KR100702924B1 - 코드 분할 다중 접속 시스템에서 고전력 전송용 조정 방법 - Google Patents

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Abstract

간섭 완화 방법에 있어서, 고전력 전송을 수신할 가입자들은 주위의 기지국으로 경고 메시지를 발생시킨다. 주위 기지국은 새 전송을 발생시키기 전에, 그 기지국과 새 전송을 수신할 제2 가입자 간의 거리를 결정한다. 그 거리가 간섭 임계값보다 큰 경우에는, 상기 기지국은 상기 제1 고-전력 전송이 완료될 때까지 새 전송을 지연시킨다. 상기 방법은 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 방지한다.

Description

코드 분할 다중 접속 시스템에서 고전력 전송용 조정 방법{ARBITRATION METHOD FOR HIGH POWER TRANSMISSIONS IN A CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
본 발명은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서의 간섭 제어 기술에 관한 것이다.
CDMA 시스템은 "논리 채널"로 수신기에 다수의 다른 정보 신호를 전송한다. 논리 채널은 통상적으로 하나의 무선 신호 채널 상에서 동시에 전송된다. 각 논리 채널은 "채널 코드"라 불리는 직교(또는 준-직교) 코드에 의해 변조된 정보 신호를 포함한다. 논리 채널은 전송을 위한 집합 신호를 구축하도록 합산된다. CDMA 수신기는 수신시 수신된 집합 신호와 채널 코드를 동기적으로 상관시킴으로써 논리 채널로부터 정보 신호를 얻는다. 상관 기능 때문에, 모든 다른 논리 채널들은 저 레벨 잡음까지 감소하고, 하나의 논리 채널에 대한 채널 코드가 상쇄된다. 이와 같이 논리 채널로부터의 정보 신호가 구해진다(다른 논리 채널의 신호 처리가 완전히 상쇄되지는 않기 때문에 CDMA 시스템은 "간섭 제한" 시스템으로 일컬어 진다).
CDMA 시스템은 다양한 스케일의 공간 지역에 전개될 수 있다. 사무실 내에 무선 CDMA LAN을 제공하는 방식이 공지되어 있다. 공지된 "IS-95" 시스템과 같은 CDMA 셀룰러 시스템은 도시-범위 또는 국가-범위를 기반으로 전개될 수 있다. CDMA 위성 시스템은 전 세계적인 커버리지를 제공할 수도 있다.
셀룰러 시스템에서, 공간 영역은 각각 자신의 기지국 전송기/수신기("기지국")를 갖는 다수의 셀로 분할될 수 있다. 기지국은 하나 이상의 이동국("이동국" 또는 "가입자")과 통신한다. 한 기지국의 채널들을 다른 기지국의 채널들과 구별하기 위해, 한 기지국에 대한 논리 채널의 총합은 전송 전에 "기지국 코드"라 불리는 다른 코드에 의해 변조된다. 기지국들 중에서, 서로 다른 기지국 코드는 직교 또는 준-직교한다. 셀룰러 CDMA 수신기는 2개의 상관 기능을 수행한다. 제1 상관 기능은 제1 기지국으로부터의 신호를 수신된 다른 기지국으로부터의 신호와 분리시키고, 다른 기지국들로부터의 신호는 저 레벨 잡음으로 감소한다. 제2 상관 기능은 기지국에 의해 전송된 제1 논리 채널로부터의 신호를 그 기지국에 의해 전송된 다른 논리 채널로부터 분리시키고, 다른 논리 채널로부터의 신호들은 저 레벨 잡음으로 감소한다. 결국, 분산 영향이 추가적인 잡음에 기여한다.
CDMA 시스템의 용량은 다른 논리 채널에 의해 발생한 저 레벨 잡음이 수신기가 "튜닝되는" 하나의 논리 채널로부터 얻어지는 정보 신호의 품질을 떨어뜨릴 수도 있기 때문에 "간섭 제한적"이라고 한다. 다른 신호로부터 얻어진 간섭의 양은 그 신호들의 수신 전력과 직접적으로 관련되어 있다. 따라서 많은 CDMA 시스템은 CDMA 신호의 불필요한 전송 전력을 제한하고 "혼선", 즉, 제1 논리 채널이 다른 논리 채널 상에 나타내는 간섭을 피하기 위해 복잡한 전력 제어 기술을 사용한다.
물론, 내부에서 정보 신호가 구해질 수 있도록, 제1 논리 채널은 충분한 에너지로 전송되어야 한다. 따라서 다른 논리 채널에 야기되는 간섭에 상관없이, 기지국으로부터 2개의 셀의 경계에 있는 원거리 가입자로의 전송은 그 원거리 가입자에게 지능 정보를 전달하기에 충분한 전력으로 전송되어야 한다. 국제 공개 번호 WO97-46041호는 청구범위 제8항의 서문에 서술된 것과 관련된 문제들을 다루고 있다.
CDMA 통신 시스템에서는 원거리 가입자를 위해 고전력 전송이 이루어지는 반면에 시스템의 총 전송 전력을 최소화하는 향상된 간섭 완화 방식이 요구된다.
본 발명의 실시예는 고전력 전송을 수신할 가입자들이 주변 기지국에 경고 메시지를 발생시키는 CDMA 시스템을 위한 간섭 완화 방법을 제공한다. 주변 기지국은 새 전송을 발생시키기 전에, 그 기지국과 상기 새 전송을 수신할 제2 가입자와의 거리를 결정한다. 거리가 간섭 임계값보다 큰 경우에는, 기지국은 제1 고전력 전송이 종결될 때까지 새 전송을 지연시킨다. 상기 방법은 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명에서 사용하기에 적절한 CDMA 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동작 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동작 방법에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 용도에 적절한 또 다른 CDMA 시스템을 도시한다.
본 발명은 저장 및 전송 특징을 갖는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 관리 기술을 제공한다. 본 발명에 따라, 메시지가 제1 셀의 원거리 가입자에게 전송되어야 하는 경우, 가입자는 일반적으로 어드레싱된 메시지를 고전력으로 전송한다. 가입자의 메시지는 다른 기지국들, 대부분은 근접 셀들 내의 기지국들에 의해 수신된다. 그 기지국들은 제1 가입자에게 어드레싱된 메시지의 가능한 길이에 해당하는 시간 동안 기지국에서 떨어진 제2 가입자에게 어드레싱되는 임의의 새로 수신된 메시지의 전송을 지연시키기 위해 메시지 초기화 프로토콜을 채용한다. 따라서, 이 메시지 스케줄링 시스템은 2개의 고전력 CDMA 신호가 근접 셀들에서 동시에 전송되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명을 사용하기에 적절한 CDMA 셀룰러 시스템을 도시한다. CDMA시스템은 메시징 서비스를 제공한다. 즉, 시스템이 운반하는 정보 트래픽의 전부 또는 일부는 갑작스런(bursty), 고속 데이터 신호로 구성된다. 예시적인 트래픽은 페이지 메시지 및 패킷 데이터를 포함한다. 갑작스런 트래픽은 또한 다운로딩된 컴퓨터 정보 및 고속 정보 신호가 짧은 기간(예컨대, 20ms) 동안에 전송기에서 수신기로 전송되는 음성 트래픽까지 포함할 수 있고, 정보 신호는 확장된 기간(예컨대, 1-5초) 동안에는 정보를 전송하지 않는다. CDMA 시스템은 최대 길이의 메시지 전송을 나타내는 미리 결정된 메시지 길이를 포함한다. 상기 메시지 길이보다 긴 정보 신호는 2개 이상의 메시지 신호를 통해 전송된다.
도 1은 수개의 셀, 셀(A-E)을 포함하는데, 각 셀은 각각의 기지국(B1-B5)이 점유한다. 가입자(S)는 셀(A) 내이긴 하지만 셀(A)과 셀(B 및 D) 사이의 경계에 근접한 것으로 도시된다. 도 1의 예에서, 기지국(B1)은 "발신 기지국"이고, 원거리 가입자(S1)에게 어드레싱된 메시지 신호를 수신한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 가입자(S1)에 대한 동작 방법을 설명하는 흐름도이다. 발신 기지국(B1) 및 원거리 가입자(S1) 간의 통신 링크는 CDMA 시스템에 적용가능한 임의의 공지된 설정 프로시저에 따라 설정된다. 설정 프로시저의 몇몇 포인트에서, 상기 발신 기지국(B1)은 원거리 가입자(S1)에 채널 코드를 할당한다. "채널 코드"는 새 논리 채널을 발신 기지국(B1)이 전송하고 있는 다른 논리 채널과 구분하는 직교 또는 준-직교 코드이다.
원거리 가입자(S1)는 자신의 채널 코드를 수신한다(스텝 1010). 채널 코드를 수신하면, 원거리 가입자(S1)는 통상적으로 기지국(B1)으로부터 수신된 신호의 강도를 측정함으로써 발신 기지국으로부터의 거리를 결정한다(스텝 1020). 원거리 가입자(S1)는 미리 결정된 거리 임계값을 기준으로 측정된 거리를 테스트하고(스텝 1030), 측정된 거리가 거리 임계값을 초과하면, 원거리 가입자(S1)는 고전력으로 경고 메시지를 전송한다(스텝 1040). 경고 메시지는 고전력 메시지가 원거리 가입자(S1)에게 당장에라도 전송될 것임을 나타낸다. 스텝(1040)이 종료되거나, 측정된 거리가 거리 임계값을 초과하지 않는 경우에, 원거리 가입자(S1)는 종래의 기술에 따라 논리 채널을 수신 및 디코딩한다(스텝 1050).
일 실시예에 따라서, 원거리 가입자(S1)는 접속 채널로 경고 메시지를 전송한다. 다수의 CDMA 시스템에서 공지된 바와 같이, "접속 채널"은 가입자에 의해 시작된 기능을 제어하기 위해 지정된 논리 채널이다. 예컨대, IS-95 시스템에 따라 동작하는 CDMA 시스템은 가입자가 셀룰러 통화를 시작하거나, 기지국이 셀룰러 통화를 시작할 때 기지국으로부터의 메시지에 응답하거나 또는 가입자 초기화시 기지국을 등록하도록 하는 접속 채널을 제공한다.
경고 메시지의 전파(propagation)가 도 1에 "A"로 표시된다. 이 예에서, 경고 메시지는 셀(B 및 D)의 기지국(B2 및 B4)에 의해 수신된다. 경고 메시지는 셀 (C 및 E)의 기지국(B3 및 B5)에 의해 수신되지는 않는다.
도 3은 원거리 가입자(S1)로부터의 경고 메시지를 수신하는 도 1의 기지국(B2 및 B4)의 동작을 설명한다. 메시지가 수신되면, 기지국(가령, B2)은 지연 타이머를 초기화한다(스텝 2010). 지연 타이머는 메시지 길이에 해당하는 시간을 카운트한다.
본 발명에 따라, 타이머가 만료되기 전에, 기지국(B2)이 가입자(가령, S2)로 전송될 새 정보 신호를 수신하는 경우에는, 기지국(B2)은 기지국(B2)으로부터 가입자(S2)로의 거리를 결정한다(스텝 2020). 기지국은 그 거리를 간섭 거리 임계값과 비교하고(스텝 2030), 그 거리가 거리 임계값을 초과하는 경우에는, 기지국(B2)은 지연 타이머가 만료할 때까지 메시지의 전송을 지연시킨다(스텝 2040). 지연 타이머가 만료하거나 또는 스텝(2030)에서, 거리가 거리 임계값을 초과하지 않는 경우에는, 기지국(B2)은 통신 링크를 설정하고 종래의 기술에 따라 새 메시지를 가입자(S2)에게 전송한다.
본 발명의 실시예에 따라, 도 3의 방법(2000)은 발신 기지국(B1)에 의해서도 구현될 수 있다. 즉, 발신 기지국(B1)은 지연 타이머가 만료할 때까지 새로운 메시지가 다른 가입자에게 전송되지 못하도록 한다. 그러나 선택적으로, 발신 기지국(B1)은 원거리 가입자(S1)에게 전송할 실제 메시지가 허용가능한 메시지 길이보다 짧다고 결정한 경우에는 그 본래의 만료 전에 지연 타이머를 종료시킨다.
본 발명은 2개의 고전력 메시지가 동일한 셀 또는 근접한 셀에서 동시에 전송되는 것을 방지한다. 본 발명은 제1 고전력 신호가 종결될 때까지 제2 고전력 신호를 지연시킴으로써 시스템에서의 신호 품질을 보존한다. 메시지가 실시간이 아닌 "거의 실시간"으로 전송되는 저장 및 전송 CDMA 시스템에 있어서, 그러한 전송 지연은 허용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 응용에 적절한 또 다른 CDMA 시스템을 도시한다. 도 1에서와 같이, CDMA 시스템은 다수의 셀(M-Q)에 의해 점유되고, 각 셀에는 각각의 기지국(B11-B15)이 제공된다. 다수의 가입자(S11-S13)가 도시되어 있다. 가입자(S11)는 셀(M) 내이지만 셀(M)의 셀(N 및 P)과의 경계에 근접하게 제공된다. 기지국(B11)은 "발신 기지국"이다.
도 4의 실시예에서, 셀(M-Q)은 섹터화된 셀들이다. 공지된 바와 같이, 섹터화된 셀의 기지국들은 셀의 하부 구역으로 향하는 방향성 안테나를 포함한다. 결과적으로, 기지국(가령, B12)과 제1 섹터에 있는 가입자(S12) 간의 전송은 기지국(B12)과 제2 섹터의 가입자(S13) 간의 전송과 분리된다. 도 4의 예에서, 각 셀은 3개의 섹터를 포함한다. 셀의 다른 섹터 분할은 공지되어 있다.
이 실시예에서, 가입자(S1)는 도 2의 방법(1000)에 따른 원거리 가입자인 것으로 판단할 수 있다. 기지국(B12)은 각 섹터에 대해 개별적으로 도 4의 방법(2000)을 수행할 수 있다. 즉, 기지국(B12)은 섹터 1, 섹터 2 및/또는 섹터 3의 경고 메시지를 수신하였는지를 판단한다. 새 메시지가 설정될 때, 지연 타이머는 한 섹터(가령, 셀(N)의 섹터 2)에 대해서 사용되지만, 다른 섹터(가령, 셀(N)의 섹터 1 및 3)에 대해서는 사용되지 않는다. 따라서, 기지국(B12)은 가입자가 위치한 섹터 및 가입자의 기지국으로부터의 거리에 따라 메시지를 전송할지(스텝 2050) 또는 메시지를 지연시킬지(스텝 2040)를 판단한다. 도 4의 실시예는 근접한 셀들에서 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 허용하지만, 여전히 조절 가능한 레벨로 시스템의 평균 전력을 유지한다.
도 1 및 도 4의 시스템들을 비교해 본다. 이들 2가지 예에서, 가입자들(S2 및 S3)은 기지국(B2)으로부터 등거리에 있고, 각각 가입자들(S12 및 S13)과 동일한 위치에 있다. 도 1의 실시예에서, 기지국(B2)은 가입자들(S2 또는 S3)의 기지국으로부터의 거리만을 기초로 새 메시지를 전송할지를 판단하고, 기지국(B2)은 새 메시지가 가입자(S2 및 S3) 둘 다에 전송되는 것을 막을 것이다. 대조적으로, 도 4의 시스템에서, 기지국(B12)이 가입자(S11)로부터의 경고 메시지를 섹터(2)에서는 수신하고 섹터(3)에서는 수신하지 않은 경우에, 기지국은 가입자(S13)에게 어드레싱되지만 가입자(S12)에게는 어드레싱되지 않은 새 메시지를 지연시킨다. 따라서, 본 발명은 비섹터화된 셀룰러 시스템에 비해 섹터화된 셀룰러 시스템에 적용될 때 더 큰 메시지 스루풋을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따라, 본 발명의 전송기 및 수신기는 하나 이상의 다음 통신 산업 협회(Telecommunication Industry Association) 협정 표준 즉, 협정 표준 95, "듀얼 모드 광대역 스펙트럼 확산 셀룰러 시스템에 대한 이동국 기지국 호환성 표준"(1993년 7월), 협정 표준 99, "광대역 확산 스펙트럼 디지털 셀룰러 시스템에 대한 데이터 서비스 옵션 표준"(1995년 7월), 및/또는 협정 표준 637, "광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 서비스에 대한 단문 메시지 서비스"(1996년 8월)와 함께 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 저장 및 전송 CDMA 시스템에서의 전력 레벨을 조절한다. 시스템은 동일하거나 근접한 섹터 또는 동일하거나 근접한 셀들에서 2개의 고전력 메시지가 동시에 전송되는 것을 방지함으로써 전력 레벨을 조절한다. 본 발명은 상기 제1 전력 신호가 종료될 때까지 제2 고전력 신호를 지연시킴으로써 시스템에서의 신호 품질을 보존한다.
CDMA 시스템은 셀룰러 시스템, 위성 시스템 및/또는 무선 LAN 시스템을 포함할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서 셀룰러 시스템은 예시일 뿐이고, 본 발명의 간섭 제어 기술은 위성 시스템이나 무선 LAN 시스템에 적용될 수 있는 것으로 당업자에 의해 이해된다.

Claims (20)

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  8. 채널 할당 메시지들을 선택적으로 전송하는 기지국들(B1, B2,...)과 통신하는 가입자 유닛들(S1, S2,...)을 갖는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템용 간섭 완화 방법으로서, 상기 기지국에서,
    적어도 하나의 섹터에서 가입자에 의해 발생한 경고 메시지를 수신하는 단계;
    상기 경고 메시지가 수신된 섹터들에 대해 지연 타이머를 사용하는 단계; 및
    상기 지연 타이머의 지속 기간 동안, 가입자에게 어드레싱된 새 메시지가 수신될 때,
    상기 가입자가 위치한 하나의 섹터를 결정하는 단계,
    상기 지연 타이머가 상기 하나의 섹터에 대해 사용되는지 여부를 판단하여, 상기 지연 타이머가 상기 하나의 섹터에 대해 사용되는 경우에는, 상기 기지국으로부터 상기 새 메시지에 의하여 어드레싱된 상기 가입자까지의 거리를 결정하는 단계(2010), 및
    상기 거리가 간섭 임계값을 초과하는 경우에는(2020), 상기 지연 타이머가 만료될 때까지 상기 메시지의 전송을 지연시킨 다음(2030), 상기 메시지를 상기 가입자에게 전송하는 단계(2040)를 포함하는, 간섭 완화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 거리 결정 단계는 상기 가입자로부터 상기 기지국으로 전송된 메시지의 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 지연 타이머는 상기 CDMA 시스템에 의해 전송된 메시지의 최대 길이에 해당하는 시간의 길이를 카운트하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 셀룰러 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 무선 LAN 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 위성 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 기지국은 다수의 셀 섹터에서 동작하고, 상기 방법을 각 섹터에 대해서 독립적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  15. 삭제
  16. 제8항에 있어서, 상기 메시지를 상기 가입자에게 전송하는 단계는 상기 하나의 섹터에서 상기 새 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 지연 타이머는 상기 CDMA 시스템에 의해 전송되는 비-실시간 메시지의 최대 길이에 해당하는 시간의 길이를 카운트하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 셀룰러 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 무선 LAN 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 위성 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
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