단계는 상기 단축된 코드어로서 {7,3} 코드어를 유도하도록 상기 SFP 값에 대응하는 5 비트를 폐기함으로써 이행되는 방법.
무선 통신 시스템에서 제어 데이터를 복호화하는 방법에 있어서,

(a) 방송 채널에서 전송된 이용정보 성분의 상태를 판정하는 단계;

(b) 상기 제어 데이터의 코드어를 수신하는 단계; 및

(c) 상기 이용정보 성분의 상태가 상기 제어 데이터에서 하나 이상의 비트가 공지된 값으로 설정됨을 표시할 때 상기 코드어의 길이를 감소시키는 단계

를 포함하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 수신 단계에서 액세스되는 상기 코드어는 {7,3} 코드어이고, 상기 감소 단계에서 상기 이용정보 성분이 한 비트가 예약됨을 표시할 때 {6,2} 코드어로 감소되고, 또한, 상기 이용정보 성분이 두개의 비트가 예약됨을 표시할 때 {5,1} 코드어로 감소되는 방법.
제13항에 있어서, 상기 수신된 코드어는 {15,11} 코드어이고, 상기 감소 단계에서 상기 이용정보 성분이 상기 예약 비트가 예약됨을 표시할 때 {14,10} 코드어로 감소되는 방법.
무선 통신 시스템에서 정보의 필드를 복호화하는 장치에 있어서,

데이터 필드의 코드어를 액세스하는 수단; 및

방송 채널에서 전송된 이용정보 성분에 기초하여 복호화될 상기 코드어의 길이를 감소시키는 프로세서

를 포함하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 데이터 필드는 부호화된 수퍼프레임 위상/패킷 채널 피드백(CSFP/PCF) 필드를 포함하는 장치.
제16항에 있어서, 상기 코드어는 상기 프로세서에 의해 논리 함수를 이행함으로서 감소되는 장치.
제18항에 있어서, 상기 액세스된 수신 코드어는 {12,8} 코드어인 장치.
제19항에 있어서, 이행되는 상기 논리 함수는 12 비트 코드어를 발생하기 위해 공지된 비트로 증대된 예측 수퍼프레임 위상(SFP) 정보값들의 배타적 논리합이고, 상기 SFP 정보값에 대응하는 비트는 {7,3} 코드어를 유도하도록 폐기되는 장치.
무선 통신 시스템에서 제어 데이터를 복호화하는 방법에 있어서,

제어 데이터의 수신된 코드어의 예측값, 방송 제어 채널에서 전송된 이용정보 성분, 또는 상기 예측값과 상기 이용정보 성분 모두에 기초하여, 상기 제어 데이터의 수신된 코드어의 길이를 감소시키는 단계; 및

상기 감소된 코드어를 복호화하는 단계

를 포함하는 방법.