KR100601242B1 - 시작 동안 하이브리드 직접 시퀀스/호핑 모드를 갖는 주파수-호핑 무선 시스템 - Google Patents

시작 동안 하이브리드 직접 시퀀스/호핑 모드를 갖는 주파수-호핑 무선 시스템 Download PDF

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Abstract

주파수 호핑(FH)을 사용하는 무선 시스템에서, 시스템에 직접-시퀀스(DS) 확산을 부가하여, 프로세싱 이득을 손상시키지 않고, 액세스 시간 지연이 감소된다. 이에 따라 하이브리드 FH/DS 시스템이 구현되고, DS 확산의 사용은 시작 동안 사용되는 홉 주파수들의 수를 감소시킬 수 있게 한다. 일단 동기화가 되면, 하이브리드 FH/DS 확산보다는, 순수한 FH 확산이 다수의 홉 주파수들과 함께 사용된다.
무선 네트워크, 주파수 호핑, 확산 스펙트럼, 페이지 메시지, 슬라이딩 상관기

Description

시작 동안 하이브리드 직접 시퀀스/호핑 모드를 갖는 주파수-호핑 무선 시스템{FREQUENCY-HOPPING RADIO SYSTEM WITH HYBRID DIRECT-SEQUENCE/HOPPING MODE DURING START-UP}
본 발명은 주파수 호핑 스펙트럼 확산 기술(frequency hopping spread spectrum technique)을 적용하는 무선 시스템에 관한 것이며, 특히 연결 설정시에 주파수 호핑 시스템 유닛들 간의 주파수-홉(frequency-hop) 동기화의 속도를 증가시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.
지난 수십년 동안, 무선 및 VLSI 기술의 발전은 소비품에서 무선 통신의 광범위한 사용을 초래하였다. 이동 무선 전화와 같은 휴대용 장치는 이제 적절한 가격, 크기 및 전력 소비를 갖도록 생산될 수 있다.
현재는 무선 기술이 주로 음성 통신(예를 들어, 핸드핼드형 무선장치)에 집중되고 있지만, 이 분야는 멀지 않은 장래에 다른 유형의 이동 장치 및 고정 장치들로/로부터 거대한 정보 흐름을 제공하도록 확장될 것이다. 보다 구체적으로, 더 나은 기술 발전은 많은 장치들에 쉽게 통합될 수 있는 매우 저렴한 무선 기기를 제공할 것이다. 이것은 현재 많은 응용 장치에 사용되고 있는 케이블의 수를 감소시킬 것이다. 예를 들어, 무선 통신은 마스터 장치들을 그 주변장치와 연결하는 데 사용되는 케이블을 불필요하게 하거나 그 수를 감소시킬 수 있다.
무선 통신은 높은 데이터 전송 레이트를 허용하도록 충분한 용량의 비인가(unlicensed) 대역을 필요로 한다. 적절한 대역은 전 세계적으로 이용가능한 2.4 GHz의 소위 ISM(Industrial, Scientific and Medical) 대역이다. ISM 대역은 83.5 MHz 의 무선 스펙트럼을 제공한다.
상이한 무선 네트워크들이 조정(coordination)없이 동일 무선 매체를 공유하도록 하기 위해서, 신호 확산이 보통 적용된다. 실제로, 미국의 연방 통신 위원회(FCC)는 현재 2.4 GHz 대역에서 동작하는 무선 기기들에, 전송 전력이 약 0dBm을 초과할 때에는 소정 형태의 스펙트럼 확산 기술을 적용할 것을 요구하고 있다. 2차 세계대전 이후 도처에서 사용되어 온 스펙트럼 확산 통신 기술은 간섭에 강하여 다수의 신호가 동시에 동일 대역을 점유하는 것을 허용하므로, 오늘날 상업용 응용장치에 인기가 있다.
확산은 직접-시퀀스(DS) 스펙트럼 확산 기술을 적용하여 심볼 레벨에서 이루어질 수도 있고, 주파수 호핑(FH) 스펙트럼 확산 기술을 적용하여 채널 레벨에서 이루어질 수도 있다. DS 확산 스펙트럼 내에서, 전송될 정보 데이터 스트림은 시그너쳐(signature) 시퀀스로 알려진 훨씬 더 높은 레이트의 데이터 스트림 상에 임프레스(impress)된다. 전형적으로, 시그너쳐 시퀀스 데이터는 2진수이고, 따라서 비트 스트림을 제공한다. 이 시그너쳐 시퀀스를 생성하는 한가지 방법은, 무작위로 나타나지만 허가받은 수신기에 의해 복제될 수 있는 의사-잡음(pseudo-noise) 프로세스를 이용하는 것이다. 정보 데이터 스트림과 높은 비트레이트의 시그너쳐 시퀀스 스트림은, 상기 양 비트 스트림의 2진값이 +1 또는 -1로 표시된다는 가정 하에, 양 비트 스트림을 곱하여 소위 "칩"들의 스트림을 생성하도록 결합된다. 낮은 비트레이트의 데이터 스트림과 높은 비트레이트 신호의 이러한 결합은 정보 데이터 스트림 신호의 확산으로 불리어진다. 각 정보 데이터 스트림 또는 채널은 특정 시그너쳐 시퀀스에 할당된다. 수신기에서, 동일한 특정 시그너쳐 시퀀스는 기초적인 정보 데이터 스트림 신호를 복구하는 데 사용된다.
주파수 호핑 시스템에서, 확산은 계속하여 변화하는 무선 주파수를 통해 정보 데이터 스트림을 송신하여 성취된다. 각 통신에 있어서, 송신기 및 수신기에 의해 사용되는 특정 주파수들은 미리 정의된 주파수 홉 시퀀스에 의해 결정된다.
주파수 호핑의 사용은 비용 효율적인 무선 기기의 사용을 더욱 쉽게 하므로 상기에서 언급한 무선 응용 장치들에 바람직하다. 그러나, FH 시스템은 연결이 신속하게 이루어져야 하는 경우에는 덜 적당하다. 왜냐하면, 통신하기 위해서는, FH 송신기 및 수신기는 양자가 동시에 동일 홉 채널을 사용하도록 홉 동기화되어야 하기 때문이다. 동기화 이전에, 송신기는 수신자가 어느 홉 채널을 청취할지 또는 언제 청취할지에 대해 전혀 모른다. 동기화 프로세스 동안, 시간 및 주파수의 불확실성이 반드시 해결되어야 한다. 동기화 처리 과정에서 주파수들의 수가 증가하면, 주파수의 불확실성 증가하고, 동기화하는 데 필요한 시간도 같이 증가하여 액세스 시간을 지연시키므로, FH 시스템에서 사용되는 홉 주파수들의 수가 증가하면 이러한 문제점은 더욱 심각해진다.
따라서, 시간 및 주파수의 불확실성이 신속하게 해결될 수 있도록 FH 시스템 내의 액세스 지연을 감소시키는 기술이 필요하다.
<발명의 개요>
상기 및 다른 목적들은 통신 시스템에서 사용되는 방법 및 장치들에서 달성된다. 본 발명의 한가지 측면에 따르면, 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드는 연결 시작 동안 사용된다. 게다가, 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드는 연결된 모드 중에 사용된다.
본 발명의 다른 측면에서, 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에서 이용되는 칩 레이트(rate)는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에서 사용되는 비트 전송 레이트와 동일하다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 페이지(page) 메시지는 연결 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 확산 스펙트럼 전송 통신 모드에 의해 송신된다. 하나의 실시예에서, 상기 페이지 메시지는 페이지되는 무선 유닛에 특정되는 고정(fixed) 칩 시퀀스를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 상기 페이지 메시지는 무선 시스템 내의 모든 무선 유닛에 공통적인 고정 칩 시퀀스를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 페이지 메시지의 칩 레이트는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중 사용되는 비트레이트와 동일하다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 슬라이딩 상관기(sliding correlator)는 연결 시작 동안 전송되는 페이지 메시지의 확산을 방지하는데 사용된다. 일부 실시예에서, 슬라이딩 상관기는 탭 지연선(tapped delay line)으로 구현된다.
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본 발명의 또 다른 측면에서, 연결 시작 동안 사용되는 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드는 제1 홉 레이트를 이용하고, 연결된 모드 중의 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드는 제2 홉 레이트를 사용하며, 상기 제1 홉 레이트는 상기 제2 홉 레이트의 배수(multiple)이다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 연결된 모드 중 사용되는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드는 적어도 75개의 홉 주파수를 포함하는 홉 시퀀스를 사용한다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 연결 시작 동안 사용되는 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드는 제1 홉 시퀀스를 이용하고; 연결된 모드 중 사용되는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드는 제2 홉 시퀀스를 사용하며, 상기 제1 홉 시퀀스는 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성된다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 송수신기는, 연결에 대한 제1 동작 모드 중에는 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하고, 연결에 대한 제 2 동작 모드 중에는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하여 무선 시스템 내에서 동작하며, 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제1 홉 시퀀스는 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성된다.
도 1은 2.4 GHz ISM 대역내의 트래픽 캐리어 할당의 일례를 도시함.
도 2는 FH 무선 시스템에 대한 송신기 및 수신기의 개략도.
도 3은 본 발명의 한 측면에 따른 2.4 GHz ISM 대역내의 시작 캐리어 할당의 일례를 도시함.
도 4는 본 발명의 한 측면에 따른 페이지 메시지의 확산을 방지하는 슬라이딩 상관기의 블럭도.
도 5는 본 발명의 한 측면에 따른 시작 동안 사용되는 DS/FH 무선 시스템에 대한 송신기 및 수신기의 개략도.
도 6은 본 발명의 한 측면에 따른 스탠바이(standby) 모드에서 DS/FH 무선 유닛의 스캔 동작을 도시하는 타이밍도.
도 7은 본 발명의 한 측면에 따라 페이지 모드내에서 동작하는 DS/FH 무선 유닛의 전송 동작을 도시하는 타이밍도.
도 8은 본 발명의 한 측면에 따라 페이지 처리 중 발생하는 정보 변경을 도시하는 타이밍도.
본 발명의 목적 및 장점들은 도면과 연계한 다음의 상세한 설명을 통해 알 수 있다.
본 발명의 다양한 특징들이 도면을 참조하여 기술될 것이고, 유사한 부분들은 동일 참조 문자를 사용하여 식별될 것이다.
900MHz 및 2400MHz에서의 ISM 대역들이 상업용 응용장치들을 위해 개방된 이후로, 그러한 대역들에서 무선 통신을 제공하는 많은 제품들이 제공되었다. 상기 대역들의 사용은 미국에서는 FCC의 제15장 규칙에 의해, 유럽에서는 ETSI의 ETS 300 328에 의해 제한된다. 전 세계의 다른 나라들에서도, 유사한 규칙들이 적용된다. 간단히 말해, 이 규칙들은 시스템이, 송신측에서 간섭을 확산할 뿐아니라, 수신측에서는 간섭의 영향을 받지 않도록, 해당 대역에 걸쳐 전력을 확산하도록 요구한다. 확산은 주파수-홉(FH) 확산 또는 직접-시퀀스(DS) 확산에 의해 얻어질 수 있고, 상기 각 확산은 통신 이론에서 잘 알려진 확산 기법이다. 이들 2개의 확산 방법들은 장단점을 갖는다. 현재의 기술 수준에서, FH 확산은 DS 확산보다 덜 복잡하고 저렴한 무선 송수신기를 구현한다.
미국에서 2.4GHz 대역에서 동작하는 FH 시스템들은 적어도 75개의 홉 주파수들을 사용할 필요가 있다. 현재, 무선 LAN(WLAN) 응용장치에서 사용하기 위한 표준이 IEEE(즉, IEEE 802.11)에 의해 개발되어 있다. FH 버전 및 DS 버전 둘다 정의되어 있다. FH 버전에 있어서, 2400MHz 내지 2483.5MHz의 범위를 갖는 2.4GHz에서의 ISM 대역은 도 1에 도시된 바와 같이, 1MHz 간격으로 79개의 홉 채널들로 분할된다. 통신하는 2개 이상의 무선 유닛들은 모든 연결된 무선 유닛들에 의해 사용되는 의사-랜덤(pseudo-random) 홉 패턴에 따라 하나의 채널에서 다른 채널로 호핑한다. 유닛들이 홉 동기화되어 있는 한, 그 유닛들은 동시에 동일 채널을 사용하고, 이에 따라 교신 상태에 있게 된다. FH 시스템에 사용되는 무선 송수신기의 일반적인 개략도가 도 2에 도시되어 있다. 송신(TX)부(201) 및 수신(RX)부(203)에 도시된 다양한 구성요소는 잘 알려져 있어, 여기에 자세히 설명할 필요는 없다. 이러한 논의와 관련된 사실은, 제어기(205)가 변조/상향-변환 및 복조/하향-변환에서 사용하기 위해, 주파수 합성기(207)가 특정 홉 시퀀스에 따라 주파수들을 생성하도록 한다는 것이다.
전형적으로, 스탠바이 모드로 동작하고 있는 FH 무선 유닛은 대부분의 시간에 대기 상태로 있지만, 일정한 홉 채널 상에서 페이지 메시지를 청취하기 위해 주기적으로 "웨이크업(wake-up)"한다. 재머(jammers)에 대한 저항력을 얻기 위해, 상기 홉 채널은 각 웨이크업시마다 다르게 선택된다. 연결을 설정하기 위해 다른 무선 유닛을 페이지하기 원하는 FH 무선 유닛은 언제 그리고 어느 채널에서 다른 무선 유닛이 웨이크업할지를 모르고, 따라서 FH 무선 유닛은 페이지 메시지를 반복적으로 많은 홉 채널상에서 송신해야 한다. 이러한 것을 하기 위한 많은 방법이 있고, 그들 몇몇 방법은, 1996년 12월 23일에 출원된 J.C Haartsen 및 P.W. Dent의 미국 특허 출원 제08/771,692호(명칭: 채널 호핑 통신 시스템에서의 액세스 기법) 및 1998년 10월 9일에 출원된 J.C Haartsen의 미국 특허 출원 제09/168,604호(Attorney Docket No. 040070-302)(명칭: 채널 호핑 통신 시스템에서의 액세스 기법)에 기술되어 있고, 그들 모두 여기에 참조용으로 부가되었다. 다른 방법들은 IEEE 802.11 WLAN 표준 등에서 찾아볼 수 있다. 액세스 지연(예컨대, 2개의 유닛이 홉 동기화되어 동작하도록 하는 데에 소요되는 시간) 및 2개의 유닛이 홉 동기화되도록 하기 위한 수고는 홉 채널들의 수에 의존한다. 홉 채널들의 수를 감소시키면 액세스 지연은 개선되지만, 상기 대역에서의 동작에 관한 규칙은 소수의 홉 채널만을 사용하는 것을 실질적으로 금지하고 있다(FCC 제15장에 따라 미국내에서는 최소한 75개의 홉 채널이 사용되어야 한다).
그러나, 수신측에서의 프로세싱 이득이 다른 방법, 예를 들어 DS 확산으로 얻어질 수 있으면, 홉 채널들의 수의 감소가 허용된다. 이러한 하이브리드 시스템은, 먼저 각 비트를 높은 레이트의 칩 확산 코드와 곱한 다음에, 수시로 새로운 홉 주파수로 호핑하여 그 전력을 확산시킨다. 홉 채널들의 수는 시작 동안에만 문제가 되기 때문에(주파수 홉 동기화가 된 후에, 확산될 홉 채널들의 수는 중요하지 않게 되기 때문임), DS 확산은, FCC 규칙을 따르는 충분한 확산 이득을 얻으면서도 주파수 홉 확산의 순간적인 감소를 허용하도록 시작 동안에만 적용된다. 시작동안에 사용되는 감소된 홉 주파수들의 세트는 도 1에 정의된 79개의 홉들 중에서 임의로 선택될 수 있다. 도 3은 그러한 임의 선택을 도시한다. 이러한 실시예에서, FH 시스템에 대한 IEEE 802.11 정의에 따른 홉 할당과 양립하도록 유지시키는 것이 바람직하다. 그러나, 모든 경우에 이러한 제한이 필요한 것은 아니다. 실제로, FCC 제15장의 규칙이 준수되는 한, 완전히 상이한 홉 채널들의 세트가 2.4GHz 대역에서 정의될 수 있다. 예를 들어, 이러한 선택은 사용자 또는 네트워크의 신분(identity)에 기초할 수 있다. 대안으로서, 페이징 중에 사용하기 위한 감소된 홉 주파수들 세트의 선택은 현명하게 재머를 회피하는 방법에 기초할 수 있다. 예를 들어, 마이크로파 오븐은 약 2440에서 2480MHz 영역에서 동작하므로, 감소된 FH 채널들의 세트는 2.4GHz 대역의 하단부(lower end)로부터 선택하는 것이 바람직하다.
시작 동안, 송신기와 수신기 간에 시그널링(signaling)이 사용되고, 이를 통해 서로 상대방과 홉 동기화되도록 한다. 현명한 시그널링 기법을 선택하여, 완전한 DS 확산기 및 확산 방지기(칩 동기화 및 트랙킹을 포함함)의 구현을 회피할 수 있다. 추가의 DS 확산은 시작 동안에만 요구되고, 이러한 DS 동작은 FH 무선 송수신기 구현과 양호하게 양립되어야 한다. 이것은 시작 동안의 시그널링 레이트를 FH 송수신기에서 보통 사용되는 데이터 레이트보다 훨씬 적게 하여 달성될 수 있다. DS 구성요소에 대한 칩들로서 FH 무선장치에 의해 보통 사용되는 비트들을 고려할 때, 프로세싱 이득은 상기 칩 레이트와 시그널링 레이트 간의 차이에 의해 얻어진다. 이것은 다음과 같이 성취된다.
시작 동안, 페이징을 행하는 유닛은, 연결된 모드(즉, 송신기 및 수신기가 서로 상대방에 대해 홉 동기화된 후)에서 보통 사용되는 비트레이트로 송신된 의사-랜덤 비트 스트림의 형태로 페이지 메시지를 전송한다. 이 페이지 메시지는 DS 무선 전송의 코드를 형성한다. 페이지 메시지는 모든 무선 유닛에 사용되는 고정(fixed) 비트 시퀀스일 수 있다. 대안으로서, 페이징되는 유닛(또는 네트워크)의 어드레스로부터 페이지 메시지가 도출될 수도 있다. 예를 들어, 각 유닛은 자기 자신만의 페이지 시퀀스를 가지며, 이 특정 페이지 시퀀스에만 반응하도록 설계될 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 페이지 메시지는 FH 무선장치가 보통 사용하는 비트레이트로 송신된다. FH 무선 수신기에서, 페이지 메시지의 코드에 부합하는 슬라이딩 상관기(sliding correlator)가 포함된다. 슬라이딩 상관기(400)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 탭 지연선(tapped delay line)으로서 설치될 수 있다. 지연선은 N개의 직렬-연결된 지연 소자(401)를 포함하고, 각 지연 소자(401)는 1 비트 기간(즉, DS 구성요소에 대한 하나의 칩 기간)의 지연을 도입한다. 오버샘플링(oversampling)은 높은 시간 해상도를 얻기 위해 적용될 수 있다. 지연선은 탭으로 분기되고, 각 탭은 c0, c1, ... , cN-1로 지정된 N개의 칩 값들 중 대응하는 것과 [예를 들어, N개의 승산기(403) 중 대응하는 승산기에 의해] 곱해진다. 각 칩 값은 +1 또는 -1 값을 취한다. 이러한 탭 출력들은 합산기(405)에 의해 합산된다. 지연선의 내용이 탭들에서의 칩 값들과 부합하면, 합산기(405)에 의해 생성되는 출력(407)은 최대값에 도달한다. 이것은 상관기(400)가 트리거(trigger)되도록 하고(예를 들어, 출력(407)과 기 설정된 값의 비교에 의해), 이에 따라 적당한(부합하는) 코드를 가진 신호가 발견되었음을 표시한다. 상관기(400)는 페이지 메시지를 효과적으로 역확산한다.
시작 동기화에 대한 DS 구성요소를 가진 FH 무선 송수신기(500)의 양호한 실시예가 도 5에 도시되어 있다. 상기 송수신기(500)는 다른 송수신기와 페이징할 수 있고, 또 다른 송수신기에 의해 페이지될 수도 있다.
페이징 동안, 페이징을 행하는 유닛(도시되지 않음)은 송신기(503)에 고정 비트(즉, 칩) 시퀀스(501)를 제공한다. 시퀀스(501)는 다른 모든 유닛을 페이지하는 데 사용되는 고정 페이지 코드일 수 있고, 다르게는 단일 유닛(또는 유닛들의 그룹)만을 페이지하기 위한 특정 코드일 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이, 시퀀스(501)는 감소된 FH 채널들의 세트를 통해 송신된다. 감소된 주파수 호핑과 직접 시퀀스 확산의 결합은 유용한 방송 표준을 만족시키는 필수 프로세싱 이득을 제공한다.
송수신기(500)가 스탠바이 모드일 때, 그것은 대부분의 시간을 대기 상태에 있고, 페이지 메시지에 관련하여 특정 홉 채널을 청취하기 위해 주기적으로 웨이크업한다. 앞에서 설명한 바와 같이, 특정 웨이크업 홉 주파수는 각 웨이크업 주기에 따라 양호하게 변화하고, 본 발명에 따라, 페이징 동작 중 사용되는 감소된 FH 채널들의 세트로부터 선택된다. 스탠바이 모드에서의 송수신기(500)는 수신된 입력 데이터를 슬라이딩 상관기 내에서 비트(즉, 칩) 레이트로 상관시킨다. 상관기(400)의 출력이 특정값을 초과할 때, 합성(resultant) 트리거링은 송수신기(500)에게 페이징되었음을 표시한다. 다음에 송수신기(500)는 페이징 유닛에 확인 응답을 보낸다.
페이징 프로시져의 동작은 도 6 내지 도 8에 더 잘 도시되어 있다. 앞에서 참고로 부가되고 설명된 "채널 호핑 통신 시스템의 액세스 기법"으로 명칭되는 몇몇 출원도 또한 참조된다. 스탠바이 모드 중의 유닛은 매 시간 간격 T_대기 후에 웨이크업하고, 지정된 시간 간격 T_스캔에서 한 홉 주파수를 청취한다. 각 웨이크업 이벤트 동안, 다른 홉 주파수가, 도 3에 도시된 바와 같은 감소된 웨이크업 주파수들의 세트로부터 선택된다. 유닛이 청취할 때, 모든 입력 신호들은 상관기(400)로 전송되고, 거기에서 유닛은 입력 비트 스트림을 예정된 페이지 메시지에 대조시키고자 한다. 상관기가 스캔 기간 중 트리거하지 않으면, 무선 유닛은 대기 상태로 복귀한다.
스탠바이 중인 유닛과의 동기화의 가능성을 증가시키기 위해, 페이징을 행하는 유닛은 페이지 메시지(상관기의 복잡도를 낮게 유지하기 위해, 예를 들어 64 비트 또는 칩으로 상당히 단축될 수 있음)를, 페이징 동안 M개의 홉 주파수가 사용되는 경우에 관한 도 7에 도시된 바와 같은 다양한 웨이크업 홉 주파수들 각각으로 순차적으로 송신한다. 이러한 페이징 동작을 위해, 송신기의 홉 레이트는 T_스캔 기간동안 많은 홉 주파수들이 방문되도록 증가된다. 스탠바이 유닛이 임의의 하나의 T_스캔 기간 동안 하나의 홉 주파수만을 청취하므로, 페이징 유닛이 동일 시간 간격 동안 많은 홉 주파수들을 사용하면, 페이징 유닛이 스탠바이 유닛에 의해 청취될 가능성은 증가한다. 이러한 구성을 용이하게 하기 위해, 페이징 홉 레이트는, FH만이 적용되는 연결된 모드 동안 사용되는 홉 레이트의 배수인 것이 양호하다.
페이징은 수신기가 응답하거나, 타임아웃(timeout)이 초과될 때까지 지속된다. 수신기가 페이지 메시지를 수신하였는지를 알기 위해, 페이징을 행하는 유닛도 마찬가지로 청취해야 한다. 양호한 실시예에서, DS 확산은 응답 메시지에서도 또한 사용된다. 이것은 페이징 및 응답 양자에 확산 코드를 사용하여 성취된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 수신기가 페이지 메시지(단계 801)를 수신했으면, 수신기는 바람직하게는 수신된 신호를 페이지 메시지와 상관시키기 위해 사용한 것과 동일한 기법을 이용하여, 페이징을 행하는 유닛 내에서 상관되는 응답 메시지(단계 803)를 반환한다. 이것은 모든 실시예에 적용될 필요는 없지만, 응답 메시지의 컨텐츠는 페이지 메시지의 컨텐츠와 동일할 수 있다. 각 페이지 메시지의 송신 후에, 페이징을 행하는 유닛은 응답 메시지에 대해 대응하는 주파수로 청취한다. 예를 들어, 도 8에 도시된 바와 같이, 홉 k에 대응하는 주파수상에서 페이지 메시지를 송신한 후에, 페이징하는 유닛은 홉 m에 의해 지정된 대응하는 주파수상에서 응답을 청취한다. 응답이 검출되지 않으면, 페이징 유닛은 홉 k+1에 대응하는 주파수상에서 페이지 메시지를 송신하며, 홉 m+1에 의해 지정된 대응하는 주파수상에서 응답을 청취한다. 각 청취 간격 동안, 페이징하는 유닛은 모든 수신된 신호를 응답 코드에 따라 초기화된 상관기로 송신한다. 페이징하는 유닛 내의 상관기(400)가 트리거하면, 페이징하는 유닛은 의도된 수신기가 페이지 메시지를 수신했음을 알고, 그 시점으로부터 양 유닛은 효과적으로 홉 동기화된다. 그 시점부터, 유닛들 간의 통신은 더 이상 페이징에 사용되는 감소된 홉 주파수들의 세트로 한정되지 않고, 모든 홉 채널들이 사용될 수 있다. 게다가, 모든 홉 주파수들 세트의 사용은 적용가능한 표준에 의해 설정된 프로세싱 이득을 제공하는 데 적합하기 때문에, DS 확산은 더 이상 사용될 필요가 없다.
상기 설명에서, 하이브리드 FH/DS 모드는 시작 프로시져 동안 사용되었다. 그러나, 본 발명의 다른 측면을 따르면, 이러한 하이브리드 모드는 단지 낮거나 적당한 시그널링 레이트가 요구되면서도 홉 오버(hop over)하는 채널 수의 감소가 바람직한 다른 프로시져에서도 사용될 수 있다.
요약하면, 시작 동안 FH 시스템 내에서의 액세스 지연은 사용되는 주파수의 수를 줄여서 감소시킬 수 있다. 그러나, 이것은 프로세싱 이득도 역시 감소시킨다. 2.4GHz 에서의 ISM 대역과 같은 특정 주파수 대역에서, 소정의 최소값 이하로 홉 주파수들의 수를 감소시키는 것은 허용되지 않는다. 요구되는 프로세싱 이득을 유지하며 주파수들의 수를 감소시키기 위해서는, 직접-시퀀스 확산이 시스템에 부가되어야 하고, 이에 따라 하이브리드 FH/DS 시스템이 구현된다. 그러나, 다른 실시예에서는, DS 확산은 순간적으로 홉 주파수들의 수를 감소시킬 목적으로 시작 동안에만 사용된다. 시작 후에, 동기화가 실행되고, 많은 수의 홉 채널들이 사용될 수 있다. 따라서, 시작 후에는, FH 확산으로부터 모든 프로세싱 이득이 얻어질 수 있으므로 DS 확산은 제거될 수 있다. 시작 동안의 데이터 레이트는 다소 낮을 수 있고(시그널링만 필요함), DS 프로세싱을 위해 고속의 회로가 필요하지는 않다. 양호하게는, 시작시의 DS 확산의 칩 레이트가 연결 중에 사용되는 비트레이트와 동일해야 한다. 시작 동안의 시그널링 레이트가 칩 레이트보다 매우 작으므로, 프로세싱 이득이 얻어진다.

Claims (28)

  1. 연결의 시작(startup) 동안 하이브리드 주파수 호핑(frequency hopping)/직접 시퀀스(direct sequence) 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 수단; 및
    상기 연결의 연결된 모드(connected mode) 동안 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 수단은, 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에 의해 사용되는 비트 전송 레이트와 동일한 칩 레이트를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 수단은, 페이징(paging)되는 무선 유닛에 특정되는 고정 칩 시퀀스를 포함하는 페이지 메시지를 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 페이지 메시지의 칩 레이트는 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중에 사용되는 비트레이트와 동일한 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 수단은, 상기 무선 시스템 내의 모든 무선 유닛에 공통인 고정 칩 시퀀스를 포함하는 페이지 메시지를 전송하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페이지 메시지의 칩 레이트는, 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중 사용되는 비트레이트와 동일한 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 전송되는 페이지 메시지를 역확산하기 위한 슬라이딩 상관기(sliding correlator)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬라이딩 상관기는 탭 지연선(tapped delay line)으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에서 동작하는 페이징 유닛에 의해 이용되는 홉 레이트(hop rate)는 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중 사용되는 홉 레이트의 배수(multiple)인 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에 의해 사용되는 홉 시퀀스는 적어도 75개의 홉 주파수들을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에 의해 사용되는 제1 홉 시퀀스는 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에 의해 사용되는 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  13. 삭제
  14. 연결의 제1 동작 모드 중 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하는 수단; 및
    연결의 제2 동작 모드 중 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하는 수단을 포함하고,
    상기 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제1 홉 시퀀스는, 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계; 및
    상기 연결의 연결된 모드 동안 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는, 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드에 의해 사용되는 비트 전송 레이트와 동일한 칩 레이트를 이용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는, 페이징되는 무선 유닛에 특정되는 고정 칩 시퀀스를 포함하는 페이지 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 페이지 메시지의 칩 레이트는 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중에 사용되는 비트레이트와 동일한 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는, 상기 무선 시스템 내의 모든 무선 유닛에 공통인 고정 칩 시퀀스를 포함하는 페이지 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 페이지 메시지의 칩 레이트는 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드 중에 사용되는 비트레이트와 동일한 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 전송되는 페이지 메시지를 역확산하기 위해 슬라이딩 상관기를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 슬라이딩 상관기는 탭 지연선으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  23. 삭제
  24. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는 제1 홉 레이트를 이용하고,
    상기 연결의 연결된 모드 동안 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는 제2 홉 레이트를 이용하며,
    상기 제1 홉 레이트는 상기 제2 홉 레이트의 배수인 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  25. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 연결된 모드 동안 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는 적어도 75개의 홉 주파수들을 포함하는 홉 시퀀스를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  26. 제15항에 있어서,
    상기 연결의 시작 동안 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는 제1 홉 시퀀스를 이용하고,
    상기 연결의 연결된 모드 중 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 전송 통신 모드를 사용하는 단계는 제2 홉 시퀀스를 이용하며,
    상기 제1 홉 시퀀스는 상기 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
  27. 삭제
  28. 연결의 제1 동작 모드 중 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하는 단계; 및
    상기 연결의 제2 동작 모드 중 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드를 사용하는 단계를 포함하고,
    상기 하이브리드 주파수 호핑/직접 시퀀스 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제1 홉 시퀀스는, 상기 순수한 주파수 호핑 스펙트럼 확산 통신 모드에 의해 사용되는 제2 홉 시퀀스에 의해 정의된 것보다 적은 수의 홉 주파수들로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 시스템 내에서 송수신기를 동작시키는 방법.
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