KR100742584B1 - 공통 채널 및 전용 채널을 위해 빔 성형과 스위핑을이용하는 1차국 - Google Patents

Abstract

1차국은 적어도 하나의 2차국을 구비한 섹터화된 셀 내에서 통신을 송수신한다. 1차국은 빔을 발생하고 성형하는 장치, 상기 빔 내에서 신호를 송수신하는 안테나, 그리고 빔을 검출하는 장치를 포함한다. 성형된 빔은 미리 지정된 복수의 방향으로 연속적 또는 이산적으로 향한다.

Description

공통 채널 및 전용 채널을 위해 빔 성형과 스위핑을 이용하는 1차국{A PRIMARY STATION UTILIZING BEAM FORMING AND SWEEPING FOR COMMON AND DEDICATED CHANNELS}

도 1은 종래 기술에 있어서 1차국과 몇몇 WTRU 사이의 공통 채널 커버리지 방식으로서, 4개의 중첩된 광폭 빔을 갖는 것을 도시한다.

도 2는 종래 기술에 있어서 1차국과 전용 빔을 사용하는 몇몇 WTRU 사이의 하향 링크 전용 빔의 방식을 도시한 것이다.

도 3은 전용 채널 커버리지용으로 좁은 커버리지 구역에 걸쳐 협폭의 빔을 사용하고, 공통 채널 커버리지용으로 넓은 커버리지 구역에 걸쳐 무지향성 패턴을 사용하는 셀룰러 시스템용 방사 패턴의 종래 기술을 도시한 것이다.

도 4a는 1차국으로부터 방사되는 회전 공통 채널 빔을 도시한 것이다.

도 4b는 공통 표지(beacon) 채널의 스위핑을 예시한 흐름도이다.

도 5는 WTRU의 알려진 불균등 분포에 대한 빔 구성을 도시한 것이다.

도 6은 빔 폭이 트래픽 유형에 대해 조정된 빔 구성을 도시한 것이다.

도 7은 전용 채널 및 공통 채널 모두에 대해 균등 커버리지 구역을 갖는 빔 구성을 도시한 것이다.

도 8은 전용 채널 및 공통 채널 모두에 대해 균등 커버리지 구역을 갖는 빔 구성을 도시한 것이다.

도 9는 공통 표지 채널이 스위핑되는 일 실시예의 흐름도이다.

도 10은 고유의 공통 표지 채널이 셀의 상이한 위치로 전송되는 일 실시예의 흐름도이다.

도 11은 2차국과 통신하는 1차국의 블록도이다.

본 발명은 공통 채널 및 전용 채널을 위해 빔 성형과 스위핑을 이용하는 1차국에 관한 것이며, 특히 공통 채널 및 전용 채널 양자 모두를 위한 공평한 커버리지를 제공하는 1차국에 관한 것이다.

섹터화(sectoring)는 개별적 셀 사이트(cell site) 내에 상이한 커버리지(coverage) 구역을 제공하기 위한 공지의 기술이며, "스마트 안테나" 기술을 이용하여 달성될 수 있다. 스마트 안테나에 의한 방법은 "빔(beam)"을 형성하는 안테나의 방사 패턴을 동적으로 변화시키고, 상기 빔은 안테나의 송신 및 수신 에너지를 특정적으로 집속(focusing)하며, 원하는 지형적 커버리지를 제공한다. 빔 성형은 섹터의 방향과 폭을 조정할 수 있다는 점에서 섹터화의 개선이다. 두 기술 모두는 1) 셀들과, 상기 셀들 내에 배치된 무선 송수신 유닛들(WTRU, 이하 'WTRU'라 함) 사이의 간섭을 저감하고, 2) 수신기와 송신기 사이의 허용 범위(range)를 증가시키고, 3) WTRU의 지리적 위치를 결정하기 위해 채용된다. 상기 기술들은 통상적으로 일단 WTRU의 위치가 알려지면 WTRU의 전용 채널에 적용된다.

WTRU의 위치를 알기 전에는, 공통 채널로 모든 WTRU가 수신할 수 있는 정보를 브로드캐스팅한다. 상기 정보가 정적 섹터들에 전송 가능한 동안에는 가변 빔으로 전송되지 않는다. 상기 방법에는 전용 데이터 교환용으로 사용하기에 적절한 빔을 결정하기 위해 여분의 단계가 요구된다는 점에서 고유의 비효율성이 존재한다. 또한, 빔은 일반적으로 광범위한 커버리지 구역을 제공하기에 충분할 만큼 커야하며, 이는 빔의 출력이 송신기로부터의 거리와 함께 더 낮아짐을 의미한다. 이러한 경우에 있어서는, 동일한 범위를 커버하기 위해 보다 높은 출력, 보다 긴 심볼 시간 및/또는 보다 강한(robust) 부호화 방식을 사용해야 한다.

종래 기술에서 발견되는 공통 채널 커버리지(도 1에 도시됨)에는 4개의 중첩된 광폭 빔이 존재한다. 이는 셀 사이트(site)에 일정 정도의 재사용을 부여하면서 무지향성 커버리지를 제공한다. 또한 각 섹터가 고유의 식별자를 전송하게 함으로써, 전송들 중 하나를 검출하는 WTRU(WTRU1, WTRU2)에 대한 비정밀(coarse)급 지향성을 제공한다.

도 2에 대해 언급하면, 1차국(P: primary station)과 몇몇 WTRU(WTRU3, WTRU4) 사이의 하향 링크 전용 빔이 도시되어 있다. 도 1과 도 2의 경우에 1차국(P)으로부터 동일한 출력을 가정하고 기타 모든 속성이 일치한다고 가정하면, 도 2에 도시된 WTRU(WTRU3, WTRU4)는 도 1에 도시된 WTRU(WTRU1, WTRU2)보다 1차국(P)으로부터 더 멀리 있을 수 있다. 대안으로서, 커버리지 구역은 심볼 속도를 줄이거나 에러 정정 부호화를 증가시킴으로써 거의 동일하게 만들 수 있다. 이러한 방법들 중 어느것이나 데이터 전달 속도를 감소시킨다. 또한 이는 1차국(P)의 수신기 상향 링크 빔 패턴에도 적용되며, WTRU로부터 1차국(P)으로의 데이터에 대해서도 커버리지 및 옵션에 대한 동일한 설명이 적용된다.

종래 기술에 있어서, 1차국(P) 또는 WTRU의 범위는 일반적으로 보다 높은 출력, 보다 낮은 심볼 속도, 에러 정정 코드화, 그리고 시간, 주파수 및 공간 다이버시티의 조합에 의해 증가된다. 그러나, 이러한 방법은 최적화된 동작에 미치지 못하는 결과를 초래한다. 게다가, 커버리지가 정렬되는 방법들에 있어서 공통 통신 채널 및 전용 통신 채널 사이에 불합치가 존재한다.

하향 링크 전용 채널은 스마트 안테나에 의해 보다 협폭의 빔으로 전송될 수 있다. 보다 협폭의 빔은 보다 협소한 구역을 담당한다. 빔 협폭화의 이점은 셀의 기타 구역에서 WTRU에 대한 간섭 감소이며, 상기 간섭 감소는 시스템 효율에 긍정적 영향을 미친다. 그러나, 전용 채널은 여전히 공통 채널에 의해 발생되는 간섭에 민감하다. 공통 채널은 전 커버리지 구역에서 모든 이동국이 이용할 수 있어야 한다. 도 3은 스마트 안테나 시스템과 무지향성 안테나를 이용한 셀룰러 시스템의 기존 배치에 대한 방사 패턴을 도시한 것이며, 상기 스마트 안테나 시스템은 전용 채널 커버리지용으로 작은 커버리지 구역(10)에 걸쳐 협폭의 빔을 방출하며, 상기 무지향성 안테나는 공통 채널용으로 넓은 커버리지 구역(12)에 걸쳐 무지향성 패턴을 방출한다, 공통 출력을 높은 출력으로 전송하여 완전한 셀 커버리지를 보장하므로, WTRU의 위치가 높은 출력의 공통 채널 송신기에 보다 근접함에 따라 WTRU의 전용 채널 수신이 간섭을 받을 수 있다.

따라서 무선 통신 시스템에서 종래 기술의 단점을 배제하면서 공통 채널 및 전용 채널 양자 모두를 위한 공평한 커버리지를 제공하는 것이 바람직하다.

섹터화된 셀에서 적어도 하나의 2차국과 공통 채널 및 전용 채널 통신을 송신 및 수신하기 위한 1차국은 안테나로부터 적어도 하나의 빔을 이용한다. 1차국은 상기 빔을 발생시키고 성형(shaping)하는 장치와 상기 성형된 빔을 스위핑(sweeping)하는 장치를 포함한다. 상기 스위핑 장치는 상기 성형된 빔을 복수의 방향으로 선택적으로 향하게 한다.

본 발명은 도면과 관련하여 설명될 것이며, 상기 도면에 있어서 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 전체적으로 표시한다. 빔 성형에 관해 전술한 설명은 신호의 송신과 수신에 모두 적용 가능하다. 예컨대, 보다 협폭의 송신 빔은 상기 빔 외부의 장치들에 보다 작은 간섭을 야기한다. 반대로, 보다 협폭의 수신 빔은 상기 빔 외부의 신호들로부터의 간섭을 감소시킨다. 본 발명의 전술한 설명은 신호의 수신과 송신 모두에 적용 가능하다. 그렇지 않을 경우에는 설명의 특정부의 문맥에서 수신 또는 송신을 때때로 명시적으로 언급할 것이다.

본 발명은 스마트 안테나를 이용하여 공통 채널과 전용 채널 모두를 방사하는 무선 통신 시스템에서 커버리지의 고려에 관한 것이며, 공통 채널과 전용 채널에 대해 유사한 커버리지의 제공에 관한 것이다. 공통 채널은 명칭이 암시하는 바 와 같이 모든 장치에 의해 이용된다. 본 발명의 시스템 및 방법은 전용 채널의 궁극적 설정을 위해 상기 시스템과 WTRU에 유용한 정보를 제공하는 방법으로 상기 공통 채널의 포맷을 지정한다.

도 4a에 대하여 언급하면, 점선은 1차국(PS)으로부터 방사되는 공통 채널 빔(B)의 가능한 위치(P₁-P_N)를 나타낸다. 특정 시간 간격에서 빔(B)는 실선으로 도시한 바와 같이 위치들 중 하나(P₁)에만 존재한다. 화살표는 빔(B)의 시간 순서를 나타낸다. 본 예에서 빔(B)은 시계 방향으로 위치(P₁)에서 또 다른 위치(P₂-P_N)로 순차적으로 움직이며, 시계 방향 회전이 반드시 요구되는 것은 아니다.

상기 시스템은 각 위치(P₁-P_N)에서 빔(B)을 식별하기 위해 준비한다. 도4b는 도 4a에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(40)의 흐름도이다. 전송된 식별 빔(B)[각 위치(P₁-P_N)에 있는 동안 고유의 식별자를 포함함]이 셀 주위에서 스위핑된다(단계 41). 예컨대, 제1 위치(P₁)에서 제1 식별자(I₁)가 전송될 것이며, 제2 위치(P₂)에서 제2 식별자(I₂)가 발생될 것이며, 위치(P₁-P_N) 각각에 대하여 그러하다. 만약 빔(B)이 계속하여 스위핑되면, 상이한 식별자(I₁-I_M)가 각 회전 각도(또는 미리 설정된 수의 회전 각도)에 대해 발생될 것이다.

WTRU가 성공적으로 공통 표지 채널을 획득하면(단계 42), 자신이 획득한 공통 채널의 식별자 번호를 1차국(PS)에 보고한다(단계44). 상기 식별자 정보는 WTRU의 위치를 판정하기 위해 시스템이 이용한다(단계 46). 이어서 1차국(PS)은 전용 채널을 WTRU의 적절한 방향으로 할당한다(단계 48). 공통 채널이 짧은 시간 간격 동안 하나의 섹터에만 존재하기 때문에, 공통 채널에 의해 전용 채널에 야기되는 총 간섭은 실질적으로 감소된다. 작은 단점은 획득 시간의 연장일 것이며, 그러나 단점은 공통 채널의 데이터 속도를 증가시킴으로써 완화될 수 있다.

빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 식별하는 제2 실시예는 식별자의 한 유형으로서 시간 표시(mark)를 사용하는 것이며, 상기 시간 표시는 WTRU가 1차국(PS)에 되돌린다. 시간 표시 또는 식별자를 1차국(PS)에 되돌리는 것은 WTRU가 어느 빔(B)을 검출하였는지를 1차국(PS)에 알린다. 그 시간 간격 동안에 기지국(PS)은 이제 WTRU와 통신할 수 있는 빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 알게 된다. 그러나, 가능한 반사로 인해 반드시 1차국(PS)으로부터의 WTRU의 위치는 아니라는 것을 유념해야 할 것이다.

빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 식별하는 제3 실시예는 시간 동기를 이용하는 것이다. 빔(B)의 위치가 결정되고, 알려진 시간 표시와 상호 상관(correlated)된다. 이를 획득하는 하나의 방법은 WTRU와 1차국 모두가 위성 위치 확인 시스템(GPS; Global Positioning System), 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST; National Institute of Standards and Technology)의 인터넷 시각, 라디오 시간 방송(WWV) 또는 적절한 동기가 유지되는 로컬 클록(local clock)과 같은 동일한 시간 기준에 액세스하는 것이다.

빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 식별하는 제4 실시예는 WTRU와 1차국(PS)이 인프라스트럭처 전송으로부터의 타이밍 표시에 동기되는 것이다. WTRU는 1차국(PS)을 식별하는 빔 전송을 검출할 수 있으나, 개별적 빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 반드시 검출할 수 있는 것은 아니다. WTRU가 언제 빔(B)를 검출하였는지에 대한 시간 요소를 1차국(PS)에 보고함으로써, 1차국(PS)은 WTRU가 어느 빔(B)을 참조하고 있는지 판정할 수 있다. 상기 실시예의 이점은 공통 채널 전송이 빔(B)의 위치(P₁-P_N)를 식별하기 위해 여분의 데이터를 부담하지 않아도 된다는 것이다.

빔(B)의 위치를 식별하는 제5 실시예는 GPS 수신기를 WTRU 내에 포함하는 것이다. 그리하여 WTRU는 자신의 지리적 위치를 경도와 위도로써 판정하고 상기 위치 정보를 1차국(PS)에 보고한다. 1차국(PS)은 상기 정보를 이용하여 빔(B)의 방향, 빔 폭 및 출력을 정밀하게 발생시킬 수 있다. 상기 실시예의 또 다른 장점은 필요한 경우 사용자가 위치시킬 수 있는 WTRU의 정확한 위치를 얻을 수 있다는 것이다.

도 5에 대하여 언급하면, 빔 패턴은 시스템 관리자가 원하는 대로 맞출 수 있다. 이러한 방법에 있어서, 1차국(PS)은 특정 구역에서 WTRU의 예상 밀도에 부합하는 패턴으로 빔(B)을 위치시킬 수 있다. 예컨대, 광폭 빔(W₁, W₂, W₃)이 각각 적은 WTRU를 갖는 위치(P₁, P₂, P₃)로 각각 캐스트(cast)될 수 있으며, 보다 협폭 빔(N₄, N₅, N₆)이 각각 많은 WTRU를 갖는 위치(P₄, P₅, P₆)로 각각 캐스트될 수 있다. 이는 보다 협폭의 전용 빔(B)을 보다 조밀한 구역에 생성하는 것을 용이하게 하며, 초기 통신을 설정하기 위한 공통 채널의 상향 링크 및 하향 링크 이용 용량을 증대시킨다.

빔 폭 조종은 실시간으로 수행되는 것이 바람직하다. 그러나, 통신 상태 및 애플리케이션의 성질이 빔 위치(P₁-P_n)의 수 및 관련 빔 폭 패턴의 적절성을 결정한다. 형성된 빔 패턴은 충분히 넓어서, 빔으로 진입하거나 빠져나가는 WTRU의 수를 다른 빔으로의 과도한 핸드오프(handoff) 없이도 처리될 수 있어야 한다. 협폭 빔은 정적 장치를 담당할 수 있다. 예컨대, 신속히 이동하는 차량은 트래픽의 흐름과 수직을 이루는 협폭의 빔으로는 효율적으로 담당될 수 없으며, 이동 방향과 평행한 협폭 빔으로 담당 가능할 수 있다. 협폭의 수직 빔은 단문 메세지 서비스에 단지 적절하며, 전화 통화와 같은 음성 서비스에는 적절하지 않을 것이다.

상이한 빔 폭을 이용하는 또 다른 장점은 구역 내에서 WTRU의 이동 속성이다. 도 6에 대하여 언급하면, 빌딩(BL)이 도시되어 있으며(주로 저속으로 이동하는 보행자 속도 장치 WTRU_s를 갖는 구역을 나타냄), 고속도로(H)가 도시되어 있다(주로 보다 고속으로 이동하는 장치 WTRU_f를 갖는 구역을 나타냄). 보다 저속의 장치 WTRU_s는 통신 시간 간격 동안에 통과될 가능성이 있는 협폭의 빔(N₁-N₃)으로 담당할 수 있다. 대안으로서, 보다 고속으로 이동하는 장치 WTRU_f는 통신 지원을 위해 보다 광폭의 빔(W₁-W₃)을 필요로 한다.

또한 빔 폭 성형은 하나의 빔(B)으로부터 또 다른 빔으로의 WTRU의 핸드오버 횟수를 감소시킨다. 핸드오버는 일반적인 통신보다 더 많은 시스템 자원을 필요로 하는데, 이는 핸드오버가 발생하는 동안 2개의 독립적 통신 링크가 유지되어야 하기 때문이다. 또한 빔의 핸드오버는 음성 통신이 핸드오버와 종종 관련되는 지연 간격을 견디기 어렵기 때문에 회피되어야 한다.

데이터 서비스는 패킷 크기와 볼륨에 종속적이다. 소수의 소형 패킷은 문제없이 전송될 수 있어도, 상당한 수의 핸드오버를 필요로 하는 대형 패킷은 과도한 대역폭을 사용할 수 있다. 이는 핸드오버 후에 링크를 재설정하고자 할 때 발생할 수 있다. 또한 대역폭은 신뢰 전송을 수행하고자 동일한 데이터를 복수로 전송할 때 전부 사용되어버릴 수 있다.

하향 링크 공통 채널 통신은 종종 상향 링크 전송으로 이어진다. 1차국의 전송 패턴을 알고 있음으로써, WTRU는 자신의 상향 링크 전송을 수행할 적절한 시간을 판정한다. 필요한 타이밍을 수행하기 위해, 알려진 고정 또는 브로드캐스트 시간 관계가 이용된다. 고정 시간 관계의 경우에, WTRU는 공통 타이밍 클록을 이용한다. WTRU는 전송에 앞서 1차국(PS)이 WTRU의 섹터에 걸쳐 빔을 형성할 때까지 대기 한다. 브로드캐스트 시간 관계의 경우에, 1차국(PS)은 언제 상향 링크 신호를 전송해야 할 것인지를 WTRU에 알린다. 상향 링크 및 하향 링크 빔 형성은 중첩될 수도 있고 중첩되지 않을 수도 있다. 전송에 응답하는 장치가 동일한 시간 슬롯 동안 발생할 전체 안테나 빔 형성 타이밍 주기를 기다려야 하는 경우보다 더 작은 시간에 응답할 수 있도록 중첩을 피하는 것이 종종 유리하다.

CDMA 및 기타의 무선 프로토콜은 일부 형식의 시간 분할을 이용한다. 상기 유형의 임시적 인프라스트럭처에 응답할 때에는 빔 섹터화 및 프로토콜의 시간 슬롯 모두가 중요할 수 있다. 슬롯형 알로하(ALOHA)와 같은 기타의 시간 비종속적인 무선 프로토콜들은 섹터화만을 포함한다.

전술한 실시예에서 1차국(PS) 주위로 빔(B)을 순차적으로 "스위핑(sweeping)"하도록 하였다. 많은 경우에 있어서 이는 통상적으로 본 발명을 구현하는 가장 편리한 방법일 것이다. 그러나, 각종 위치를 취하는 대안적 방법들이 존재한다. 예컨대, 소정의 구역에서 더 많은 경우의 커버리지를 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 이는 타이밍된 위치의 순서로 빔을 발생함으로써 이루어 질 수 있다. 예컨대, 만약 7개의 위치(1에서 7까지 번호를 매김)가 존재한다면, (1, 2, 3, 4, 2, 5, 6, 2, 7, 1)의 순서를 이용할 수 있다. 이는 빔 위치 번호 2에 의해 커버되는 구역이 기타의 위치보다 더 많이 일어나도록 하며, 그러나 지속(dwell) 시간은 동일하다. 또한, 어느 한 구역에서 보다 긴 지속 시간을 갖도록 하는 것이 바람직할 수도 있다. 예컨대 (1, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 7, 1)의 순서는 2개의 시간 간격 동안 빔 위치 4가 일정하게 유지되도록 할 것이다. 상황 분석이 허용한다면 임의의 적절한 순서화(sequencing)를 이용되거나 변형할 수 있다.

이와 유사하게, 빔 위치를 회전 패턴으로 제한하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 빔 위치는 통신 시스템의 동작을 담당하는 임의의 순서로 발생될 수 있을 것이다. 예컨대, 각 4분면이 적어도 하나의 빔(B)에 의해 커버되도록 빔(B)을 시간에 걸쳐 분포시키는 패턴은 1차국(PS)에 보다 근접하여 하나보다 많은 빔 위치에 의해 커버될 수 있는 WTRU에게 유용할 것이다.

모든 무선 전송과 유사하게, 무선 신호는 단지 패러데이형 장애물(예컨대 접지된 금속 지붕)이 존재하는 경우에 물리적 지점에서 중단된다. 통상적으로 신호는 자연적으로 감쇄되며, 그 경계는 최대 전송값으로부터 정의된 일종의 감쇄값이다. 본 발명의 응용에서 적절한 커버리지를 제공하기 위해서는, 인접 빔 위치가 어느 정도 중첩되는 것이 바람직하다. 상기 중첩은 송신 및 수신 안테나에 보다 근접할수록 보다 뚜렷해지는 경향이 있을 것이다. 따라서 인프라스트럭처 안테나 설치 장소에 근접할 때 임의의 WTRU는 상이하게 위치하는 다수의 빔(B)을 통해 통신할 수 있는 가능성이 높다. 따라서 몇 개의 빔 위치를 통해 통신할 수 있는 장치는 필요할 경우 상기 다수의 위치를 이용하여 보다 높은 데이터 속도를 달성할 수 있을 것이다. 그러나, 더 멀리 떨어진 장치는 단지 하나의 경우의 빔을 통해 통신할 수 있는 가능성이 더 높으며, 더 높은 데이터 속도를 얻는 것은 보다 긴 지속(dwell) 시간과 같은 별도의 방법을 필요로 할 것이다.

도 7에 대하여 언급하면, 상기 도면은 n 개의 위치(P)(P₁ 내지 P_n으로 표시됨)로 분할된 셀을 통하여 공통 표지(beacon) 채널을 스위핑하는 실시예를 도시한 것이다. 각 위치(P)는 상이한 공통 채널 빔(B)을 나타낸다. WTRU는 빔 위치(P₃)에 위치하며, 1차국(PS)은 셀의 중앙에 위치한다.

도 9에 대하여 언급하면, 도 7에 도시한 본 발명의 실시예에 따른 절차를 도시한 것이다. 절차(81)는 공통 표지 채널을 셀 주위로 위치(P₁-Pn)에 걸쳐 스위핑함으로써 개시한다(단계 91). 각 위치(P)는 안테나의 집속(focus)된 에너지의 물리적 위치와 고유의 공통 표지 채널 신호의 식별자를 나타낸다. 셀의 커버리지 구역에 위치하는 WTRU는 고유의 공통 표지 채널을 획득한다(단계 92). 그리하여 WTRU는 획득한 빔의 식별자를 1차국(PS)에 보고한다(단계 94). 1차국은 WTRU로부터 상기 식별자를 수신하고, WTRU의 위치를 판정한다(단계 96). 다음으로 1차국은 전용 채널을 WTRU의 방향으로 할당한다(단계 98).

도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예는 셀의 커버리지 구역 주위를 스위핑할 필요 없이 각 섹터에 존재하는 공통 채널 빔을 구비하는 단계를 포함한다. 상기와 같은 대안은 비록 셀에서 간섭을 미소하게 증가시키지만, 공통 채널 및 전용 채널 모두에 동일한 크기의 커버리지 구역을 제공한다. 도시된 바와 같이, 1차국은 8개의 위치(P₁-Pn)를 가지며, 각 위치는 스위핑되지 않는 상이한 고유의 공통 표지 채널 신호를 나타낸다. WTRU는 위치(P4)에 존재한다.

도 10에 대하여 언급하면, 도 8에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 대안적 절차(100)가 도시되어 있다. 8개의 고유의 공통 표지 채널 신호가 셀로 위치(P₁ 내지 P₈)에 전송된다(단계 101). 각 위치(P)는 안테나의 집속된 에너지의 물리적 위치와 고유의 공통 표지 채널 신호의 식별자를 나타낸다. 셀의 커버리지 구역에 위치하는 WTRU는 상기 8개의 고유의 공통 표지 채널 중 하나를 획득하고(단계 102), WTRU는 빔의 식별자에 의해 어느 빔을 획득하였는지를 1차국(PS)에 보고한다(단계 104). 1차국(PS)은 WTRU로부터 상기 식별자를 수신하고, WTRU의 위치를 판정한다(단계 106). 그리하여 1차국(PS)은 전용 채널을 WTRU의 방향으로 할당한다(단계 108).

WTRU가 2개 이상의 섹터 경계 상에 또는 경계 인근에 위치하는 경우에는 WTRU가 연결할 섹터를 식별하는 데 곤란을 겪을 수 있다. WTRU가 하나의 섹터를 획득하면 시스템은 아큐제이션(accusation) 알고리즘에서 히스테리시스(hysteresis)를 채용하여, WTRU가 또 다른 셀로 도약(hop)하기에 앞서 얼마간의 한정된 시간 동안에 허용 가능한 신호 품질을 갖도록 보장한다.

본 명세서에서 설명된 빔의 수 또는 셀 전체에 위치한 빔 위치의 수는 예시로서 사용되었음을 당업자가 이해하여야 할 것이다. 본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않으면서 보다 많거나 적은 수의 빔, 또는 빔 위치를 구현할 수 있다.

도 11에 대하여 언급하면, 무선 링크(104)를 통해 2차국(102)과 통신하는 1차국(100)이 도시되어 있다. 1차국은 조종 가능한 안테나(108)와 연결된 무선 업(up)/다운(down) 변환기(converter)(106)를 포함한다. 무선 업/다운 변환기(106)는 제어 유닛(110)과 추가로 연결되며, 상기 제어 유닛(110)은 빔 성형 유닛(112), 수신 신호 분석 유닛(114), 빔 조종 유닛(116) 및 중앙 제어기(118)를 포함한다. 조종 가능한 안테나 및 빔 성형은 당업계에 공지된 기술임을 당업자가 이해하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명과 관계있는 조종 가능한 안테나(108), 빔 성형 유닛(112) 및 빔 조종 유닛(116)의 상세 사항만이 본 명세서 상에 추가로 논의될 것이다. 1차국(100)은 공통 채널(120) 및 전용 채널(122)용 신호를 수신한다. 공통 채널(120) 및 전용 채널(122)은 궁극적으로 1차국(100)으로부터 2차국(102)으로 무선 링크(104)를 통해 전송될 것이다.

빔 성형 유닛(112)은 원하는 빔의 형상을 결정하고, 이에 따라 안테나(108)를 제어하여 빔을 성형한다. 이와 유사하게, 빔 조종 유닛(116)은 안테나(108)를 제어하여, 빔이 원하는 방향으로 향하도록 한다. 수신 신호 분석 유닛(114)은 2차국(102)으로부터 수신된 신호를 분석하여, 어느 2차국(102)이 상기 신호를 전송하였는지를 결정하고 상기 신호가 어느 방향으로부터 전송되었는지를 분석한다. 중앙 제어기(118)는 빔 성형 유닛(112), 빔 조종 유닛(116) 및 수신 신호 분석 유닛(114)의 동작을 조정하여, 안테나(108)가 적절하게 제어되도록 한다.

동작에 있어서, 중앙 제어기(118)는 안테나(108), 빔 성형 유닛(112) 및 빔 조종 유닛(116)을 제어하여, 1차국(100)으로부터 2차국(102)으로 공통 채널(120) 신호를 전송한다. 2차국(102)으로부터 1차국(100)으로 응답하여 전송되는 신호는 안테나(108)에서 수신되고, 무선 업/다운 변환기(116)에 의해 하향 변환되고, 수신 신호 분석 유닛(114)에 의해 분석되며, 이로써 2차국(102)의 방향이 판정된다. 중앙 제어기(118)는 안테나(108), 빔 성형 유닛(112) 및 빔 조종 유닛(116)으로 하여금 전용 채널(122)을 상기 2차국(102)으로 전송하도록 지시한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 무선 통신 시스템에서 공통 채널 및 전용 채널 양자 모두를 위한 공평한 커버리지가 제공된다.

Claims (5)

1. 적어도 하나의 2차국과의 통신을 송신 및 수신하기 위한 1차국으로서, 상기 1차국은 적어도 하나의 빔을 이용하여 복수의 섹터를 구비한 셀을 커버하는 복수의 공통 채널을 전송하는 것인, 상기 1차국은,

   공통 채널 빔을 발생시키고, 제1 신호를 전송하며, 2차국으로부터 상기 제1 신호에 응답하는 확인 신호를 수신하는 조종 가능 안테나와,

   상기 조종 가능 안테나를 제어하여, 상기 빔을 복수의 방향으로 선택적으로 향하게 하는 빔 조정 유닛과,

   상기 확인 신호를 분석하고, 상기 분석에 기초하여 상기 2차국의 위치를 판정하는 빔 분석 유닛

   을 포함하며,

   상기 1차국은 상기 분석에 기초하여 전용 채널의 빔을 상기 2차국으로 향하도록 하는 것인, 1차국.
2. 제1항에 있어서, 상기 조종 가능 안테나를 제어하여 상기 빔을 광폭에서 협폭까지의 복수의 선택 가능한 폭으로 성형하는 빔 성형 유닛을 더 포함하는 1차국.
3. 제1항에 있어서, 상기 복수의 방향은 상기 셀의 적어도 하나의 섹터와 일치하는 것인, 1차국.
4. 제2항에 있어서, 상기 섹터들은 크기가 상이하고, 상기 빔 성형 유닛은 상기 조종 가능 안테나를 제어하여 상기 빔이 상기 셀 섹터들을 커버하도록 성형하는 것인, 1차국.
5. 제2항에 있어서, 상기 빔 조종 유닛은 상기 조종 가능 안테나를 제어하여, 상기 성형된 빔이 미리 지정된 순서대로 상기 복수의 방향으로 선택적으로 향하도록 하는 것인, 1차국.

Images