KR100777473B1 - 고속 채널 액세스 제어를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

가변율 다중 액세스 시스템에 대한 액세스는 현재의 부하에 기초하여 제어된다. 현재의 부하 레벨은 전송 속도 세트 포인트를 결정하는데 사용된다. 전송 속도 세트 포인트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 포함할 수 있다. 전송 속도 세트 포인트는 시스템에 액세스할 수 있는 원격 유니트(100)로 전달된다. 데이터를 전송하는 원격 유니트(100)는 원하는 전송 데이터 속도(106)를 결정한다. 만일 원하는 전송 속도가 최대 전송 속도보다 크거나 같다면, 원격 유니트(100)는 전송 확률과 동일한 확률로 최대 전송 데이터 속도에서 전송한다.

Description

고속 채널 액세스 제어를 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE CHANNEL ACCESS CONTROL}

본 발명은 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 액세스 시스템에서의 자원 할당에 관한 것이다.

도 1은 육상 무선 통신 시스템(10)의 전형적인 실시예이다. 도 1은 세 개의 원격 유니트(12,13,15) 및 두 개의 기지국(14)을 도시한다. 실제로, 전형적인 무선 통신 시스템은 많은 원격 유니트 및 기지국을 가질 수 있다. 도 1에서, 원격 유니트(12)는 차에 장착된 모바일 전화 유니트로 도시되어 있다. 도 1은 또한 무선 로컬 루프 시스템의 고정된 위치 원격 유니트(15) 및 표준 셀룰러 시스템의 휴대용 컴퓨터 원격 유니트(13)를 도시한다. 전형적인 실시예에서, 원격 유니트는 임의의 타입의 통신 유니트일 수 있다. 예컨대, 원격 유니트는 핸드헬드 개인용 통신 시스템(PCS) 유니트, 개인용 데이터 보조장치와 같은 휴대용 데이터 유니트 또는 미터 판독 장치와 같은 고정된 위치 데이터 유니트일 수 있다. 도 1은 기지국(14)으로부터 원격 유니트(12,13,15)로의 순방향 링크 신호(18) 및 원격 유니트(12,13,15)으로부터 기지국(14)으로의 역방향 링크를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같은 전형적인 무선 통신 시스템에서, 어떤 기지국은 여러 섹터를 가진다. 수개로 섹터화된 기지국은 일부 독립적 처리 회로 외에 다수의 독립적 전송 및 수신 안테나를 포함한다. 개시된 원리는 다수의 섹터화된 기지국의 각각의 섹터 및 하나로 섹터화된 독립적 기지국에 동등하게 적용된다. 본 명세서의 나머지 부분에서 용어 "기지국"은 다수의 섹터화된 기지국의 섹터, 공통 기지국과 연관된 다수의 섹터 또는 단일의 섹터화된 기지국 중 하나로 언급될 수 있다.

CDMA 시스템에서, 원격 유니트는 상기 시스템에서 모든 기지국과 통신하기 위한 공통 주파수 대역폭을 사용한다. 공통 주파수 대역폭을 사용하는 것은 융통성을 추가하며 시스템에 여러 이점을 제공한다. 예컨대, 공통 주파수 대역폭을 사용하는 것은 원격 유니트가 둘 이상의 기지국으로부터 동시에 통신 신호를 수신할 수 있도록 하며, 아울러 둘 이상의 기지국에 의하여 수신하기 위한 단일 신호를 전송하도록 한다. 원격 유니트는 확산 스펙트럼 CDMA 파형 특성을 사용하여 여러 기지국으로부터 동시에 수신된 신호를 식별한다. 유사하게, 기지국은 다수의 원격 유니트로부터의 신호를 식별하고 개별적으로 수신한다.

무선 시스템에서, 처리될 수 있는 동시 호출의 개수 측면에서 시스템의 용량을 최대화시키는 것은 매우 중요하다. 확산 스펙트럼의 시스템 용량은 각각의 원격 유니트로부터 기지국에 수신된 전력이 제어되어 각각의 신호가 원하는 신호 품질 레벨을 획득하는데 필요한 최소 전력 레벨로 기지국 수신기에 도달하도록 제어된다면 증가할 것이다. 원격 유니트에 의하여 전송된 신호가 너무 낮은 전력 레벨로 기지국 수신기에 도달한다면, 신호 품질은 허용가능 레벨 이하로 떨어질 것이다. 한편, 원격 유니트 신호가 너무 높은 전력 레벨에 도달한다면, 이러한 특정 원격 유니트와의 통신은 허용될 수 있지만, 높은 전력 신호는 다른 원격 유니트에 대한 간섭으로서 동작할 것이다. 이러한 과도한 간섭은 다른 원격 유니트와의 통신에 악영향을 미칠 것이다. 그러므로, 일반적으로, 기지국 가까이 위치한 원격 유니트는 상대적으로 낮은 신호 전력을 전송하는 반면, 커버리지 영역의 에지에 위치한 원격 유니트는 상대적으로 큰 신호 전력을 전송한다.

보다 개선된 시스템에서, 원격 유니트가 역방향 링크를 통해 전송하는 전력 레벨을 제어하는 것 이외에, 원격 유니트가 역방향 링크를 통해 전송하는 데이터 속도가 제어된다. 커버리지 영역의 에지에 위치한 원격 유니트는 기지국에서 수신되는 신호의 품질을 증가시키기 위하여 전송하는 데이터 속도를 감소시킬 것이다. 데이터 속도를 감소시킴으로써, 각각의 비트에 전용된 시간은 증가할 것이며, 이에 따라 각각의 비트에 전용된 에너지가 증가하고 링크의 성능도 증가한다.

링크 성능뿐만 아니라, 가변 데이터 속도의 사용은 시스템에 다른 이점을 제공할 수 있다. 예컨대, 원격 유니트는 최대 데이터 속도보다 상당히 낮은 데이터 속도로 생성된 데이터 스트림을 생성할 것이다. 원격 유니트는 원격 유니트 전력 및 스펙트럼 자원을 보존하기 위하여 최대 속도보다 작은 데이터 속도로 데이터를 전송하도록 선택할 것이다. 일부 원격 유니트는 그들이 제공하는 서비스 레벨에 따라 분류될 수 있다. 예컨대, 우선적인 클라이언트 원격 유니트는 최대 속도까지 데이터를 전송하는 반면, 이코노미 레벨의 원격 유니트는 최대 속도의 1/8, 1/4 또는 1/2의 속도로 데이터를 전송할 것이다. 최대 속도보다 적은 속도로 데이터를 전송하는 원격 유니트는 낮은 전력 레벨로 전송하거나 일부시간에만 전송할 것이다. 예컨대, 최대 속도의 1/4로 전송하는 원격 유니트는 최대 속도의 신호를 전송하는데 필요한 전력의 1/4로 신호를 전송할 것이다. 대안적으로, 최대 속도의 1/4로 전송하는 원격 유니트는 거의 1/4의 듀티 사이클로 전송할 수 있다. 여하튼, 최대 속도보다 적은 속도로 전송하는 원격 유니트는 적은 간섭을 가져오고 원격 유니트가 최대 속도로 전송하는 것보다 시스템 자원을 적게 소비하며, 이에 따라 다른 원격 유니트가 시스템 자원을 자유롭게 사용하도록 한다.

만일 최소 허용가능한 신호 품질이 지정되면, 기지국을 통하여 통신할 수 있는 동시 사용자수에 대한 상한이 주어진 간섭 레벨에서 계산될 수 있다. 이러한 상한은 일반적으로 폴 용량으로 지칭된다. 폴 용량에 대한 실제 사용자들의 수의 비율은 시스템 부하로 정의된다. 실제 사용자수가 폴 용량에 접근하면, 부하는 1에 접근한다. 1에 근접한 부하는 시스템의 잠재적인 불안정 동작을 나타낸다. 불안정 동작은 에러율 성능, 실패된 핸드오프 및 차단된 접속과 같은 측면에서 저하된 성능을 도출시킨다. 또한 부하가 1에 근접함에 따라 기지국의 커버리지 영역의 크기가 축소되어 커버리지 영역의 에지에 존재하는 사용자는 심지어 최저 허용가능 데이터 속도로 허용가능 신호 품질로 기지국과 통신하는데 충분한 전력을 더 이상 전송할 수 없을 것이다.

이러한 이유로, 부하가 폴 용량의 정해진 퍼센트를 초과하지 않도록 시스템의 사용을 제한하는 것이 바람직하다. 시스템의 부하를 제한하는 한가지 방법은 시스템의 부하가 소정의 레벨에 도달할 때 시스템에 대한 액세스를 거절하게 하는 것이다. 예컨대, 부하가 폴 용량의 70%를 넘는다면, 추가의 접속 생성에 대한 요청을 거절하고 현재 접속의 핸드오프를 허용하는 것을 억제하는 것이 바람직하다. 원격 유니트가 여러 데이터 속도로 전송할 수 있는 시스템에서, 시스템의 부하는 원격 유니트가 전송하는 데이터 속도를 제어하여 제어될 수 있다. 주어진 레벨의 부하에서, 각각의 원격 유니트가 전송할 수 있는 데이터 속도를 감소시킴으로써, 시스템에 액세스할 수 있는 원격 유니트의 총 개수는 증가할 것이다.

전형적인 디지털 데이터 다중 액세스 시스템에서, 원격 유니트는 기지국과의 통신 세션을 설정한다. 세션은 원격 유니트로부터 전력이 제거될 때까지 또는 원격 유니트가 접속차단을 요청할 때까지 활성 상태로 남아있다. 일단 세션이 형성되면, 원격 유니트는 데이터 버스트를 전송한다. 예를 들어, 원격 유니트 사용자가 무선 접속 및 자신의 노트북 컴퓨터를 통해 인터넷에 접속하면, 사용자는 네트워크에 로그인할 때 세션을 형성한다. 원격 유니트 사용자가 이메일 메시지를 생성하면, 원격 유니트는 이메일 메시지를 전송할 때 데이터 버스트를 생성한다. 데이터 버스트는 하나 이상의 데이터 패킷을 포함할 수 있다. 데이터 패킷은 일반적으로 많은 무선 링크 데이터 프레임을 포함한다.

원격 유니트의 데이터 속도가 기지국에 의해 제어되는 시스템에서, 원격 유니트가 데이터 버스트를 전송하기 전에, 원격 유니트는 기지국에 액세스 요청 메시지를 전송한다. 일반적으로, 액세스 요청 메시지는 원하는 전송 데이터 속도를 명시한다. 이에 응답하여, 기지국은 원격 유니트가 원하는 데이터 속도로 전송하도록 허용하거나, 원격 유니트가 더 낮은 데이터 속도로 전송하도록 허용하거나, 또는 시스템으로의 액세스를 거절할 수 있다. 상기 시스템의 이용은 여러 결함을 갖는다. 예를 들어, 액세스 요청 메시지의 이용은 귀중한 역방향 링크 자원을 소비한다. 게다가, 역방향 링크를 통한 데이터의 전송은 원격 유니트 및 기지국이 데이터 속도를 협상하는 동안 지연된다. 또한, 다수의 원격 유니트로부터의 액세스 요청 메시지에 응답하도록 기지국에 의해 이용되어야 하는 알고리즘은 복잡하며 상당한 기지국 자원을 소비한다.

상기한 이유때문에, 기술분야에는 가변 데이터 속도 전송 방식을 이용하여 다중 액세스 시스템에 대한 액세스를 제어하는 방법 및 장치가 요구된다.

기지국은 대응하는 커버리지 영역내의 원격 유니트에 대한 역방향 링크 전송 속도를 제어하는데 이용된다. 기지국은 역방향 링크 부하를 모니터링하고 전송 속도 세트 포인트를 동적으로 조절한다. 전송 속도 세트 포인트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 통해 정의될 수 있다. 최대 전송 속도는 원격 유니트에 이용가능한 최대 역방향 링크 데이터 속도를 정의한다. 전송 확률은 원격 유니트가 정해진 최대 전송 속도로 전송할 확률을 제어하는데 이용된다. 기지국은 원격 유니트에 전송 속도 세트 포인트를 방송할 수 있다. 원격 유니트는 언제든 최대 전송 속도보다 낮은 데이터 속도로 전송할 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템 부하는 이용가능한 시스템 자원을 효율적으로 이용하도록 신속하고 안정된 방식으로 제어된다.

본 발명의 특징, 목적 및 장점은 도면을 참조하여 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 지상 무선 통신 시스템의 예시적인 실시예이다.

도 2는 기지국 동작을 도시하는 흐름도이다.

도 3은 예시적인 원격 유니트 동작을 도시하는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 이용을 포함하는 예시적인 무선 시스템을 도시하는 블록선도이다.

유한 자원을 갖는 다중 액세스 시스템에서, 역방향 링크 부하를 제어하는 수단은 불안정한 시스템 동작을 피하기 위해 필요하다. 원격 유니트가 다수의 데이터 속도로 데이터를 전송할 수 있는 시스템에서, 역방향 링크 부하는 원격 유니트가 전송하는 데이터 속도를 조절함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 외부 및 상호 간섭 레벨로 인해 30개의 원격 유니트가 동시에 주어진 데이터 속도로 시스템에 액세스할 수 있는 시스템에서, 원격 유니트 각각이 주어진 데이터 속도의 1/2로 전송한다면 동일한 시스템은 60개의 원격 유니트가 동시에 시스템을 액세스하도록 할 수 있다. 원격 유니트의 일부가 주어진 데이터 속도의 1/2로 전송한다면, 시스템은 30에서 60사이의 다수의 동시 사용자를 수용할 수 있다. 실제 동작 조건하에서, 시스템의 용량은 시스템에 부가되는 각 원격 유니트가 다른 시스템 사용자 각각이 동작하는 신호품질을 감소시키는 것을 의미하는 소프트 제한이다. 이 용량은 또한 시스템의 부하에 상당히 기여할 수 있는 원격 유니트 이외의 다른 소스로부터의 간섭이 시간에 걸쳐 변화하기 때문에 시간의 함수가 된다. 이것은 부하가 최대 용량을 초과하면 발생할 수 있는 파국적 고장을 피하는데 유용하기 때문에, 일반적으로 시스템 오퍼레이터는 예상되는 용량 제한의 60% 에서 75%사이로 부하를 제한한다.

특정 레벨로 역방향 링크 상의 부하를 제한하기 위해, 역방향 링크 부하를 측정하는 것이 필요하다. 기지국의 역방향 링크 부하는 기지국의 커버리지 영역내에서 동작하는 원격 유니트들에 의해서만 정의되는 것은 아니다. 역방향 링크 부하는 또한 다른 소스로부터의 간섭 함수이다. 기지국 자체의 프런트엔드 잡음은 중요한 간섭 소스가 된다. 부가로, 기지국에 인접한 커버리지 영역내의 동일한 주파수상에서 동작하는 다른 원격 유니트는 상당한 간섭을 발생시킨다. 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기서 참조되는 "역방향 링크 오버로드 검출 방법 및 장치"란 명칭의 1998년 10월 28일 출원된 공동계류 중인 미국 특허 출원 번호 09/181,345는 부하를 결정하는 수단 및 방법을 개시한다. 부하를 결정하는 많은 방법은 본 발명과 연관하여 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 기지국은 다수의 원격 유니트가 전송하는 데이터 속도를 제어하기 위해 역방향 링크상의 부하 측정을 이용한다. 일반 다중 액세스 시스템에서, 기지국은 정기적으로 오버헤드 채널을 전송한다. 오버헤드 채널은 다수 원격 유니트에 의해 수신되는 정보를 전달한다. 오버헤드 채널은 인접한 기지국의 식별, 특정 서비스의 이용가능성 및 시스템 오퍼레이터의 식별과 같은 시스템 동작에 관한 정보를 전달한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 표준 오버헤드 정보 외에도, 기지국은 또한 전송 속도 세트 포인트를 전송한다. 원격 유니트는 오버헤드 채널로부터 세트 포인트 정보를 검색하고 상기 정보를 이용하여 자신이 전송할 데이터 속도를 결정한다.

일 실시예에서, 전송 속도 세트 포인트는 전송 확률 및 최대 전송 데이터 속도를 통해 정의된다. 최대 전송 속도는 원격 유니트에 의해 이용되는 최대 역방향 링크 데이터 속도를 정의한다. 전송 확률은 원격 유니트가 주어진 최대 전송 속도로 전송하는 확률을 제어하는데 이용된다. 원격 유니트는 언제든 최대 전송 속도보다 낮은 전송 속도로 전송할 수 있다.

시스템 자원의 효율적인 이용을 용이하게 하기 위해, 시스템이 상응하는 불안정한 시스템 동작 확률의 관점에서 용량 제한에 가능한 한 가깝게 동작하도록 하는 것이 유용하다. 본 발명에 따르면, 전송 속도 세트 포인트는 시스템 부하가 최대 허용가능 부하 이하로 유지되는 한 천천히 증가된다. 만약 시스템의 실제 부하가 최대 허용가능 부하를 초과한다면, 전송 속도 세트 포인트는 감소될 것이다.

한 실시예에서, 시스템의 부하가 최대 허용가능 부하 이하로 유지되면, 전송 확률은 천천히 증가할 것이다. 전송 확률이 1을 초과하면, 최대 전송 데이터 속도가 그 다음의 더높은 사용가능한 레벨로 증가되며, 전송 확률은 감소된다. 이러한 방식으로 전송 속도 세트 포인트는 부하가 최대 허용가능 부하에 도달할 때까지 천천히 증가한다. 만약 사용가능한 시스템 자원이 모든 원격 유니트의 요구를 지원하기에 충분하다면, 전송 속도 세트 포인트는 전송 확률이 1과 동일할 때까지 증가할 것이며, 최대 전송 속도는 최고 데이터 속도로 된다. 만약 사용가능한 시스템 자원이 각 원격 유니트가 원하는 속도로 전송되도록 허용하기에 충분하지 않다면, 전송 속도 세트 포인트가 천천히 증가하기 때문에, 부하는 결국 최대 허용가능 부하를 초과한다. 부하가 최대 허용 가능 부하를 초과하자마자, 전송 속도 세트 포인트는 감소된다. 만약 수요가 일정하다면, 시스템은 전송 속도 세트 포인트가 대략 최대 이용가능한 전송가능 전송 속도 세트 포인트와 동일한 지점에서 평형에 도달할 것이다. 예를 들어, 만약 시스템에 대한 수요가 높다면 최대 전송 속도는 최대 속도의 1/2로 세팅될 수 있으며, 전송 확률은 1 보다 낮을 수 있다.

바람직한 실시예에서, 최저 가능한 전송 속도 세트 포인트는 최저 데이터 속도와 동일한 최대 전송 속도 및 1과 동일한 전송 확률로서 정의된다. 그러므로, 최대 부하 조건하에서, 접속이 형성된 각각의 원격 유니트는 1인 확률을 가지는 최저 속도로 전송할 수 있다. 시스템 안정성을 유지시키기 위해, 만약 전송 속도 세트 포인트가 최소값일때 부하가 최대 허용가능 부하를 초과한다면, 추가 원격 유니트가 시스템에 액세스하지 못하도록 하는 것이 요구된다.

본 발명에 따른 동작의 한가지 장점은 기지국에서 전송 제어 방법을 실행하기 쉽다는 것이다. 그 방법에서, 전송 속도 세트 포인트를 결정하기 위해 오직 단일 입력만이 사용된다. 한 실시예에서 오직 2개의 숫자를 포함하는 전송 속도 세트 포인트만이 출력이 된다. 각 시간에 다양한 원격 유니트로부터 산발적인 액세스 요청 메시지에 개별적으로 대응하는 이전 기술의 방법과 비교하여, 본 발명의 동작은 합리적이다. 동작은 현재 사용자의 수 또는 사용자의 예상된 사용 또는 특정 클래스 내의 원격 유니트의 수량과 같은 요소들에 관한 입력에 의존하지 않는다. 또한, 동작은 최근에 원격 유니트에 주어진 허가에 관한 정보를 저장하기 위한 대량의 데이터 저장부를 요구하지 않는다.

도 2는 기지국 동작을 설명하는 흐름도이다. 동작은 시작 블럭(30)에서 시작한다. 블럭(32)에서, 과정에서 사용된 변수는 초기값으로 세팅된다. 전송 확률은 1로 세팅되며 최대 전송 속도는 최소값으로 전송 속도 세트 포인트를 세팅하기 위해 최저 데이터 속도로 세팅된다. 예시적인 시스템에서, 최저 데이터 속도는 전체 속도의 1/8이 될 수 있다.

블럭(32)에서 하향 속도"

_TP" 및 상향 속도 "

_TP"는 공칭 레벨로 세팅된다. 예시적인 시스템에서, 하향 속도 및 상향 속도의 값은 현재 최대 전송 속도에 의존한다. 예를 들면, 데이터가 최대 속도의 1/8, 최대 속도의 1/4, 최대 속도의 1/2 및 최대 속도로 전송 될 수 있는 시스템에서,

_TP의 값은 개별적으로 1/2, 1/4, 1/8 및 1/16이 될 수 있다. 전형적인 환경에서,

_TP의 값은

_TP의 값보다 작다. 예를 들면, 설명된 시스템에서,

_TP의 값은 각 데이터 속도에 대해

_TP의 값의 1/16이 될 수 있다.

블럭(34)은 부하가 최대 허용 가능 부하를 초과하는지를 결정한다. 만약 초과하지 않으면, 흐름은 전송 확률이

_TP만큼 증가되는 블럭(36)으로 계속된다. 흐름은 전송 확률이 1을 초과하는지를 결정하는 블럭(38)으로 계속된다. 이러한 경우에, 전송 확률이 블럭(32)에서 1로 세팅되었고 블럭(36)에서

_TP의 값만큼 증가되었기 때문에 전송 확률은 1을 초과하며 흐름은 블럭(40)으로 계속된다. 블럭(40)은 최대 전송 속도가 최고 데이터 속도와 동일한지를 결정한다. 이러한 예에서, 최대 전송 데이터 속도는 블럭(32)에서 최저 속도로 세팅되며, 그러므로, 최대 전송 데이터 속도는 최고 데이터 속도와 동일하지 않으며 흐름은 블럭(42)으로 계속된다. 블럭(42)에서 최대 전송 속도는 그 다음으로 높은 데이터 속도로 세팅된다. 예를 들면, 4가지 데이터 속도를 가지는 시스템에서, 최대 전송 데이터 속도는 최대 속도의 1/4로 세팅될 수 있다. 블럭(44)에서, 전송 확률의 값은 1만큼 감소된다. 흐름은 다음 사이클을 예상하여 과정이 중단될 수 있는 블럭(48)으로 계속된다.

블럭(38)으로 되돌아가서, 만약 전송 확률이 1을 초과하지 않는다면, 흐름은 즉시 블럭(48)으로 계속된다. 블럭(40)으로 되돌아가서, 최대 전송 속도가 이미 최고 데이터 속도와 동일하다면, 전송 속도 세트 포인트는 최대 레벨에 존재하며, 흐름은 블럭(46)으로 계속된다. 블럭(46)에서, 전송 확률은 1로 세팅된다. 그 후에 흐름은 블럭(48)으로 계속된다.

블럭(34)으로 되돌아가서, 만약 부하가 최대 허용 가능 부하를 초과한다면, 흐름은 블럭(50)으로 계속될 것이다. 블럭(50)에서 전송 확률은

_TP만큼 감소되고 흐름은 블럭(52)으로 계속된다. 블럭(52)은 최대 전송 속도가 최저 데이터 속도와 동일한지를 결정한다. 만약, 최대 전송 속도가 최저 데이터 속도와 동일하다면, 흐름은 전송 확률이 1로 세팅되는 블럭(46)에서 계속된다. 만약, 최대 전송 속도가 최저 데이터 속도와 동일하지 않다면, 흐름은 블럭(54)으로 계속된다. 블럭(54)은 전송 확률이 0보다 작거나 동일한 지를 결정한다. 만약 작거나 동일하다면, 최대 전송 속도는 블럭(56)에서 그 다음의 더 낮은 데이터 속도로 세팅되며 흐름은 블럭(58)으로 계속된다. 블럭(58)은 최대 전송 데이터 속도가 최저 데이터 속도와 동일한지를 결정한다. 만약 동일하다면, 흐름은 전송 확률이 1로 세팅되는 블럭(46)으로 계속된다. 만약 동일하지 않다면, 흐름은 전송 확률이 1만큼 증가되는 블럭(60)으로 계속된다. 여하튼, 흐름은 블럭(48)으로 계속된다.

원격 유니트내에서의 동작은 또한 각 전송 이전에 액세스 요청 메시지의 생성과 비교하여 간단하다. 본 발명에 따라, 원격 유니트는 원하는 전송 속도를 선택한다. 원하는 데이터 속도를 결정하기 위한 무수한 기준 및 방법이 본 발명에 관련하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 원하는 데이터 속도의 결정은 전송을 위해 대기된 데이터의 양, 더 높은 데이터 속도를 위해 지정될 수 있는 사용가능한 전송 전력, 사용자에 의해 요구된 서비스의 클래스, 또는 전송에 관련된 긴급 레벨을 고려할 수 있다. 원하는 데이터 속도의 선택에 관한 추가 정보가 "역방향 링크 데이터 속도 스케쥴링을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 1999년 6월 28일에 특허등록된 미국 특허 5,914,950호에서 찾을 수 있으며, 상기 미국 특허는 본 출원의 양수인에게 양도되었다. 원격 유니트는 원하는 데이터 속도가 기지국으로부터 수신된 최대 전송 속도보다 작은 한 원하는 데이터 속도로 전송한다. 만약 원하는 속도가 최대 전송 속도와 동일하거나 초과한다면, 원격 유니트는 전송 확률과 동일한 확률을 가지는 최대 전송 속도로 전송할 것이다. 원격 유니트가 최대 전송 속도로 전송하지 않는다면, 대신에 그 다음으로 낮은 속도로 전송할 것이다. 이러한 방식에서, 일반적인 경우에, 최대 전송 속도 또는 그 이상의 속도로 전송하고자 하는 동일 클래스의 원격 유니트들의 수에 대한 최대 전송 속도에서 전송하는 사용자들의 수의 비율은 평균적으로 전송 확률과 동일하다. 이러한 방식으로 시스템의 자원이 효율적이고 공평하게 사용된다.

만약 원격 유니트가 한 개 이상의 기지국과 소프트 핸드오프 상태에 있으면, 상기 원격 유니트는 한 개 이상의 기지국으로부터 전송 속도 세트 포인트를 수신한다. 상기 원격 유니트는 소프트 핸드오프 상태에 있는 기지국들 중 하나의 기지국으로부터 수신된 가장 낮은 전송 속도 세트 포인트를 사용할 수 있다. 상기 가장 낮은 속도 세트 포인트는 가장 낮은 최대 전송 속도를 규정하는 상기 전송 속도 세트 포인트를 선택함으로써, 또는 상기 최대 전송 속도들이 동일한 경우에는 가장 낮은 전송 속도 확률을 갖는 전송 속도 세트 포인트를 선택함으로써 결정될 수 있다. 대안적으로, 상기 원격 유니트는 가장 높은 속도 세트 포인트를 사용할 수 있거나, 또는 두 개의 전송 속도 세트 포인트를 평균하거나 또는 결합할 수 있다.

도3은 원격 유니트의 작동예를 도시하고 있는 흐름도이다. 흐름은 블록(70)에서 시작한다. 블록(72)에서, 상기 원격 유니트는 원하는 데이터 속도를 결정한다. 일단 상기 원하는 데이터 속도가 결정되면, 흐름은 블록(74)으로 계속된다. 블록(74)은 상기 원하는 데이터 속도가 가장 최근에 수신된 최대 전송 데이터 속도보다 작은지를 결정한다. 상기 언급된 것과 같이, 상기 원격 유니트는 전송 속도 세트 포인트의 현재 값을 위해 오버헤드 채널을 모니터링할 수 있다. 만약 상기 원하는 데이터 속도가 상기 최대 전송 속도보다 낮으면, 상기 원격 유니트는 블록(82)에서 상기 전송 데이터 속도를 상기 원하는 데이터 속도로 세팅할 수 있다. 블록(86)에서, 상기 시스템은 새로운 값이 결정될 때까지 방금 결정된 전송 속도를 사용한다. 만약 상기 원하는 데이터 속도가 최대 전송 속도를 초과하거나 또는 동일하면, 흐름은 블록(74)에서 블록(76)으로 계속된다. 블록(76)에서, 상기 원격 유니트는 난수를 생성한다. 바람직한 실시예에서, 상기 난수는 0.00에서 0.99 사이의 값을 갖는다. 블록(78)은 상기 난수가 가장 최근에 수신된 전송 확률보다 낮은지를 결정한다. 만약 그러면, 상기 전송 속도는 블록(80)에서 상기 최대 전송 속도로 세팅된다. 만약 그렇지 않으면, 상기 전송 속도는 블록(84)에서 상기 최대 전송 속도보다 다음으로 낮은 전송 속도로 세팅된다. 여하튼, 흐름은 블록(86)으로 계속된다.

본 발명에 따르면, 원격국으로부터의 상기 데이터 전송은 블록(80, 82 또는 84)에서 세팅된 전송 속도로 발생된다. 이러한 방식으로, 역방향 링크 용량은 접속 요구 메시지의 전송에 의해 소비되지 않는다. 게다가, 상기 역방향 링크 데이터의 전송은 접속 요구 프로세스에 의해 지연되지 않는다.

본 발명의 장점 중 하나는 상기 시스템 관리자가 시스템의 작동을 제어함에 있어서 유연성을 갖도록 한다는 점이다. 예를 들어, 시스템의 부하가 증가하면, 안정되지 않은 시스템의 작동 확률이 증가하게 된다. 따라서, 안정되지 않은 시스템의 작동 확률은 최대 허용 부하 값에 의존하게 된다. 시스템 운영자는 단순히 상기 최대 허용 부하 값을 변경함으로써 시스템 불능 확률을 제어할 수 있다.

게다가, 상기 시스템 운영자는 특정 원격 유니트가 상기 전송 속도 세트 포인트에 의해 부여된 제한을 넘어 전송하도록 허용되는 높은 우선 순위 사용자이길 원하는 경우, 그는 액세스 제어 처리의 어떠한 변경없이도 그렇게 할 수 있다. 그러한 경우에, 시스템의 상기 전송 속도 세트 포인트는 이러한 사용자들을 보상하기 위해 처리의 본질적인 동작에 의해 더 낮아진다. 예를 들어, 상기 우선순위 사용자들은 항시 전송 확률 1을 가지고 최대 전송 속도나 최대 속도로 상기 시스템에 액세스할 수 있으며, 따라서 상기 시스템의 부하를 증가시키게 된다. 본 발명은 더 낮은 우선 순위 유니트들의 전송 속도 세트 포인트를 낮춤으로써 상기 상황을 보상하며 상기 시스템에서 높은 우선 순위 사용자가 존재하는지에 대해 알고 있지 않고서도 보상한다. 게다가, 상기 시스템 관리자는 상기 시스템의 동작 특징을 변경하기 위해

_TP와 δ_TP값을 제어할 수 있다.

도4는 본 발명에서 사용되는 예시적인 무선 시스템의 예를 도시하고 있는 블록도이다. 상기 시스템은 기지국(114)과 원격 유니트(100)을 포함하고 있다. 상기 기지국(114)은 그것에 상응하는 커버리지 영역에 매우 근접하여 위치할 수 있으며, 또는 상기 기지국(114)에 있는 구성요소들 중 일부가 멀리 떨어져 위치할 수 있다. 상기 기지국(114)은 안테나(116)를 통해 무선 링크 신호들을 수신한다. 수신기(118)는 상기 무선 링크 신호를 디지털 비트 스트림으로 변환하는데 사용된다. 게다가, 상기 수신기(118)는 출력을 부하 결정 프로세스 유니트(120)에 제공하는데, 상기 부하 결정 프로세스 유니트(120)는 상기 시스템의 현재 부하를 결정하는데 사용된다. 상기 부하 결정 프로세스 유니트(120)의 출력은 액세스 제어 프로세스 유니트(122)에 전달되는데, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트는 본 발명의 여러 핵심 기능을 제공한다. 예를 들어, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트(122)는 도2에서 예시된 여러 단계들을 수행하는 여러 프로세스를 포함할 수 있다. 상기 액세스 제어 프로세스 유니트(122)의 출력은 제어기(126)에 전달되는 전송 속도 세트 포인트이다. 상기 제어기(126)는 기지국의 일반적인 작동을 감시할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 제어기(126)는 상기 전송 속도 세트 포인트를 오버헤드 메시지에 통합하고 그것을 송신기(124)에 전달한다. 송신기(124)는 원격 유니트(100)를 포함하는 다수의 원격 유니트들로의 무선 링크를 통해서 전송하기 위해 무선 링크 신호를 생성하여 안테나(116)에 보낸다.

일반적으로, 원격 유니트(100)는 디지털 정보를 생성하는 임의의 형태의 단말기에 접속될 수 있다. 예컨대, 원격 유니트(100)는 퍼스널 노트북 컴퓨터, 프린터, 테스트 장치, 서버, 덤브 터미널 또는 다양한 다른 장치에 접속될 수 있다. 원격 유니트(100)는 원격 유니트(100)의 동작을 감시할 수 있는 제어기(102)를 포함한다. 도 4에 도시된 실시예에서, 제어기(102)는 개별 하우징 유니트로부터 디지털 데이터를 수신한다. 제어기는 또한 안테나(110)를 통하여 수신된 무선 링크신호로부터 생성된 데이터를 수신기(104)로부터 수신한다. 제어기(102)는 수신기(104)로부터 수신된 데이터로부터 전송 속도 세트 포인트를 추출하고, 그것을 속도 결정 프로세스 유니트(106)에 보낸다. 데이터 속도 결정 프로세스 유니트(106)는 현재의 전송 속도를 결정한다. 예컨대, 데이터 속도 결정 프로세스 유니트(106)는 도 3에 도시된 기능을 실행하는 일련의 프로세스를 가질 수 있다. 현재의 전송 속도는 안테나(110)를 통하여 기지국(114)에 데이터를 전송하기 위하여 송신기(108)에 의하여 사용된다.

본 발명에 부합하는 다수의 다른 실시예가 당업자에 의해 용이하게 인식될 수 있다. 예컨대, 도 2를 다시 참조하면, 불록(44)에서 전송 확률값으로부터 1을 감산하는 대신에, 전송 확률은 0 또는 임의의 작은 수로 세팅될 수 있다. 마찬가지로, 블록(60)에서 전송확률값에 1을 더하는 대신에, 전송확률은 1로 세팅되거나 또는 그에 근접할 수 있다. 앞서 기술한 예에서, 동작은 4개의 다른 데이터 속도를 포함한다. 하지만 이보다 더 많거나 적은 데이터 속도가 본 발명에서 부합하여 사용될 수 있다. 비록 여기에 기술된 상세한 설명이 디지털 데이터 시스템으로 언급되었을지라도, 본 발명의 원리는 음성 시스템을 포함하는 다수의 가변 데이터 속도 시스템에 직접 응용할 수 있다.

앞서 기술된 전형적인 실시예에서, Δ_TP 및 δ_TP의 값은 최대 전송 속도에 의존한다. 다른 실시예에서, 이들 값은 동작 전반에 걸쳐 고정될 수 있거나 또는 임의의 다른 변수에 의존한다. 비록 오버헤드 채널의 사용이 시스템을 효율적이게 할 지라도, 전송 속도 세트 포인트는 본 발명과 부합하는 전용 채널을 통하여 원격 유니트와 통신될 수 있다.

전송확률은 다양한 형태중 한 형태를 취할 수 있다. 앞서 기술된 예에서, 전송확률은 원격 유니트가 최대 전송 속도로 전송하는 확률을 반영한다. 대안적으로, 전송 확률은 원격 유니트가 최대 전송 속도 이하의 그 다음으로 낮은 전송 속도로 전송하는 확률을 반영할수 있다. 전송확률을 제한하기 위하여, 앞서 기술된 예는 난수 발생을 사용했다. 다수의 다른 공지된 방식이 전송확률을 제한하기 위하여 사용될 수 있다.

당업자는 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않고 본 발명을 변형할 수 있다. 따라서, 본 발명은 청구범위의 사상 및 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (38)

1. 시스템에 대한 액세스를 제어하기 위한 방법으로서,

   상한(upper bound)에 대한 현재 시스템의 상대적인 사용량을 반영하는 부하 표시를 수신하는 단계;

   상기 부하 표시가 허용가능한 제한치보다 작은 경우에 상기 시스템에 대한 액세스를 조절하기 위하여 사용되는 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 단계; 및

   상기 부하 표시가 상기 허용가능한 제한치보다 높은 경우에 상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 단계를 포함하고,

   상기 전송 속도 세트 포인트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 포함하고,

   상기 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 상기 단계는 상기 전송 확률을 제 1 크기만큼 증가시키는 단계를 포함하고,

   상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 상기 단계는 상기 전송 확률을 제 2 크기만큼 감소시키는 단계를 포함하며,

   상기 제 1 크기는 상기 제 2 크기보다 작은 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 오버헤드 채널을 통하여 상기 전송 속도 세트 포인트를 방송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 크기는 상기 최대 전송 속도에 의존하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 상기 단계는 상기 전송 확률이 1을 초과하는 경우에 상기 최대 전송 속도를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 상기 단계는 상기 전송 확률이 제로 이하로 떨어지는 경우에 상기 최대 전송 속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
6. 하나 이상의 속도로 데이터를 전송할 수 있는 다수의 사용자로부터 신호를 수신하도록 적응되는 수신기;

   상기 수신기에 접속되며 시스템 부하의 표시를 생성하는 부하 결정 유니트; 및

   시스템 부하의 상기 표시를 수신하여 상기 다수의 사용자에게 전송할 전송 속도 세트 포인트를 생성하는 액세스 제어 프로세스 유니트를 포함하고,

   상기 액세스 제어 프로세스 유니트는, 상기 부하가 허용가능한 레벨 이하인 경우에는 상기 전송 확률을 증가시키며 상기 전송 확률이 1을 초과하는 경우에는 다음으로 높은 전송 속도로 상기 최대 전송 속도를 증가시키는 프로세스 유니트를 포함하는 액세스 제어장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 결정함으로써 상기 전송 속도 세트 포인트를 생성하는 프로세스 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 제어장치.
8. 제 6항에 있어서, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트는 상기 부하가 허용가능한 레벨을 초과하는 경우에는 상기 전송 확률을 감소시키며 상기 전송 확률이 0 이하로 떨어지는 경우에는 다음으로 낮은 속도로 상기 최대 전송 속도를 감소시키는 것을 특징으로 하는 액세스 제어장치.
9. 삭제
10. 삭제
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12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 시스템에 대한 액세스를 제어하기 위한 방법으로서,

    상한에 대한 현재 시스템의 상대적인 사용량을 반영하는 부하 표시를 수신하는 단계;

    상기 부하 표시가 허용가능한 제한치보다 작은 경우에 상기 시스템에 대한 액세스를 조절하기 위하여 사용되는 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 단계; 및

    상기 부하 표시가 상기 허용가능한 제한치보다 큰 경우에 상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 단계를 포함하며,

    상기 전송 속도 세트 포인트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
22. 제 21항에 있어서, 오버헤드 채널을 통하여 상기 전송 속도 세트 포인트를 방송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
23. 삭제
24. 제 21항에 있어서, 상기 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 상기 단계는 상기 전송 확률을 제 1 크기만큼 증가시키는 단계를 포함하며, 상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 상기 단계는 상기 전송 확률을 제 2 크기만큼 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
25. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 크기는 상기 제 2 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 제어 방법.
26. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 크기는 상기 최대 전송 속도에 의존하는 것을 특징으로 하는 제어방법.
27. 제 24항에 있어서, 상기 전송 속도 세트 포인트를 증가시키는 상기 단계는 상기 전송 확률이 1을 초과하는 경우에 상기 최대 전송 속도를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
28. 제 24항에 있어서, 상기 전송 속도 세트 포인트를 감소시키는 상기 단계는 상기 전송 확률이 제로 이하로 떨어지는 경우에 상기 최대 전송 속도를 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
29. 다중 데이터 속도를 활용하는 시스템을 액세스하기 위한 방법으로서,

    원하는 전송 데이터 속도를 결정하는 단계;

    상기 원하는 속도가 최대 전송 속도보다 작은 경우에 상기 원하는 전송 데이터 속도로 현재 데이터 전송 속도를 세팅하는 단계; 및

    상기 원하는 전송 속도가 상기 최대 전송 속도를 초과하거나 또는 상기 최대 전송 속도와 동일한 경우에 전송 확률과 동일한 확률로 상기 최대 전송 속도에서 상기 현재 데이터 전송 속도를 세팅하는 단계를 포함하며,

    상기 최대 전송 속도 및 상기 전송 확률은 방송 채널을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 액세스 방법.
30. 삭제
31. 제 29항에 있어서, 상기 원하는 전송 속도가 상기 최대 전송 속도를 초과하거나 또는 상기 최대 전송 속도와 동일한 경우에 1에서 상기 전송 확률을 뺀 값과 동일한 확률로 상기 최대 전송 데이터 속도보다 작은 데이터 속도에서 상기 현재 데이터 전송 속도를 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 방법.
32. 제 29항에 있어서,

    통신이 설정되는 제 1 기지국으로부터 상기 최대 전송 속도 및 상기 전송 확률을 포함하는 제 1 전송 속도 세트 포인트를 수신하는 단계;

    통신이 설정되는 제 2 기지국으로부터 제 2 전송 속도 세트 포인트를 수신하는 단계; 및

    상기 제 1 전송 속도 세트 포인트가 상기 제 2 전송 속도 세트 포인트보다 작은 경우에 상기 현재 데이터 전송 속도를 결정하기 위해서 상기 제 1 전송 속도 세트 포인트를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 방법.
33. 시스템 부하의 표시를 사용하여 상기 시스템에 대한 전송 확률 및 최대 전송 속도를 결정하고 상기 전송 확률 및 상기 최대 전송 속도를 다수의 원격 유니트에 방송하는 기지국; 및

    상기 전송 확률로 상기 최대 전송 속도에서 데이터를 상기 기지국에 전송하는 원격 유니트를 포함하며,

    상기 최대 전송 속도 및 상기 전송 확률은 방송 채널을 통해 수신되는 것을 특징으로 하는 다중 액세스 통신시스템.
34. 하나 이상의 속도로 데이터를 전송할 수 있는 다수의 사용자로부터 신호를 수신하도록 적응되는 수신기;

    상기 수신기에 접속되며 시스템 부하의 표시를 생성하는 부하 결정 유니트; 및

    상기 시스템 부하의 표시를 수신하고, 상기 다수의 사용자에게 전송하기 위하여 전송 속도 세트 포인트를 생성하는 액세스 제어 프로세스 유니트를 포함하며,

    상기 액세스 제어 프로세스 유니트는 최대 전송 속도 및 전송 확률을 결정함으로써 상기 전송 속도 세트 포인트를 생성하는 프로세스 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 제어장치.
35. 삭제
36. 제 34항에 있어서, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트는, 상기 부하가 허용가능한 레벨 이하인 경우에는 상기 전송 확률을 증가시키며 상기 전송 확률이 1을 초과하는 경우에는 다음으로 높은 전송 속도로 상기 최대 전송 속도를 증가시키는 프로세스 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 제어장치.
37. 제 34항에 있어서, 상기 액세스 제어 프로세스 유니트는, 상기 부하가 허용가능한 레벨을 초과하는 경우에는 상기 전송 확률을 감소시키며 상기 전송 확률이 0 이하로 떨어지는 경우에는 다음으로 낮은 전송 속도로 상기 최대 전송 속도를 감소시키는 프로세스 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 제어장치.
38. 기지국에 의하여 생성된 전송 확률 및 최대 전송 속도를 수신하도록 적응되는 수신기;

    원하는 전송 데이터 속도를 결정하는 프로세스 유니트;

    상기 원하는 속도가 최대 전송 속도보다 작은 경우에 상기 원하는 전송 데이터 속도와 동일하게 현재 데이터 전송 속도를 세팅하는 프로세스 유니트;

    상기 원하는 전송 속도가 상기 최대 전송 속도를 초과하거나 또는 상기 최대 전송 속도와 동일한 경우에 상기 전송 확률과 동일한 확률로 상기 최대 전송 속도에서 상기 현재 데이터 전송 속도를 세팅하는 프로세스 유니트; 및

    상기 현재 데이터 전송 속도로 상기 기지국에 데이터를 송신하는 송신기를 포함하는 다중 액세스 통신시스템.

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