KR100661682B1

KR100661682B1 - 무선 통신 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR100661682B1
Application number: KR1020000031557A
Authority: KR
Inventors: 쿠마르사라쓰; 리퀸; 우지아오쳉
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 2000-06-09
Publication date: 2006-12-26
Also published as: CA2310428A1; US6434367B1; EP1059736A3; AU3795100A; EP1059736A2; EP1059736B1; BR0003305A; CN1277524A; DE60043411D1; JP2001036466A; KR20010007306A; JP3996323B2

Abstract

무선 통신 시스템에서, 기지국이 기지국으로부터 이동 유닛에 전송되는 모든 다른 신호들로부터 디커플링되는 순방향 링크 채널을 이용하여, 파워 제어 신호(예컨대, 파워 제어 서브 채널의 파워 제어 비트)를 이동 유닛에 전송한다. 예컨대, 디커플링된 순방향 링크 채널은 구동 파워 제어 채널로 될 수 있다. 이어서, 이동 유닛은 디커플링된 순방향 링크 채널에 수신된 파워 제어 신호를 이용하여 하나 이상의 역방향 링크 채널을 기지국에 전송하기 위한 그의 파워 레벨을 제어한다. 디커플링된 순방향 링크 채널을 이용하여 그들의 파워 제어 신호들을 전송할 수 있는 기지국들의 능력은 이동 유닛으로 하여금 순방향 및 역방향 링크의 서로 다른 액티브 세트로 동작할 수 있게 해준다. 이는 이동 유닛이 역방향 링크에서 소프트 핸드오프로 동작하는 경우에도, 심플렉스 모드를 이용하여 순방향 링크 데이터 트래픽이 실행될 수 있도록 해준다. 이는 또한 이동 유닛을 정지 상태에서 동작 상태로 천이시키는 데 있어 수반되는 재동작 시간을 크게 감소시키는 바, 연속적인 회로 지향 음성 메시징과 달리 버스티(즉, 간헐적) 패킷 데이터 흐름에 특히 바람직하다.

Description

무선 통신 방법 및 시스템{USING DECOUPLED POWER CONTROL SUB-CHANNEL TO CONTROL REVERSE-LINK CHANNEL POWER}

도 1은 통상적인 CDMA 무선 통신 시스템의 블럭도.

도 2는 3개의 기지국과 소프트 핸드오프로 동작하는 이동 유닛에 해당하는 도 1의 통신 시스템의 일부분의 기능부적 블럭도.

도 3은 이동 유닛으로부터의 통상적인 역방향 링크 전송 동안 두개의 기지국과 핸드오프 관계에 있는 이동 유닛을 보인 도면.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 (a) 프레임 선택/배분 기능부, 무선 링크 프로토콜 기능부 및 인터워킹 기능부, (b) 기지국, (c)이동 유닛 각각에 대한 프로토콜 스택을 보인 도면.

도 5a 및 5b는 동작 상태 및 정지 상태 각각에서의 이동 유닛들의 순방향 링크 데이터 전송 시나리오를 보인 도면.

도 6은 순방향 링크 1차 시나리오를 보인 도면.

도 7은 역방향 링크 시나리오를 보인 도면.

도 8은 순방향 링크는 심플렉스(단방향 연결), 역방향 링크는 양방향의 소프트 핸드오프 관계에 있는 예를 보인 도면.

도 9는 순방향 링크는 전혀 동작 상태에 있지 않고, 역방향 링크는 양방향 소프트 핸드오프 관계에 있는 예를 보인 도면.

본 발명은 통신에 관한 것으로, 구체적으로는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 무선 표준인 IS-95 패밀리의 CDMA 2000 표준과 같은 CDMA 표준에 적합한 무선 통신 시스템에 관한 것이다.

본 출원은 미국 특허 출원 제 09/330,888 호, 제 09/330,582 호, 제 09/332,274 호, 제 09/330,506 호와 관련있으며, 이들 모두는 같은 날 미국 출원되었고, 모두 본원에서 참조로서 인용된다.

도 1은 통상적인 CDMA 무선 통신 시스템(100)의 블럭도이다. 통신 시스템(100)은 CDMA 무선 표준인 IS-95 패밀리 중 CDMA 2000 표준에 부합되는 것으로 가정된다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에만 국한되지는 않는다. 통신 시스템(100)은 무선 링크 프로토콜(RLP) 기능부(104)에 연결되는 인터워킹(interworking) 기능부(IWF)(102)를 포함하며, 무선 링크 프로토콜(RLP)은 프레임 선택/배분(FSD) 기능부(106)에 연결되고, 프레임 선택/배분(FSD) 기능부(106)는 백 홀(back haul) 설비(108)(예컨대, T1 라인)를 통해 하나 이상의 기지국(110)에 연결된다. 특정 실시예에 따라, IWF 기능부(102), RLP 기능부(104) 및 FSD 기능부(106)는 물리적으로 개별적인 기능부일 수 있으나, 반드시 그럴 필요는 없다.

각 기지국(110)은 하나 이상의 이동 유닛(112)과의 무선 통신을 동시에 지원할 수 있다. FSD 기능부(106)는 순방향 링크 프레임 배분 기능부를 수행하는데, 여기서 유저 메시지에 대응하는 데이터의 프레임들은 다양한 기지국들에 배분된다. 또한, FSD 기능부(106)는 역방향 프레임 선택 기능부를 수행하며, 여기서 여러 기지국들로부터 수신된 데이터의 프레임들은 RLP 기능부(104)로의 순방향 전송을 위해 처리된다. 순방향 링크 방향에서, RLP 기능부(104)는 IWF 기능부(102)로부터 수신된 유저 메시지들을 FSD 기능부(106)에 의한 배분을 위해 데이터 프레임들로 분할한다. 역방향에서, RLP 기능부(104)는 FSD 기능부(106)로부터 수신된 데이터의 패킷들을 IWF 기능부(102)로의 순방향 전송을 위해 유저 메시지들에 다시 조합한다. IWF 기능부(102)는 하이 레벨 지점간 프로토콜(PPP)을 실행함으로써, 통신 시스템(100)이 여러 기지국(110)에서의 동작들을 통합 및 제어할 수 있게 하는 임의의 중추 기능부들을 수행한다. IWF 기능부(102)는 또한 통신 시스템(100)과 다른 통신 시스템들(도시하지 않음) 간의 인터페이스로서 기능부를 하여, 원격 엔드 유닛과의 음성 통신 및/또는 컴퓨터 통신 서버 또는 컴퓨터 네트워크의 다른 노드들과의 데이터 통신을 비롯한 모든 범위의 통신 서비스들을 이동 유닛에 제공한다.

본 명세서에서 쓰이는 "이동 유닛", 이와 유사한 의미의 "이동 유저", "이동" 및 "유저"의 용어들은 그 엔드 노드가 실질적으로 이동인지 또는 정지인지에 여부에 관계없이, 모두 무선 통신 시스템의 하나 이상의 기지국들과 무선 통신으로 통신을 행하는 임의의 엔드 노드와 관계하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 명세서에서 쓰이는 용어 "기지국"은 "통화 레그(call leg)" (약칭으로는 "레그") 및 "셀 사이트(cell site)"(약칭으로는 "셀")와 유사한 의미를 갖는다.

CDMA 2000 표준은 여러 데이터 통신 모드들을 지원한다. 비교적 낮은 레이트의 데이터 메시징(data messaging)에서, 기본 채널(FCH)은 시그널링(signaling) 및 데이터 메시징(data messaging)을 모두 처리할 수 있다. 시그널링은 이동 유닛과 기지국 간의 통신들을 일컫는 것으로, 이동 유닛과 기지국이 그들간의 통신들을 제어하기 위해 사용한다. 또한, 메시징은 기지국을 통해 엔드 노드간에 통신되는 정보를 일컫는 것으로, 여기서 이동 유닛은 이들 엔드 노드들 중 하나이다. 높은 레이트의 데이터 메시징에서, 데이터 메시징을 위해 보조 채널(SCH)이 이용될 수 있으며, 기본 채널이 이동 유닛과 기지국 사이에서의 시그널링을 처리한다. 이와는 달리, SCH가 데이터 메시징을 위해 사용될 때, 이동 유닛과 기지국 간의 시그널링은 전용 제어 채널(DCCH)로 불리는 특정 통신 채널에 의해 처리될 수 있는 바, 전용 제어 채널은 시그널링 이외에 낮은 레이트의 메시징을 처리하도록 된 FCH보다 전송 파워가 낮을 필요가 있다.

도 2는 소프트 핸드오프(soft handoff)로 3개의 기지국(110)과 동작하는 이동 유닛(12)을 위한 도 1의 통신 시스템(100)의 일부분에 대한 기능부적인 블럭도이다. 소프트 핸드오프는 이동 유닛이 두 개 이상의 기지국들과 동시에 통신하는 상황을 일컬으며, 기지국들 각각은 그들 통신들의 통화 레그로 일컬어진다. 프레임 선택/배분 기능부(106)는 이동 유닛(112)과 3개의 기지국(110) 간의 소프트 핸드오프 통신을 지원한다.

정상적인 음성 통신 동안 이동 유닛(112)과 소프트 핸드오프 관계에 있는 3개의 기지국(110) 각각은 역방향 링크 FCH를 수신하고, 음성 메시지를 역방향 링크 패킷 내에 축적하며, 역방향 링크 패킷을 백 홀(108)을 통해 FSD 기능부(106)에 전송한다. FSD 기능부(106)는 3개의 기지국 모두로부터 역방향 링크 패킷을 수신하여, 대응 역방향 링크 패킷(각 기지국들로부터의 하나의 역방향 링크 패킷은 이동 유닛으로부터 수신되는 상기 음성 메시지들에 대응함)의 세트들을 확인하고, 대응 역방향 링크 패킷들의 각 세트를 선택하여 통화의 원격 엔드로의 궁극적인 전송(예컨대, 정규 PSTN 유저 또는 통신 시스템(100)에 있는 가능한 다른 이동 유닛과의 연결)을 위해 나머지 무선 시스템에 전송시킨다.

동시에, FSD 기능부(106)는 이동 유닛(112)으로 전송될 통화의 원격 엔드로부터 음성 메시지를 포함하는 순방향 링크 패킷을 수신한다. FSD 기능부(106)는 각각의 순방향 링크 패킷의 사본을 현재 이동 유닛과 소프트 핸드오프 관계에 있는 기지국 모두에 배분한다. 각 기지국은 서로 다른 순방향 링크 기본 채널을 이용하여 순방향 링크 패킷을 이동 유닛(112)에 전송한다. 이동 유닛(112)은 3개 모든 순방향 링크 FCH를 수신하여, 3개의 모든 순방향 링크 FCH로부터의 대응 음성 메시지들을 결합함으로써 이동 유닛(112)을 이용하는 사람에게 오디오를 발생시킨다.

FSD 기능부(106)로부터 3개의 기지국으로의 순방향 링크 패킷의 사본의 배분 타이밍은 매우 중요한데, 그 이유는 이동 유닛(112)이 대응 음성 메시지들 모두를 함께 결합할 수 있게 하기 위해서는 비교적 짧은 시간 동안 3개의 순방향 링크 신호들 모두로부터 각 세트의 대응 음성 메시지들을 수신해야 할 필요가 있기 때문이다. 마찬가지로, FSD 기능부(106)는 추가의 처리를 위한 패킷 선택을 조정(coordinate)하기 위해 비교적 짧은 시간 동안 서로 다른 기지국들로부터 대응 역방향 패킷 모두를 수신할 필요가 있다.

이들 순방향 링크 및 역방향 링크 타이밍 요건들을 만족시키기 위해, 새로운 통화 레그가 기지국에 추가될 때마다(즉, 새로운 기지국이 소프트 핸드오프로 특정 이동 유닛과 통신을 시작할 때마다), 예컨대, 이동 유닛과 핸드오프로 현재 참여하고 있는 다른 기지국으로부터의 순방향 링크 전송과 기지국의 순방향 링크 전송의 적절한 동기화를 보장하기 위해 그 기지국과 FSD (106)사이에 특별한 동기화 절차들이 수행된다. 이들 동기화 절차에는 백 홀을 통해 기지국과 FSD 기능부 사이에서의 전후방의 특별한 통신이 포함된다.
비록 기본 채널로 음성 메시징 이외에 어느 정도 량의 데이터 메시징을 지원할 수는 있지만, CDMA 2000 표준 역시 보조 채널을 통해 고속의 데이터 메시징을 지원한다. CDMA 2000에 따르면, 데이터 메시징은 연속적인 음성 메시징과는 달리, 전형적으로 버스티(bursty)(즉, 인터넷)이기 때문에 각각의 데이터 버스트의 지속 구간 동안에만 보조 채널이 설정 및 유지된다. 할당된 SCH를 통한 데이터 메시징의 버스트 동안, 이동 유닛은 동작 상태에 놓인다. SCH는 아직 할당되지 되지 않았지만 FCH (또는 DCCH)는 할당되어 있는 경우, 데이터 메시징의 버스트들 사이에서 이동 유닛은 제어 홀딩 상태(a control hold state)에 놓인다. 전용 공중 인터페이스 채널이 할당되지 않은 경우, 이동 유닛은 정지 상태(a suspended state)에 놓인다.

음성 및/또는 저속의 데이터 메시징을 위한 기본 채널의 이용과 유사하게, 고속의 역방향 링크 데이터 메시지들은 역방향 링크 보조 채널을 이용하여 이동 유닛(112)에 의해 전송된다. 이동 유닛과 소프트 핸드오프로 현재 동작하는 각각의 기지국은 역방향 링크 SCH를 수신하며, 백 홀을 통해 FSD 기능부(106)에 전송될 적절한 역방향 링크 패킷을 발생한다. FSD 기능부(106)는 모든 기지국들로부터 역방향 링크 패킷을 수신하며, (데이터 메시징의 경우, 컴퓨터 서버일 수 있는) 통화의 원격 엔드에 전송될 적절한 역방향 링크 패킷을 선택한다.

마찬가지로, FSD 기능부(106)는 이동 유닛(112)에 전송될 데이터 메시지의 순방향 링크 패킷을 수신하며, 할당된 순방향 링크 보조 채널을 통한 이동 유닛으로의 조정 전송(coordinated transmission)을 위해 백 홀을 통해 적절한 기지국으로의 순방향 링크 패킷의 배분을 조정한다. 데이터 통신에서, 이동 유닛에서의 메시지를 수신하기 위한 타이밍 요건들을 충족시키기 위해 필요로 하는 각 기지국과 FSD 기능부(106) 간의 동기화 처리 이외에, 기지국들은 동일한 데이터 레이트로 이동 유닛에 그들의 모든 순방향 링크 SCH를 전송할 수 있도록 그들의 동작을 조정할 필요가 있다. 이로 인해, 그 기지국들로 하여금 순방향 링크 데이터의 새로운 버스트가 새로운 SCH의 할당을 요구하는 이동 유닛에 전송될 때마다, 백 홀을 통해 서로 통신해야 할 필요가 있다.
재동작 시간(reactivation time)은 이동 유닛의 상태가 정지 상태 또는 제어 홀딩 상태로부터 고속 데이터 레이트의 공중 인터페이스가 할당되는 동작 상태로 변화하는 데 걸리는 시간이다. 정지 상태에서, 전용 공중 인터페이스 채널은 이동 유닛에 할당되지 않는다. 제어 홀딩 상태에서, 이동 유닛에는 단지 전용 파워 제어 및 시그널링 채널만이 할당된다. 종래의 IS-95 CDMA 시스템에서, 재동작 시간은 이동 유닛에 새로운 채널을 할당하는 데 필요한 시간 및 각 기지국을 프레임 선택/배분 기능부과 동기화하는 데 필요한 시간을 포함한다. 새로운 채널이 소프트 핸드오프로 이동 유닛에 데이터 전송을 하는 데 이용되는 보조 채널인 경우, 재동작 시간은 또한 서로 다른 기지국들이 그들의 순방향 링크 전송 데이터 레이트를 조정하는 데 필요한 시간을 포함한다. 일반적으로, 재동작 시간이 길면 길수록, 무선 시스템의 데이터 처리량은 적어진다. 이처럼, 재동작 시간을 가능한 한 낮게 유지하는 것이 바람직하다.

역시 백 홀로서 언급되는 종래 기술의 IS-95 CDMA의 백-엔드(back-end)는 순방향 및 역방향 링크에서 소프트 핸드오프(SHO)를 지원하는 무선 환경에서의 음성 서비스를 지원하는 것에 기초한다. 음성 서비스는, 예컨대, 이동 교환 센터(MSC)의 중앙 위치에 제공되는 보코딩(vocoding) 기능부를 이용하여 수행되며, 이들 자원들은 통화들이 설정 및 클리어(clear)될 때 할당 및 해제(freed)되어야 할 필요가 있다. 종래 기술의 음성 지향 백 홀은 또한 회로 교환 데이터 서비스를 제공하는데 사용됨과 아울러 패킷 데이터 서비스에도 적용된다. 패킷 데이터 서비스를 위한 기존의 음성 지향 백 홀을 이용하는 이론(rationale)은 기존의 많은 구조 및 동작들을 재사용할 수 있으므로 개발 비용 및 시간을 절감시켜 준다. 그러나, 패킷 서비스를 수행하는 데 있어 많은 설정, 클리어링 및 동기화 동작들로 인해 패킷 서비스에서의 필요 이상의 지연을 강요함으로써, 결과적으로 패킷 데이터 서비스동안 재동작 시간이 매우 커지게 되는 문제가 있다.
기존의 백 홀 아키텍쳐를 패킷 데이터 서비스에 사용할 경우의 문제점
백 홀 전송을 위한 기존의 회로 지향 기술들이 그들이 처리하도록 되어있는 음성 및 회로 모드 데이터 응용이 아닌 패킷 데이터를 지원하는 데 이용될 때, 다음의 문제점들이 나타나게 된다.

삭제

1. 이동 통화가 초기 설정될 때, 프레임 선택/배분 기능부가 무선 시스템 소프트웨어에 의해 통화를 서비스하도록 선정되며, FSD 기능부과 통화를 관할하는 기지국 간에 초기화 및 동기화 절차가 발생한다. 동기화 절차에는 동기화가 이루어질 때까지 20 ms 동안 FSD 기능부와 (1차) 셀 간에 널(null)(무 정보) 패킷을 교환하는 단계가 포함된다. 동기화가 이루어질 수 있기 전에 1차 셀과 FSD 사이에 타이밍 조정 메시지들이 교환되어야 한다.

이들 절차는 패킷 데이터 통화에 적용될 시 불필요한 지연을 부가시킨다. 패킷 데이터 통화들은 전송지연에 있어 일반적으로 음성 또는 회로 모드 통화들의 경우보다 더 관대하다. 만일 회로 지향 초기화 절차가 패킷 데이터 통화에 적용되는 경우, 유저를 어떠한 공중 채널도 할당되지 않는 정지 상태로부터 적어도 하나의 인터페이스 채널이 할당되는 동작 상태에 이르게 할 수 있는 시간에 추가 시간이 부가되며, 이동 유닛 유저는 유저 메시지의 FSD 기능부로의 전송을 시작할 수 있다.

2. 2차 레그들이 통화에 부가될 때, 유저 메시지들이 2차 레그로부터 FSD 기능부에 전송될 수 있기 전 2차 셀과 FSD 기능부 간에 상호 동작이 발생해야 한다. 그러므로, 백 홀에서의 이들 회로 지향 절차들은 레그들이 통화에 부가될 때 지연을 부가하게 된다.

3. 셀로의 FSD 기능부 전송은 공중 인터페이스 전송의 20 ms 경계들에서 동기화된다. 이와 같은 방식은 무엇보다도 셀들에서의 간섭(contention) 및 지연을 방지하며, 공중 인터페이스를 통한 전송 전 유저 메시지를 버퍼링하는 데 필요하게 되는 메모리를 절감시켜 준다. 유저 메시지들은 이들이 공중 인터페이스를 통해 전송되는 데 필요한 바로 그 시간에 도착한다. 그러한 동기화는 음성 통화에 있어서는 반드시 필요하지만, 데이터 통화의 순방향 링크가 복수의 통화 레그를 갖지 않는 한 데이터 셀에 있어서는 반드시 필요하지는 않는 바, 이 경우에 있어 동기화는 모든 레그들이 정확히 동일 시간에 공중 인터페이스를 통해 소정 유저 메시지를 전송해야 하기 때문이다. 또한, 모든 회로 지향 절차들처럼, 버스티 도착 통계를 갖는 패킷 데이터를 전송하는 데 이용될 때, 백 홀 대역폭이 낭비된다.

4. 현재 표준(예컨대, Interim 표준 IS-707)으로서 정의된 무선 링크 프로토콜은 네트워크와 이동 유닛 간에 유저 메시지들의 신뢰적인 교환을 보장하는 기능부를 수행한다. 에러로 수신된 데이터 또는 수신기에 의해 수신되지 않은 데이터를 재전송하거나 또는 중복 수신된 메시지를 무시하는 규정들이 있다. 이 프로토콜에 대한 종래 기술은 공중을 통해 유저 메시지를 전송하는 데 이용되는 레이트 및 포맷으로 기지국으로의 그 정보 전송을 조정하기 위해 RLP 기능부의 네트워크 기반 엔드를 갖는다는 것이다. 회로 모드 데이터에 있어, 이와 같은 방식은 잘 동작하는데, 그 이유는 상기 레이트 및 포맷이 통화가 설정될 때 결정되며, 통화 동안 변화하지 않기 때문이다. 그러나, 높은 데이터 레이트 패킷 모드 데이터 서비스의 경우, 이동 유저와의 데이터 교환이 있을 때에만 드문(scarce) 공중 인터페이스 자원이 할당된다. 이 공중 인터페이스 채널은 다양한 패킷 데이터 유저에 의해 필요로 되는 바에 따라서 할당 및 해제된다. 그러므로, 종래 기술은 네트워크 기반 RLP 기능부가 기지국에 데이터를 전송하기 전 기지국과의 데이터 전송을 조정할 것을 요한다. 이 조정은 유저 데이터가 RLP 기능부에 도달하는 시간과 데이터가 공중을 통해 유저에 전송되도록 기지국들에 전송되는 시간 사이에 지연이 부가됨을 의미한다. 더욱이, 만일 패킷 데이터 유저가 비교적 긴 시간(각 벤더에 의해 정해지는 파라미터이나, 30초 정도로 됨) 동안 동작하지 않으면, 종래 기술은 이동 유저로부터 접속이 끊기는 RLP 기능부를 가지게 될 것이다. 그러므로, 데이터가 다시 이동 유저와 교환될 필요가 있을 때, 이동 유닛을 RLP 기능부로 재초기화하기 위해서는 추가의 시간 지연이 요구된다.

열거된 문제점들은 종래 기술의 회로 모드 백 홀 절차들을 고속 패킷 데이터(HSPD) 서비스에 적용하는 경우 고속 패킷 데이터 서비스에 보조 지연을 야기한다는 점을 지적하고 있다. 그러므로, (a) 패킷 데이터 서비스에 최적이며 (b) 백 홀 절차로 인한 유저의 재동작 시간을 최소화할 수 있는 백 홀 아키텍쳐를 설계할 필요가 있다.
파워 제어
CDMA 2000 표준에 따르면, 각 기지국은 이동 유닛(112)에 의해 전송된 역방향 링크 채널 신호들의 수신 파워 레벨을 모니터한다. 각 기지국으로부터 이동 유닛으로 전송되는 각각의 서로 다른 순방향 링크 FCH(또는 순방향 링크 DCCH)는 주기적으로 반복되는 파워 제어 PC 비트를 포함하는바, 이 비트는 이동 유닛이 그 역방향 링크 채널 신호들의 전송 파워 레벨을 증가시켜야 하는지 아니면 감소시켜야 하는지에 대한 기지국의 판단을 표시한다. 만일 순방향 링크 FCH에서 현재의 PC 비트가 이동 유닛이 그의 전송 레벨을 감소시켜야 한다고 표시하는 경우, 비록 소프트 핸드오프의 다른 레그들로부터 모든 다른 순방향 링크 FCH에 있는 현재의 PC 비트가 이동 유닛이 그의 파워 레벨을 증가시켜야 한다고 표시하더라도, 이동 유닛은 그의 파워 레벨을 감소시키게 된다. 모든 레그들로부터의 순방향 링크 FCH에 있는 현재의 PC 비트가 그의 파워 레벨을 증가시켜야 한다고 표시할 때만 이동 유닛은 그의 파워 레벨을 증대시킨다. 이 파워 제어 기술은 이동 유닛이 최소 허용 가능한 파워 레벨로 전송을 행할 수 있도록 함으로써, 이동 유닛에서 이용 가능한, 제한된 파워를 효율적으로 이용하면서, 그리고 다른 이동 유닛들로부터 전송된 역방향 링크 신호들과 기지국들에서의 간섭 가능성을 감소시키면서 통신을 유지할 수 있게 한다.

삭제

도 3은 이동 유닛으로부터의 통상적인 역방향 링크 데이터 전송 동안 두 개의 기지국(304)과 소프트 핸드오프에 있는 이동 유닛(302)을 보인 것이다. 종래 기술의 IS-95 표준에 따르면, 대칭적인 액티브 세트가 순방향 및 역방향 링크에 의해 유지되어야만 한다. 다시 말해서, 순방향 링크 방향에서 특정 이동 유닛과 소프트 핸드오프에 현재 참여하는 기지국 세트는 역방향 링크에 있는 같은 이동 유닛과 소프트 핸드오프에 현재 참여하는 기지국 세트와 동일하다.

도 3에 보인 소프트 핸드오프 상황은 이러한 요건들을 만족시킨다. 특히, 순방향 링크에서, 각 기지국(304)은 순방향 전송 제어 채널(F-DCCH) 또는 순방향 기본 채널(F-FCH)을 이용하여 순방향 링크 방향으로 동시에 전송을 행한다. 동시에, 이동 유닛(302) 역방향 DCCH, 역방향 FCH 및/또는 역방향 보조 채널을 이용하여 역방향 링크 방향으로 전송을 행하며, 이들 역방향 링크 신호들은 두 기지국 모두에서 동시에 수신 및 처리된다. 따라서, 순방향 링크(즉, 기지국 A 및 B)의 액티브 세트는 역방향 링크의 액티브 세트와 동일하다. 동작 상태 동안, 각 기지국은 어떤 채널이 존재하느냐에 따라서, 대응 F-DCCH 또는 대응 F-FCH에서 다중화(즉, 펑크춰(punctured))되는 파워 제어 서브 채널을 구성하는 파워 제어를 생성한다.

본 발명은 파워 제어 신호들을 기지국으로부터 이동 유닛에 전송하는 기술에 관한 것으로, 여기서 이동 유닛은 이들 파워 제에 신호를 이용하여 그의 역방향 링크 채널들의 전송 파워 레벨을 제어한다. CDMA 2000 시스템의 경우, 파워 제어 서브 채널의 PC 비트들은 기지국으로부터 이동 유닛에 전송되는 임의의 다른 순방향 링크 신호들로부터 디커플링되는 공통 파워 제어 채널을 이용하여 전송된다. 디커플링된 순방향 링크 채널을 이용하여 그들의 파워 제어 신호들을 전송할 수 있는 기지국들의 능력은 이동 유닛으로 하여금 순방향 및 역방향 링크의 서로 다른 액티브 세트로 동작할 수 있게 해준다. 이는 이동 유닛이 역방향 링크에서 소프트 핸드오프로 동작하는 경우에도, 심플렉스 모드를 이용하여 순방향 링크 데이터 트래픽이 실행될 수 있도록 해준다. 이는 또한 이동 유닛을 정지 상태 또는 제어 홀딩 상태에서 동작 상태로 천이시키는 데 있어 수반되는 재동작 시간을 크게 감소시키는 바, 연속적인 회로 지향 음성 메시징과는 다른 버스티(즉, 간헐적) 패킷 데이터 흐름에 특히 바람직하다.

한 실시예에서, 본 발명은 무선 통신 방법에 관한 것으로써, 본 방법은 무선 통신 시스템에서 하나 이상의 역방향 링크 채널을 수신하기 시작하는 단계 (a)와, 제 1 기지국에 의해서 이 제 1 기지국에 의한 어떤 다른 순방향 링크 전송으로부터 디커플링되는 디커플링 순방향 링크 채널을 이용하여 파워 제어 서브 채널에 대응하는 대응 순방향 링크 파워 제어 신호들을 전송하는 단계 (b)를 포함한다.

다른 실시예에서, 본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로써, 본 시스템은 (a) 하나 이상의 역방향 링크 채널을 수신 및 처리하고 그리고 (b) 제 1 기지국에 의해 전송된 임의의 다른 순방향 링크 전송으로부터 디커플링되는 디커플링 순방향 링크 채널을 이용하여 파워 제어 서브 채널에 대응하는 대응 순방향 링크 파워 제어 신호를 전송하는 제 1 기지국을 포함한다.

본 발명의 다른 특징, 특성 및 장점들은 후속하는 상세한 설명, 특허청구의 범위 및 첨부 도면으로부터 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 통신 시스템은 보조 채널이 패킷 데이터의 버스트를 전송하도록 통화에 설정될 때 낮은 재동작 시간을 달성하는 무선 패킷 데이터 방식을 실행한다. 이 방식에 따르면, 이동 유닛이 소프트 핸드오프에서 동작할 때 순 방향 보조 채널(F-SCH)은 순방향 링크 전송을 위한 복수의 소프트 핸드오프 레그들로부터 설정되지 않고, 단일 레그를 이용하여 심플렉스 모드에서 유저 데이터의 고속 순방향 링크 전송을 수행한다. 역방향 링크 소프트 핸드오프 전송의 경우, 유저 데이터가 복수의 레그 각각의 역방향 SCH (R-SCH)에 의해 프레임 선택/배분(FSD) 기능부에 전달된다. 이 방식은 시그널링 및 SCH 데이터 패킷 모두를 다루기 위한 단일 핸드오프 FSD 기능부를 정의하고, 또한 통화 레그로의 연결을 위한 패킷 지향 시맨틱(semantics)을 정의한다. 이 방식에 따르면, 순방향 링크 시그널링 채널(즉, F-FCH 또는 F-DCCH))로 전달될 IS-95B/C와 같은 CDMA 표준들로 사전 특정된 파워 제어 정보가 다른 이동 유닛들과 공유되는 공통 파워 제어 채널(PCCH)에 대신 전달된다.

본 방법은 패킷 데이터 서비스를 지원하기 위해 종래의 IS-95 무선 통신 시스템들의 음성 지향 백 홀 아키텍쳐들을 이용하는 것과 관련된 서두에 기술한 문제점들을 해결한다. 본 발명에 따른 통신 시스템은 역방향 및 순방향 링크에서만 소프트 핸드오프를 지원한다. 주목할 사항으로, 소프트 핸드오프(즉, 동일 셀 사이트의 서로 다른 섹터들 사이에서)는 순방향 링크 상에서 허락되는데, 그 이유는 소프트 핸드오프가 개별 기지국들에서 독립적으로 실행되기 때문이다. 본 발명의 통신 네트워크는 중앙 FSD 기능부를 갖는 무 연결(connection-less) 백 홀을 이용하는데, 여기서 순방향에서의 통상적인 RLP 기능부가 두 부분으로 분할되어 기지국에서 FSD 기능부와 매체 액세스 제어(MAC) 기능부 사이에 배분된다. 특히, 통상적인 RLP 재전송 기능부는 FSD 기능부에서 처리되며, 물리적 계층 구성 및 재분할, CRC(에러 검출 및 보정), 채널 인코딩, 복수의 스트림의 다중화, 임의의 암호화 기능부, 전송 레이트의 스케쥴링 및 결정들은 모두 기지국 MAC 기능부에서 처리된다.

도 4a 내지 4c는 본 발명에 따른 무선 통신 시스템의 (a) FSD 기능부, RLP 기능부 및 IWF 기능부, (b) 기지국 및 (c) 이동 유닛에 대한 프로토콜 스택들을 각각 나타낸다. 프로토콜 스택은 특별한 시스템 구성으로 수행되는 기능부들의 계층에 대한 표시를 제공한다. 도 4a 내지 4c는 다음의 프로토콜을 나타낸다.

- T1은 FSD 기능부와 기지국 사이에서 물리적 연결(예컨대, 하드와이어의 T1 링크)을 통한 신호들의 변조/복조, 인코딩/디코딩 및 전송 및 수신을 제어하는 프로토콜이다.

- Phy는 기지국과 이동 유닛 간의 물리적인 연결(즉, 공중 링크)을 통한 신호들의 변조/복조, 인코딩/디코딩 및 전송 및 수신을 제어하는 프로토콜이다.

- BHL은 백 홀 링크로서, 이 프로토콜은 T1링크를 통한 유저 정보의 전송을 직접 제어한다.

- 마찬가지로, MAC 및 MLC는 각각 매체 액세스 제어 기능부과 Phy 프로토콜을 집합적으로 직접 제어하는 MAC 계층 제어기를 나타낸다. 특히, MAC 기능부는 물리적 계층의 구성 및 재분할을 제어하며, MLC는 스케쥴링 및 MAC 메시징을 제어한다.

- ROLPC는 역방향 외부 루프 파워 제어 기능부를 나타낸다. 각 기지국은 이동 유닛으로부터 수신된 역방향 링크 신호들의 품질에 근거하여 서비스 품질(QoS) 데이터를 발생한다. ROLPC 기능부는 기지국들이 이동 유닛에 전송하기 위한 파워 제어 비트를 발생시키기 위해 RILPC(역방향 내부 루프 파워 제어)를 수행할 때 이용하는 설정 포인트를 설정하기 위해 QoS 데이터를 처리한다.

- RLP는 본 발명의 소정 실시예들에 따라 FSD 기능부에 의해 실행되는 순방향 및 역방향 링크 유저 메시지 재전송 기능부를 나타낸다. 이동 유닛에서, RLP는 순방향 링크 및 역방향 링크 유저 메시지 재전송 기능부뿐만 아니라 다른 통상적인 모든 RLP 기능부들(예컨대, 유저 메시지들의 분할 및 재구성 - 이들 또한 FSD 기능부에서 RLP 기능부에 의해 행해짐)을 나타낸다.

- PPP는 FSD 기능부와 이동 유닛에서 최상위 레벨 프로토콜인 지점간 프로토콜이다. 이동 유닛에서, PPP는 유저로 하여금 이동 유닛과 무선 전송을 수신 및 송신할 수 있도록 하는 서비스 제공자의 유저 인터페이스를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 이동 유닛에 있는 프로토콜 스택은 종래 기술의 IS-95 시스템에서의 이동 유닛의 프로토콜 스택과 동일하다.

본 발명의 통신 시스템에서, FSD 기능 부분, 순방향 링크 패킷을 대응 이동 유닛의 액티브 세트에 있는 제 1 기지국에 순방향으로 전송한다. 순방향 링크 RLP 전송 기능부는 기지국(BS/RLP로 표시)과 FSD 기능부(FS/RLP) 간의 배분 방식으로 수행된다. FS/RLP 기능부는 입력 순방향 링크 데이터를 RLP_unit_size 크기의 세그먼트들로 분할하며, 고유의 RLP 시퀀스 번호를 세그먼트들 각각에 할당한다. 그 다음, FS/RLP 기능부는 이와 같은 시퀀스 번호 정보를 따라 순방향 링크 데이터를 BS/RLP 기능부에 순방향 전송한다. 물리적 계층의 구성이 BS/RLP 기능부에 의해 행해진다. 순방향 링크에서 소프트 핸드오프가 없기 때문에, 데이터 버스트를 위한 자원들이 하나의 셀에만 할당될 필요가 있다. 이는 소프트 핸드오프에서 보조 채널들을 설정하는 데 수반되는 복잡성 및 지연들을 감소시키다.

배경 설명 부분에서 기술된 문제들은 다음과 같이 본 발명의 방식에 따라 해결된다.

1. FSD 기능 서버 : 동작의 설정 및 해제를 요하는 통화마다 FSD 기능부를 설정하지 않고, 소수의 FSD 서버들을 설정한다. 통화에 대해 초기에 설정된 FSD 기능부는 제 1 변환(한 기지국으로부터 다른 기지국으로의 1차 셀의 지정을 변화시킴)이 발생한다 하더라도 움직이지 않는다.

2. 순방향 링크에서의 동기화 : 순방향 링크 상의 단일 레그로부터의 전송은 복수의 셀로부터 전송을 동기화시킬 필요성을 회피한다. 이는 종래 기술의 경우에서와 같이 FSD 기능부과 기지국 사이에서 전송에 대한 엄격한 타이밍 억제를 유지할 필요성을 제거한다. 지연의 결과로써, 순방향 동기화의 설정이 회피된다.

3. 역방향 링크에서의 동기화 : 프레임 선택을 위해 도달 시간이 사용되는 음성과는 달리, RLP 시퀀스 번호들이 패킷 데이터 응용을 위해 사용된다. 데이터 유저들은 많은 지터(jitter)들에 대해 내성을 가지므로, 이는 역방향 링크에서의 동기화 필요성을 제거한다. 또한, RLP 기능부는 중복 메시지를 차단(drop)함으로써 프레임 선택의 균등적 기능부성들을 제공하므로 역방향 링크에서 프레임 선택 기능부가 제거될 수 있다.

4. 기지국으로 FSD 기능부 전송은 순방향 링크에서 소프트 핸드오프가 없고 또한, 음성 유저와는 달리 데이터 유저는 더 큰 지터를 허용할 수 있기 때문에 동기화될 필요가 없다.

5. 현재 동작 데이터 전송모드에 있지 않은 그러한 이동 유닛들은 정지 상태로 유지되고, RLP 상태 정보, 이동 유닛 성능, 서비스 옵션, 순방향 및 역방향 링크를 위한 현재 동작 설정 정보가 유지된다. 유지된 (트래킹) 상태로 불리우는 서브 상태가 정의되며, 여기서 유저의 이동도가 트래킹되고 현재 동작 설정 정보가 갱신된다. 이것은 유저가 동작 상태로 다시 되돌아올 때 설정 지연을 최소화한다. 이러한 절차는 빈번히 동작하는 이동 유닛을 위한 RLP 동기화 오버헤드를 제거한다.

6. 분할 기능부는 RLP 기능부와 분리된다. 이것은 종래의 회로 지향적 아키텍쳐 및 대체 채널을 설정할 때 해당 지연에 부과되는 RS/RLP 동기화 요구를 제거한다.

이러한 아키텍쳐를 지원하기 위하여, 본 발명에 따른 통신 시스템에는 다음과 같은 구성요소들이 제공된다.

(a) 기지국 버퍼가 오버 플로우(overflowing)되지 않도록 하기 위한 기지국과 FSD 기능부 간의 흐름 제어.

(b) (i) 시그널링, (ii) 구 RLP 데이터의 재전송 및 (iii) 새로운 RLP 데이터의 전송을 위해 기지국에서 사용되는 서로 다른 우선순위 큐.

(c) 이동 유닛이 현재 1차가 아닌 기지국으로부터 더 강한 파일럿 신호를 수신한 경우, 한 레그에서 다른 레그로의 전송을 효과적으로 제어하는 메카니즘.

(d) 종래의 ROLPC 기능부가 다른 레그 간의 동기화를 유지시키는 아키텍쳐에 근거하기 때문에 복수의 통화 레그로부터의 유저 메시지가 FSD 기능부에 동시에 도달하는 새로운 ROLPC 메카니즘. 본 발명의 실시예들에서, 기지국은 현재 GPS (global position system) 시간을 수신된 각 역방향 프레임 상에 스탬프(stamp)한다. 그 다음, 레그로부터 수신된 프레임 상의 시간 스탬프는 프레임 삭제를 결정하고 ROLPC 지정 포인트를 갱신할 때 사용된다.

(e) 아래의 정보를 가지고 동작 또는 정지 상태에서 이동 유닛들 각각에 대한 기록을 하는 새로운 패킷 모드 FSD 기능부.

- 이동 유닛 등록 번호 - 이동 유닛을 고유하게 식별할 수 있는 번호,

- RLP 및 IWF 기능부의 주소,

- ROLPC 상태,

- 통화 레그의 주소,

- 이동 유닛과 소프트 핸드오프에서 현재 동작하고 있는 기지국들의 동작 설정 식별.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신시스템의 아키텍쳐를 설명하기로 한다.

패킷 등록: 패킷 데이터 등록에서 (예컨대, 이동 유닛 유저가 이동 유닛을 켰을 때, 또는 이동 유닛이 휴지 상태에 있는 동안 새로운 기지국 범위 지역에 들어갔을 때), IWF 기능부는 IWF 기능부 내에서 고유 등록번호(reg_ID)를 선택한다. 등록에 대하여 다음의 정보는 reg_ID와 관련된다: IWF 기능부, FS/RLP 서버, 사용된 마지막 RLP 시퀀스 번호, 이동 유닛 성능 (예를 들면, 최대 전송률 등). IWF 기능부에서, reg_ID는 FS/RLP 인스턴스(인스턴스)에 매핑된다. 소프트웨어 기능부의 "인스턴스"는 컴퓨터 상에서 실행되고 서비스를 제공하도록 구성된 소프트어의 특정 사본이다. FSD 기능부 인스턴스에서, reg_ID는 현재 동작 설정, 현재 1차 레그, 기지국 주소, RLP 기능부 및 ROLPC 인스턴스에 매핑된다. 기지국에서, reg_ID는 FSD 기능부 인스턴스의 주소에 매핑된다.

FSD 기능부 서버에서 RLP기능부: FSD 기능부가 초기에 새로운 reg_ID로 설정될 때, RLP 기능부의 인스턴스를 설정하여 통화한다. RLP 기능부는 데이터 세그먼트를 위하여 프레임 선택 기능부의 균등물을 제공한다.

1차 셀에서 처리되는 시그널링을 위한 프레임 선택: 종래에서와 마찬가지로, RLP 부정 승인(NAK : negative acknowledgement)을 제외하고, FSD 기능부에 의해 모든 레그에 역방향 링크에서 수신된 시그널링 메시지(예를 들면, 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM), 대체 채널 요구 메시지(SCRM)). RLP NAK는 FSD 기능부에서 RLP 기능부에 의해 다루어진다.

동작 상태 (DCCH와 더불어): 재동작 지연을 최소화하기 위하여, 이동 유닛은 정지된 상태로부터 나와서 전용 제어 채널(DCCH)에서 최소한의 설정 및 지연으로 전송되고, 데이터 트래픽이 없을 때에도 한 주기의 시간동안 DCCH에서 유지할 수 있다.

무선 링크 프로토콜

본 발명의 CDMA 패킷 데이터 서비스를 위한 무선 링크 프로토콜(RLP) 기능부는 다음 조건을 만족한다.

RLP 구성, 시퀀스 번호 매기기, 복구는 물리적 계층 프레임 크기 및 공중 인터페이스에 대한 데이터 레이트에 의존하지 않는다.

RLP 기능부는 이동 유닛이 정지 상태로부터 재동작될 때 초기화를 필요로 하지 않는다. reg_ID는 정지 상태 동안 기억되고 RLP 기능부는 이동 유닛이 동작되었는 유지되었는지를 알지 못한다. RLP 기능부가 이동 유닛을 위한 순방향 링크 데이터를 얻었을 때, 데이터를 1차 레그로 송신한다. 또한, RLP 기능부는 항상 어떠한 동작 레그로부터 패킷을 수신할 준비가 되어있다.

이러한 조건들은 RLP 기능부를 순방향으로 두 부분으로 분리함으로써 획득된다. 재전송 기능부는 FS/RLP 기능부에서 처리된다. 스케쥴링 및 전송률의 결정 뿐만 아니라, 물리적 계층 구성, CRC 채널 인코딩, 복수의 스트림의 다중화 및 가능한 암호화 기능부는 기지국 RLP 기능부에서 처리된다.

RLP 데이터 유닛 크기(RLP_unit_size)는 옥테트(즉, 8 비트 바이트)의 작은 정수 L이 되도록 선택된다. 더 큰 데이터 유닛 크기는 공중 인터페이스에서 패킹 효율을 낮게 할 수 있기 때문에 L=1이 바람직하지만, L=4 또는 8 옥테트가 시퀀스 번호 오버헤드를 최소화하도록 선택될 수도 있다. 각 RLP 데이터 유닛은 20 비트 시퀀스 번호로 지정된다. 전체 시퀀스 번호는 백 홀 링크에서와 공중 인터페이스 상으로 더 높은 데이터 레이트로 전송할 때 사용된다. 공중 인터페이스에서 낮은 데이터 레이트에서는, 시퀀스 번호가 천천히 진행되므로, 시퀀스 번호의 더 낮은 차수 16비트가 사용된다. 모호할 때는, 재전송이 전체 시퀀스번호를 수행하기 위하여 사용된다.

RLP 세그먼트는 연속적인 시퀀스 번호를 지닌 많은 RLP 데이터 유닛을 포함한다. RLP 세그먼트는 제 1 데이터 유닛 및 길이 (인-시퀀스 데이터 유닛의 번호에서)에 의해 식별된다.

RLP 제어 프레임은 NAK된(또는 RLP 기능부가 표준에 의해 정의되고 또한 긍정적인 인정을 제공한다면 승인(ACK)된) 시퀀스 번호의 범위를 확인한다. 재전송된 RLP 데이터 세그먼트는 NAK에 응답하여 RLP 기능부에 의해 생성된다. RLP 기능부는 트레일링된 새로운 데이터의 손실을 잡기 위한 메카니즘을 가지고 있다. 폴이 송신된 마지막 시퀀스번호의 BS/RLP 기능부를 알리기 위하여 사용된다. BS/RLP 기능부는 FS/RLP 기능부에 긍정적인 ACK를 제공할 수도 있다.

새로운 데이터 세그먼트 및 전송될 데이터 세그먼트는 FS/RLP 기능부에 의해 1차 레그로 백 홀 링크에서 제공된다. 역방향 링크에서, 데이터 세그먼트는 동작 설정에서 복수의 레그로부터 FS/RLP 기능부에 도달된다.

MAC: 재분할 및 물리적 계층 구성

기지국에 구현된 MAC 기능부(즉, BS/RLP)는 재전송된 데이터(SAP 1) 및 새로운 데이터(SAP 0)를 위하여 분리된 큐를 유지하며, 재전송된 세그먼트에 우선권을 준다. 기지국은 SAP 1에서 전송을 위하여 큐잉된(queued up) 중복 재전송된 세그먼트를 지니고 있는지를 검사할 수도 있다. 이 경우, 기지국은 나중의 사본을 버린다.

RLP 데이터 세그먼트는 SCH 또는 DCCH 상에서 공중 인터페이스로 전송된다. 여기서, DCCH는 시그널링 또는 소량의 유저 데이터를 이동 유닛으로 전송하는 데 사용된다. RLP 데이터 세그먼트가 동시에 SCH 및 DCCH로 전송되지 않았다고 가정한다. RLP 제어 프레임(즉, NAK)과 MAC 및 물리적 계층 메시지(예를 들면, 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM), 확장된 핸드오프 방향 메시지 (EHDM), 기지국으로부터의 대체 채널 지정 메시지(SCAM), 이동 유닛으로부터의 대체 채널 요구 메시지(SCRM))는 DCCH에서 다루어지며, 물리적 계층 프레임에서 유저 데이터와 결코 다중화되지 않는다. DCCH로 전송된 메시지는 RLP 데이터 세그먼트가 SCH에서 전송될 때와 동시에 전송될 수도 있다.

복수의 공중 인터페이스 레이트 간의 동작을 위하여, 물리적 계층 구성 구조는 새로운 데이터 (항상 인-시퀀스함) 및 복수의 재전송된 RLP 세그먼트의 다중화를 허용한다. 새로운 데이터에 대해, 나머지 데이터가 인-시퀀스이기 때문에 제 1 RLP 데이터 유닛을 식별하는 시퀀스 번호가 사용된다. 재전송의 경우, 공중 인터페이스 프레임 포맷은 시퀀스 번호 및 각 재전송된 세그먼트를 위한 8 비트 길이 표시기를 식별한다. 복수의 재전송된 세그먼트 및 하나의 데이터 세그먼트까지 이 포맷을 이용하는 공중 인터페이스 프레임에서 공급된다.

암호화는 RLP 시퀀싱이 셀에 투명한 방식으로 수행되어야 한다. 셀에서 암호화 또는 RLP 기능부 이상의 암호화를 포함할 수도 있다. 암호화 및 RLP 기능부 이상의 압축은 IWF 기능부에서 수행될 수 있다.

16비트 CRC는 전체 물리적 계층 프레임 상에서 계산된다.

백 홀(back haul) 링크 프로토콜

백 홀 링크(BHL)는 FS/RLP 기능부 및 기지국 간의 RLP 세그먼트의 구성을 제공한다. RLP 시퀀스 번호는 세그먼트를 식별하는 데 사용되며, 하나의 BHL 프레임에는 단 하나의 인-시퀀스 세그먼트만 포함되어 있다. BHL에서 최대 세그먼트 크기에 따라서, 공중 인터페이스 물리적 계층 프레임은 복수의 BHL 프레임으로 분할될 수도 있다.

RLP 세그먼트 시퀀스 번호, 메시지 길이, 어드레스는 순방향 링크 방향에서 요구되는 유일한 헤더 필드이다. 추가적인 헤더 필드는 역방향 링크 방향에서만 사용되는 ROLPC 기능부를 위해 정의되며, 2차 시퀀스 번호로써 사용될 때 GPS 시간, 삭제 필드, 프레임 레이트 필드를 포함한다.

BHL 프로토콜은 순방향 방향으로 이동 유닛 당 흐름 제어 및 복구를 제공한다. 흐름 제어 옵션의 범위는 단순한 receiver ready/receiver not ready (RR/RNR) 메카니즘에서 full-fledged-leaky-bucket 흐름 제어까지 가능하다. 시스템이 어떠한 서비스 품질(quality-of-service, QoS) 보증을 제공하려고 한다면, 철저한 흐름 제어가 필요하지만, RLP 기능부는 백 압력(back pressure)을 제공할 수 없기 때문에 기지국에서 흐름 제어는 백 홀 링크에서 과잉 혼잡을 피하는 데에만 유용하다.

재전송된 세그먼트는 높은 우선권을 지니고 있기 때문에, 재전송은 별도의 흐름 제어 윈도우로 제공된다.

시퀀스 번호 롤-백(Go Back N) 메카니즘을 지닌 BHL 복구가 정의된다. 이것은 새로운 1차 레그로 전환하기 위한 메카니즘뿐만 아니라 버퍼 오버플로우로부터의 복구를 제공한다. 만일 RLP 기능부가 재동기화된다면, 이것은 기지국에게 버퍼를 클리어하라고 알리는 것이다. 기지국에서 새로운 데이터 버퍼의 새로운 데이터는 롤-백을 사용함으로써 공통 시퀀스 번호로 구제될 수 있다.

재동작 및 1차 레그 전송을 위한 지연을 최소화하기 위하여, 분리된 어드레스가 BHL에서 시그널링을 위해 제공된다. 또한, FSD 기능부에서 BHL은 기지국 릴레이 기능부에 다음과 같은 기능을 제공한다.

2차 레그로부터 1차 레그로 공중 인터페이스 역방향 링크 시그널링의 에코.

역방향 링크 버스트 어드미션 제어를 위한 기지국 간 메시지의 라우팅.

동작 설정 관리를 위한 기지국 간 메시지의 라우팅.

1차 전송 메시지의 라우팅.

실시에 따라, 본 발명의 백 홀 설비는 T1 라인과 같은 물리적 케이블이라기 보다는 FSD 기능부과 기지국 간의 공중 링크에 해당될 수도 있다.

역방향 외부 루프 파워 제어

백 홀에서 타이밍 요구 조건은 FSD 기능부에서 역방향 외부 루프 파워 제어(ROLPC) 알고리즘을 채용함으로써 단순화된다. ROLPC 기능부는 동작 설정에서 모든 기지국으로부터의 프레임 레이트 및 프레임 에러 지시에 의존한다. 프레임 레이트는 (2차 시퀀스 번호로써 GPS 시간의 사용을 통해 상호 연관된) 레그로부터 수신된 양호한 프레임으로부터 결정된다. 1차 셀은 언제 역방향 링크 버스트가 동작 상태인지를 항상 알고 있다. 만일 삭제가 1차 셀에 의해 FSD 기능부로 보고되고 다른 레그로부터 GPS 시간을 위한 양호한 프레임이 없을 경우, 오류가 발생한 공중 인터페이스 프레임(즉, 삭제)이 선언된다.

버스트 패킷 데이터를 위한 외부 루프 파워 제어는 수 초 동안 지속하는 트랜잭션에서 데이터 흐름에 대해 잘 작동할 수 있다. 본 발명의 방법에서, ROLPC 기능부가 설정 포인트가 흐름의 지속을 위한 동작 상태 동안 기억된다. 설정 포인트는 역방향 링크 데이터가, 예를 들면, 수 초로 설정된 타임아웃 기간 동안 수신되지 않는다면 소멸한다.

백 홀에서 정상적인 데이터 흐름동작

셀 역방향 링크: 만일 공중 인터페이스 프레임이 정확하게 수신되었다면, 기지국은 하나 이상의 BHL 프레임을 포맷하고 FSD 기능부로 전송한다. 헤더는 프레임 레이트, RLP 세그먼트 시퀀스 번호, 2차 시퀀스 번호로서 GPS 시간을 포함한다. 만일 공중 인터페이스 프레임이 복수의 BHL 세그먼트로 분할된다면, 동일한 GPS 2차 시퀀스 번호가 각 세그먼트에 사용된다. "보다 많은" 비트가 추가의 세그먼트의 존재를 알리기 위하여 BHL 헤더에 사용될 수도 있다. 만일 공중 인터페이스 프레임이 1차 셀에서 오류로 수신된다면, BHL 프레임은 삭제를 나타내며, 2차 시퀀스 번호로써 GPS 시간을 포함하는 헤더와 더불어 FSD 기능부로 전송된다.

FSD 기능부 역방향 링크: 모든 에러가 없는 수신된 세그먼트는 RLP 기능부로 보낸다. RLP 기능부는 수신된 이중 옥테트를 없앤다. 프레임 레이트, 삭제, 2차 시퀀스 번호(GPS 시간)는 ROLPC 기능부로 보낸다.

FSD 기능부 순방향 링크: FSD 기능부는 RLP 세그먼트를 흐름 제어를 받는 1차 기지국으로만 순방향 전송한다. 만일 현재 1차 레그 기지국이 롤-백 시퀀스 번호를 가지고 복구를 요청하면, 롤-백 시퀀스 번호와 함께 시작하는 데이터는 다시 순방향 전송된다.

셀 순방향 링크: 새로운 데이터에 해당하는 RLP 세그먼트 및 FSD 기능부로부터 수신된 재전송된 데이터는 새로운 데이터 및 재전송된 데이터 버퍼로 각각 전송된다. 수신된 세그먼트와 관련된 RLP 시퀀스 번호가 기억된다. 공중 인터페이스에서 전송을 위하여, 세그먼트 시퀀스 번호에 따라 하나 또는 다수의 세그먼트가 물리적 계층 프레임에 포함된다.

동작 시나리오-재동작, 소프트 핸드오프, 1차 전송

도 5a-b는 시간이 도면의 위쪽에서 아래쪽으로 흐를 경우, 각각 동작 상태 및 정지된 상태에 있는 이동 유닛을 위한 순방향 링크 데이터 전송 시나리오를 나타내고 있다. 도 5a의 동작 상태에서, 데이터가 FS/RLP 기능부에 의해 1차 기지국으로만 순방향 전송되고, 데이터 전송은 지연 없이 DCCH에서 시작할 수 있다. 대체 채널의 지정 및 이동 유닛에게 SCH 지정을 알리기 위한 빠른 (즉, 공중 인터페이스로 메시지를 전송하는 데 걸리는 시간이 20 msec 이하) 대체 채널 지정 메시지(SCAM)의 송신 이후, 1차 기지국은 대체 채널에서 유저 데이터의 전송을 시작할 수 있다. 도 5b의 정지된(트래킹) 상태에서, FSD 기능부는 새로운 데이터가 순방향 전송되는 1차 레그를 알고 있다고 가정한다. 1차 기지국은 DCCH 또는 SCH를 적절히 지정하고, 채널 지정을 (해당 CAM 또는 SCAM 메시지를 이용하는) 이동 유닛으로 전송한 다음, 지정된 채널로 데이터를 전송할 준비를 한다. 네트워크에서 재동작 지연은 1차 기지국에서 채널 할당을 하고 전용 채널에서 데이터가 수반한 메시지를 전송하는데 걸린 시간이다. 재동작 지연은 30 ms 이하가 될 수 있다.

역방향 링크가 소프트 핸드오프일 때, 처리는 도 5b에 나타낸 시나리오로 계속된다. 특히, 이동 유닛은 1차로 하여금 패킷 데이터 핸드오프 요구(PDHOREQ) 메시지를 역방향 링크 동작 설정(즉, 새로운 2차 기지국)에 부가된 새로운 기지국으로 전송하도록 하는 파일럿 세기 측정 메시지(PSMM)를 전송하도록 한다. 도 5b에서, 점선의 화살 표시는 몇몇 실시에서, 메시지들이 FSD 기능부를 통해 실제적으로 전송된다는 것을 나타낸다. 다른 실시에서, 기지국이 중앙 집중 FSD 기능부를 통과할 필요 없이 서로 직접적으로 통신할 수도 있다. 이에 대응하여, 새로운 2차 기지국은 패킷 데이터 핸드오프 승인 (PDHOACK) 메시지를 1차 기지국으로 전송한 다음, 확장된 핸드오프 방향 메시지 (EHDM) 메시지를 이동 유닛으로 다시 전송한다. 재동작 지연을 최소화하기 위하여, 순방향 링크에서 데이터 전송은 새로운 2차 레그가 역방향 링크에 부가되기 전에 시작할 수 있다. 1차 기지국에서 PSMM을 수신할 충분히 높은 확률을 획득하기 위하여, 이동 유닛은 높은 파워를 사용하거나 PSMM의 전송을 반복할 필요가 있을 수도 있다.

도 6은 순방향 링크 1차 전송 시나리오를 나타내고 있다. 이동 유닛이 1차 레그에게 다른(즉, 2차) 레그가 얼마 정도의 마진만큼 가장 강한 파일럿 신호를 지니고 있다고 보고하는 데 PSMM 메시지를 사용할 때, 1차 전송이 시작된다. 구 1차는 흐름 제어 ON 메시지를 (FS/RLP 기능부가 1차 전송 동작 동안 1차로 새로운 데이터를 보내지 못하도록 하기 위하여) FSD 기능부로 전송하고 1차 전송 메시지(PD_PRIM_XFER)를 새로운 1차로 전송한다.

PD_PRIM_XFER 메시지는 reg_ID 및 이동 유닛을 위한 역방향 링크 현재 동작 설정을 포함한다. 그런 다음, 새 1차는 FS/RLP 기능부에게 새로운 1차(FS_NEW_PRIMARY)로써 상태를 알리고, FS/RLP 기능부에게 흐름 제어를 OFF시키도록 지시하는 메시지를 전송한다. (그러므로, 새로운 데이터가 FS/RLP 기능부에 의해 새로운 1차로 전송된다.) 또한, 구 1차는, 새로운 1차로부터 전송을 위한 순방향 공통 제어채널 (F-CCCH)에 주의하면서 CAM 메시지를 이동 유닛으로 전송하여 이동 유닛이 그의 동작을 정지된(트래킹) 상태로 전송할 것을 지시한다. 그런 다음, 이동 유닛은, 새로운 데이터가 FS/RLP 기능부에 의해 새로운 1차로 순방향 전송될 때까지, 새로운 1차가 적절한 채널을 할당하고, 이동 유닛에게 채널 할당을 빠른 CAM/SCAM 메시지를 통해 알리고, 할당된 채널에서 데이터 전송이 시작할 때에 정지된(트래킹) 상태로 유지될 것이다.

만일, 구 1차가 이동 유닛으로부터 PSMM 메시지를 수산한 때, 순방향 버스트가 진행 중이면, 구 1차는 버스트를 종료하거나 차단시키고, 새로운 1차에서 재시작될 때까지 계속될 것이다. 이것은 다음과 같이 이루어진다. 구 1차는, FS/RLP 기능부로 전송된 PD_PRIM_XFER 메시지에서 새로운 데이터 큐의 헤드(즉, 롤-백 시퀀스 번호)에 RLP 세그먼트 시퀀스 번호를 포함하고 있다. 구 1차 레그에서 새로운 데이터 큐에서의 데이터뿐만 아니라 재전송 큐에 남겨진 데이터는 폐기된 것으로 가정한다. 재전송 큐는 우선권을 지니고 있기 때문에 작아야만 한다. 구 1차는 이동 유닛에게 현재 버스트가 중단되었다고 알리며, 이동 유닛으로 하여금 새로운 1차를 위한 순방향 공통 제어 채널(F-CCCH)에 주의하면서 정지된(트래킹) 상태로 전송하도록 지시한다. 새로운 1차는 새로운 1차 메시지(FS_NEW_PRIMARY)를 FSD 기능부로 전송하여, 그의 어드레스 및 롤-백 시퀀스 번호를 지적하고, 흐름 제어를 OFF시킨다. FSD 기능부는 롤-백 시퀀스 번호로부터 시작하는 모든 새로운 데이터를 새로운 1차 레그로 전송한다. 새로운 1차는, 백 로그(backlog)를 발견하였을 때, 빠른 CAM 또는 빠른 SCAM을 실행하여 버스트를 이동 유닛으로 재시작한다.

1차 전송은 기지국 및 백 홀에서 몇 개의 메시지 처리와 관련한다. 지연은 20 ms 이하가 되어야만 한다. 또한, 새로운 데이터는 새로운 1차로 순방향 전송된다. 데이터의 첫 1 킬로바이트가 10 ms 이내에 도달할 수 있다. PSMM의 수신이후 1차 전송 지연이 30 내지 50 ms에서 이루어질 수 있다.

도 7은 역방향 링크 시나리오를 나타내고 있다. 정지된(트래킹) 상태에 있는 이동 유닛은 1차에서 랜덤 액세스 채널(RACH)에서 액세스한다. 1차는, 데이터가 DCCH에서 흐름을 시작할 수 있고 이동 유닛이 동작 상태로 이동할 수 있도록 하기 위하여 즉시 채널 할당(CAM)을 만든다. 재동작 이후 데이터 전송이 소프트 핸드오프 설정 전에 발생한다는 것에 주의하여야 한다. RACH에서 메시지의 수신에 수반하는 재동작 지연은, 공중 인터페이스에서 프레임 타이밍 지연을 포함하여, 30 ms 이하이다.

만일, 초기 랜덤 액세스 요구에 근거하여 또는 동작 상태에서 이후에, 이동 유닛이 역방향 링크에서 소프트 핸드오프에서 추가적인 레그를 가질 것을 필요로 하면, 기지국 간 핸드오프 요청/제공 시나리오가 발생한다. 레그를 첨가하기 위하여, 1차는 새로운 2차 기지국으로, reg_ID, FSD 기능부 어드레스, ROLPC 설정 포인트, 이동 유닛 의사 잡음(PN) 코드, 버스트가 진행 중일 경우에는 버스트 종료 시간 및 버스트 레이트를 포함하는 PDHOREQ 독점(proprietary) 메시지를 전송한다. 그런 다음, 새로운 2차 기지국은 수신된 역방향 링크 프레임을 BHL로 단순히 송신함으로써 참여할 수 있다. 2차 기지국은 이동 유닛을 위한 역방향 링크 내부 루프 파워 제어 스트림을 설정함으로써 핸드오프 요구를 인지하고, PDHOACK 메시지의 정보를 1차로 제공하며, 그 다음, 이 정보는 확장된 핸드오프 방향 메시지(EHDM)로 이동 유닛에 제공된다. PDHOACK 메시지에서, 2차 기지국은 진행 중인 버스트의 단절을 요구할 수 있다. 2차 기지국과 FSD 기능부 간의 BHL에서 초기화는 단지 ROLPC 설정 포인트에 대한 장래의 갱신을 얻기 위하여 필요하였다. 그러므로, 중요한 타이밍 요구사항은 없다. 레그가 통화(1차에 의해 지시를 받은 때)된 때, FSD 기능부로의 역방향 프레임의 전송을 중단하기만 하면 된다. 시간에 제약을 받지 않는 단순한 FSD 기능부 절단 절차가 사용된다.

마지막으로, 도 7은 버스트 인정 시나리오를 나타낸다. 백 홀에서 요청/제공 시나리오는 동작 설정 기지국에 의해 다루어진다. 버스트 요청/제공 절차는 기지국에서 네 개의 처리 및 백 홀에서 세 개의 메시지 전송을 포함한다. SCRM의 수신이후 SCAM의 전송까지 전체 버스트 제공 지연은 50 ms 이하로 될 수 있다.

파워 제어

종래의 IS-95 표준은 순방향 및 역방향 링크 모두를 위한 동작 설정 (즉, 특정 이동 유닛 유닛과 현재 통신하고 있는 기지국)은 같다는 것을 가정한다. 즉, 트래픽 및 제어 채널들은 대칭적으로 설정된다. 이것은 역방향 링크에서 전용 트래픽 채널은 이동 유닛 유닛의 전송 파워 레벨을 제어하기 위하여 순방향에서 관련 전용 파워 제어 채널을 가지게 될 것임을 나타낸다.

종래 CDMA 2000 표준에서, 역방향 링크 전송 파워는 존재한다면 순방향 링크 파워 제어 서브 채널에 의해 제어된다. 동작 상태 동안, 파워 제어 서브 채널은 순방향 전용 제어 채널(F-DCCH) 또는 순방향 기본 채널(F-FCH)에서 다중화된다(즉, 펑크춰된다). 이것은 도 3에 도시된 것과 같이, 순방향 링크 및 역방향 링크에 의해 유지되는 대칭적 동작 설정을 필요로 한다. 다시 말해, 만일 역방향 링크가 소프트 핸드오프에 있다면, 순방향 링크는 필요치 않다고 하더라도 소프트 핸드오프에 있어야만 한다.

고속 데이터 유저들의 존재는 트래픽의 비대칭적 성질로 인한 시스템 설계에 있어서의 고유한 해결 과제들을 제시한다. 패킷 모드 서비스들의 효율적인 동작을 위해, 순방향 및 역방향 액티브 세트들에 대한 비대칭적인 지원을 제공하는 것이 바람직하다. 종래 기술의 IS-95 표준들은 이러한 동작 모드에 대한 파워 제어 지원을 제공하지 못한다.

본 방식은 순방향 및 역방향 링크가 서로 다른 액티브 세트를 가질 때 파워 제어 피드백 문제를 해결해준다. 예컨대, 순방향 링크는 단방향 연결(즉, 심플렉스 모드)로 될 수 있으며, 역방향 링크는 양방향 연결(소프트 핸드오프)로 될 수 있다.

비대칭적 액티브 세트 동작이 행해지도록 하기 위해, 본 방식은 F-DCCH 및 F-FCH로부터 파워 제어 서브 채널을 디커플링하고, 이동 유닛이 동작 상태에 있을 때 역방향 링크 파워를 제어하기 위해 공통 파워 제어 채널(PCCH)을 대신 이용하는 단계를 포함한다. 종래 기술의 CDMA 2000 표준에 정의된 바와 같이, 순방향 링크 공통 파워 제어 채널(F-PCCH)은 단일의 물리적 채널에서 시간적으로 다중화되는 파워 제어 서브 채널들의 세트이다. CDMA 2000 표준 하에서, F-PCCH 상의 각 파워 제어 서브 채널은 역방향 링크 증강 액세스 채널(R-EACH) 파워를 제어하거나 또는 F-PCCH를 전송하는 기지국에 의해 서비스되는 다른 이동 유닛의 역방향 링크 공통 제어 채널(R-CCCH)을 제어한다. R-EACH는 이동 유닛에 의해 정지 상태 또는 유지상태에서 전용 트래픽 채널의 할당을 요청하는데 사용된다. 정지 상태 및 유지 상태는 이동 유닛에 전용 공중 인터페이스 채널이 할당되지 않는다는 점에서 서로 유사하다. 정지 상태에서, 이동 유닛 유저 데이터에 관한 일부 정보가 기지국에 유지되는데 반해, 정지 상태에서는 상기 정보가 유지되지 않는다. R-CCCH는 전용 트래픽 채널을 요청 및 할당할 필요 없이 이동 유닛이 정지 상태에서 비교적 짧은 데이터 버스트를 전송하는 데 이용된다.

종래 기술의 CDMA 2000 표준은 F-PCCH가 역방향 링크 전용 제어 채널(R-DCCH) 파워를 제어하거나 또는 역방향 링크 트래픽 채널(R-FCH 또는 R-SCH)파워를 제어하지 못하도록 한다. 본 방식은 F-PCCH가 이동 유닛이 동작 상태에 있는 동안에도 역방향 링크 전송 파워를 제어할 수 있도록 함으로써 이러한 제한을 제거한다. 본 방식은 순방향 링크 및 역방향 링크가 서로 다른 액티브 세트를 가질 때 이동 유닛에서의 파워 제어를 제공한다.

도 8은 순방향 링크가 심플렉스 방식(단방향 연결)에 있고 그리고 역방향 링크가 양방향 소프트 핸드오프 관계에 있는 예를 보인 것이다. 순방향 링크에서, 기지국 A는 동작 상태의 F-FCH 또는 FDCCH를 갖는다. 역방향 링크에서, 이동 유닛은 기지국 A 및 B와 소프트 핸드오프 관계에 놓인다. 이동 유닛의 전송 파워는 각각 공통 파워 제어 채널 F-PCCH 및 F-PCCHb를 통해 상기 두 기지국에 의해 제어된다. F-FCH 또는 기지국 A에 의해 전송된 F-DCCH상에서 펑크춰되는(punctured) 파워 제어 서브 채널은 없다. 이와는 달리, 기지국 A로 부터의 파워 제어 서브 채널은 기지국 B가 F-PCCHb를 통해 그의 파워 제어 서브 채널을 전송하는 동안 F-FCH 또는 F-DCCH에서 펑크춰될 수 있다. 도 8의 예를 더 확대하면, 기지국 A는 F-DCCH 또는 F-FCH이외에 추가로 순방향 링크에서 동작하는 보조 채널(F-SCH)을 가질 수 있다. 본 방식 하에서는 어떠한 경우에도 파워 제어를 제공하기 위해 상기 두 기지국으로부터 F-DCCH 또는 F-FCH를 설정할 필요가 없다.

도 9는 순방향 링크가 전혀 동작하지 않고, 역방향 링크가 양방향 소프트 핸드오프 관계에 있는 경우의 예를 나타낸 것이다. 순방향 링크에서, F-FCH, F-DCCH 또는 F-SCH는 동작하지 않는다. 역방향 링크에서, 이동 유닛은 R-DCCH, R-FCH 및/또는 R-SCH를 이용하여 기지국 A 및 B와 소프트 핸드오프 관계에 놓인다.

가장 기본적인 것에서, 여기에 기술한 기술들은 유저가 소정 시간 동안 비 동작하는 상태로부터 패킷 데이터 유저를 재동작시킬 때 기지국과 FSD/RLP 기능부 간의 백 홀 인터페이스에서 거의 모든 지연을 제거하며, 고속 공중 인터페이스 채널은 유저에 의한 사용을 위해 재설정되어야 함을 필요로 한다. 종래 기술은 회로 지향 기술 및 백 홀 인터페이스에서의 절차를 이용하는 바, 유저를 동작 및 재동작시킬 때 기지국과 FSD/RLP 사이에 많은 상호 동작이 이루어진다.

본 발명에 따른 CDMA 시스템에서, 네트워크 기반 RLP 기능부는 두 부분으로 분리되는데, 한 부분은 네트워크의 중앙 위치에서 실행을 하고, 다른 한 부분은 기지국에서 실행을 한다. (이와는 달리, 두 부분 모두가 기지국에서 실행을 할 수 있다.) 중앙에 위치된 부분(즉, 기지국으로부터 원격으로 실행을 하는 부분)은 재전송 제어의 기능부들을 수행한다. 기지국에 위치된 부분은 공중을 통해 유저 메시지들을 전송하는 기능부를 수행한다. 이들 기능부들에는 물리적 계층 구성 및 재분할, 공중 인터페이스 메시지들의 에러 검출 및 보정, 채널 인코딩, 복수의 스트림의 다중화, 암호화, 공중을 통한 전송 레이트의 결정, 공중을 통한 전송의 스케쥴링이 포함된다. 이와 같은 분리는 유저 메시지들이 이동 유닛과의 양호한 통신을 제공할 수 있는 최상의 기회로 기지국에 즉시 순방향으로 전송될 수 있게 해준다. 기지국과 (가능한) RLP 기능부의 원격 부분 간에 시간 동기화 조정이 요구되지 않으며, 소정이 시간 포인트에서 소정 통화에 대해 기지국에 전송될 데이터의 량에 어떠한 공중 인터페이스 제한도 가해지지 않는다.

네트워크 기반 RLP의 중앙에 위치된 부분은 네트워크로부터의 유저 데이터를 하나의 통화 레그, 즉 이동 유닛 유저로의 최상의 신호를 갖는 통화 레그에 전송한다. 이 통화 레그는 유저 메시지를 공중 인터페이스를 통해 어떻게 그리고 언제 전송해야 할지를 결정한다.

어떤 기지국이 이동 유닛 유저로의 최상의 신호를 갖는지에 관한 결정은 기지국에 의해 결정되며, 이 "1차(primary)" 기지국의 인식은 네트워크 기반 RLP 기능부의 중앙에 위치된 부분으로 통과된다. 이 개념은 "고속 패킷 데이터 서비스를 위한 1차 전송"으로서 언급된다.

공중을 통해 이동 유닛 유저에 전송될 필요가 있는 유저 메시지를 처리하도록 두 개의 큐가 1차 기지국에 유지된다. "새로운 데이터"로 일컬어지는 하나의 큐는 새로운 유저 메시지, 즉 유저에게 이미 전송되지 않은 메시지를 유지한다. "재전송" 큐로 일컬어지는 다른 큐가 이동 유닛에 이미 전송되었으나 수신되지 않은 즉, 이동 유닛에 의해 에러로 수신된 유저 메시지를 유지한다. 공중을 통한 우선권이 재전송 큐의 유저 메시지에 부여된다.

공중을 통한 전송은 재전송 큐로부터의 복수의 유저 메시지 세그먼트 및 새로운 데이터 큐로부터의 하나의 메시지 세그먼트를 포함할 수 있다. 재전송 큐로부터의 메시지는 먼저 공중 인터페이스 프레임 내로 패킹되며, RLP 시퀀스 번호 및 길이(RLP 시퀀스 번호의 증분 단위에 할당되는 바이트 단위)를 갖는다. 새로운 데이터 큐로부터의 유저 메시지 세그먼트는 RLP 시퀀스 번호를 포함하며, 공중 인터페이스 프레임의 엔드로 진행된다.

1차 전송이 발생할 때, 현재의 1차 레그는 백 홀 상에서의 흐름 제어를 이용하여, RLP 기능부의 원격 부분이 데이터를 그 상태가 1차 통화 레그에서 2차 통화 레그로 변화하는 과정에 있는 통화 레그로 전송하는 것을 방지한다. 현재의 1차 통화 레그는 새로운 데이터 큐에 있는 아직 남아있는 모든 새로운 유저 데이터를 나타내는 RLP 시퀀스 번호를 갖는 새로운 1차 레그로 된다. 1차 통화 레그 전송 동작이 완료되면, 새로운 1차 통화 레그가 RLP 기능부의 원격 부분에 그 어드레스를 통보하며, 백 홀 흐름 제어를 제거한다. 이 처리에서, 새로운 1차 통화 레그는 원격 RLP 기능부에 시퀀스 번호를 통보하는데, 이 시퀀스 번호에 의해 새로운 유저 메시지의 전송이 시작된다. 그러므로, 원격 RLP 기능부는 새로운 1차 통화 레그에 이전의 1차 통화 레그에 의해 아직 전송되지 않은 유저 데이터를 효과적으로 전송한다. 이러한 성능은 이전의 1차 통화 레그가 새로운 1차 통화 레그에 그의 쓸모 없는 데이터를 전송하는 것을 방지함으로써 전송 시간을 활용도를 절감할 수 있다. (만일 네트워크 기반 RLP 기능부 양측 모두 기지국에서 실행되는 경우, 그러한 셀 간 전송이 요구된다. 1차 전송 성능이 구현의 일부이면서, 일반적으로 해결책이 셀 간 유저 데이터 전송이 발생할 것을 요구하거나, 1차 전송 성능은 구현되지만 셀과 프레임 선택/분배 기능부 사이의 추가적인 상호작용이 시스템을 동작시키는 데 필요할 수도 있다.)

순방향에서(이동 유닛으로)의 공중 인터페이스를 통한 (이동 유닛으로의)시그널링 및 유저 메시지 전송이 단일 통화 레그로부터 심플렉스 모드로 수행된다. 이와는 달리, 역방향에서 (기지국 및 FSD 기능부로의) 시그널링 및 유저 메시지 전송은 일반적으로 소프트 핸드오프에서 복수의 통화 레그를 이용하여 발생한다. 이동 역방향 링크 전송 파워를 제어하기 위해 순방향 링크 채널로 펑크춰되는 파워 제어 서브 채널은 전술한 바와 같이 전용 순방향 링크 공중 인터페이스 채널로부터 디커플링되어야 할 필요가 있다.

네트워크 기반 RLP 기능부의 원격 부분과 함께 FSD 기능부는 처음 통화가 설정되었을 때 고속 패킷 데이터 통화에 할당되는 서버 응용을 형성한다. 이 서버는 이동 유닛의 유저가 오랜 시간 동안 비동작 상태에 있는지 또는 1차 전송이 발생하는지 여부에 관계없이 변하지 않는다. 이 서버는 항상 이동 유닛의 유저에게 전송될 1차 레그로의 배분을 위해 네트워크로부터 데이터를 받아들일 준비가 되어 있고, 항상 통화의 일부인 소프트 핸드오프 레그들 중 어느 것으로부터 유저 메시지를 수신할 준비가 되어 있다. 제 1 초기화 이후, 유저가 오랜 휴지 시간 후 재동작될 때에도 이동 유닛을 초기화할 필요가 없다.

이동 유닛으로부터의 역방향 링크 유저 메시지는 서로 광범위하게 다른 시간에 복수의 레그들로부터 FSD/RLP 서버(또는 기능부)에 도달할 수 있다. 어떤 레그에 정확히 수신된 어떤 유저 메시지는 FSD 기능부에 의해 받아들여지는데, 이는 RLP 기능부가 중복 메시지를 버리기 때문이다.

통화 레그로부터 전송된 역방향 링크 유저 메시지는 RLP 시퀀스 번호 및 그들에 수록된 GSP 시간값의 일부분을 갖는다. RLP 시퀀스 번호는 RLP 기능부가 누락 또는 중복 메시지를 검출하는 데 이용된다. GSP 시간은 FSD 기능부가 하나 이상의 백 홀 정보 패킷을 공중 인터페이스를 통한 정보의 전송 시간과 관련시키는데 이용된다. 백 홀 전송의 최대 크기는 일반적으로 20 ms 공중 인터페이스 프레임으로 정해질 수 있는 유저 정보 요소(즉, 바이트)의 수와 다르다. 그러므로, 유저 데이터의 한 개의 공중 인터페이스 프레임 값은 이것이 FSD/RLP 기능부에 전송되었을 때 백 홀 설비에서 한 개 이상의 패킷을 점유한다. 공중 인터페이스 프레임 레이트 및 품질 표시기가 FSD 기능부에서 설정 포인트 값, 이른바 모든 통화 레그로 반송되는 ROLPC 값을 계산하는 데 이용되어 이들이 이동 유닛에 의해 전송되는 파워를 제어할 수 있게 된다.

ROLPC 설정 포인트 값을 정확히 계산하기 위해서 이 계산은 모든 레그들이 동일한 공중 인터페이스 프레임을 에러로 수신할 때를 판정해야만 한다. 회로 모드 서비스들의 경우, 트래픽 상황 공중 인터페이스 채널에 관한 정보가 항상 존재하지만 고속 패킷 데이터 서비스에서 유저 메시지 전송은 버스티이다. 1차 통화 레그는 보조 채널이 할당될 때를 항상 알고 있어, 소거 표시기 (즉, 공중 인터페이스 프레임이 예상되었으나 수신되지 않았거나 또는 에러로 수신됨) 및 GPS 시간 스탬프와 함께 백 홀 프레임을 발생시킨다. 만일 다른 어떤 레그도 백 홀을 통해 동일한 GSP 시간을 갖는 정확한 공중 인터페이스 메시지를 배송하지 못하게 되면, FSD 기능부에서의 ROLPC 계산 기능부는 그 계산을 위해 소거를 이용한다.

기지국과 FSD/RLP 기능부 사이의 백 홀에서 이용되는 프로토콜은 유저 메시지전송, 기지국 상호간 통신 및 이동 유닛 시그널링의 통신을 위한 개별의 어드레스들을 갖는다. 만일 FSD 기능부가 이동 유닛 시그널링 통신을 위해 이용되는 어드레스를 갖는 백 홀 패킷을 수신하면, 메시지는 1차 기지국에 순방향 전송된다. (1차 기지국은 이동 유닛으로부터의 시그널링 메시지들을 해석 및 응답하는 기능을 한다. 이 메시지들은 공중 인터페이스를 통해 모든 레그에 의해 수신되지만, 이동 유닛으로부터의 공중 인터페이스 전송의 1차 레그에서의 수신이 에러인 경우 1차 레그로 에코될 필요가 있다.) 만일 FSD가 기지국 간의 통신을 위해 사용되는 어드레스를 갖는 백 홀 패킷을 수신하면, 이는 그 메시지를 메시지 본체에 특정화된 통화 레그(들)에 전송한다. 만일 FSD 기능부가 유저 메시지 전송의 어드레스를 갖는 백 홀 메시지를 수신하면, 이는 메시지를 그의 관련된 RLP 기능부에 패스한다.

만일 시그널링을 위해 이동 유닛에 할당된 공중 인터페이스 채널 (즉, F-FCH 또는 F-DCCH)이 있는 경우, FSD/RLP 기능부로부터 1차 레그에 순방향 전송된 데이터는 유저 메시지를 수반할 F-SCH의 코드점을 포함하는 제어 메시지가 이동 유닛에 전송되도록 한다. FSD/RLP 기능부가 유저 메시지를 전송하기 전 1차 레그와의 조정이 필요없기 때문에 이 순방향 링크 전송을 위한 재동작 시간이 최소화된다. 유저 메시지 교환이 이루어지지 않을 때, 이동 유닛은 다른 기지국이 이동 유닛의 위치에서 가장 강한 신호를 갖는 기지국이 되는 경우에 그의 파일럿 세기 측정을 계속해서 보고한다. 필요한 경우, 1차 전송이 발생하며, 이동 유닛 유저에 새로운 데이터를 전송할 재동작 시간이 다시 최소화된다.

만일 이동 유닛 유저가 역방향으로 데이터를 전송하고, 유저가 현재 역방향 링크를 통해 통화 레그에 할당되는 시그널링 인터페이스 채널을 가지고 있는 경우, 유저는 즉시 할당된 R-FCH 또는 R-DCCH을 이용하여 데이터를 전송하기 시작하거나 또는 할당될 높은 레이트의 공중 인터페이스를 요청하는 시그널링 메시지를 전송할 수 있다. 이들 메커니즘은 이동 유닛이 할당된 시그널링 공중 인터페이스 채널을 가질 때 역방향 링크 교환을 위한 재동작 지연을 최소화한다.

이동 유닛이 어떤 공중 인터페이스 채널에서 동작하지 않고 1차 레그가 FSD/RLP 기능부로부터 유저 메시지들을 수신할 때, 1차 레그는 F-SCH를 이동 유닛에 할당하기 위해 순방향 링크 공통 시그널링 공중 인터페이스 채널을 이용한다. 이동 유저로의 전송이 뒤이어진다. 1차 레그와 FSD/RLP 기능부사이에는 협상의 상호 동작이 없고 그리고 통화 레그들(순방향에서의 전송들이 단지 1차 레그들로부터만 심플렉스로 이루어짐) 사이에 협상 상호 동작이 없으므로 재동작 시간이 최소화된다.

이동 유닛이 어떤 공중 인터페이스 채널에서도 동작하고 있지 않고 이동 유저가 네트워크에 전송할 데이터를 가지고 있을 때, 이 이동 유닛은 역방향 공통 시그널링 채널을 통해 시그널링 메시지를 전송하여 그의 데이터 전송을 위한 역방향 공중 인터페이스 채널들의 할당을 요청한다. 일단 이 채널들이 할당되면, 이동 유닛은 전술한 바와 같이 그의 데이터 전송을 시작한다. FSD 기능부로 실행되는 데 있어 어떠한 동기화도 요구되지 않으며, 초기화도 요구되지 않는다. 그러므로, 백 홀 통신은 유저 재동작 시간에 지연을 부가하지 않는다.

비록 본 발명은 IS-95 CDMA 무선 시스템과 관련하여 설명되었지만 본 발명은 IS-95 표준 패밀리들이 아닌 표준들에 부합되는 CDMA 무선 시스템들에도 적용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 마찬가지로, 본 발명은 CDMA 시스템이 아닌 FDMA(시분할 다중 액세스) 시스템과 같은 그러한 무선 시스템들에도 실시될 수 있다.

본 발명의 원리를 설명하기 위하여 기술 및 예시된 구성요소들에 대한 세부 사항, 재료, 구성들에 있어서의 다양한 변화들이 다음의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 당업자에게 꾀해질 수 있을 것이다.

Claims

무선 통신 방법에 있어서,

(a) 무선 통신 시스템의 제 1 기지국에서 역방향 링크 채널의 수신을 개시하는 단계와,

(b) 순방향-링크 채널을 이용하여 상기 역방향-링크 채널에 대응하는 파워 제어 서브-채널의 순방향-링크 파워 제어 신호를 상기 제 1 기지국이 전송하는 단계 -상기 순방향-링크 채널은, 1) 상기 대응하는 역방향-링크 채널에 대한 상기 제 1 기지국에 의해 임의의 다른 순방향 링크 전송으로부터 디커플링되고, 2) 둘 또는 그 이상의 기지국들의 공통 파워 제어 채널임- 와,

(c) 만일 적어도 하나의 다른 기지국이 상기 대응하는 역방향-링크 채널에 대한 순방향-링크 파워 제어 신호를 전송하면, 상기 역방향-링크 채널에 대한 비대칭 파워 제어를 제공하는 단계를 포함하는

무선 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 통신 시스템은 CDMA 시스템인

무선 통신 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 CDMA 시스템은 CDMA 2000 표준에 부합하는

무선 통신 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널은 이동 유닛으로부터 수신되고,

상기 파워 제어 신호는 파워 제어 비트들을 포함하며,

여기서 한 비트값은 상기 이동 유닛에 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 감소시키도록 명령하고,

다른 비트값은 상기 이동 유닛에 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 증가시키도록 명령하는

무선 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널은 이동 유닛으로부터 수신되며,

상기 이동 유닛에 대한 순방향 링크의 액티브 세트(an active set)는 상기 이동 유닛에 대한 역방향 링크의 대응 액티브 세트와 다른

무선 통신 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 상기 디커플링 순방향 링크 채널만을 전송하고,

상기 무선 시스템의 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 하나 이상의 순방향 링크 채널을 전송하며,

여기서 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호를 포함하고,

상기 제 1 및 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 의해 전송된 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널을 수신 및 처리하며,

상기 제 1 및 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 파워 제어 신호는 상기 이동 유닛에게 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 어떻게 제어할지를 명령하는

무선 통신 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호를 포함하는 제 2 디커플링 순방향 링크 채널을 포함하는

무선 통신 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 펑크춰(punctured) 파워 제어 신호를 갖는 순방향 링크 트래픽 채널을 포함하는

무선 통신 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하고 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호를 포함하는 제 2 디커플링 순방향 링크 채널만을 전송하는

무선 통신 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 제 2 기지국은 1차 기지국이고,

상기 제 1 기지국은 2차 기지국이며,

상기 1차 및 2차 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 역방향 링크 소프트 핸드오프로 동작하는

무선 통신 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널은 이동 유닛으로부터 수신되며,

상기 파워 제어 신호는 상기 이동 유닛에 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 어떻게 제어할지를 명령하는

무선 통신 방법.
제 1 기지국을 포함하는 무선 통신 시스템에 있어서,

상기 제 1 기지국은

(a) 역방향 링크 채널의 수신을 개시하여 처리하고,

(b) 순방향-링크 채널을 이용하여 상기 역방향-링크 채널에 대응하는 파워 제어 서브-채널의 순방향-링크 파워 제어 신호를 상기 제 1 기지국에 의해 전송하고 -상기 순방향-링크 채널은, 1) 상기 대응하는 역방향-링크 채널에 대한 상기 제 1 기지국에 의해 임의의 다른 순방향 링크 전송으로부터 디커플링되고, 2) 둘 또는 그 이상의 기지국들의 공통 파워 제어 채널임- ,

(c) 만일 적어도 하나의 다른 기지국이 상기 대응하는 역방향-링크 채널에 대한 순방향-링크 파워 제어 신호를 전송하면, 상기 역방향-링크 채널에 대한 비대칭 파워 제어를 제공하도록 구성된

무선 통신 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 통신 시스템은 CDMA 시스템인

무선 통신 시스템.
제 14 항에 있어서,

상기 CDMA 시스템은 CDMA 2000 표준에 부합하는

무선 통신 시스템.
삭제
제 13 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널은 이동 유닛으로부터 수신되고,

상기 파워 제어 신호는 파워 제어 비트를 포함하며,

여기서 한 비트값은 상기 이동 유닛에 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 감소시키도록 명령하고,

다른 비트값은 상기 이동 유닛에 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 증가시키도록 명령하는

무선 통신 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널들은 이동 유닛으로부터 수신되며,

상기 이동 유닛에 대한 순방향 링크의 액티브 세트는 상기 이동 유닛에 대한 역방향 링크의 대응 액티브 세트와 다른

무선 통신 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 제 1 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 상기 디커플링 순방향 링크 채널만을 전송하고,

상기 무선 시스템의 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 하나 이상의 순방향 링크 채널들을 전송하며,

여기서 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호를 포함하고,

상기 제 1 및 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 의해 전송된 하나 이상의 역방향 링크 채널을 수신 및 처리하며,

상기 제 1 및 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 파워 제어 신호는 상기 이동 유닛에게 상기 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 어떻게 제어할지를 명령하는

무선 통신 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호를 포함하는 제 2 디커플링 순방향 링크 채널을 포함하는

무선 통신 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 2 기지국에 의해 전송된 상기 하나 이상의 순방향 링크 채널은 상기 제 2 기지국에 대응하는 펑크춰 파워 제어 신호를 갖는 순방향 링크 트래픽 채널을 포함하는

무선 통신 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 2 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하면서 상기 제 2 기지국에 대응하는 파워 제어 신호들을 포함하는 제 2 디커플링 순방향 링크 채널만을 전송하는

무선 통신 시스템.
제 19 항에 있어서,

상기 제 2 기지국은 1차 기지국이고,

상기 제 1 기지국은 2차 기지국이며,

상기 1차 및 2차 기지국은 상기 이동 유닛에 대응하는 역방향 링크 소프트 핸드오프로 동작하는

무선 통신 시스템.
제 13 항에 있어서,

상기 하나 이상의 역방향 링크 채널들은 이동 유닛으로부터 수신되며,

상기 파워 제어 신호는 상기 이동 유닛에 하나 이상의 역방향 링크 채널에 대한 전송 파워 레벨을 어떻게 제어할지를 명령하는

무선 통신 시스템.