KR100552917B1 - 코드 분할 다원 접속 셀룰러 통신 시스템의 무결절성 소프트 핸드오프 - Google Patents

코드 분할 다원 접속 셀룰러 통신 시스템의 무결절성 소프트 핸드오프 Download PDF

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Abstract

CDMA 통신 시스템내에 실행된 "차단전에 설정" 핸드오프동안, 이중 다운링크 통신(50)이 발생되어, 이동국(18)으로 전달하기 위해 상이한 기지국(16)을 통해 경로지정된다. 이동국에서, 상기 이중신호가 수신되고, 실질적으로 동시에 수신된 프레임(58)의 프레임 시퀀스 번호가 비교된다(60). 시퀀스 번호가 정합하지 않으면, 상기 이중신호는 이동국에 의해 동시에 수신되지 않은 것으로 식별된다. 이에 응답하여, 이동국은 타이밍 조절 메시지를 이용하여 업링크상으로 통신 네트워크에 신호전송하고(64), 실질적으로 동기화된 수신을 제공하기 위해 이중 신호의 송신에 대해 적절한 타이밍 수정(66)이 이루어진다. 다음으로, 상기 수신신호상에 다이버시티 결합 및 디코딩(68)이 수행된다. 택일적으로, 상기 이동국은 먼저 도달한 신호를 버퍼링하고(72), 상기 수신신호를 다이버시티 결합하고 디코딩하기 전에 이중신호의 나중에 도달하는 시퀀스 번호 정합 프레임을 기다린다.
수신기, 디코더, 프로세서, 버퍼, 통신 장치, 이동국.

Description

코드 분할 다원 접속 셀룰러 통신 시스템의 무결절성 소프트 핸드오프{ SEAMLESS SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM}
본 발명은 이중 통신(duplicate communication)의 전송에 관한 것으로서, 특히, 이중 통신의 동기화 수신에 관한 것이다. 좀더 구체적으로 말하면, 본 발명은 셀룰러 전화 시스템내의 핸드오프에 관한 것으로서, 특히, 핸드오프된 호출이 이중 다운링크 통신전송을 이용하는 코드 분할 다원 접속(CDMA) 셀룰러 통신 시스템내에서 무결절성(seamless) 소프트 핸드오프를 이루는 방법 및 장치에 관한 것이다.
코드 분할 다원 접속(CDMA) 통신 시스템의 시스템 구성 및 동작은 종래 기술의 당업자에게 잘 알려져있다. 따라서, CDMA 시스템의 구성과 동작에 관한 상세한 정보는 제공되지 않는다. 그러나, 이러한 문제에 관한 기술적인 정보는 많은 문헌을 참조하여 얻어질 수 있다. 예컨대, 다원 접속 통신 시스템에서의 CDMA 기술의 이용에 대한 설명은, "위성 또는 지상 중계기를 이용하는 확산 스펙트럼 다원 접속 통신 시스템"이란 명칭의 미국특허 제4,901,307호를 참조한다. 또한, CDMA 통신 시스템에 사용하는 신호 파형 생성에 대한 설명은, 발명의 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 신호 파형을 발생시키는 시스템 및 방법"인 미국특허 제5,103,459호를 참조한다. 마지막으로, CDMA 셀룰러 통신 시스템에 관한 산업 표준의 식별에 대하여는 1995년 5월의 TIA/EIA 협정표준 IS-95-A을 참조한다. 상기 참조문헌에 대한 개시는 명백히 본원에서 참조로 포함되어 있다.
여러 종류의 셀룰러 통신 시스템(예컨대, 진일보한 이동 전화 시스템(Advanced Mobile Phone System)(AMPS)과 같은 주파수 분할 다원 접속(FDMA) 시스템, 조합된 FDMA, 이동통신 세계화 시스템(Global System for Mobile)(GSM)과 같은 시분할 다원 접속(TDMA) 시스템, 또는 IS-95-A에 의해 규정된 바와 같은 코드 분할 다원 접속(CDMA) 시스템)에 있어서, 어떤 종류의 핸드오프 방식이 도입됨으로써, 이동국이 두 개의 셀 사이의 경계를 지날 경우에 셀룰러 호출이 계속될 수 있다. 일반적으로 사용되는 핸드오프 방식에 있어서, 핸드오프는 이동국 통신용의 소정의 셀(또는, 셀이 분할될 경우 섹터, 이때 각 섹터는 직교하는 것으로 여겨짐)에서의 수신 신호 세기가 임계치보다 아래로 떨어질 때 개시된다. 다음으로, 상기 시스템은, 인접한 셀이 보다 큰 신호 세기로 이동국 통신을 수신할 수 있는지 여부를 결정한다. 그러한 셀이 식별된다면, 상기 셀이 핸드오프용으로 선택된다. 일반적으로 사용되는 또 다른 핸드오프 방식에 있어서, 이동국은 추가로 또는 선택적으로 소정의 셀 및 그 인접 셀에 대한 다운링크 신호 세기를 측정한다. 이들 측정값은 시스템에 보고되어, 핸드오프 결정을 행하고 핸드오프가 발생할 셀을 선택하는데 사용된다. 상기 방식 중 어떤 방식에든지, 시스템은 어느 셀이 앞으로 호출을 계속하는데 사용되는지에 대해 이동국에 통지하고, 상기 셀로 호출의 상응하는 재-경로지정이 이루어진다.
종래의 FDMA 또는 FDMA/TDMA 유형의 셀룰러 통신 시스템에 있어서, 각(인접) 셀은 각기 다른 무선 주파수로서 동작한다. 따라서, 상기 각 핸드오프 방식에 있어서, 핸드오프는 "하드(hard)" 핸드오프를 포함해야 한다. 이와 같이 하는 것은, 이동국이 송수신기 동작을 현재의 셀에서 사용되고 할당된 무선주파수로부터 새로운 셀에서 사용되고 할당된 무선주파수로 변경해야 한다는 것을 의미한다. 이동국의 송수신기에 대한 제한된 기능으로 인해, 이동국은 새로 서비스하는 셀과 통신 링크를 설정하기 전에 현재 서비스하는 셀과의 통신 링크를 차단해야 한다. 이러한 "설정 전의 차단(break before you make)" 하드 핸드오프 동작은, 구 링크(old link)의 "차단"과 신규 링크의 "설정" 사이에 경과한 시간 동안 특히 정보가 손실될 우려가 있기 때문에 몇 가지 심각한 동작상의 문제가 나타난다.
그러나, CDMA 통신 시스템에서는, 모든 셀에 대해 동일한 주파수 대역이 사용될 수 있다. 따라서, 상술한 각각의 핸드오프 방식에 있어서, 상기 핸드오프는 "소프트" 핸드오프를 포함할 수 있다. 이렇게 하는 것은, 이동국이 현재의 셀로부터 새로운 셀로 통신을 스위칭할 때 필수적으로 주파수를 변경할 필요가 없다는 것을 의미한다. 이동국과의 통신은 종종 동일한 주파수 대역을 사용하는 두 개 이상의 셀에 의해 동시에 이루어지며, 호출은 측정된 신호 세기가 나타내는 바에 따라 두 개 이상의 셀 사이에서 스위칭된다. 신호 세기 측정값이 새롭게 서비스하는 셀로의 완전한 이동국 전이를 확인하면, 이전의 셀을 사용하는 통신은 단절된다. 이러한 "차단하기 전에 설정(make before you break)" 소프트 핸드오프 동작은, 이동국이 핸드오프 프로세스 중에 적어도 하나의 셀과 계속해서 통신하기 때문에 정보의 손실에 덜 민감하다.
소프트 핸드오프 동작을 실행하는 코드 분할 다원 접속 셀룰러 통신 시스템의 동작은 종래기술의 당업자에게 널리 공지되어 있다. 따라서, 종래의 CDMA 소프트 핸드오프 프로세스에 관한 상세한 정보는 제공되지 않는다. 그러나, 이 문제에 관한 기술정보는 많은 문헌을 참조하여 얻어질 수 있다. 예컨대, CDMA 시스템에서의 소프트 핸드오프를 제어하는 시스템에 대한 설명은, 발명의 명칭이 "CDMA 셀룰러 전화 시스템의 통신시 소프트 핸드오프를 제공하는 방법 및 시스템"인 미국특허 제5,101,501호를 참조한다. 또한, 이동 지원 소프트 핸드오프를 수행하는 시스템에 대한 설명은, 발명의 명칭이 "CDMA 셀룰러 통신 시스템에서의 이동국 지원 핸드오프"인 미국특허 제5,267,261호를 참조한다. 또한, 패킷 교환 기술을 이용하여 다른 동작중에 CDMA 소프트 핸드오프를 지원하는 것에 대한 설명은, 발명의 명칭이 "무선 접속 전화기-전화망 인터페이스 구조"인 미국특허 제5,305,308호를 참조한다. 상기 참증에 대한 설명은 본원에 참조로서 포함된다.
핸드오프는 일반적으로 2개의 가능한 셀 구성에 대하여 발생한다. 제1 구성에 있어서(도 1A 참조), 셀(10)은 다수의(일반적으로 세 개) 섹터로 분리되는데, 상기 각 섹터는 각기 다른 안테나(14)를 갖지만 하나의 기지국(BS)(16)에 의해 서비스를 받는다. 이동국(18)이 화살표(20) 방향으로 이동함에 따라, 셀(10)의 제1섹터(12(1))의 무선 통신 가능구역으로부터 상기와 동일한 셀의 제2섹터(12(2))의 무선 통신 가능구역으로 통과할 수 있다. 이러한 경우, 차단전의 설정 핸드오프 프로세스에 따라, 이동국(18)은 제1안테나(14(1))와 제2안테나(14(2)) 두 개 모두를 각각 이용하는 기지국(16)과 동시에 통신한다. 안테나(14(1) 또는 14(2)) 및 이와 관련된 통신 경로(22(1) 또는 22(2))를 이용하여 이동국(18)과 기지국(16) 사이에 동시에 전송된 데이터의 이중 프레임은 실질적으로 동시에(즉, 서로 마이크로초 내에) 예정된 목적지에 도달한다. 이것은, 이중으로 송신된 프레임의 동기화된 처리가 적절한 소프트 핸드오프 동작 및 호출의 연속적인 처리에 반드시 필요하므로 중요하다.
제2 구성에 있어서(도 1B 참조), 프레임 처리의 동기화가 더 문제가 된다. 두 개의 셀(10)(각각 다수의 섹터(도시되지 않음)를 포함할 수 있음)은 안테나(16)를 가진 각기 다른 기지국(16)에 의해 각각 서비스를 받는 것으로 도시되어 있다. 기지국은 이동 교환 센터(MSC)(24)에 접속된다. 이동국(18)은 화살표(20) 방향으로 이동함에 따라, 제1 셀(10(1))의 무선 통신 가능구역으로부터 제2 셀(10(2))의 무선 통신 가능구역으로 통과할 수 있다. 이러한 경우, 차단전의 설정 핸드오프 프로세스에 따라, 이동국(18)은 제1 기지국(16(1)) 및 제2 기지국(16(2)) 두 개 모두를 사용하여 이동 교환 센터(24)와 동시에 통신한다. 기지국(16(1)) 또는 16(2)) 및 이와 관련된 통신 경로(22(1) 또는 22(2))를 사용하여 이동국(18)과 기지국(16) 사이에 동시에 전달되는 데이터의 이중 프레임은 실질적으로 동시에 예정된 목적지에 도달한다. 그러나, 상기 경로(22)의 전파시간의 차이, 및 이동 교환 센터(24)와 기지국(16) 사이의 송신 지연의 차이로 인해, 프레임은 실질적으로 동기화되어 도달할 수 없으며, 실제로 서로 수 마이크로초만큼 시간상으로 오프셋될 수 있다.
CDMA 프레임은 20ms 만큼 짧은 시간을 가질 수 있다. 오프셋이 이러한 프레임 기간을 초과한다면, 동시에 송신된 이중 프레임은 한 프레임 이상 서로 분리되어 목적지에 도달할 수도 있다. 상기 오프셋 기간에 따라, 이중 송신된 프레임의 동기화 처리는 불가능하지 않을 경우에도 어렵게 될 수 있으며, 적절한 소프트 핸드오프 동작은 잠재적으로 호출의 지속에 타협하는 정도로 방해받는다.
따라서, 도 1B의 제2 구성의 소프트 핸드오프는 다음과 같은 것을 필요로한다: (1) 이중 이동국 통신을 상이한 셀을 통해 공통의 호출 처리점(이동 교환 센터와 같은)으로 경로지정, (2) 상기 공통 호출 처리점에서 이중 이동국 통신을 동시(즉, 동기) 처리, (3) 이중 공통 호출 처리점을 상이한 셀을 통해 이동국으로 경로지정, 및 (4) 이중 공통 호출 처리점 통신을 이동국에서 동시(즉, 동기) 처리. 제1 구성의 소프트 핸드오프는 실질적으로, 이중 통신이 각기 다른 셀을 통해서라기 보다는 동일한 셀(기지국)의 각기 다른 안테나를 통해 경로지정된다는 점을 제외하면 동일한 동작상의 특성을 요구한다. 그러나, 도 1A에서의 신호 송신 시간이 거의 일치하므로, 동기화 처리에 있어서의 어려움은 일반적으로 문제가 없다. 그러나, 이것은 도 1B에서는 그렇지 않다. 이중 통신의 신호 송신 시간이 실질적으로 동일하지 않을 경우 이중 통신의 동기화 처리를 용이하게 하는 방법 및 장치가 필요하다.
이중 통신은 발신 장치에서 발생되어, 상이한 송신 시간을 갖는 각기 다른 통신 경로를 거쳐 수신 장치로 경로지정된다. 이중 통신은 각각 프레임 시퀀스 번호에 의해 식별되는 복수의 프레임을 포함한다. 상기 수신 장치에서, 이중 통신으로부터 실질적으로 동시에 수신된 프레임은 프레임 시퀀스 번호가 각각의 수신 프레임과 정합하는지 여부를 결정하기 위해 처리된다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면, 수신 장치는 그것을 나타내는 메시지를 발생시켜 발신 장치로 송신한다. 이에 응답하여, 발신 장치는, 정합하는 프레임 시퀀스 번호가 식별된 프레임에 대해 수신 장치에서의 실질적으로 동기화된 수신을 제공하도록 이중 통신 송신의 타이밍을 조절한다. 또 다른 실시예에 있어서, 수신 장치는, 다른 통신의 정합하는 프레임 시퀀스 번호가 식별된 프레임이 도달할 때까지 이중 통신 중 먼저 도달한 것을 버퍼링한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 이중 다운링크 통신이 발생되고 상이한 기지국을 통해 경로지정되어, "차단전의 설정" 핸드오프 프로세스동안 이동국으로 전달된다. 이동국에서, 이중 신호가 수신되고, 동시에 수신된 프레임의 시퀀스 번호가 비교된다. 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면, 상기 이동국은 업링크 상의 통신 네트워크에 신호를 전송하여, 상기 이중 신호의 송신에 관하여 적절한 타이밍 변경이 이루어져 동기 프레임 수신을 제공한다. 택일적으로, 상기 이동국은 먼저 도달하는 신호를 버퍼링하고, 나중에 도달하는 상기 이중 신호의 시퀀스 번호 정합 프레임을 기다린다.
도 1A는 셀의 섹터화 및 이들 사이의 소프트 핸드오프의 일예를 나타내는 개요도.
도 1B는 복수의 셀과 이들 사이의 소프트 핸드오프의 일예를 나타내는 개요도.
도 2는 본 발명에 따라 소프트 핸드오프를 이룰 때 CDMA 셀룰러 통신 시스템의 동작을 도시하는 다운링크 통신에 관한 흐름도.
도 3은 다운링크 프레임 통신에 대한 프로토콜 포맷의 개요도.
도 4는 본 발명의 선택적인 실시예에 따라 소프트 핸드오프를 이룰 때 CDMA 셀룰러 통신 시스템의 동작을 도시하는 다운링크 통신에 관한 흐름도.
도 5는 본 발명에 따른 이동국의 블록도.
지금부터 도 1B 및 도 2를 참조하는데, 상기 도 2에는, 본 발명에 따라 소프트 핸드오프를 실행하는데 있어서의 CDMA 셀룰러 통신 시스템의 동작을 다운링크 통신에 대하여 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 도 2에 있어서, 상기 도면의 좌측에 도시된 블록은 이동국(18)에 의해 수행된 동작에 관한 것이고, 상기 도면의 우측에 도시된 블록은 전기통신망 구성요소(이동 교환 센터(24) 및 기지국(16)을 포함함)에 의해 수행된 동작에 관한 것이며, 상기 도면의 중앙에 도시된 블록은 이동국과 전기통신망 구성요소에 의해 수행된 동작에 관한 것이다.
상기 도시된 소프트 핸드오프 프로세스가 막 시작되는 시점에, 이동국(18)은 통신 경로(22(1))를 이용하여 제1 기지국(14(1))을 통해 처리되고 있는 호출에 참여한다(블록 42). 다음, 상기 호출에 대해 핸드오프를 수행하라는 요구가 검출되어(블록 44), 통신 경로(22(2))를 이용하는 제2 기지국(14(2))을 통해 차후의 처리를 제공한다. 블록(44)의 검출 프로세스는, 이동국이 신호 세기 측정을 수행한 결과 및/또는 신호대 잡음(S/I)비의 결과로서 발생하는 경향이 있긴 하지만 반드시 그러한 것은 아니다. 이러한 측정은 보편적으로 제1 기지국(14(1))에 대한 파일럿 및/또는 트래픽 채널 및/또는 제2 기지국(14(2))에 대한 파일럿 채널상에서 이루어진다. 다음으로, 이동국은 제1 기지국(14(1))을 통해 이동 교환 센터로 메시지를 전송함으로써 핸드오프에 대한 요구를 네트워크에 통지한다(블록 46). 이에 응답하여, 이동 교환 센터는 이동국과의 통신을 설정할 것을 제2 기지국(14(2))에 지시한다(블록 48). 이 시점에서, 상기 이동국(18)이 참여한(블록 42 참조) 호출은 이제 (통신 경로(22(1))를 이용하는)제1 기지국(14(1))과 (통신 경로(22(2))를 이용하는) 제2 기지국(14(2)) 두 가지 모두를 통해 동시 방식으로 이중 통신으로 처리된다(블록 50). 이것은, 이동 교환 센터가 통신을 이중화한 다음 이들을 이동국으로 전달하기 위해 제1 및 제2 기지국을 통해 경로지정하는 다운링크 통신에 필요하다.
지금부터 도 3을 참조로 기술한다. 이들 통신은 복수의 정보 필드(54)를 포함하는 프로토콜(52)에 따라 포맷된 복수의 프레임을 포함한다. 포함된 하나의 필드(54)는 다운링크를 통해 송신된 통신에 대한 프레임의 시퀀스내의 관련 프레임(56)에 할당된 시퀀스 번호를 포함하는 시퀀스 번호 필드(54(1))를 포함한다. 이들 시퀀스 번호는 다수의 공지된 방법(0에서부터 증분하거나 시간 기준에 따라 결정되는 것을 포함함) 중 임의의 한 가지 방법으로 얻어질 수 있다. 프로토콜(52)은 또한 상기 호출(이러한 경우 이동 교환 센터로부터 이동국으로의 다운링크 호출 통신)과 관련하여 송신되는 음성 및/또는 신호 데이터를 포함하는 데이터 필드(54(2))를 포함한다. 따라서, 도 2의 상황에서, 제1 기지국과 제2 기지국을 통해 이동국으로 전달하기 위한 다운링크 통신을 이중화함에 있어서, 이중 통신의 상응하는 개별적인 프레임(56)은 시퀀스 번호 필드(54(1))에 동일한 시퀀스 번호를 포함하는 것은 물론 데이터 필드(54(2))에 동일한 음성 및/또는 신호 데이터를 포함한다.
다시 도 2를 참조하면, 이중 다운링크 통신은 제1 및 제2 기지국 각각을 통해 이동국으로 진행한다(블록 50). 이동국에서, 제1 기지국으로부터 송신된 통신의 프레임 뿐 아니라 제2 기지국으로부터 송신된 통신의 프레임이 실제로 동시에 수신된다(블록 58). 도 1B와 관련하여 상기 설명된 이유로, 제1 기지국 송신으로부터 수신된 프레임과 제2 기지국 송신으로부터 수신된 프레임이 각각 서로 이중화되지 못할 가능성이 있다(즉, 이중화된 프레임의 동기화된 수신이 불가능할 수도 있다). 이러한 판정을 하기 위하여, 이동국은 수신된 프레임이 포함되어 있는 시퀀스 번호를 비교한다(블록 60). 실제로 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면(블록 62), 이동국은 동기화된 프레임 수신을 제공하기 위해, 이중화된 다운링크 통신에 대해 시간 조절이 필요하다는 것을 네트워크에 통지한다(블록 64). 네트워크에 통지함에 있어서, 상기 이동국은 또한, 상기 이중화된 다운링크 통신 중 어느 것이 먼저 수신됨으로써, 앞으로 각각 지연될 필요가 있는지를 식별한다. 이에 응답하여, 이동 교환 센터는 제1 및/또는 제2 기지국에 상기 이중화된 다운링크 통신에 대한 이들 각각의 송신 시간을 조절하도록 지시한다(블록 66). 블록 58, 60, 62, 64 및 66의 프로세스는 반복 주기에 걸쳐 반복적으로 수행되어(점선으로 표시된 경로(72)를 참조), 이중 통신을 이동국에 의해 수신될 때 실제로 동기화된 프레임 정렬로 이동시킨다. 이러한 시점에, 이동국(18)이 참여한(블록 42) 호출은 현재, 제1 기지국(14(1))(통신 경로(22(1))를 이용)과 제2 기지국(14(2))(통신 경로(22(2))를 이용)을 통해 동시이기는 하지만 현재는 각각 시간 오프셋 방식으로 이중 통신으로 처리되고 있다(블록 50'). 식별 시퀀스 번호를 갖는 제1 기지국과 제2 기지국으로부터 송신된 프레임의 동시 수신에 응답하여(이것은 실제로 동기 수신을 나타냄), 이동국은 종래 기술의 당업자들에게 잘 알려져있는 방식으로 수신된 이중 통신의 다이버시티 결합을 수행한다(블록 68).
또한, 도 4를 참조하면, 본 발명의 선택적인 실시예에 따라 소프트 핸드오프를 이룰 때 CDMA 셀룰러 통신 시스템의 동작을 다운링크 통신에 대하여 나타내는 흐름도가 도시되어 있다. 도 4에 있어서, 도면의 왼쪽에 도시된 블록은 이동국(18)에 의해 수행된 동작에 관한 것이고, 도면의 오른쪽에 도시된 블록은 전기통신망 구성요소(이동 교환 센터(24) 및 기지국(16)을 포함)에 의해 수행된 동작에 관한 것이며, 도면의 중심에 도시된 블록은 이동국과 전기통신망 구성요소에 의해 수행된 동작에 관한 것이다.
상기 도시된 소프트 핸드오프 프로세스가 막 시작되는 시점에, 이동국(18)은 통신 경로(22(1))를 이용하는 제1 기지국(14(1))을 통해 처리되는 호출에 참여한다(블록 42). 다음, 상기 호출에 대해 핸드오프를 수행하라는 요구가 검출되어(블록 44), 통신 경로(22(2))를 이용하는 제2 기지국(14(2))을 통해 차후의 처리를 제공한다. 블록(44)의 검출 프로세스는 이동국이 신호 세기 측정을 수행한 결과로서 발생할 가능성이 있지만 반드시 그러한 것은 아니다. 이러한 측정은 보편적으로, 제1 기지국(14(1))에 대한 파일럿 및/또는 트래픽 채널 및/또는 제2 기지국(14(2))에 대한 파일럿 채널상에서 이루어진다. 다음으로, 이동국은 제1 기지국(14(1))을 통해 이동 교환 센터로 메시지를 전송함으로써 핸드오프에 대한 요구를 네트워크에 통지한다(블록 46). 이에 응답하여, 이동 교환 센터는 이동국과의 통신을 설정하도록 제2 기지국(14(2))에 지시한다(블록 48). 이 시점에서, 이동국(18)이 참여한(블록 42 참조) 호출은 현재, 제1 기지국(14(1))(통신 경로(22(1))를 이용) 및 제2 기지국(14(2))(통신 경로(22(2))를 이용)을 통해 동시에 이중 통신으로 처리되고 있다(블록 50). 이것은, 이동 교환 센터가 통신을 이중화한 다음 이들을 이동국으로 전달하기 위해 제1 및 제2 기지국을 통해 경로지정하는 다운링크 통신에 필요하다. 제1 및 제2 기지국을 통해 이동국으로 전달하기 위해 다운링크 통신을 이중화하는데 있어서, 이중 통신의 상응하는 개별적인 프레임(56)은 시퀀스 번호 필드(54(1))내에 동일한 시퀀스 번호 뿐 아니라 데이터 필드(54(2))내에 동일한 음성 및/또는 신호 데이터를 포함한다. 이중 다운링크 통신은 각각 제1 및 제2 기지국을 통해(블록 50) 이동국으로 전달된다. 이동국에서는, 제1 기지국으로부터 송신된 통신의 프레임은 물론 제2 기지국으로부터 송신된 통신의 프레임이 실질적으로 동시에 수신된다(블록 58). 도 1B와 관련하여 상기 확인된 이유로, 제1 기지국 송신으로부터 수신된 프레임과 제2 기지국 송신으로부터 수신된 프레임이 서로 이중화되지 않을 가능성이 있다(즉, 이중화된 프레임의 동기 수신이 발생할 수 없다). 이러한 판정을 수행하기 위하여, 이동국은 상기 수신된 프레임에 포함된 프레임 시퀀스 번호를 비교한다(블록 60). 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면(블록 62), 이동국은 공지된 데이터 버퍼링 기술을 이용하여 먼저 도달한 프레임(즉, 더 높은 프레임 시퀀스 번호를 가진 프레임)을 지연시키고(블록 72), 다음 프레임 세트를 수신하기 위해 복귀한다(점선으로 표시된 경로(74) 참조). 그 후, 동일한 프레임 시퀀스 번호를 가지며 상기 버퍼링된 프레임과 정합하는 다른 이중 통신의 프레임이 수신되면(블록 58), 이동국은 종래기술의 당업자에게 잘 알려져있는 방식으로 수신된 이중 통신의 다이버시티 결합을 수행한다(블록 68). 시간 오프셋의 길이에 따라, 블록(58, 60, 62 및 72)의 프로세스 및 복귀 경로(74)는 다른 이중 통신의 적당한 프레임이 도달하기 전까지 여러 번 발생해야 할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 이동국(18)의 블록도가 도시되어 있다. 이동국(18)은 다이플렉서(diplexer)(82)를 통해 아날로그 수신기(84) 및 송신 전력 증폭기(86)에 결합되는 안테나(80)를 포함한다. 안테나(80)와 다이플렉서(82)는 표준 설계이며, 단일 안테나를 통해 동시에 송수신할 수 있다. 안테나(80)는 송신된 신호를 모아서 이들을 다이플렉서(82)를 통해 아날로그 수신기(84)에 제공한다. 수신기(84)는 다이플렉서(82)로부터 RF 주파수 신호를 수신하여, 증폭하고 중간 주파수로 주파수 하향 변환한다. 다음으로, 상기 발생된 중간 주파수 신호는 수신기(84)의 대역통과 필터를 통과하는데, 상기 필터의 특성은 기지국으로부터의 CDMA 신호 출력의 파형과 정합하도록 선택된다. 또한, 수신기(84)는 중간 주파수 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환을 수행한다. 수신된 신호에 대한 수신기(85)의 처리는 또한 송신 전력 증폭기(86)에 접속되어 있는 송신 전력 제어(88)에도 영향을 미친다.
수신기(84)로부터의 출력 디지털 신호는 두 개 이상의 데이터 수신기(90) 각각 및 검색 수신기(90')에 제공된다. 다수의 데이터 수신기(90)는 종래기술의 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이 CDMA 신호에 대한 다이버시티 수신 처리를 허용한다. 이와 관련하여, 프로세서(96)는 신호를 데이터 수신기(90)에 제공하여, 상기 수신기 각각이 각기 다른 CDMA 신호를 처리한다. 다음으로, 데이터 수신기(90)는 단일 기지국으로부터 수신된 다경로 신호 또는 상이한 기지국으로부터 출력된 각기 다른 신호를 처리할 수 있다. 상기 데이터 수신기(90)의 기능은 수신된 중간 주파수 신호를 기지국이 송신한 CDMA 신호를 인코딩하는데 사용되는 확산 스펙트럼 부호화 시퀀스와 상관시키는 것이다. 또한, 처리기(96)는 검색 수신기(90')의 동작을 제어하여, 단일 기지국으로부터 수신된 다경로 파일럿 신호 또는 다수의 기지국으로부터 출력된 파일럿 신호에 대한 시간 도메인을 스캔한다. 검색 수신기(90')의 기능은 파일럿 채널의 신호 세기를 검출하고 측정하여 프로세서(96)로 출력하는 것이다. 데이터 수신기(90)의 출력은, 두 신호의 타이밍을 조절(프레임 정렬)하고 그 정렬된 프레임을 함께 합하는 기능을 하는 다이버시티 결합기 및 디코더 회로(98)에 제공된다. 다음으로, 상기의 결과로 결합된 신호는 회로(98)에 의해 디코딩되어, 보코더 및 그 밖의 사용자 인터페이스 회로를 포함할 수 있는 사용자 디지털 기저대역 회로(100)로 출력된다.
본 발명에 따르면, 다이버시티 결합기 및 디코더 회로(98)는, 정렬된 프레임 각각의 프레임 시퀀스 번호가 정합할 경우에만(즉, 프레임이 실질적으로 동기화하여 수신될 경우에만) 수신기(90) 출력신호의 타이밍을 조절하여 이들을 함께 합한다. 이러한 판정을 하기 위하여, 이동국(18)은 또한 데이터 수신기(90) 각각과 관련된 프레임 시퀀스 디코더(92)를 포함한다. 디코더(92)는 수신기(90) 출력 신호의 동시에 수신된 각 프레임으로부터 프레임 시퀀스 번호를 추출한다. 다음으로, 상기 추출된 프레임 시퀀스 번호는 프로세서(96)로 제공되는데, 여기서 이들은 비교되어, 정렬된 프레임이 그 상응하는 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 경우에만 함께 합해지도록 다이버시티 결합기 및 디코더 회로(98)의 동작을 신호로 제어하는데 사용된다. 그렇지 않다면, 기지국(16(1) 및 (16(2))으로부터의 신호 사이의 프레임 동기화가 확인될 수 없을 때, 다이버시티 결합 및 디코딩은 상기 수신된 신호 중 어느 하나에만 수행된다.
도 3에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 신호의 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면, 프로세서(96)는 그것을 나타내는 신호를 발생시키며, 이러한 발생된 신호에 의해, 안테나(80), 다이플렉서(82), 송신 전력 증폭기(86), 송신 전력 제어(88) 및 송신 변조기(102)에 의해 제공되는 기능을 이용하여 타이밍 조절 메시지가 업링크 통신으로서 발신 기지국(들)에 송신된다. 이에 응답하여, 상기 논의된 바와 같이, 네트워크는 이동국(18)에서의 동기화된 프레임 수신을 위해 (이중 신호 통신 중 먼저 도달한 것의 송신을 지연하거나, 이중 신호 통신 중 나중에 도달한 것의 송신 지연을 감소시킴으로써) 다수의 기지국으로부터의 출력 신호의 타이밍을 조절한다. 이동국에 의해 수신될 때 이중 통신을 실질적으로 동기화된 프레임 정렬로 하기 위해서, 지연 명령에 대해 반복적인 프로세스가 필요할 가능성도 있다. 다음으로, 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 현재 가지고 있는 동기적으로 수신된 신호의 프레임이 데이터 수신기로부터 출력되어, 다이버시티 결합기 및 디코더 회로(98)에 의해 처리된다. 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 갖는 프레임을 가진 실질적으로 동시에 수신된 신호는 프레임 정렬되고, 함께 합해져 디코딩된다.
반면, 도 4에 도시된 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 프로세서(96)는 두 개의 신호 중 먼저 도달하는 신호(즉, 상대적으로 더 높은 프레임 시퀀스 번호를 가진 프레임을 가진 신호)를 수신하는 데이터 수신기(90)에, 다른 데이터 수신기(90)와 관련된 디코더(92)가 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 가진 여분의 송신된 신호의 프레임 수신을 검출할 때까지 상기 신호를 버퍼링하도록 지시한다. 이 시점에서, 신호의 프레임은 데이터 수신기(90)로부터 출력되어, 다이버시티 결합기 및 디코더 회로(98)에 의해 처리된다. 다음으로, 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 가진 프레임에 필요에 따라 버퍼링된 수신 신호는 프레임 정렬되고, 함께 합해져 디코딩된다.
본 발명의 방법 및 장치에 대한 바람직한 실시예가 도면 및 상기의 상세한 설명에 기술되어 있다 하더라도, 본 발명은 상기 개시된 실시예로 제한되지 않고, 상기 설명된 및 이하의 특허청구범위에 규정된 바와 같은 본 발명의 정신에서 벗어남이 없이 다양한 재배치, 변형 및 대체가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (27)

  1. 프레임 시퀀스 번호에 의해 식별되는 복수의 프레임을 각각 포함하는 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법으로서,
    상기 이중 기지국 트래픽 통신을 수신하는 단계,
    상기 수신된 이중 기지국 트래픽 통신내에 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호를 비교하는 단계,
    상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 경우 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 처리하는 단계, 및
    상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는 경우 상기 이동국으로부터 상기 이중 기지국 트래픽 통신의 발신원으로 송신용 신호를 발생시키는 단계를 포함하는데, 상기 신호는 상기 이중 기지국 트래픽 통신 내에 비동기적으로 수신한 프레임을 식별하고 상기 이중 통신 송신의 타이밍 조절을 요청하여, 상기 이동국에서 수신된 이중 기지국 트래픽 통신내의 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 프레임의 실질적으로 동기 수신을 제공하는, 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이중 기지국 트래픽 통신은 셀룰러 통신 시스템에서 이동국으로 송신된 다운링크 소프트 핸드오프 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 이중 기지국 트래픽 통신 내에 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 이중 기지국 트래픽 통신 내에 실질적으로 동시에 수신된 프레임의 사용자 데이터를 합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 상기 이중 기지국 트래픽 통신 내에 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 다이버시티 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 기지국 트래픽 통신을 이동국이 처리하는 방법.
  6. 프레임 시퀀스 번호에 의해 식별된 복수의 프레임을 각각 포함하는 송신된 이중 통신을 처리하는 방법으로서,
    상기 이중 통신을 수신하는 단계,
    상기 수신된 이중 통신 내에 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호를 비교하는 단계,
    상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면 상기 이중 통신 중 먼저 도달하는 통신의 프레임을 버퍼링하는 단계, 및
    상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하면 상기 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 처리하거나, 상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않는다면 상기 이중 통신 중 먼저 도달하는 통신의 버퍼링된 프레임을 상기 이중 통신 중 나중에 도달하는 통신의 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 프레임으로 처리하는 단계를 포함하는, 송신된 이중 통신을 처리하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 이중 통신은 셀룰러 통신 시스템의 이동국으로 송신된 다운링크 소프트 핸드오프 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 통신을 처리하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 갖는 이중 통신 내의 수신된 프레임을 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 통신을 처리하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 갖는 상기 이중 통신 내의 수신된 프레임의 사용자 데이터를 합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 통신을 처리하는 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 처리 단계는 정합하는 프레임 시퀀스 번호를 갖는 이중 통신 내의 수신된 프레임을 다이버시티 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신된 이중 통신을 처리하는 방법.
  11. 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법으로서,
    제1 셀과 관련된 제1 통신 경로를 통해 이동국과 기지국 트래픽 통신을 하는 단계,
    상기 제1 셀로부터 제2 셀로의 통신의 핸드오프에 대한 필요성을 검출하는 단계,
    상기 제1 통신 경로 및 상기 제2 셀과 관련된 제2 통신 경로를 통해 이동국과 이중 기지국 트래픽 통신을 하는 단계,
    상기 이중 기지국 트래픽 통신 내의 개별적인 시퀀스 번호가 정합하는 프레임의 실질적으로 비동기 수신을 나타내는 메시지를 이동국으로부터 수신하는 단계, 및
    상기 이중 기지국 트래픽 통신의 이동국에 의해 실질적으로 동시에 정합하는 프레임 수신을 제공하기 위해, 제1 및 제2 통신 경로상의 기지국 트래픽 통신의 타이밍을 조절하는 단계를 포함하는, 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출 단계는 상기 제1 통신 경로를 통해서 상기 이동국과의 기지국 트래픽 통신에 대해서 이루어진 신호 세기 측정을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 검출 단계는 상기 제2 셀에 대하여 이동국에 의해 수행된 신호 세기 측정을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 조절 단계는 상기 제1 또는 제2 통신 경로를 통해 이중 기지국 트래픽 통신중 한 통신의 통신 송신을 지연하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 이중 기지국 트래픽 통신을 수신하는 단계,
    상기 수신된 이중 통신 내의 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대한 프레임 시퀀스 번호를 비교하는 단계,
    상기 프레임 시퀀스 번호가 정합할 경우 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 처리하는 단계, 및
    상기 수신된 이중 기지국 트래픽 통신 내의 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 프레임에 대한 실질적인 동시 수신을 제공하기 위해, 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않으면, 상기 제1 및 제2 통신 경로 상의 이중 기지국 트래픽 통신 송신의 타이밍 조절을 요청하는 송신용 메시지를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템 내에서 소프트 핸드오프를 실행하는 방법.
  16. 통신 장치로서,
    제1 통신 경로를 통해서 송신되며 이중 통신을 포함하는 제1 기지국 트래픽 통신을 수신하는 제1 수신기,
    제2 통신 경로를 통해서 송신되며 이중 통신을 포함하는 제2 기지국 트래픽 통신을 수신하는 제2 수신기,
    상기 제1 수신기에 접속되어 상기 제1 기지국 트래픽 통신 내의 각 프레임으로부터 프레임 시퀀스 번호를 추출하는 제1 디코더,
    상기 제2 수신기에 접속되어 상기 제2 기지국 트래픽 통신내의 각 프레임으로부터 프레임 시퀀스 번호를 추출하는 제2 디코더,
    상기 제1 및 제2 디코더에 접속되어, 상기 수신된 이중 기지국 트래픽 통신의 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대하여 상기 추출된 프레임 시퀀스 번호를 비교하고, 상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하면 제1 신호를 발생시키며, 상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않으면 제2 신호를 발생시키는 프로세서,
    상기 제1 신호에 응답하여 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 결합하고 디코딩하는 수단, 및
    프레임 시퀀스 번호가 정합하는 프레임의 제1 및 제2 수신기에 의해 실질적으로 동시에 수신하기 위해, 제1 및 제2 통신 경로를 통해서 이중 기지국 트래픽 통신 송신의 타이밍 조절하기 위하여 상기 이중 기지국 트래픽 통신의 발신원으로 이루어지는 요청을 상기 제2 신호에 응답하여 송신하는 수단을 포함하는 통신 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 결합 및 디코딩 수단은 다이버시티 결합기 및 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 통신 장치는 셀룰러 통신 시스템에서 동작하는 이동국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 이중 기지국 트래픽 통신은 상기 제1 통신 경로와 관련된 제1 셀로부터 상기 제2 통신 경로와 관련된 제2 셀로의 이동국의 소프트 핸드오프를 위한 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 셀룰러 통신 시스템은 코드 분할 다원 접속(CDMA) 통신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  21. 통신 장치로서,
    제1 통신 경로를 통해서 송신되며 이중 통신을 포함하는 제1 통신을 수신하는 제1 수신기,
    제2 통신 경로를 통해서 송신되며 이중 통신을 포함하는 제2 통신을 수신하는 제2 수신기,
    상기 제1 수신기에 접속되어 상기 제1 통신내의 각 프레임으로부터 프레임 시퀀스 번호를 추출하는 제1 디코더,
    상기 제2 수신기에 접속되어 상기 제2 통신내의 각 프레임으로부터 프레임 시퀀스 번호를 추출하는 제2 디코더,
    상기 제1 및 제2 디코더에 접속되어, 상기 수신된 이중 통신의 실질적으로 동시에 수신된 프레임에 대해 상기 추출된 프레임 시퀀스 번호를 비교하고, 상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하면 제1 신호를 발생시키며, 상기 프레임 시퀀스 번호가 정합하지 않으면 제2 신호를 발생시키는 프로세서,
    상기 제2 신호에 응답하여 상기 이중 통신중 먼저 도달하는 통신의 프레임을 버퍼링하는 수단,
    상기 제1 신호에 응답하여 실질적으로 동시에 수신된 프레임을 결합하여 디코딩하는 수단, 및
    상기 제2 신호에 응답하여 상기 이중 통신중 나중에 도달하는 통신의 프레임 시퀀스 번호가 정합하는 프레임과 상기 버퍼링된 프레임을 결합하여 디코딩하는 수단을 포함하는 통신 장치.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 결합 및 디코딩 수단은 다이버시티 결합기 및 디코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 통신 장치는 셀룰러 통신 시스템에서 동작하는 이동국을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 이중 통신은 상기 제1 통신 경로와 관련된 제1 셀로부터 상기 제2 통신 경로와 관련된 제2 셀로 상기 이동국의 소프트 핸드오프를 위한 통신을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 셀룰러 통신 시스템은 코드분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.
  26. 삭제
  27. 삭제
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