KR100607017B1 - 섹터분할된 무선통신 시스템들을 위한 코드된 할당 - Google Patents

Abstract

각 셀 내에 보다 많은 접속을 허용하기 위해, CDMA 시스템의 다운링크에 다중 코드 세트들이 도입된다. 이 코드들은 그 후 그들 사이의 간섭을 고려하여 서로 다른 사용자들에게 할당된다. 간섭은 안테나 이득, 사용된 전송 전력, 및 코드들 간의 교차-상관에 의존한다. 이들 파라미터들을 추정함으로써, 코드 할당 프로세스에서 간섭이 최소화될 수 있다. 코드들 및 코드 세트들을 셀 내의 지리적 영역들로 할당하는 것은 시간에 대하여 변화할 수 있기 때문에, 코드 핸드오프가 지원된다.

무선 통신 시스템. 정보 전송 방법, 코드 세트, 코드 핸드 오프, 확산 스펙트럼 무선 통신 시스템

Description

섹터분할된 무선통신 시스템들을 위한 코드된 할당{CODED ALLOCATION FOR SECTORISED RADIOCOMMUNICATION SYSTEMS}

본 발명은 일반적으로 확산 스펙트럼 무선 통신 시스템들에 관한 것으로, 특히, 이러한 시스템들에서 전송될 정보를 확산하기 위해 사용되는 확산 코드들을 효율적으로 할당하기 위한 기술들에 관한 것이다.

확산 스펙트럼 변조 및 코드 분할 다중 접속(이하, 'CDMA'라 함) 기술들을 사용하는 셀룰러 무선통신 시스템들이 최근 개발되어 왔다. 전형적인 다이렉트 시퀀스(이하, 'DS'라 함) CDMA 시스템에서는, 전송될 정보 데이터 스트림은 종종 확산 시퀀스로서 공지된 매우 고속의 심벌 속도 데이터 스트림 상에 부과된다. 확산 시퀀스의 각 심벌은 통상 칩으로서 칭해진다. 각 정보 신호는 전형적으로 주기적인 반복에 의해 확산 시퀀스를 발생하기 위해 사용되는 고유 확산 코드로 할당된다. 정보 신호 및 확산 시퀀스는 전형적으로 종종 정보 신호의 코딩 또는 확산이라 불리우는 프로세스에서 다중화에 의해 조합된다. 복수의 확산 신호들은 무선 주파수 캐리어 파형들의 변조로서 전송되고, 수신기에서 복합 신호로서 결합되어 수신된다. 확산 신호들 각각은 노이즈 관련된 신호들 뿐만 아니라 기타 코드된 신호들 모두를 주파수 및 시간 양쪽에 있어서 중첩시킨다. 복합 신호를 고유 확산 시퀀스들과 상관시킴으로써, 대응 정보 신호가 고립되고 디코드될 수 있다.

무선통신이 보다 널리 수용됨에 따라서, 소비자 요구를 충족하기 위해 다양한 타입의 무선통신 서비스들을 제공하는 것이 바람직할 것이다. 예를 들어, 무선통신 시스템을 통해 팩시밀리, E-메일, 비디오, 인터넷 액세스 등에 대한 지원이 예견된다. 더욱이, 사용자들이 다른 타입의 서비스들을 동시에 액세스하는 것을 요구하는 것도 예상된다. 예를 들어, 두 사용자들 사이의 화상 회의는 대화 및 비디오 지원 모두를 요구한다. 이들 다른 서비스들 중 어떤 것은 무선통신 시스템들에 의해 통상적으로 공급되었던 대화 서비스와 비교하여 매우 고속의 데이터 속도를 요구하는 한편, 다른 서비스들은 가변 데이터 속도 서비스를 요구할 것이다. 따라서, 미래의 무선통신 시스템들은 가변 속도의 데이터 통신 뿐만 아니라 고속 데이터 통신을 지원할 수 있을 것이 요구될 것이라 생각된다.

광대역 DS-CDMA가 이러한 고속 데이터 통신 서비스를 지원할 차세대 무선통신 시스템의 후보 중 하나로 생각된다. 광대역 DS-CDMA 기술들 고유의 비교적 높은 스펙트럼 효율에도 불구하고, 요구되는 높은 데이터 속도 및 품질을 제공하기 위해 이들 기술들의 성능을 개선할 필요가 있을 것이다. 광대역 DS-CDMA 시스템들을 향상시키는 하나의 제안된 기술은 광대역 DS-CDMA 시스템들에 신호를 전송하기 위해 적절한 안테나들을 사용하는 것이다. 적절한 안테나들은 특정 이동 유닛들과 관련된 신호 에너지를 특정 지리 영역들로 향하게 하여, 이들 영역의 외부에 있는 이동 유닛들은 그 신호 에너지에 의해 간섭되지 않게 한다. 광대역 DS-CDMA 시스템들에서 적절한 안테나들을 사용하는 것은 CDMA 시스템들에 고유한 자체-간섭 제 한을 이러한 시스템들이 사용가능한 확산 코드들의 수에 의해서 대신 제한되는 정도로 완화시킨다.

출원인의 지식으로는, CDMA 시스템들이 전통적으로 사용가능한 코드 모두를 세트로 사용하여 신호들을 전송하는 것과 관련한 간섭을 견디어 낼 수 없었기 때문에, 코드 제한의 이러한 문제점이 널리 인식되지 않는다. 이 새로운 문제점을 보다 잘 이해하기 위해서는, 코드 세트들이 통상적인 CDMA 시스템들에서 어떻게 사용되는가를 이해하는 것이 도움이 될 것이다.

전통적인 DS-CDMA 시스템들에서, 서로 다른 셀들은 통신을 위해 서로 다른 코드 세트를 사용한다. 한 코드 세트와 다른 세트들의 코드들 사이에 합리적으로 낮은 교차-상관을 갖게 함으로써, 사용가능한 주파수 대역폭은 각 셀에서 완전히 재사용될 수 있다. 각 코드 세트는 전형적으로 셀 내에서 서로 다른 물리적 채널들을 구별하기 위해 사용되는 복수의 직교 확산 코드들을 포함한다. 이것은 특히 다중경로 소자들을 거의 사용하지 않는 전파 환경들에서 다운링크 셀 내부 간섭을 감소시키는데 도움이 되지만, 무엇보다 시간 분산적인 환경들에서도 도움이 된다. 특정 길이의 사용가능한 직교성 코드들의 수는 그 코드의 길이와 동일하다(즉, 64 비트 코드에 대해서는 64개의 직교성 코드들이 각 세트에 존재한다).

상술된 바와 같이, 전송들 간의 자체-간섭으로 인해서 다운링크 상에 정보를 전송하기 위해 한 세트의 모든 코드들을 동시에 사용하는 것은 통상적으로 불가능하였다. 그러나, 적절한 안테나들의 도입에 의해서, 다운링크에서의 간섭은 시스템 용량을 상당히 증가시킬 수 있는 정도로 감소될 수 있다. 예를 들어, 통상적인 하나의 안테나 구현으로부터 N개 안테나들로의 이동하는 것은 N의 차수 정도로 용량 증가를 제공할 수 있다. 이러한 환경들 하에서, 사용가능한 코드들의 수는 다운링크 간섭보다 오히려 제한 용량 인자로 될 수 있다.

따라서, 광대역 DS-CDMA 시스템들에 적절한 안테나들을 사용함으로써 전체 용량 증가 잠재력을 개발하기 위해 코드 재사용을 충분히 할 수 있는 유동적인 방식으로 코드들을 할당하기 위한 새로운 기술 및 시스템들을 생성하는 것이 바람직하다.

<발명의 요약>

종래의 통신 시스템들과 관련된 이들 및 다른 문제점들은, 적절한 안테나들을 사용하여 무선통신 시스템들에서 사용자들 사이의 간섭을 최소화하는 방식으로 다중 다운링크 확산 코드 세트들이 관리되는 본 발명에 의해 해결된다. 사용자들 사이의 간섭은 사용자들로의 전송에 사용되는 안테나 이득, 전송 전력, 및 사용자들의 코드들 사이의 교차-상관에 의존된다. 따라서, 본 발명은 간섭을 감소시키도록 고려된 방식으로 사용자들에게 코드들을 할당하는데 있어서 이들 파라미터들에 대한 지식을 사용한다.

예를 들어, 상호 심각하게 간섭하는 안테나 이득들을 갖는 이동국들은 최상의 교차-상관 특성들을 갖는 코드들, 즉, 동일 코드 세트 내의 코드들로 할당될 수 있다. 다운링크 신호들을 특정 이동국을 향하여 조정하는 방법을 결정하기 위해 도달 방향(이하, 'DOA'라 함) 정보를 사용하는 시스템에서는, 심각하게 다른 이동국들의 안테나 이득들이 상호 어떻게 간섭하는가에 대한 지표로서 이 DOA 정보가 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 간섭을 최소화하기 위해서 일 세트로부터의 코드들을 셀의 우측 1/2에 할당하고, 다른 세트로부터의 코드들을 셀의 좌측 1/2에 할당한다. 이러한 방식으로, 서로 다른 세트들에서 코드들을 사용하는 셀 내부 사이의 매우 고속의 교차-상관은 안테나 이득의 취득으로부터 억제될 수 있다.

본 발명의 특징들 및 목적들은 도면을 참조하여 본 명세서를 읽으면 이해될 것이다.

도 1은 본 발명이 실시될 수 있는 통상적인 무선통신 시스템의 일 예의 다이어그램;

도 2는 CDMA 송신기에서 확산 코드들 및 스크램블링 코드들의 사용을 설명하는 도면;

도 3은 무선통신 서비스들을 제공하기 위해 비교적 좁은 빔들의 사용을 설명하는 도면;

도 4는 적절한 어레이 안테나 구조를 사용한 예시적인 송신기의 블럭 다이어그램;

도 5는 본 발명의 실시예에 따라서 접속들을 지원하기 위한 코드들의 할당을 도시하는 순서도;

도 6은 본 발명의 실시예에 따라서 접속들을 지원하기 위한 코드들의 할당을 도시하는 순서도; 및

도 7a 내지 도 7c는 코드 세트들과 셀 내의 지리적 영역들 사이의 동적 관계를 개념적으로 설명한 도면이다.

본 설명이 휴대용 또는 이동 무선 전화들을 포함하는 셀룰러 통신 시스템들의 내용으로 기록되지만, 본원발명이 다른 통신 어플리케이션들에도 적용될 수 있다는 것을 당업자들은 이해할 수 있을 것이다. 도 1은 통상의 셀룰러 무선 통신 시스템(100)의 일 예를 도시한다. 무선 통신 시스템(100)은 대응하는 복수의 안테나(130a-n)에 접속된 복수의 무선 기지국(170a-n)을 포함한다. 무선 기지국(170a-n)은 안테나(130a-n)와 결합되어 복수의 셀(110a-n) 내의 복수의 터미널(즉, 터미널 120a, 120b 및 120m)과 통신한다. 기지국으로부터 이동 단말로의 통신은 다운링크로서 칭해지는 한편, 이동 단말로부터 기지국으로의 통신은 업링크로서 칭해진다.

기지국들은 이동 전화 교환국(150, 이하 'MSC'라 함)에 접속된다. MSC는(무선 네트워크 제어기(이하, 'RNC'라 함)로의 통신을 통해), 하나의 셀에서 다른 셀로 이동 단말의 핸드오프와 같은 기타 태스크들 중 기지국들의 활동을 조정한다. MSC는 또한, 다양한 통신 디바이스들(180a, 180b 및 180c)을 서비스하는 공중 전화망(160)에 접속될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, DS-CDMA 시스템들은 동일한 길이(시간 구별상)의 프레임들로 구성된 물리적 채널들을 사용하여 높은 비트 속도를 지원할 수 있 다. 각 프레임은 정수개의 칩들 및 정수개의 정보 비트들을 운반한다. 데이터 및 제어 정보(즉, 채널 추정용 파일럿/참조 심벌들, 전력 제어 명령들 및 데이터의 속도 정보)를 운반하는 물리적 채널들은 물리적 데이터 채널(이하, 'PDCH'라 함) 및 물리적 제어 채널(이하, 'PCCH'라 함)로서 표기될 수 있다. 이동국과 기지국 사이의 각 접속은 PCCH와 적어도 하나의 PDCH에 의해 지원될 것이다.

이러한 개념은 도 2에 도시되는데, 여기서는 2개의 무선 베어러(RB1 및 RB2)가 멀티플렉서(200)로 데이터 블럭들을 제공한다. 선택된 블럭들에는 블럭(202)에 전방 오류 정정(이하, 'FEC'라 함) 코딩이 제공되어, 블럭(206)에서 PDCH1과 관련된 채널화 코드를 사용하여 확산되기 전에 블럭(204)에서 인터리브된다. 완전히 도시되진 않았지만 유사한 브렌치들이 PDCH2 및 PCCH에 대해 제공될 수 있다. 그 결과인 물리적 채널들 각각은 그 후 블럭(208)에서 통합되고 전송전에 스크램블링 코드를 사용하여 블럭(210)에서 스크램블된다. 변조, 증폭 및 안테나로의 결합은 본 도면에는 도시되지 않았지만 다운스트림에 제공된다.

상술된 바와 같이, 코드 세트는 한 세트의 채널화 코드들과 특정 스크램블링 코드의 조합을 설명하고, 이 세트는 특정한 바람직한 상관 특성(직교성)을 갖는다. 코드 세트들을 생성 및 조작하기 위한 기술들은 1997년 9월 2일 에릭 달만(Erik Dahlman)이 출원한 스웨덴 특허출원 SE9703161-1호 "전화통신 방법(Methods for Telecommunication)"에 설명되어 있고, 그 공보가 참고자료로서 첨부된다. 출원인들은 적절한 안테나들을 채택하는 시스템들과 결합하여 이하에 설명되는 특정 이동국/접속으로 코드를 할당하기 위한 코드 세트들을 결정하기 위한 기술 및 시스템들 을 개발하였다. 이하의 실시예들이 무선통신 시스템에서 기지국에 배치된 적절한 안테나 어레이들과 관련하여 설명되지만, 당업자라면 이러한 개념들은 다른 시스템들, 즉 하나 또는 수개의 안테나들을 사용하여 신호가 전송될 수 있는 공간 분포된 안테나들을 사용하는 시스템들에도 동일하게 적용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도 3은, 예를 들어, 고정-빔 위상 동조된 어레이(도시되지 않음)를 채택하는 무선 기지국(320)을 포함하는 예시적인 무선 통신 시스템(300)을 도시한다. 위상 동조된 어레이는, 기지국(320)으로부터 방사상으로 연장하는 복수의 고정된 좁은 빔들(B₁, B₂, B₃)을 발생한다. 바람직하게, 이 빔들은 무선 통신 셀들을 서비스하는 연속 커버리지 영역을 생성하기 위해 중첩된다. 도시되진 않았지만, 위상 동조된 어레이는 실제로, 기지국(32)으로부터 연장하는 120°1회량으로 각각 통신하는 3개의 위상 동조된 섹터 안테나들로 구성될 수 있다.

도 3은 빔(B₁) 중 하나의 커버리지 내에 위치된 이동 단말(310)을 나타낸다. 빔(B₁), 또는 아마도, 이 외에 하나 이상의 인접 빔들을 사용하여 기지국(320)과 이 이동 단말(310) 사이에 통신이 진행된다. 유사하게 제2 이동 단말(330)은 적어도 빔(B₁₀)을 사용하여 기지국(320)과 통신한다. 현대의 무선 통신 환경들은 전형적으로 셀들 내에 보다 많은 이동 단말을 포함하지만, 본 발명의 실시예들의 동작을 설명하기 위해서는 도시된 2개로 충분하다는 것을 독자들은 이해할 것이다.

적용 어레이들은, 다른 것들 중에서, 신호들을 특정 방향으로 선택적 전송하는 것을 허용한다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 이동 단말(470)의 방향으로 이동 단말(480)에 고려된 신호 에너지의 전송을 최소화하면서, 타겟 이동 단말(480)을 향해 각 Θ로 신호를 전송하기 위해 어레이(400)가 사용될 수 있다. 이것은 특정 각 방향들에서 어레이의 전송 전력을 증가시키고 다른 방향들에서는 어레이의 전송 전력을 감소(즉, 고려되지 않은 수신기(들)를 향해 널(null)을 효과적으로 보냄)시키기 위해, 각 신호 경로(r₁, r₂, ... r_n)에 적용된 가중들(w₁, w₂, ... w_n)을 위상 동조된 어레이 안테나(400)에 선택(합성)함으로써 달성된다. 소망하는 가중은 빔형성 유닛(440)에 사용된 가중치들을 제어기(420)에 의해 변경함으로써 선택된다. 따라서, 다운링크 신호는 유닛(430)에서 분리되고, 유닛(440)에서 각 안테나 소자에 대해 가중되며, 위상 동조된 어레이 안테나(400)를 통해 전송된다.

적절한 안테나 어레이는 목적하는 이동국을 향한 신호 에너지를 "조정(steer)"하여, 그 신호 에너지가 간섭할 이동국으로부터 멀어지기 때문에, 동일 셀 내에서 다중 코드 세트를 사용하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 이 코드들은 다른 코드 세트들에 의해 유도된 직교성의 감소에 의해 간섭을 최소화시키는 방식으로 이들 세트로부터 할당되어야 한다. 이것은 다른 세트들로부터의 코드들을 사용하여 신호가 전송되는 방향을, 가능한 외부로, 공간적으로 구별함으로써 달성된다. 몇몇 실시예들이 본 발명에 따른 코드 할당 및 관리를 설명할 것이다. 비록, 이하의 설명은 기지국에서 이루어지는 코드 할당 결정들을 설명하지만, 당업자라면 이들 결정들이 무선 통신 시스템, 무선 네트워크 제어기, MSC(150), 또는 이들 3개 요소의 조합에서 이루어 질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 3에 도시된 실시예를 다시 고려하자. 본 발명에 따르면, 기지국(320)은 통신 서비스들을 지원하는 어떤 선정된 수의 코드 세트들에 할당될 것이고, 각 세트는 복수의 코드들을 포함하며, 이들 중 적어도 하나의 코드는 원격지 스테이션으로의 각 접속을 위해 할당된다. 본 실시예를 간단히 하기 위해, 이 특정 기지국(320)은 2개의 코드 세트들을 갖는다고 가정하자. 코드 세트들 간의 교차-상관(cross-correlation)이 동일 세트에서의 코드들간 교차-상관보다 높기 때문에, 임의의 주어진 셀에서 통신을 지원하기 위해 가능한 적은 수의 코드 세트들을 사용하는 것이 유리하다. 따라서, 이동국들(310 및 330)이 대략 셀의 대향 측상에 배치되더라도, 제1 코드 세트내의 코드들의 수가 용량 요구를 충족시키기에 충분하여 그 셀 내의 부하가 충분히 가볍다면, 기지국(320)은 이들 2개의 이동국들과의 통신을 지원하기 위해 제1 코드로부터의 코드를 할당할 것이다. 최초에 어떤 코드 세트를 할당할 것인가 하는 선택은 기지국에 사용가능한 각 코드 세트의 교차-상관 특성들에 기초할 것이다.

셀 내에서 보다 많은 수의 이동국들이 활성화됨에 따라서, 기지국(320)은 제1 코드 세트 내의 코드들을 소진하게 될 것이다. 이 때에, 기지국(320)은 제2 코드 세트로부터의 코드들을 사용하기 시작한다. 셀 내에서 이러한 일이 초래될 부가적인 간섭을 최소화하기 위해, 기지국(320)은 어떤 이동국들이 제2 코드 세트내의 코드들을 사용하여 전송된 접속들을 이용하는가를 결정하기 위해 이동국들의 위치와 관련된 공간 정보를 사용한다.

이 동일한 공간 정보는 기지국에서 이미 사용가능하고, 또한 안테나 어레이에 의해 지원되는 협폭 빔들 중 어느 것이 접속을 지원하기 위해 사용되는가를 식별하기 위해, 즉, 적절한 방향으로 에너지의 신호 에너지를 조정하기 위해 각 소자와 관련된 안테나 이득을 결정하기 위해 사용되기도 한다. 당업자라면 적절한 안테나 이득을 결정하기 위해 사용될 수 있는 많은 기술이 있다는 것과, 본 발명은 임의의 방법으로 결정된 안테나 이득에 기초하여 코드들을 할당할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

적절한 안테나 이득을 결정하기 위한 기술 중 하나는 이동국의 위치 또는 방향을 추정하는 것이다. 어레이 안테나들을 사용하여 위치 추정을 수행하는 것은, 예를 들어, 어레이내의 각 빔들을 그 자신의 지정된 무선 수신기에 접속시킴으로써 달성될 수 있다. 그리고, 원격지 터미널이 송수신기로 전송할 때, 즉, 랜덤 액세스 채널(이하, 'RACH'라 함) 상에 액세스 버스트(burst)를 송신할 때, 신호 강도 및 위상은 각 빔에 대해 결정될 수 있다. 각 빔에서 수신된 신호 강도 및 위상은 공지의 도달 방향(Direction-Of-Arrival; 이하, 'DOA'라 함) 알고리즘 중 임의의 것을 사용하여 위치 추정을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 어떤 시스템에서는, 이동국이, 예를 들어, GPS 기술을 사용하여 또는 파일럿 신호 전송들과 관련된 도달 시간을 측정함으로써, 그 위치를 결정 및 보고하는 책임을 질 수 있다.

기지국(320)은 셀의 어느 위치에서 제1 코드 세트로부터의 코드들을 사용할 것인가 및 셀의 어느 위치에서 제2 코드 세트로부터의 코드들을 사용할 것인가를 결정하기 위해 이러한 위치정보를 사용한다. 상대적으로 간단한 실시예로서, 기지국(320)은, 그 셀의 1/2(즉, 이동국(310)을 포함하는 곳)에서 새롭게 활성화된 이동국과의 통신들을 수립하기 위해서는 제1 세트로부터의 코드들을 사용하고, 그 셀의 나머지 1/2(즉, 이동국 (330)을 포함하는 곳)에서 새롭게 활성화된 이동국과의 통신들을 수립하기 위해서는 그 셀의 제2 세트로부터의 코드들을 사용할 수 있다.

더욱이, 일단 기지국(320)이 제1 세트 내의 코드들을 모두 소진하고 제2 세트로부터의 코드들을 사용하기 시작하면, 단순히 제2 세트로부터의 코드들을 새로운 이동국들이 셀 내에서 활성화됨에 따라서 할당하는 것보다는 현존하는 접속들과 관련된 코드들을 재할당하는 것이 유리할 것이다. 예를 들어, 일단 기지국(320)이 제2 세트로부터 코드들을 할당하기 시작하면, 셀 내의 간섭을 최소화하기 위해 시스템과 이동국(330) 사이의 현존 접속을 제1 세트로부터의 코드를 사용하는 채널로부터 제2 세트로부터의 코드를 사용하는 채널로 전달하는 것이 요구될 것이다. 현존 접속들로 코드들을 재할당하기 위한 결정은, 적어도 부분적으로는, 시스템과의 활성 접속들을 구비하는 이동국들의 현재 위치 및 기지국이 제2 세트로부터의 코드들을 사용하기로 결정하는 영역에 기초하게 될 것이다.

따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 코드 할당 기술들은, 셀 내의 새롭게 활성화된 이동국들로의 코드 할당 방법들 및 셀 내에 이미 코드를 할당한 이동국들로의 코드 할당 조작 방법들인 2개의 카테고리로 일반화될 수 있다. 이들 예시적인 기술들 각각이 도 5 및 도 6의 순서도를 각각 참조하여 설명될 것이다.

도 5에서는, 새로운 이동국의 위치를 추정하기 위한, 또는 적어도 기지국에 대한 이동국의 각 방향을 추정하기 위한 시도가 단계(500)에서 수행된다. 상술된 바와 같이, 이것은 이동국 또는 시스템에 의해서 수행될 수 있다. 기지국에 의해 수행되면, 이동국의 각 방향을 결정하기 위해 RACH 상의 액세스가 평가될 수 있다. 새로운 이동국에 대한 위치 또는 각 방향을 추정하는데 시스템이 성공하면, 이것은 단계(504)에서 적절한 코드 세트를 식별한다. 그러나, 수신된 버스트가 이동국의 각 위치를 결정하기에 불충분한 경우들이 있을 수 있다. 이러한 경우들에서는, 이동국이 적어도 임시로 그 트래픽 채널(들)을 수립하기 위해 단계(502)에서 일반적으로 제1 코드 세트인 내정 코드 세트로부터 코드가 선택된다. 단 한 코드 세트가 현재 사용중이면, 시스템은 이동국의 추정된 위치 또는 각 방향에 불구하고 셀 내의 간섭을 최소로 유지하기 위해 그 세트로부터의 코드를 선택할 것이다. 따라서, 단계(506)에서 식별된 세트 내에 코드가 사용가능하면, 그 세트로부터의 코드가 할당되고 상기 선택된 코드를 사용하여 호출이 설정되는 블럭(508)으로 진행한다.

식별된 코드 세트가 단계(506)에서 완전히 사용되면, 시스템은 새로운 이동국의 접속에 대한 코드를 얻기 위한 방법을 취할 것이다. 하나의 가능성으로는 시스템이 새로운 접속을 위한 코드를 릴리즈(release)하기 위해 식별된 세트내의 코드들을 사용하는 현존 접속들을 평가할 것이다. 예를 들어, 시스템은 소프트 핸드오프/매크로다이버시티(soft handoff/macrodiversity)(빔들 또는 기지국들 등의 다중 전송 소스들이 2개의 채널에 걸쳐 실질적으로 동일한 정보를 하나의 이동국에 제공하는 것) 모드에 있는 이들 이동국들을 평가하기 위해 이 기회를 취하고, 이동국들에 의해서 특정 임계치 이하로 수신되는 보다 약한 브렌치들을 릴리즈할 것이다. 이런 유형의 활동은 새로운 이동국의 접속을 위한 식별된 코드 세트 내에서 하나의 코드를 릴리즈할 수 있다.

대안적으로, 기지국(또는 시스템)은 그것에 할당된 복수의 코드 세트들 중 다른 것을 사용하여 시작하는 것을 선택할 것이다. 그러면, 프로세스는 기지국이 각 영역들(angular regions)로 코드 세트들의 할당을 업데이트하는 도 5의 단계(510)로 이동한다. 이 단계는 도 7a 및 7b에 개념적으로 도시된다. 예를 들어, 제1 코드 세트가 현재 제1 지리적 영역에서 사용 중이고, 제2 코드 세트가 현재 제2 지리적 영역에서 사용 중이면, 코드 세트들 및 지리적 영역들 사이의 관계는, 예를 들어, 도 7a에 도시된 바와 같을 것이다.

제3 코드 세트가 부가될 때, 도 7b에 도시된 바와 같이 기지국은 제1 및 제2 코드 세트들이 현재 사용중인 영역들을 재정의하고, 제3 코드 세트에 대한 적어도 하나의 영역을 지정할 것이다. 임의의 주어진 영역에서의 로딩은 통상적으로 어디에 코드 세트들이 할당되는가를 결정하는 지배적인 인자들일 것이기 때문에 이 영역들은 크기에 있어서 동일하지는 않을 것이다. 코드 세트들 및 지리적 영역들 사이 관계의 이러한 재정의는 일반적으로, 코드가 이미 할당된 특정 이동국들이 새로운 코드 세트와 관련하여 재지정된 지리적 영역에 위치될 것을, 즉, 이동국(330)은 코드 세트 2 내의 코드를 사용하는 것으로부터 코드 세트 3 내의 코드를 사용하는 것으로 변화할 것을 요구할 것이다. 이들 이동국들에 대해, 새로운 코드는 단계(512)에서 할당될 수 있다. 그리고, 새로운 이동국은 적절한 코드 세트 내의 코트로 할당되는데, 이것은 단계(504)에서 식별된 코드 세트이거나 또는 새로운 코드 세트이고, 시스템에 접속이 수립된다.

이미 존재하고 활성화된 접속들이 또한 셀 내부의 간섭을 감소시키기 위한 최적의 코드 할당을 위해 주기적으로 평가된다. 따라서, 각각의 접속된 이동국에 대하여 도 6의 순서도의 프로세스가 진행한다. DOA 정보는 다시 단계(600)에서 얻어진다. 그리고, 단계(602)에서, 지리적 영역들과 코드 세트들 사이의 현재 관련성이 주어진 적절한 코드 세트로부터의 코드를 사용하여 이동국이 정부를 수신/전송하고 있는지의 여부를 기지국이 결정한다. 그렇다면, 그 이동국에 대하여 프로세스는 종료하고, 시스템은 다른 현존하는 접속을 평가하기 시작한다. 그러나, 이동국이 현재 거주하는 지리적 영역과 현재 관련된 코드 세트와 다른 코드 세트와 이동국에 의해 사용되는 코드가 관련되면, 즉, 시스템에 의한 최근 체크 때문에 이동국이 이동하기 때문에, 프로세스는 단계(604)로 진행한다. 이러한 개념은, 이동국(330)이 코드 세트 3이 사용되는 영역으로부터 코드 세트 2가 사용된 영역으로 이동하는 도 7a 및 7b에서 알 수 있다.

그리고, 시스템은 코드가 이동국의 현재 지리적 영역과 관련한 코드 세트에서, 즉 상술한 실시예에서는 코드 세트 2에서 사용가능한지의 여부를 결정한다. 그렇다면, 코드는 단계(606)에서 할당된다. 그렇지 않으면, 기지국은 도 6의 스텝(608 내지 612)에서 스텝(510 내지 514)에 관하여 상술된 프로세스를 수행하여, 셀 내에서 현재 사용중인 코드 세트들에 새로운 코드 세트를 부가한다.

당업자에게는 본 발명의 이러한 실시예가, (1) 새로운 코드 세트가 셀 내의 서비스에 위치될 때, 또는 (2) 이동국이 셀 내에서 다른 코드 세트에 의해 현재 서비스 중인 다른 지리적 영역으로 이동할 때, 코드 핸드오프를 효율적으로 제공한다 는 것이 자명할 것이다. 어느 경우에나, 코드 핸드오프는 셀 내부 간섭을 감소시키고, 그 결과 용량을 증가시키는 복수의 비직교성 코드 세트들의 사용을 증진시킨다.

더욱이, 셀 내의 지리적 영역들로의 코드 세트들의 할당은 그 셀의 다른 부분에서의 트래픽 로드들에 의존하여 시간에 대하여 변화할 것이라는 것이 당업자들에게는 자명할 것이다. 예를 들어, 대량의 트래픽이 셀의 작은 부분에 집중되면, 셀의 그 부분에서 요구되는 용량을 지원하기 위해 하나 또는 그 이상의 코드 세트들이 사용될 수 있다. 이 코드 세트들이 다른 영역들을 커버하거나 또는 중첩할 수도 있다. 물론, 보다 많은 중첩이 허용되면, 서로 다른 코드 세트들은 전송 간에 보다 많은 간섭을 발생시킬 것이다.

지금까지의 논의는 주로 이동국과 시스템 사이에 활성화된 접속을 제공하는 트래픽 채널들에 관해서 초점을 맞추었다. 그러나, 시스템은 오버헤드 정보를 제공하여 이동국이 그 시스템에 액세스하는 것을 허용하는 제어 채널들도 제공할 수 있다. 공지된 코드들을 사용하여 전송되는 공통 세트의 제어 채널들이 시스템에 의해 제공될 수 있다. 이 코드들은 하나 또는 그 이상의 코드세트들과 관련될 것이지만, 제어 채널들 상의 판독 및 전송을 위한 스캔을 이동국들의 수신기들이 빠르게 하도록 이들 유닛에 사전에 알려져야 한다.

위 제어 채널들이 제1 코드 세트로부터 할당된 코드들이라면, 이들 채널들은 부가적인 코드 세트들이 도입될 때 영향을 받지 않는다. 그러므로, 셀 내에서 사용된 코드 세트들의 수와는 독립하여, 이동국은 공통 제어 채널들이 어떤 코드들을 사용하는가를 알게된다. 제어 채널 및 그것이 알고있는 관련 코드를 사용하여 호출이 설정될 때, 이동국은 제어 채널들에 대해 그 데이터 통신을 지원하기 위해 사용된 것과는 다른 코드 세트(필요한 경우)로 전송될 수 있다.

이하의 실시예를 고려하자. 공통 제어 채널들이 서로 다른 채널화 코드들 및 동일한 스크램블링 코드를 사용하며, 채널화 코드들 및 스크램블링 코드들의 조합을 사용하는 시스템을 가정하자. 공통 제어 채널을 얻기 위해서, 이동국은 그 제어 채널에 사용된 스크램블링 코드를 탐색할 것이다. 스크램블링 코드가 식별된 때, 이동국은 방송 채널을 판독하고, 랜덤 액세스 시도를 이루며, 공통 제어 채널 상에 액세스 허여 메세지를 수신할 수 있다(이 채널은 공지된 스크램블링 코드 및 공지된 채널화 코드를 사용하기 때문임). 전방 액세스 메세지는 어떤 다운링크 스크램블링 코드(즉, 어떤 코드 세트)가 그 할당된 트래픽 채널(들)을 위해 사용될 지를 이동국에 알려준다. 다운링크 스크램블링 코드들에 대한 탐색에서 동기화 채널이 사용되면, 그 채널은 공통 제어 채널들에 의해 사용된 스크램블링 코드를 지향할 것이다.

더욱이, 코드들을 할당할 때 전송 전력도 고려될 수 있다. 예를 들어, 다량의 간섭을 발생시킬 고전력 사용자가 다수의 저전력 사용자들과 함께 하나의 코드 세트의 코드에 할당될 수 있다.

본원 발명은 상술된 특정 실시예들에 국한되는 것이 아니며, 당업자에 의한 변형예들이 가능하다는 것이 이해될 것이다. 본원 발명의 사상은 첨부된 청구범위에 의해 결정되고, 그 범위에 포함되는 임의의 및 모든 변형예들은 그에 포함되는 것으로 이해될 것이다.

Claims (31)

1. 무선통신 시스템에서 이동국에 정보를 전송하기 위한 방법에 있어서,

   제1 코드 세트 및 제2 코드 세트- 상기 제1 코드 세트 및 제2 코드 세트 각각 내의 코드들은 상호 직교임 -를 기지국에 할당하는 단계;

   상기 기지국에 대한 상기 이동국의 각 방향(angular direction)을 추정하는 단계;

   상기 각 방향에 기초하여 상기 이동국에 대한 상기 제1 코드 세트 및 제2 코드 세트 중 하나를 식별하는 단계;

   상기 식별된 코드 세트에서 하나의 코드가 사용가능하면, 상기 식별된 코드 세트로부터 하나의 코드를 선택하는 단계;

   상기 선택된 코드를 사용하여 상기 정보를 확산 및 스크램블하는 단계; 및

   상기 확산 및 스크램블된 정보를 상기 이동국에 전송하는 단계

   를 포함하는 정보 전송 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전송 단계는, 상기 기지국에 적응형 안테나 어레이(an adaptive antenna array)를 제공하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 추정 단계는, 상기 기지국에 한 세트의 공간 분산된(spatially distributed) 안테나를 제공하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 코드 세트 및 제2 코드 세트 내의 각 코드는 채널화 코드(channelization code) 및 스크램블링 코드(scrambling code)를 포함하는 정보 전송 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 식별 단계는, 상기 제1 코드 세트의 모든 코드들이 할당될 때까지 상기 제1 코드 세트로부터 하나의 코드를 선택하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
6. 제1항에 있어서,

   상기 식별 단계는, 상기 제1 코드 세트에 제1 지리적 영역을 연관시키고, 상기 제2 코드 세트에 제2 지리적 영역을 연관시키는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 연관 단계는, 활성화된 이동국들의 위치들에 기초하여 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 식별 단계는, 상기 제1 코드 세트에 제1 지리적 영역을 연관시키고, 상기 제2 코드 세트에 제2 지리적 영역을 연관시키는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 연관 단계는, 활성화된 이동국들의 위치들에 기초하여 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 선택 단계는, 상기 제1 코드 세트가 소진되었을 때, 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역 중 하나와의 연관성에 기초하여, 상기 기지국과 통신하는 활성 접속된 이동국들에 코드들을 재할당하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
11. 무선통신 시스템에서 이동국에 정보를 전송하기 위한 방법에 있어서,

    제1 코드 세트 및 제2 코드 세트를 기지국에 할당하는 단계;

    상기 정보를 상기 이동국에 전송하기 위해 적어도 하나의 안테나 소자와 관련된 안테나 이득을 결정하는 단계;

    적어도 부분적으로는 상기 결정된 안테나 이득에 기초하여, 상기 제1 코드 세트 및 상기 제2 코드 세트 중 어느 하나로부터의 코드를 선택하는 단계; 및

    상기 선택된 코드를 사용하여 상기 정보를 상기 이동국에 전송하는 단계

    를 포함하는 정보 전송 방법.
12. 제11항에 있어서,

    상기 기지국에 상기 적어도 하나의 안테나 소자를 포함하는 적응형 안테나 어레이를 제공하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
13. 제11항에 있어서,

    상기 기지국에 상기 적어도 하나의 안테나 소자를 포함하는 한 세트의 공간 분산된 안테나들을 제공하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
14. 제11항에 있어서,

    상기 제1 코드 세트 및 제2 코드 세트 내의 각 코드는 채널화 코드 및 스크램블링 코드를 포함하는 정보 전송 방법.
15. 제11항에 있어서,

    상기 선택 단계는, 상기 제1 코드 세트 내의 모든 코드들이 할당될 때까지 상기 제1 코드 세트로부터 하나의 코드를 선택하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
16. 제11항에 있어서,

    상기 선택 단계는, 상기 제1 코드 세트에 제1 지리적 영역을 연관시키고, 상기 제2 코드 세트에 제2 지리적 영역을 연관시키는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
17. 제16항에 있어서,

    상기 연관 단계는, 활성화된 이동국들의 위치들에 기초하여, 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
18. 제15항에 있어서,

    상기 선택 단계는, 상기 제1 코드 세트에 제1 지리적 영역을 연관시키고, 상기 제2 코드 세트에 제2 지리적 영역을 연관시키는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
19. 제18항에 있어서,

    상기 연관 단계는, 활성화된 이동국들의 위치들에 기초하여, 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역을 결정하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
20. 제19항에 있어서,

    상기 선택 단계는, 상기 제1 코드 세트가 소진되었을 때, 상기 제1 지리적 영역 및 제2 지리적 영역 중 하나와의 연관성에 기초하여, 상기 기지국과 통신하는 활성 접속된 이동국들에 코드들을 재할당하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
21. 제11항에 있어서,

    상기 결정 단계는,

    상기 이동국의 위치를 추정하는 단계; 및

    상기 추정된 위치에 기초하여, 상기 안테나 이득을 결정하는 단계

    를 더 포함하는 정보 전송 방법.
22. 무선통신 시스템에 있어서,

    이동국으로부터 업링크 신호들을 수신하고, 정보를 확산하기 위한 적어도 하나의 코드를 사용하여 상기 이동국에 다운링크 신호들을 전송하기 위한 안테나 이득을 결정하는 기지국; 및

    상기 안테나 이득에 기초하여, 상기 다운링크 신호들에 대해 코드 세트로부터 상기 적어도 하나의 코드를 할당하기 위한 수단

    을 포함하는 무선통신 시스템.
23. 제22항에 있어서,

    상기 코드 할당 수단이 상기 기지국에 배치되어 있는 무선통신 시스템.
24. 제22항에 있어서,

    상기 코드 할당 수단은 무선 네트워크 제어기에 배치되어 있는 무선통신 시스템.
25. 제22항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 코드는 채널화 코드 및 스크램블링 코드를 포함하는 무선통신 시스템.
26. 제11항에 있어서,

    상기 안테나 이득 결정 단계 및 코드 선택 단계는 기지국에서 수행되는 정보 전송 방법.
27. 제11항에 있어서,

    상기 안테나 이득 결정 단계 및 코드 선택 단계는 무선 네트워크 제어기에서 수행되는 정보 전송 방법.
28. 제11항에 있어서,

    상기 제1 코드 세트 및 제2 코드 세트 중 어느 하나와 연관된 소정의 채널화 코드 및 스크램블링 코드를 사용하여 오버헤드 정보를 제어 채널상으로 방송하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
29. 제22항에 있어서,

    상기 기지국은 이동국들이 알고 있는 채널화 코드 및 스크램블링 코드를 사용하여 공통 제어 채널을 전송하는 무선통신 시스템.
30. 제6항에 있어서,

    상기 식별된 코드 세트에서 코드가 이용가능하지 않으며,

    제3 코드 세트로부터 하나의 코드를 선택하는 단계와,

    상기 제1, 제2 및 제3 코드 세트들에 지리적 영역을 재할당하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.
31. 제16항에 있어서,

    상기 식별된 코드 세트에서 코드가 이용가능하지 않으며,

    제3 코드 세트로부터 하나의 코드를 선택하는 단계와,

    상기 제1, 제2 및 제3 코드 세트들에 지리적 영역을 재할당하는 단계를 더 포함하는 정보 전송 방법.

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