KR100500224B1 - 통신 채널의 설정 동안 데이터 전송을 선택적으로억제시키는 코드 분할 다중 접속 통신 시스템 - Google Patents

통신 채널의 설정 동안 데이터 전송을 선택적으로억제시키는 코드 분할 다중 접속 통신 시스템 Download PDF

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Abstract

시스템에서 통신 노드들에 의해 요구된 데이터 통신 레이터가 완전히 설정될 때까지 통신 노드들 간의 데이터 전송을 차단하는 CDMA 통신 시스템은, 수신 노드가 발생 노드로 전송되는 확인음을 선택적으로 억제한다(314). 음성, 팩시밀리 또는 모뎀 데이터 전송은 통신 경로가 필요한 통신 비율로 설정될 때까지 차단된다. 이는 정확한 동기화가 부족할 수 있는 통신 시스템에 걸쳐 인코딩된 데이터를 다수의 데이터 레이트로 시스템이 신뢰성있게 전송할 수 있도록 한다.

Description

통신 채널의 설정 동안 데이터 전송을 선택적으로 억제시키는 코드 분할 다중 접속 통신 시스템{CDMA COMMUNICATION SYSTEM WHICH SELECTIVELY SUPPRESSES DATA TRANSMISSIONS DURING ESTABLISHMENT OF A COMMUNICATION CHANNEL}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 통신 레이트 조정 중에 데이터의 손실없이 통신에 의해 요구된 대역폭에 따라 선택적으로 데이터 전송 레이트를 조정하는 무선 디지탈 CDMA 통신 시스템에 대한 것이다.
통신 산업은 셀룰러, 위성 및 마이크로파 통신을 포함하는 무선 기술의 사용으로 최근에 크게 성장하여 왔다. 무선 통신 시스템의 인기 및 사용이 증가함에 따라 각 종류의 무선 통신에 할당된 유한적인 대역폭이 점점 가치를 더해가고 있다. 사용자의 증가를 지원하기 위한 추가의 대역폭이 기존의 애플리케이션들에 대해 할당될 것으로 보여지지 않기 때문에, 최근의 통신 하드웨어 및 소프트웨어에서의 다수의 진보들은 동일 또는 감소된 대역폭을 사용하면서 데이터의 전송 레이트를 증가시키기 위한 것이었다.
데이터의 무선 통신과 관련된 문제점들 중 하나는 컴퓨터, 팩시밀리 머신, 자동 호출 및 응답 장치 그리고 다른 형태의 데이터 네트워크들을 포함하는 다수의 상이한 형태의 통신 노드들이 현재 사용되고 있다는 것이다. 이러한 노드들은 복수의 상이한 데이터 레이트들로 통신할 수 있으며 통신의 설정 또는 유지 동안에 데이터 손실을 피하기 위해 적절히 동기되어야 한다.
통신의 설정 및 동기화는 다양한 상이한 기술들을 사용하여 현재 수행되고 있다. 예를 들면, 미국 특허 제4,384,307호(Kuzmik 등)에서 개시된 시스템은 통신 라인 상으로 송수신기를 접속시키기 위한 통신 어댑터를 포함한다. 이 시스템은 두 개의 통신 노드들을 적절히 동기화하기 위해 데이터의 비트 레벨 조작을 필요로 한다. 이 같은 기술을 사용하는 데이터의 리포맷팅은 계산상 고비용을 요하며 오류가 발생하기 쉽다.
또 다른 종류의 시스템이 미국 특허 제4,583,124호(Tsuji 등)에서 개시되어 있으며, 이는 두 개의 노드들이 메모리 내에 각 통신 노드와 관련된 정보를 저장함으로써 소망하는 통신 속도로 동기화를 신속하게 설정할 수 있도록 한다. 그러나 각 수신 노드에 대한 정보를 발생 노드가 저장하도록 요구하는 것은 오늘날의 통신 환경에서는 비실용적이다.
따라서 2개의 통신 노드들 간에 전송되는 데이터의 무결성을 유지하면서 통신 네트워크의 데이터 전송 레이트를 필요한 레이트로 스위칭하기 위한 간단하고 효과적인 기술에 대한 요구가 있다.
본 발명은 통신 노드들에 의해 요구되는 데이터 통신 레이트가 시스템 전체에서 완전하게 설정될 때까지 통신 노드들 간의 데이터 전송을 막는 CDMA 통신 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은 수신 노드가 발생 노드로 보내는 확인음(confirmation tone)을 선택적으로 억제시키는 것이다. 따라서 음성, 팩시밀리 또는 모뎀 데이터의 전송이 통신 경로가 소망하는 통신 레이트로 설정되어질 때까지 금지된다. 이는 시스템이 정확한 동기화가 결여될 수 있는 통신 시스템에서 복수의 데이터 레이트들로 인코딩된 데이터를 신뢰성 있게 전송할 수 있도록 한다.
따라서 본 발명의 목적은 통신 시스템이 통신 노드들에 의해 요구되는 데이터 전송 레이트를 달성할 때까지 데이터 통신을 차단함으로써 인코딩된 데이터를 신뢰성있게 전송하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이다. 아래에서 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조로 하여 설명될 것이다.
본 발명을 구체화한 통신 네트워크(10)가 도 1에 도시되어 있다. 이 통신 네트워크(10)는 하나 이상의 기지국들(14)을 포함하며, 이 기지국들의 각각은 고정되거나 이동하는 복수의 가입자 유닛들(16)과 무선 통신하게 된다. 각각의 가입자 유닛(16)은 가장 강한 통신 신호를 제공하는 기지국(14) 또는 가장 가까운 기지국(14)과 통신한다. 기지국들(14)은 또한 기지국들(14) 간의 통신을 조정하는 기지국 제어기(20)와 통신한다. 통신 네트워크(10)는 공중 스위칭 전화 네트워크(PSTN)(22)에 접속될 수 있으며, 기지국 제어기(20)는 기지국(14)과 PSTN(22) 간의 통신을 조정한다. 바람직하게는 각각의 기지국(14)은 무선 링크를 통하여 기지국 제어기(20)와 통신한다. 비록 기지국들(14)과 기지국 제어기(20) 간의 링크가 무선 링크인 것으로 도시되어 있으나, 당해 기술분야에 통상의 기술을 가진 자라면 기지국(14)과 기지국(20) 간에 지상 통신선이 제공될 수도 있음을 이해할 것이다. 이는 특히 기지국(14)이 기지국 제어기(20)와 아주 근접하여 존재하는 경우에 적용될 수 있다.
기지국 제어기(20)는 여러 기능들을 수행한다. 우선 기지국 제어기(20)는 가입자 유닛들(16), 기지국들(14), 그리고 기지국 제어기(20) 간의 모든 무선 통신들을 설정하고 유지시키는 것과 관련된 모든 OA&M(overhead, administrative and maintenance) 시그널링을 제공한다. 이 기지국 제어기(20)는 또한 무선 통신 시스템(10)과 PSTN(22) 간의 인터페이스를 제공하기도 한다. 이러한 인터페이스는 기지국 제어기(20)를 통해 시스템(10)으로 들어가거나, 시스템(10)으로부터 나오는 복수의 통신 신호들의 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱을 포함한다. 비록 무선 통신 시스템(10)이 RF 신호들을 전송하기 위해 안테나를 사용하는 것으로 도시되어 있으나, 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자는 통신들이 마이크로파 위성 업링크들에 의해 달성될 수 있음을 이해할 것이다.
도 2에서 통신 시스템(10)은 발생 노드들(40)과 종료 노드들(44)에 접속된다. 가능한 한 넓은 대역폭을 유지하기 위해 통신 시스템(10)은 발생 및 종료 노드들(40, 44)에 의해 필요한 데이터 전송 레이트를 지원하기 위해 요구되는 대역폭을 선택적으로 할당한다. 이와 같은 방식으로 시스템(10)은 대역폭이 효율적으로 사용되도록 보장한다. 음성 통신은 32Kbs ADPCM(adaptive pulse code modulation) 채널에 걸쳐 효과적으로 전송될 수 있다. 그러나 고속 팩스 또는 데이터 모뎀 신호는 통신을 신뢰성 있게 전송하기 위해 적어도 64Kbs PCM(pulse code modulation) 신호를 필요로 한다. 많은 다른 형태의 변조 기술 또는 데이터 전송 레이트가 역시 발생 및 종료 노드들(40, 44)에 의해 사용될 수도 있다. 이러한 시스템(10)은 대역폭을 효과적으로 할당할 수 있어야 하며, 요구되는 변조 방식과 데이터 통신 레이트 사이에서 동적으로 스위칭할 수 있어야 한다.
통신 시스템(10)은 발생 및 종료 노드들(40, 44) 간에 통신 링크를 제공한다. 이 발생 및 종료 노드들(40, 44)은 컴퓨터, 팩시밀리 머신, 자동 호출 및 응답장치, 데이터 네트워크 또는 이러한 장치의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 데이터의 로버스트한 통신을 위해서는, 통신 시스템(10)이 임의의 데이터의 전송 전에 통신 노드들(40, 44)에 의해 요구된 데이터 통신 레이트로 스위칭되도록 보장하는 것이 필수적이다.
도 3을 참조하면, 발생 노드들(40)과 종료 노드들 간의 통신들을 설정하기 위한 전형적인 과정이 도시되어 있다. 발생 노드(40)는 데이터 통신(음성 통신은 아님)이 전송되는 것을 나타내는 호출음(calling tone)을 주기적으로 전송시킨다(단계 100). 발생 노드(40)로부터 종료 노드(44)로 전송된 호출음은 여러 동작들을 개시하는 종료 노드(44)에 의해 검출된다(단계 102). 먼저 종료 노드(44)는 데이터 통신 전송을 준비한다(단계 104). 다음에 종료 노드(44)가 호출음을 수신하였음을 확인시키기 위해, 종료 노드(44)는 응답음(answer tone)을 발생 노드(40)로 전송한다(단계 106). 이 응답음을 수신하면(단계 108), 발생 노드(40)는 데이터의 전송을 시작하며(단계 110), 이 데이터는 종료 노드(44)에 의해 수신된다(단계 112). 그 데이터 전송 레이트로 설정된 통신 링크로, 발생 및 종료 노드들(40, 44)은 통신이 종료될 때까지 데이터를 전송하고 수신한다.
이러한 처리의 한가지 문제점은 통신 시스템(10)의 전송 레이트가 발생 및 종료 노드들(40, 44) 모두에게 투과적(transparent)이라는 것이다. 낮은 레이트(음성통신을 지원함)로부터 높은 레이트(인코딩된 데이터 통신을 지원함)로의 통신 레이트의 변경은 통신 채널을 통하여 데이터가 신뢰성 있고 신속하게 전송되는 것을 보장한다. 그러나 새로운 전송 레이트는 발생 노드(40)에 의하여 전송된 음(tone)들의 그릇된 해석을 막기 위해 통신 시스템(10)에서 완전하게 설정되어야 한다. 발생 노드(40)는 시스템(10)이 32Kbs ADPCM으로부터 64Kbs PCM으로 완전히 스위칭되기 전에 높은 레이트로 데이터의 전송을 시작할 수 있으며, 이는 데이터의 손실을 가져온다.
본 발명은 그 결과로서 나타나는 발생 또는 종료 노드들(40, 44)의 오차 동작을 막고 음에 대한 그롯된 해석을 제거하기 위해, 새로운 데이터 통신 레이트가 통신 시스템(10)에서 완전하게 설정되어질 때까지, 발생 노드(40)로의 확인음의 전송을 차단시킨다. 이는 전송 노드(40)에서의 응답음 수신을 막으며, 그렇지 않았더라면 요구되는 정확한 동기화를 결여하였을 통신 시스템(10)에 걸쳐 보다 높은 레이트로 인코딩된 데이터의 신뢰성 있는 전송을 보장한다.
본 발명의 시스템(10) 동작은 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 통신 시스템(10)은 발생 노드(40)와 종료 노드(44) 간의 통신을 용이하게 한다. 도시된 바와 같이 발생 노드(40)의 동작들(단계 202, 212 및 214) 그리고 종료 노드(44)의 동작들(단계 206, 207, 208 그리고 218)은 도 3에서와 같다. 통신 시스템(10)의 동작은 발생 노드(40) 및 종료 노드(44) 모두에 있어서 명백하다.
동작 시에 발생 노드는 데이터 통신을 나타내는 호출음을 주기적으로 전송한다(단계 202). 통신 시스템(10)은 호출음 수신에 응답하여 여러 동작들을 수행한다(단계 204). 첫 번째, 호출음은 음성 통신들을 위한 표준 통신 셋팅인 32Kbs ADPCM으로 수신된다. 이 시스템(10)은 호출음을 검출하고, 고속 데이터 전송을 처리하기 위해 64Kbs PCM으로의 스위칭을 시작한다. 이러한 스위칭은 기지국(14), 가입자 유닛(16) 그리고 기지국 제어기(20)에 의해 실시되어야 한다. 비록 그 시스템(10)이 즉시 새로운 데이터 전송 레이트로 스위칭을 시작하더라도, 이 처리는 실시하는데 약 1500msec가 걸린다. 따라서 시스템(10)은 32Kbs ADPCM으로 종료 노드(44)로 호출음을 전송시킨다.
종료 노드(44)는 호출음을 검출하고(단계 206) 데이터 통신을 보내기 위해, 준비한다(단계 207). 후속적으로, 종료 노드(44)는 응답음을 전송하며(단계 208), 이것이 발생 노드에 의해 수신될 때, 발생 노드(40)로 하여금 데이터의 전송을 시작하게 한다.
통신 시스템(10)은 종료 노드(44)로부터 응답음을 수신한다. 그러나 시스템(10)은 64Kbs PCM으로의 스위칭이 시스템(10)에서 설정될 때까지 발생 노드(40)로 응답음을 전송하지 않는다. 64Kbs PCM으로의 스위칭이 달성되었음을 확인한 후에, 시스템(10)은 응답음을 수신하는 발생 노드(40)로 그 응답음이 통과되도록 허용한다(단계 212). 이 응답음에 응답하여 발생 노드(40)는 데이터의 전송을 시작한다(단계 214). 시스템(10)은 그 데이터를 수신하고 새로운 데이터 전송 레이트(64Kbs PCM)로 종료 노드(44)에 데이터의 전송을 시작하며(단계 216), 이 종료 노드(44)는 데이터를 수신한다(단계 218). 통신 채널이 설정되었기 때문에, 발생 및 종료 노드들(40, 44)은 그 통신이 종료될 때까지 이와 같은 방법으로 시스템(10)을 통해 계속하여 통신한다(단계 214, 216 및 218).
도 5를 참조하면, 기지국 제어기(20)의 더욱 상세한 블럭도가 도시되어 있다. 기지국 제어기(20)는 2개의 통신 노드들(40, 44) 간의 통신 링크의 적어도 일부를 제어한다. 이 같은 링크는 제 1 통신 노드로부터 기지국 제어기(20)로의 통신경로(300), 기지국 제어기(20)내의 통신 경로(302), 그리고 기지국 제어기(20)로부터 제 2 통신 노드로의 통신 경로(304)를 포함한다. 기지국 제어기로의 통신 경로(300) 및 기지국 제어기로부터의 통신 경로(304)는 기지국 제어기(20)에 의해 제어되는 가입자 유닛들(16) 및 복수의 기지국들(14)을 포함할 수 있다.
통신 노드들(40, 44) 간의 통신 채널 설정은 기지국(14), 가입자 유닛(16) 그리고 기지국 제어기(20)에 의해 수행된 복수의 태스크들을 포함하는 복잡한 과정임을 잘 이해할 것이다. 이 같은 전체 과정에 대한 상세한 설명은 본 발명의 범위에 속하지 않는다. 따라서 본 발명에 관련된 통신 채널의 설정을 위한 과정의 부분들만이 하기에서 설명될 것이다.
발생 노드(40)와 종료 노드(44) 간의 통신은 당업자에게 널리 공지된 바와 같이, 가상의 채널을 통하여 전송된다. 전체 스펙트럼이 상기 CDMA 통신 시스템(10)에 의해 사용되기 때문에, 발생 노드(40)로부터 종료 노드(44)로의 통신은 종료 노드(44)로부터 발생 노드(40)로의 통신들과 같은 주파수 대역을 통해 전송된다. 가상 채널이 설정된 이후에, 발생 및 종료 노드들(40, 44)은 자유롭게 통신될 수 있다.
기지국 제어기(20)는 호출음 검출기(310), 마이크로처리기(312) 그리고 응답음 차단기(314)를 포함한다. 호출음 검출기(310)는 호출음을 검출하기 위하여 설정된 통신 채널을 모니터한다. 호출음이 발생 노드(40)로부터 전송될 때, 호출음 검출기(310)는 기지국 제어기(20)로 하여금 보다 높은 데이터 전송 레이트로의 스위칭을 시작하게 하는 호출음을 검출한다. 마이크로처리기(312)는 후속적으로 통신이 라우팅되어야 하는 임의의 다른 기지국들(14) 또는 가입자 유닛들(16)(하기에서는 통신 장비라 불려짐)에 보다 높은 데이터 전송 레이트로 스위칭하도록 통지한다.
마이크로처리기(312)는 시스템(10)을 통해 응답음이 전송되어지는 것을 막는 응답음 차단기(314)를 활성화시킨다. 통신장비(14, 16, 20)의 각각은 보다 높은 데이터 전송 레이트가 달성된 때 기지국 제어기(20)의 마이크로처리기(312)로 확인(acknowledge)을 전송한다. 이 마이크로처리기(312)는 후속적으로 응답음 차단기(314)를 비활성화시켜 발생 노드(40)로 응답음이 보내질 수 있도록 한다. 통신 노드들(40, 44)은 보다 높은 데이터 통신 레이트로 통신 시스템(10)을 통하여 데이터 통신을 시작한다.
본 발명의 바람직한 실시예와 관련하여 부분적으로 설명되었으나 이와 같은 세부 사항은 제한적이라기 보다는 교훈적인 것이다. 가령 도 5에서 도시된 기지국 제어기(20)에 의해 수행된 기능들은 대안의 실시예에서 발생 또는 종료 노드들(40) 중 어느 하나와 결합된 기지국(14)에 의해 수행될 수 있다. 기지국(14)의 기능들은 마스터 기지국을 형성하도록 기지국 제어기(20)에 결합될 수 있다. 또한, 상이한 데이터 레이트들 및 변조 방식이 사용될 수 있다. 당업자는 여기의 가르침에서 개시된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 동작의 모드 및 구조를 변형할 수 있다는 것을 이해할 것이다.
통신 시스템이 통신 노드들에 의해 요구되는 데이터 전송 레이트를 달성할 때까지 데이터 통신을 차단함으로써 인코딩된 데이터를 신뢰성있게 전송할 수 있는 시스템 및 방법을 제공할 수 있습니다.
도 1은 본 발명에 따른 코드 분할 다중 접근 통신 시스템의 개략적인 도면.
도 2는 발생 및 종료 노드에 연결된 도 1 통신 시스템의 블럭도.
도 3은 공지기술에 따라 발생 노드와 종료 노드 사이의 통신 채널 설정 흐름도.
도 4는 본 발명에 따라 발생 노드와 종료 노드 사이의 통신 채널 설정 흐름도.
도 5는 본 발명의 가르침에 따른 기지국 블럭도.

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  22. 적어도 하나의 기지국을 제어하여 복수의 가입자 유닛들과의 통신을 용이하게 하는 무선 통신 시스템용 기지국 제어기에 있어서,
    제 1 통신 채널을 제 1 가입자 유닛에게 제 1 데이터 레이트로 제공하는 수단과,
    제 2 데이터 레이트로의 변경이 요구된다는 것을 나타내는 제 1 신호를 수신하는 수단으로서, 상기 제 2 데이터 레이트는 상기 1 데이터 레이트 보다 높은 것인, 상기 수신 수단과,
    상기 제 1 신호를 수신하는 것에 응답하여 상기 제 2 데이터 레이트로 제 2 통신 채널을 할당하는 수단과,
    상기 제 2 데이터 레이트의 데이터가 전송될 것임을 나타내는 제 2 신호를 전송하는 수단과,
    상기 제 2 통신 채널의 할당이 완료될 때까지 상기 제 2 신호의 전송을 차단하는 수단을 포함하는, 무선 통신 시스템용 기지국 제어기.
  23. 제22항에 있어서, 상기 제 1 신호는 호출음(calling tone)인 것인, 무선 통신 시스템용 기지국 제어기.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제 2 신호는 응답음(answering tone)인 것인, 무선 통신 시스템용 기지국 제어기.
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