KR100858647B1 - 고속 환경에서 무선 통신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

통신 시스템(100)은 이동국(106)의 이동에 기초하여 고속 동작 모드로 비-고속 동작 모드로 전환한다. 통신 시스템이 고속 동작 모드일 때, 통신 시스템은 이동국 또는 제어기(116)의 고속 인접(인접) 세트로부터 파일럿들을 프로모트한다. 통신 시스템이 비-고속 동작 모드일 때, 통신 시스템은 이동국 또는 제어기의 인접 세트로부터 파일럿들을 프로모트한다. 통신 시스템은, 이동국과 동일 장소에 있을 때, 이동국과 이동국에 서비스하는 라디오 액세스 네트워크(114) 간에 통신 링크를 제공할 수 있는 고속 리피터(104)를 또한 포함할 수 있다.
Figure R1020057005110
무선 통신 방법, 이동국, 고속 환경, 인접 세트, 활성 세트, 라디오 액세스 네트워크 제어기

Description

고속 환경에서 무선 통신을 위한 방법 및 장치{Method and apparatus for wireless communication in a high velocity environment}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것으로, 특히 고속 환경에서 무선 통신 서비스들의 제공에 관한 것이다.
셀룰러 시스템에서 cdma2000(등록상표)을 구현하기 위해 미국 통신 산업 협회(Telecommunications Industry Association)에 의해 IS(Interim Standard) IS-2000이 채택되었다. cdma2000 통신 시스템에서, 이동국(MS)은 지리적인 영역에 분산된 복수의 기지국(BS)들 중 어느 하나 이상과 통신한다. 각 BS는, 확산 코드(spreading code)는 동일하지만 코드 위상 오프셋이 상이한 파일럿 채널 신호를 계속하여 송신한다. 위상 오프셋은 파일럿 신호들을 서로 간에 구별할 수 있게 하며, 이에 따라 BS들을 구별할 수 있게 한다. 이하, BS의 파일럿 신호를 간단히 파일럿이라 한다. MS은 파일럿들을 감시하고 파일럿들의 수신된 에너지를 측정한다.
MS는, 순방향 링크 및 역방향 링크를 통해 MS에 무선 통신 서비스들을 제공하는 BS와 통신한다. 순방향 링크는 통상 하나 이상의 순방향 트래픽 채널들, 하나 이상의 순방향 제어 채널들, 및 페이징 채널을 포함한다. 역방향 링크는 통상 하나 이상의 역방향 트래픽 채널들, 하나 이상의 역방향 제어 채널들, 및 액세스 채널을 포함한다. 통화중에, MS는 파일럿들의 4 개의 세트들을 계속적으로 감시하고 유지해야 한다. 이들 4세트의 파일럿들을 총괄적으로 파일럿 세트라 칭하고 이들은 활성 세트(Active Set), 후보 세트(Candidate Set), 인접 세트(Neighbor Set), 및 잔여 세트(Remaining Set)를 포함한다. 활성 세트는 MS에 할당된 순방향 트래픽 채널과 관련된 파일럿들을 포함한다. MS가 휴지 모드(idle mode)일 때, 활성 세트는 MS에 의해 감시되는 페이징 채널 또는 순방향 제어 채널과 관련된 파일럿들을 포함한다. 후보 세트는 현재는 활성 세트에 존재하지 않지만 관련된 순방향 트래픽 채널이 성공적으로 복조될 수 있다는 것을 나타내기에 충분한 강도(strength)로 MS에 의해 수신되어 있는 파일럿들을 포함한다. 인접 세트는, 각각 BS에서 MS로 송신되고 핸드오프될 가능성 있는 후보들인 파일럿들을 포함한다. 잔여 세트는 인접 세트, 후보 세트, 및 활성 세트 내 파일럿들은 제외하고, 현재 CDMA 주파수 할당에서 현 시스템 내 모든 가능한 파일럿들을 포함한다.
통상, BS는 BS에 의해 서비스되는 유효범위 영역 내의 MS들에 통신 서비스들을 제공한다. MS가 제 1 BS에 의해 서비스될 때, MS는 인접 BS들의 파일럿 채널들에서 문턱값보다 충분히 강한 파일럿을 계속적으로 탐색한다. MS는, 문턱값보다 충분히 강한 파일럿의 결정을 파일럿 강도 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message)를 사용하여, 제 1 서빙 BTS에 시그널링한다. MS가 제 1 BS에 의해 서비스되는 제 1 유효범위 영역으로부터 제 2 BS에 의해 서비스되는 제 2 유효범위 영역으로 이동할 때, 통신 시스템은 후보 세트로부터 활성 세트로, 그리고 인접 세트로부터 후보 세트로 특정 파일럿들을 프로모트한다. 서빙 BS는 MS에 프로모션을 통보한다. 그 후, 이전 BS와의 통신을 종료하기 전에, 활성 세트에 부가된 새로운 BS와의 통신을 MS가 시작할 때, "소프트 핸드오프"가 행해진 것이다. 역방향 링크에 있어서, 통상적으로 활성 세트 내 각각의 BS는, MS로부터 수신된 각 프레임 또는 패킷을 독립적으로 복조 및 디코딩한다. 그 후, 각 BS의 디코딩된 프레임들 간에 중재하는 것은 교환국에서 행한다.
MS가 비행기와 같은 고속 항공기에 놓여 있을 때와 같이, MS가 고속 환경에서 동작하고 있을 때, MS의 통상적인 동작 및 핸드오프에는 문제들이 따른다. 통상, MS들은 MS가 시간당 120 킬로미터 미만의 속도로 이동함에 따라 수신된 신호들의 도플러 시프트(Doppler shift)를 보정하기 위한 메커니즘을 포함한다. 그러나, MS가 시간당 120 킬로미터를 초과한 속도로 이동중일 때, MS는 수신된 신호의 결과적인 도플러 시프트를 완전히 보정할 수 없어, MS는 수신된 신호를 올바르게 복조할 수 없게 된다. 또한, MS가 과도한 고속으로 이동할 때, 현 핸드오프들이 완료되기도 전에 새로운 핸드오프들이 지시될 수 있어, 시스템 무능이 되어 통화가 끊어질 수도 있게 된다. 또한, 파일럿들 및 관련된 BS들은 너무 빈번하게 인접 세트를 옮기게 되어 인접 세트는 다소 무용해진다.
따라서, 고속으로 이동하는 MS에 관하여 핸드오프들 및 도플러 보정을 수행하기 위한 방법 및 장치에 대한 필요성이 존재한다.
고속으로 이동하는 MS에 관하여 핸드오프들 및 도플러 보정을 수행하기 위한 방법 및 장치에 대한 필요성을 해결하기 위해서, 이동국의 이동에 기초하여 고속 동작 모드로 비-고속 동작 모드로 전환하는 통신 시스템이 제공된다. 통신 시스템이 고속 동작 모드일 때, 통신 시스템은 이동국 또는 제어기의 고속 인접(Neighbor) 세트로부터 파일럿들을 프로모트한다. 통신 시스템이 비-고속 동작 모드일 때, 통신 시스템은 이동국 또는 제어기의 인접 세트로부터 파일럿들을 프로모트한다. 통신 시스템은 이동국과 동일 장소에 있을 때 이동국과, 이동국에 서비스하는 라디오 액세스 네트워크 간에 통신 링크를 제공할 수 있는 고속 리피터(repeater)를 또한 포함할 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 실시예는 고속 환경에서 무선 통신의 방법을 포함한다. 상기 방법은 이동국에 의해, 고속 인접 세트 및 인접 세트를 유지하는 단계, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하는 단계, 및 상기 이동국이 고속 환경에서 동작할 때, 파일럿 신호들의 프로모션을 위해 상기 고속 인접 세트를 이용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 이동국을 포함하고, 상기 이동국은, 복수의 인접 세트들을 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스로서, 상기 복수의 인접 세트들 중 제 1 인접 세트는 인접 세트를 포함하고, 상기 복수의 인접 세트들 중 제 2 인접 세트는 고속 인접 세트를 포함하는, 상기 복수의 인접 세트들을 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스를 포함한다. 또한 이동국은, 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합된 프로세스로서, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하고, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 파일럿 신호들의 프로모션을 위해 상기 고속 인접 세트를 이용하는 상기 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 인접 세트들을 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스를 포함하는 라디오 액세스 네트워크 제어기를 포함한다. 또한 라디오 액세스 네트워크 제어기는 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합되어, 상기 제어기에 의해 서비스되는 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하는 프로세서를 포함한다. 상기 이동국이 고속 환경에서 동작할 때, 프로세서는 상기 복수의 인접 세트들 중 제 1 인접 세트를 조정하고, 상기 복수의 인접 세트들 중 상기 제 1 인접 세트의 상기 조정에 기초하여 파일럿을 프로모트하라는 명령을 전달한다. 이동국이 고속 환경에서 동작하지 않을 때, 프로세서는 상기 복수의 인접 세트들 중 제 2 세트의 인접 세트를 조정하고, 상기 복수의 인접 세트들 중 상기 제 2 인접 세트의 상기 조정에 기초하여 파일럿을 프로모트하라는 명령을 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 고속 환경에서 이동국을 동작시키기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하는 단계, 이동국에 의해, 인접 세트 및 고속 인접 세트를 유지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 고속 인접 세트와 관련된 파일럿 신호들에서 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 탐색하는 단계, 및 상기 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 결정한 것에 응답하여, 활성 세트를 수정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 이동국을 포함하고, 상기 이동국은 인접 세트 및 고속 인접 세트를 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스, 및 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합된 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하고, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 상기 고속 인접 세트와 관련된 파일럿 신호들에서 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 탐색하고, 상기 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 결정한 것에 응답하여, 활성 세트를 수정한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 고속 환경에서 파일럿 신호들을 프로모트하기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 이동국에 의해, 인접 세트 및 고속 인접 세트를 유지하는 단계, 상기 인접 세트 및 상기 고속 인접 세트 중 적어도 하나와 관련된 파일럿 신호들에서 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 탐색하는 단계, 상기 문턱값보다 강한 파일럿 신호를 결정할 때, 상기 파일럿 신호에 관한 정보를 송신하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한, 상기 파일럿 신호에 관한 정보를 송신한 것에 응답하여, 상기 파일럿 신호를 활성 세트로 프로모트하라는 명령들을 수신하는 단계, 및 상기 명령을 수신한 것에 응답하여, 상기 파일럿 신호를 상기 활성 세트로 프로모트하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 라디오 액세스 네트워크 제어기를 포함하고, 상기 라디오 액세스 네트워크 제어기는, 인접 세트 및 고속 인접 세트를 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스, 및 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 문턱값보다 강한 파일럿 신호에 관한 정보를 상기 이동국으로부터 수신하고, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하며, 상기 정보를 수신한 것과 상기 이동국이 고속 환경에 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 고속 인접 세트를 조정하고 이 조정에 대응하여 정보를 상기 이동국에 전달한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 라디오 액세스 네트워크 제어기를 포함하고, 상기 라디오 액세스 네트워크 제어기는 인접 세트 및 고속 인접 세트를 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스를 포함한다. 라디오 액세스 네트워크 제어기는, 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합되어, 이동국이 고속 환경에서 동작하는지를 결정하며, 상기 이동국이 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 고속 인접 리스트를 상기 이동국에 전달하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 이동국을 포함하고, 상기 이동국은, 복수의 인접 세트들을 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스로서, 상기 복수의 인접 세트들 중 제 1 인접 세트는 인접 세트를 포함하고, 상기 복수의 인접 세트들 중 제 2 인접 세트는 고속 인접 세트를 포함하는, 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스를 포함한다. 이동국은 또한, 무선 기반시설로부터, 상기 복수의 인접 세트들 중 적어도 하나를 수정하라는 명령을 수신하는 수신기, 및 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스 및 상기 수신기 각각에 결합되어, 상기 수신된 명령들에 응답하여 상기 복수의 인접 세트들 중 상기 적어도 하나를 수정하는 프로세서를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 고속 환경에서 무선 통신 서비스들을 제공하기 위한 방법을 포함하고, 상기 방법은, 적어도 부분적으로, 리피터의 이동에 기인한 주파수 시프트를 결정하는 단계, 제 1 주파수 오프셋을 상기 리피터에 의해 수신된 제 1 신호에 적용하는 단계, 제 2 주파수 오프셋을 상기 리피터에 의해 송신된 제 2 신호에 적용하는 단계를 포함하고, 상기 제 1 주파수 오프셋 및 상기 제 2 주파수 오프셋의 각각의 주파수 오프셋은, 상기 결정된 주파수 시프트에 기초한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 고속 환경에서 동작할 수 있는 리피터를 포함한다. 상기 리피터는, 상기 고속 환경에서 동작할 때, 적어도 부분적으로 상기 리피터의 이동에 기인한 주파수 시프트를 결정하고, 상기 고속 환경에서 동작할 때, 상기 리피터에 의해 수신된 제 1 신호에 제 1 주파수 오프셋을 적용하고, 상기 고속 환경에서 동작할 때, 상기 리피터에 의해 송신된 제 2 신호에 제 2 주파수 오프셋을 적용하는 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 주파수 오프셋 및 상기 제 2 주파수 오프셋 각각은 상기 결정된 주파수 시프트에 기초한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 리피터를 포함하고, 상기 리피터는, 이동국 기능을 저장하는 적어도 하나의 메모리, 및 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스에 결합된 프로세서를 포함한다. 프로세서는 상기 이동국 기능을 실행하고, 상기 이동국 기능을 실행함으로써, 라디오 액세스 네트워크(RAN)와 관련된 캐리어 및 변조 방식 중 적어도 하나를 결정할 수 있으며, 상기 RAN와 관련된 캐리어 및 변조 방식 중 상기 적어도 하나를 결정한 것에 응답하여, 상기 RAN와 관련된 주파수들에 자동으로 동조한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 고속 환경에서 이동국을 동작시키기 위한 방법을 포함한다. 상기 방법은 복수의 인접 리스트들을 유지하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 인접 리스트들 중 제 1 인접 리스트는 고속 인접 리스트를 포함하고, 상기 복수의 인접 리스트들 중 제 2 인접 리스트는 비-고속 인접 리스트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 이동국을 포함하고, 상기 이동국은, 복수의 인접 리스트들을 유지하는 적어도 하나의 메모리 디바이스로서, 복수의 인접 리스트들 중 제 1 인접 리스트는 고속 인접 리스트를 포함하고, 상기 복수의 인접 리스트들 중 제 2 인접 리스트는 비-고속 인접 리스트를 포함하는, 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스를 포함한다. 이동국은 무선 기반시설로부터, 상기 복수의 인접 리스트들 중 적어도 하나의 리스트를 수정하라는 명령을 수신하는 수신기, 및 상기 적어도 하나의 메모리 디바이스 및 상기 수신기 각각에 결합되어, 상기 수신된 명령에 응답하여 상기 복수의 인접 리스트들 중 상기 적어도 하나의 리스트를 수정할 수 있는 프로세서를 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템의 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 기지국의 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 라디오 액세스 네트워크 제어기의 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 이동국의 블록도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 고속 리피터의 블록도.
도 6은 본 발명의 여러 가지 실시예들에 따른 도 1의 통신 시스템의 고속 동작 모드의 논리 흐름도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 고속 모드로 동작하는 도 1의 통신 시스템의 논리 흐름도.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 고속 모드로 동작하는 도 1의 통신 시스템의 논리 흐름도.
본 발명을 도 1 내지 도 8을 참조하여 보다 완전하게 기술한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 시스템(100)의 블록도이다. 통신 시스템(100)은 복수의 기지국들(BS)(120-129)을 포함하는 라디오 액세스 네트워크(Radio Access Network; RAN)(114)를 포함한다. 복수의 BS들(120-129) 중 각각의 BS는 BS에 의해 서비스되는 각각의 비-고속 유효범위 영역, 또는 셀(130-139) 내의 이동국들과 인터페이스하는 적어도 하나의 BTS(Base Transceiver Station)를 포함한다. 통신 시스템(100)은 복수의 BS들(120-129)의 각 BS에 결합된, 바람직하게는 CBSC(Centralized Base Station Controller)인 RAN 제어기(116)를 또한 포함한다. RAN 제어기(116)는 RAN 제어기에 의해 서비스되는 각각의 이동국(MS)에 대해 MS의 위치에 대한 기록과 MS가 관여한 핸드오프 수를 유지하는 이동성 관리자(Mobility Manager; MM)(118)를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, RAN 제어기(116)는 복수의 BS들(120-129) 간에 분포될 수 있다. RAN(114) 및 RAN 제어기(116)를, 총괄하여 여기서는 지상 무선 기반시설이라 칭한다.
통신 시스템(100)은 셀룰러 전화, 무선전화, 개인용 컴퓨터(PC) 또는 랩탑 컴퓨터 같은 데이터 단말 장비(DTE)와 관련된 무선 모뎀, 또는 무선 통신능력을 갖춘 PDA(Personal Digital Assistant)와 같은 이동국(MS)(106)을 또한 포함한다. MS(106)에는 제 1 공중 인터페이스(108) 및/또는 제 2 공중 인터페이스(100), 리피터(104) 및 제 3 공중 인터페이스(112)의 조합을 통해, RAN(114)에 의한, 특히 통신 시스템(100)의 복수의 BS들(120-129) 중 하나의 BS에 의한 무선 통신 서비스들이 제공된다. 각각의 공중 인터페이스(108, 110, 112)는 복수의 통신 채널들, 바람직하게는 적어도 하나의 페이징 채널, 적어도 하나의 순방향 제어 채널, 및 적어도 하나의 순방향 트래픽 채널을 포함하는 순방향 링크를 포함한다. 각각의 공중 인터페이스(108, 110, 112)는 복수의 통신 채널들, 바람직하게는 액세스 채널, 적어도 하나의 역방향 제어 채널, 및 적어도 하나의 역방향 트래픽 채널을 포함하는 역방향 링크를 또한 포함한다.
고속으로 이동할 수 있는 운송 수단(102), 이를테면 항공기 같은 육상 운송 수단 또는 고속 열차 같은 육상 운송 수단이 통신 시스템(100)에서 운행하고 있을 때, 통신 시스템은 운송 수단 내에 설치된 고속 리피터(104)를 또한 포함할 수 있다. MS(106)와 같은 MS가 운송 수단(102) 내에 있을 때, MS는 RAN과 직접 통신하는 대신 고속 리피터(104)를 통해 RAN과 통신할 수 있다. MS는 고속 리피터(104)와 동일한 장소에 있기 때문에, MS 및 리피터 각각은 RAN(114)과 교환되는 신호들에 관하여 대략 동일한 도플러 시프트를 경험한다. 결국, 고속 리피터(104)는 MS가 자신에 제공할 수 없는, MS에 대한 도플러 시프트 보정을 제공할 수 있다. 또한, MS(106)와 동일 장소에 있는 고속 리피터(104)를 제공함으로써, MS는 MS가 RAN(114)에 직접 신호들을 만족스럽게 송신하는데 필요한 전력 레벨들보다 낮은 전력 레벨들로 송신할 수 있다. MS(106)의 송신 전력 레벨을 감소시킴으로써, MS가 RAN(114) 또는 고속 리피터(104)를 수반하는 다른 통신들과의 MS 간섭의 가능성이 감소된다. 또한, MS(106)의 송신 전력 레벨을 감소시킴으로써, 전력을 MS에 공급하는, 배터리와 같은 제한된 수명을 갖는 전원이 보존될 수 있다.
통신 시스템(100)은 무선 패킷 데이터 통신 시스템을 포함한다. MS(106)와 같은 MS가, 통신 시스템(100)의 기반시설에 접속된 외부 네트워크(도시되지 않음)와의 패킷 데이터 접속을 수립하기 위해서, 리피터(104), BS들(102-109), 및 RAN 제어기(116) 각각은 공지된 무선 전기통신 프로토콜들(wireless telecommunication protocols)에 따라 동작한다. 공지된 프로토콜들에 따라 동작함으로써, MS(106)의 사용자는 MS(106)이 기반시설과 통신할 수 있고 기반시설을 통해 외부 네트워크와의 패킷 데이터 통신을 수립할 수 있을 것임을 확신할 수 있다. 바람직하게, 통신 시스템(100)은 공중 인터페이스들(108, 110, 112)의 각각의 통신 채널이 월시 코드(Walsh code) 같은 적어도 하나의 직교 코드를 포함하는, cdma2000 또는 1xEVDO 시스템들에 대해 호환성 표준을 제공하는, 3GPP2 및 TIA/EIA(Telecommunications Industry ASSOCIATION/ELECTRONIC Industries Association) IS-2000, 또는 IOS(Inter Operability Specification), 표준에 따라 동작한다. 표준은 라디오 시스템 파라미터들 및 호(call) 처리 절차들을 포함하는, 무선 전기통신 시스템 운영 프로토콜들을 명시한다. 그러나, 당업자들은 통신 시스템(100)이 이를테면 W-CDMA같은 다른 CDMA 기술들, GSM(Global System for Mobile communication) 통신 시스템, 시분할 다중접속(TDMA) 통신 시스템, 주파수 분할 다중접속(FDMA) 통신 시스템, 또는 직교 주파수 분할 다중접속(OFDM) 통신 시스템 같은 다양한 무선 패킷 데이터 통신 시스템들 중 어느 하나에 따라 동작할 수 있음을 안다.
MS(106)와 같은, 통신 시스템(100)의 MS가 활성 통신에 관여할 때, MS는 MS의 활성 세트로 복수의 BS들과 무선 통신하는 소프트 핸드오프(SHO) 모드로 동작한다. 즉, 활성 통신에 관여되었을 때, MS는 MS의 활성 세트의 파일럿에 대응하는 패킷들을 각 BS에 멀티캐스팅한다. 예를 들면, MS(106)이 비-고속 모드로 동작하고 있을 때, MS는 셀(130)에 서빙 BS(120)에 의해 서비스될 수 있고, 셀(131)에 서비스하는 BS(121)와 셀(132)에 서비스하는 BS(122)와 3-way 소프트 핸드오프할 수 있다. 현재 MS에 서비스를 행하는 셀들과 관련된 BS들에 대응하는 파일럿 신호들, 즉, BS(120), BS(121), 및 BS(122)에 대응하는 파일럿 신호들(이하, "파일럿들"이라 함)은 MS의 활성 세트이다. 즉, MS는 BS들(120, 121, 122)와 소프트 핸드오프(SHO)하고 있고, 이들 BS들은 MS에 서비스를 행하는 셀들(130, 131, 132)과 관련되고, 이들 BS들은 MS의 활성 세트이다.
본 발명의 또 다른 실시예로서, "섹터화된(sectorized)" 실시예에서, 각 셀(130-139)은 복수의 지리적인 섹터들로 분할될 수 있다. 복수의 지리적인 섹터들의 각각의 섹터는 셀에 서비스를 행하는 BS 내에 포함된 BTS에 의해 서비스된다. 섹터화 실시예에서, 셀의 섹터 내 있는 MS는 섹터에 서비스하는 BTS에 의해 서비스되며, MS의 활성 세트는 MS에 서비스를 행하는 BTS와 관련된 파일럿과 셀의 다른 섹터들 또는 다른 셀들의 섹터들에 서비스하는 BTS들와 관련된 파일럿들을 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BS(120-129)의 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 각 BS(120-129)는 안테나(204)에 결합된 적어도 하나의 BTS(202)를 포 함한다. 안테나(204)는 실질적으로 지면과 동일 면이고 또한 지상 기반 통신 디바이스들에 통신 서비스들을 제공하도록 설계된 라디오 주파수(RF) 신호 방사 패턴(signal radiation pattern)을 발생시키는 적어도 하나의 안테나 요소(206)(9개가 도시됨)를 포함한다. 섹터화 실시예에서, 안테나(204)는 복수의 안테나 섹터들로 분할되는 지향성 안테나(directional antenna)일 수 있으며, 복수의 안테나의 각각의 섹터는 대응하는 셀의 복수의 지리적인 섹터들의 각각의 지리적인 섹터에 대응하며 이 각각의 지리적인 섹터에 통신 서비스를 제공한다. 각각의 안테나 섹터는 복수의 안테나 요소들을 포함하는 안테나 어레이를 포함한다. 안테나 어레이를 이용하여 이에 의해 서비스를 받는 셀 섹터 내에 놓인 MS에 신호들을 방송함으로써, BS는 신호들의 방송을 위한 수많은 공지된 빔 형성(beamforming) 방법들 중 하나를 이용할 수 있다.
BS(120-129)가 BS들(120, 126-129)과 같은 고속 BS일 때, 안테나(204)는 비-지상 통신 디바이스들에 신호들의 송신 및 이들로부터의 신호들의 수신을 위해 하나 이상의 비-지상 안테나 요소들(208)(하나만이 도시되어 있음)을 또한 포함할 수 있다. 하나 이상의 비-지상 안테나 요소들(208)은 적어도 하나의 안테나 요소(206)의 방사 패턴이 포함되는 수평면보다는 위의 라디오 주파수(RF) 신호 방사패턴을 발생하며, 그럼으로써 적어도 하나의 안테나 요소(206)에 의해 송신되는 신호들과의 간섭을 피한다. 또한, 하나 이상의 비-지상 안테나 요소들(208)로부터 방사되는 라디오 신호들의 분극화(polarization)는 적어도 하나의 안테나 요소(206)로부터 방사되는 라디오 신호들의 극성에 실질적으로 직교하도록 설계될 수 있고, 그럼 으로써 적어도 하나의 안테나 요소(206)에 관하여 하나 이상의 비-지상 안테나 요소들(208)에 의해 야기되는 어떠한 간섭이든 더욱 최소화될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 비-지상 안테나 요소들(208)에 의해 방사되는 빔들은, 적어도 하나의 안테나 요소(206)에 의해 방사되는 빔들의 수평 분극과는 반대로, 수직으로 분극화될 수 있다.
각각의 고속 BS(120, 126-129)는 BS와 관련된 비-고속 유효범위 영역, 즉, 유효범위 영역들(130, 136-139) 내에 위치한 MS들에 통신 서비스들을 제공하는 것 외에도, BS와 관련된 각각의 고속 유효범위 영역(140, 146-149) 내 위치한 MS들에도 통신 서비스들을 제공한다. 고속 유효범위 영역들(140, 146-149)은, MS가 고속 모드로 동작하고 있을 때, MS의 감소된 핸드오프들의 바람직함에 기인해서, 아울러 BS에 의해 보다 넓은 유효범위 영역을 가능케 하는 것인, 고속 비행기에 놓인 MS가 BS와 종종 LOS(line-of-sight) 통신한다는 사실에 기인해서, 각각의 비-고속 유효범위 영역들(130, 136-139)보다는 더 넓을 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 RAN 제어기(116)의 블록도이다. RAN 제어기(116)는 이를테면 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들(DSP), 이들의 조합들 또는 당업자들에 공지된 이외 다른 디바이스들 등의 프로세서(302), 및 데이터 및 대응하는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램들을 유지하는, 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 및/또는 판독 전용 메모리(ROM) 또는 이들의 등가물 같은 하나 이상과 관련된 메모리 디바이스들(304)을 포함한다. 다른 언급이 없는 한, RAN 제어기 (116) 또는 MM(118)에 의해 수행되는 모든 기능들은 RAN 제어기의 프로세서(302)에 의해 수행된다.
하나 이상의 메모리 디바이스들(304)은 제어기에 의해 서비스되는 BS(120) 같은 각각의 BS에 대해 인접 세트(306) 및 고속 인접 세트(308)를 또한 유지한다. 인접 세트(306)는 현재 MS와 관련된 활성 세트 또는 후보 세트에는 없으나 통신 시스템(100)이 비-고속 동작 모드일 때 핸드오프에 가능한 후보들인 파일럿 리스트를 포함한다. 유사하게, 고속 인접 세트(308)는 현재 MS와 관련된 활성 세트 또는 후보 세트에는 없으나 통신 시스템(100)이 고속 동작 모드일 때, 핸드오프에 가능한 후보들, 즉 핸드오프에 가능한 후보들이고 고속 BS들와 관련된 파일럿들인 파일럿 리스트를 포함한다.
MM(118)은 프로세서(302) 내에 구현되고 제어기의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304)이다. MM(118)은 RAN(114)와 관련된 활성 세트들, 활성 세트들, 인접 세트들, 및 고속 인접 세트들 멤버들을 정의함으로써 이동성의 관리하고, 멀티캐스트/멀티리스트 그룹들을 중재하는 것을 행한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MS(106)의 블록도이다. MS(106)는 이를테면 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들(DSP), 이들의 조합들 또는 당업자들에 공지된 이외 다른 디바이스들 등의 프로세서(406)에 결합된 수신 유닛(402) 및 송신 유닛(404), 및 데이터 및 대응하는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램들을 유지하는, 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 및/또는 판독 전용 메모리(ROM) 또는 이들의 등가물 같은 하나 이상의 관련된 메모리 디바이스들(408)을 포함한다. 다른 언급이 없는 한, MS(106)에 의해 수행되는 모든 기능들은 수신 유닛(402)을 통해 신호들을 수신하고 송신 유닛(404)을 통해 신호들을 송신하는, MS의 프로세서(406)에 의해 수행된다.
하나 이상의 메모리 디바이스들(408)은 활성 세트(410), 인접 세트(412) 및 잔여 세트(414)를 유지한다. 활성 세트(306)는 MS가 활성 통신에 관여되었을 때, MS에 할당되는 순방향 트래픽 채널과 관련된 파일럿 리스트, 또는 MS가 휴지 모드일 때, 페이징 채널 또는 MS에 의해 감시되는 순방향 제어 채널과 관련된 파일럿 리스트를 포함한다. 인접 세트(412)는 현재 MS의 활성 세트 또는 후보 세트에 존재하지 않지만 핸드오프에 가능한 후보들인 파일럿 리스트를 포함한다. 잔여 세트(414)는 활성 세트(410), 후보 세트, 인접 세트(412), 또는 MS의 고속 인접 세트(416)의 멤버가 아닌 통신 시스템(100) 내의 모든 다른 BS들와 관련된 파일럿 리스트를 포함한다. 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)은 고속 BS들과 관련된 파일럿 리스트를 포함하고 MS의 활성 세트 또는 후보 세트엔 현재 존재하지 않지만 핸드오프를 위해 가능한 후보들인 고속 인접 세트(416)를 또한 유지한다. MS(106)가 고속 인접 세트(416)를 포함할 때, 고속 인접 세트의 파일럿들은 잔여 세트의 파일럿들 중 포함되지 않는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 고속 리피터(104)의 블록도이다. 리피터(104)는 이를테면 하나 이상의 마이크로프로세서들, 마이크로제어기들, 디지털 신호 프로세서들(Digital Signal Processor; DSP), 이들의 조합들 또는 당업자들에 공지된 이외 다른 디바이스들 등의 프로세서(506)에 결합된 수신 유닛(502) 및 송신 유닛(504)을 포함한다. 리피터(104)는 또한, 데이터 및 대응하는 프로세서에 의해 실행될 수 있는 프로그램들을 유지하는, 이를테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 및/또는 판독 전용 메모리(ROM) 또는 이들의 등가물 같은 하나 이상과 관련된 메모리 디바이스들(508)을 포함한다. 다른 언급이 없는 한, 리피터에 의해 수행되는 모든 기능들은 수신 유닛(502)을 통해 신호들을 수신하고 송신 유닛(504)을 통해 신호들을 송신하는, 리피터의 프로세서(506)에 의해 수행된다.
하나 이상의 메모리 디바이스들(508)에는 통상 MS들과 관련된 기능들을 리피터(104)가 수행하도록 하는 데이터 및 프로그램들 같은 이동국(MS)의 기능성(510), 특히 복수 주파수 대역들에서 동작할 수 있고 또한 복수의 통신 시스템들, 이를테면 다음으로 한정되는 것은 아니라, 두 개 이상의 CDMA, GSM 및 TDMA에서 동작할 수 있는 MS들 같은 복수-대역 및 복수 모드 MS들의 기능성이 내장되어 있다. 특히, 리피터(104), 및 특히 하나 이상의 메모리 디바이스들(508)은 리피터, 및 특히 프로세스(506)에 RAN(114)의 파일럿들 및 페이징 채널들을 스캔하도록 RAN와 관련된 캐리어 및/또는 변조 방식을 결정하게 하는 프로그램들을 포함한다. RAN와 관련된 캐리어 및/또는 변조 방식이 결정되었을 때, 리피터(104)는 복수-대역 복수-모드 MS가 MS에 의해 검출된 통신 시스템의 주파수들에 동조하는 바와 동일한 방식으로, RAN의 순방향 링크 및 역방향 링크와 관련된 주파수들에 자동으로 동조한다. 결국, 리피터가 설치된 운송 수단, 즉 운송 수단(102)이 각종의 통신 시스템들 간 에서 이동할 때, 리피터는 현재 설치된 시스템이 무엇이든 이 시스템에서 동작하도록 자동으로 스스로를 구성할 수 있다.
통신 시스템(100)은 품질이 저하된 제 1 공중 인터페이스에서 보다 높은 품질의 다른 공중 인터페이스로 BS(106)를 핸드오프시킬 수 있는 핸드오프 절차들을 포함한다. MS(106)이 비-고속 환경에서 동작할 때, 즉, MS(106)이 정지해 있거나 저속으로, 이를테면 시간당 120킬로미터 미만의 속도로 이동하고 있을 때, 통신 시스템(100)은 공지된 핸드오프 기술들에 따라 MS의 핸드오프를 제공한다. 예를 들면, MS(106)이 트래픽 채널 상에서 활성 상태이고 제 1 BS에 의해 서비스될 때, MS는 인접 BS들, 즉, 인접 세트(412) 내 BS들의 파일럿 채널들에서 문턱값보다 충분히 강한 파일럿을 계속적으로 탐색한다. MS는 이를 제 1 서빙 BTS에 알린다. MS가 제 1 BS, 즉 BS(120)에 의해 서비스되는 제 1 셀로부터 제 2 BS, 즉 BS(124)에 의해 서비스되는 제 2 셀로 이동할 때, 통신 시스템(100)은 인접 세트(412)로부터 어떤 파일럿들, 이를테면 BS들(124, 124)과 관련된 파일럿들을 활성 세트(410)로 프로모트한다. 서빙 BS, 즉 BS(120)는 파일럿들의 프로모션을, 트래픽 채널로 방송되는 인접 리스트 업데이트 메시지를 통해 MS에 알린다. 인접 리스트 업데이트 메시지를 수신할 때, MS(106)는 인접 세트(412) 및 활성 세트(410) 내에 유지된 파일럿 리스트를 적절히 변경한다. 새로운 BS가 활성 세트(210)에 부가되었을 때, MS(106)는 새로운 BS와의 통신을 시작한다. MS(106)는 BS가 활성 세트로부터 드롭될 때 이전 BS과의 통신을 종료한다.
MS(106)가 고속 환경에서 동작할 때, 즉 MS가 고속으로, 이를테면 시간당 120킬로미터보다 빠른 속도로 이동하는 운송 수단(102)과 같은 운송 수단에 있을 때, MS의 통상의 동작 및 핸드오프에 문제들이 따른다. 통상, MS는 MS가 시간당 120킬로미터 미만의 속도로 이동함에 따른 수신된 신호들에 도플러 시프트들을 정정하기 위한 메커니즘을 포함한다. 그러나, MS가 과도한 속도, 예를 들면 MS가 도플러 시프트 보정을 제공하게 설계된 최대 속도를 초과한 속도로 이동할 때, MS는 수신된 신호의 결과적인 도플러 시프트를 완전하게 보정할 수 없다. 또한, MS가 과도한 속도로 이동할 때, 현 핸드오프들이 완료되기도 전에 새로운 핸드오프들이 지시될 수 있어, 시스템 무능이 되어 통화가 끊어질 수도 있게 된다. 또한, 파일럿들 및 관련된 BS들이 너무 빈번하게 인접 세트(412)를 이동될 수 있어, 인접 세트는 다소 무용해진다.
결국, MS(106)와 같은 MS가 고속 환경에서 동작하고 있을 때, 통신 시스템(100)은 고속 동작 모드로 전환한다. 도 6은 본 발명의 여러 실시예들에 따른 통신 시스템(100)의 고속 동작 모드의 논리 흐름도(600)이다. 논리 흐름도는 MS(106)가 통신 시스템(100)에서 활성화되었을 때(604) 시작한다(602). 통신 시스템에서 활성화되었을 때, RAN 제어기(116)는 하나 이상의 인접 리스트 및 고속 인접 리스트를 MS에 제공하고 MS는 이를 RAN 제어기(116)로부터 수신한다(608). 인접 리스트는 RAN 제어기(116)의 인접 세트(306)에 포함된 파일럿들에 기초한다. 고속 인접 리스트는 RAN 제어기(116)의 고속 인접 세트(308)에 포함된 파일럿들에 기초한다. MS(106)이 휴지 모드에 있는 본 발명의 일 실시예에서, RAN 제어기(116)는 인접 리스트 및 고속 인접 리스트를 페이징 채널을 통해 MS에 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106)이 순방향 트래픽 채널 상에서 활성 상태인 경우, RAN 제어기(116)는 인접 리스트 및/또는 고속 인접 리스트를 순방향 트래픽 채널을 통해 MS에 제공할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, RAN 제어기(116)는 후술된 바와 같이 MS가 고속 환경에서 동작하고 있는 것으로 결정된 것에 응답하여, 순방향 트래픽 채널을 통해 고속 인접 리스트를 MS에 전달할 수 있다.
MS(106)이 RAN(114)과, 특히 서빙 BS(120)와 통신하고 있을 땐 언제든, MS는 RAN과 직접적으로, 즉 공중 인터페이스(108)를 통해서, 또는 리피터(104) 및 공중 인터페이스들(110, 112)을 통해서 통신할 수 있다. 여기서 순방향 링크, 페이징 채널, 순방향 트래픽 채널, 및 순방향 제어 채널이라 하는 것은 공중 인터페이스(108) 또는 공중 인터페이스들(110, 112)의 순방향 링크, 페이징 채널, 순방향 트래픽 채널, 및 순방향 제어 채널을 말한다. 마찬가지로, 여기서 역방향 링크, 액세스 채널, 역방향 트래픽 채널, 및 역방향 제어 채널이라 하는 것은 공중 인터페이스(108) 또는 공중 인터페이스들(110, 112)의 역방향 링크, 페이징 채널, 역방향 트래픽 채널, 및 역방향 제어 채널을 말한다.
하나 이상의 인접 리스트 및 고속 인접 리스트를 수신할 때, MS(106)은 MS의 하나 이상이 메모리 디바이스들(408)에, 수신된 인접 리스트를 인접 리스트(412)로서 저장하고(610) 및/또는 고속 인접 리스트를 고속 인접 세트(416)로서 저장한다. 통상, 인접 세트(306) 및 인접 리스트 각각은 MS의 활성 세트와 관련된 BS들에 인접한 복수의 BS들 각각에 대응하는 파일럿 리스트를 포함한다. 인접 세트 및 인접 리스트와는 대조적으로, 고속 인접 리스트는 복수의 지리적으로 다른 BS들, 이를테 면 BS들(120, 126-129), 즉 '고속' BS들 각각에 대응하는 파일럿 리스트를 포함한다. 예를 들면, 고속 인접 세트(308) 및 고속 인접 리스트 각각은 매 "N번째" BS와 관련된 파일럿들을 포함할 수 있는데, 'N' 값은 통신 시스템(100)의 설계자가 정한다. 본 발명의 일 실시예에서, 고속 인접 세트(308) 및 고속 인접 리스트와 관련된 BS들의 분포는 MS가 고속으로 이동할 때, 핸드오프 수가 최소화되도록 결정되고, BS들은, 고속으로 이동하는 MS가 활성 세트의 어떤 BS와 관련된 신호의 품질이 수용 불가능한 레벨로 약해졌을 때, 수용 가능한 신호를 발견할 수 없을 정도로 넓게 분산되지는 않는다. 또한, 고속 인접 세트(308) 및 고속 인접 리스트 각각과 관련된 BS들은 MS가 소프트 핸드오프 모드로 동작할 수 있게 충분히 가까이 있을 수 있다.
통신 시스템(100), 특히 MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 MS(106)이 고속 환경에서 동작하고 있는지를 또한 결정한다. MS(106)이 휴지 모드일 때, MS는 MS가 고속 환경에서 동작하고 있는지를 스스로가 결정할 수 있다. MS가 트래픽 채널로 실제 통신에 관여되었을 때, RAN(114), 특히 MS에 서비스를 행하는 BS, 즉 BS(120), 또는 RAN 제어기(116)는 MS가 고속 환경에서 동작하고 있는지를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 소정의 기간 내에서 MS에 의해 결정된 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 품질에 기초하여 MS(106)가 고속 환경에서 동작하고 있는지를 결정할 수 있다. MS(106)이 휴지 모드일 때, MS가 통신 시스템(100)을 통해 이동할 때, MS는 활성 세트(410) 및 인접 세트(412)와 관련된 BS들의 파일럿들을 계속적으로 감시한다. 주기적으로, MS(106)는 MS(106)에 의해 감시된 각 파일럿에 관한 품질 메트릭, 이를테면 프레임 오류율, 신호 대 잡음 비(SRN), 또는 신호 강도를 결정한다. MS에 의해 감시되는 파일럿들 각각에 대해 결정된 품질 메트릭들에 기초하여, MS(106)는 최상의 파일럿 신호를 결정한다. MS(106)은 결정된 최상의 파일럿 신호에 관한 정보를 MS의 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)에 저장할 수 있고, 및/또는 이 결정된 최상의 파일럿 신호에 관한 정보를 서빙 BS(120)로 전달할 수 있으며, 그럼으로써 RAN 제어기(116)에 파일럿 강도 측정 메시지(PSMM)로 전달할 수 있다. MS가 최상의 파일럿 신호를 주기적으로 결정한 결과로, 복수의 최상의 파일럿 신호들이 결정된다.
MS(106)에 의해 결정된 복수의 최상의 파일럿 신호들에 기초하여, MS, 서빙 BS, 또는 RAN 제어기(116)는 소정의 기간 내에 결정된 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 양을 결정할 수 있다. 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 양 각각의 최상의 파일럿 신호는 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 양이 다른 최상의 파일럿 신호들과는 다른 것이 바람직하고, 그럼으로써 MS가 복수의 셀들 각각의 주변 영역에서 동작하는 상황 및 MS가 최상의 파일럿을 결정시 복수의 셀들의 파일럿들 간을 옮기는 상황을 고려할 필요가 없게 된다. 그 후, 어떠한 것이든 적합한 MS, 서빙 BS, 또는 RAN 제어기(116)는 소정의 기간 내에 결정된 최상의 파일럿들의 양을 최상의 파일럿 신호 양 문턱값과 비교하고, 최상의 파일럿 신호 양 문턱값은 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 각각 저장되어 있을 수 있다. 소정 기간 내에 결정된 최상의 파일럿들의 양이 최상의 파일럿 신호 양 문턱값을 초과할 때, MS, 서비스 BS, 또는 RAN 제어기(116)는, MS가 고속 환경에서 동작하고 있는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는, MS가 동일한 BS에 의해서 서비스되는 기간에 기초하여 MS가 고속 환경에서 동작하고 있는지를 결정할 수 있다. 즉, MS(106)가 서빙 BS를 바꿀 때마다, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 각각의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 MS가 서빙 BS를 바꾼 시간에 관한 정보를 저장한다. 저장된 시간들에 기초하여, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 각각의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 시간 길이, 즉 MS가 가장 최근에 변경한 서빙 BS에 의해 서비스를 받은 기간을 저장한다. 그 후, MS 또는 RAN 제어기는 결정된 시간 길이를, 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 저장된 시간 문턱값과 비교한다. 시간 길이가 시간 문턱값 미만일 때, MS 또는 RAN 제어기는 MS(106)이 고속 환경에서 동작하고 있는 것으로 결정한다. 그러나, MS가 셀의 주변에서 거의 작동하지 않고, 인접 셀로 이동한 것을 확신하기 위해서, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 결정된 시간 길이가 시간 문턱값 미만이 되는 연속한 횟수를 또한 결정한다. 결정된 시간 길이가 시간 문턱값 미만이 되는 연속한 횟수가, 각각의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 저장될 수 있는 서빙 BS 변경 문턱값을 초과할 때, MS 또는 RAN 제어기는 MS가 고속 환경에서 동작하고 있는 것으로 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106)는 RAN(114)로부터 MS에 의해 수신된 신호들의 도플러 시프트에 기초하여 MS가 고속 환경에서 동작하는지를 결정할 수 있다. MS에 서비스를 행하는 BS로부터 파일럿을 수신할 때, MS(106)는 파일럿의 도플러 시프트를 결정하고, 결정된 도플러 시프트를, 하나 이상의 메모리 디바이스들(304)에 저장된 도플러 시프트 문턱값과 비교한다. 결정된 도플러 시프트가 도플러 시프트 문턱값을 초과할 때, MS는 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, RAN 제어기(116)는 소정의 기간 동안 MS에 연루된 핸드오프들의 양에 기초하여 MS가 고속 환경에서 동작하는지를 결정할 수 있다. MS(106)이 핸드오프에 관여될 때마다, 핸드오프에 관한 정보가 MM(118)에 저장된다. 결국, MM(118)은 MS(106)에 의해 관여되는 핸드오프들의 양의 기록을 유지한다. RAN 제어기(116), 또는 MM(118)은 소정의 기간 동안 MS(106)에 의해 관여된 핸드오프들의 양을 결정하고, 핸드오프들의 양을 핸드오프 양 문턱값과 비교한다. 소정의 기간 동안 관여되는 핸드오프들의 양이 핸드오프 문턱값을 초과할 때, RAN 제어기(116), 또는 MM(118)은 MS(106)이 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정한다.
MS가 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, 통신 시스템(100)은 고속 동작 모드로 전환하고 논리 흐름(600)은 종료한다(616). 본 발명의 일 실시예에서, 본 발명은 통신 시스템(100)이 고속 동작 모드이고 MS(106)가 휴지 모드일 때, MS는 고속 인접 세트(416)를 사용하여 파일럿들을 활성 세트(410)로 프로모트한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 통신 시스템(100)이 고속 동작 모드에 있고 MS(106)이 순방향 트래픽 채널을 통해 통신에 실제 관여하고 있을 때, RAN 제어기(116)는 고속 인접 세트(308)를 사용하여 인접 리스트 업데이트들을 MS(106)에 넣는다. 고속 모드일 때, 고속 인접 세트(416) 또는 고속 인접 세트(308)를 사용하여 파일럿들을 활성 세트(401)로 프로모트함으로써, 통신 시스템(100)은 핸드오프들을 고속 BS들로 제한하기 시작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 MS(106)이 휴지 모드일 때, 통신 시스템(100)에 의한 고속 동작 모드의 논리 흐름도(700)이다. MS(106)은 휴지 모드이기 때문에, RAN(114), 특히 BS(120)와 같은 서빙 고속 BS는 업데이트들을 순방향 트래픽 채널을 통해 고속 인접 리스트(416)로 전달할 수 없다. 논리 흐름도(700)는, MS(106)에서, 전술한 바와 같이, MS가 고속 환경에서 동작하는 것으로 자체 결정할 때(704) 시작한다. MS가 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정된 것에 응답하여, MS는 고속 인접 세트(412)와 관련된 파일럿들에서 문턱값보다 강한 파일럿을 계속적으로 탐색한다(706). 문턱값은 MS의 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)에 유지된다. MS(106)에서 고속 인접 세트(412)와 관련된 파일럿, 예를 들면 BS(128)와 관련된 파일럿이 문턱값보다 강한 것으로 결정할 때(708), MS는 고속 인접 세트(416)로부터 활성 세트(410)로 파일럿을 프로모트한다(710). MS(106)는 활성 세트(410) 내에 포함된 파일럿들에 기초하여 휴지 모드 핸드오프들을 자율적으로 수행한다(712). 그 후 논리 흐름(700)이 종료된다(714).
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 MS(106)가 순방향 트래픽 채널을 통해 통신에 실제 관여할 때, 통신 시스템(100)에 의한 고속 동작 모드의 논리 흐름도(800)이다. MS(106)이 제 1 BS, 이를테면 BS(120)에 의해 하나 이상의 순방향 트래픽 채널들, 이를테면 공중 인터페이스(108)와 관련된 순방향 트래픽 채널 또는 공중 인터페이스들(110, 112) 각각과 관련된 순방향 트래픽 채널들, 및 하나 이상의 역방향 트래픽 채널들, 이를테면 공중 인터페이스들(110, 112) 각각과 관련된 역방향 트래픽 채널들을 통해 서비스될 때 논리 흐름도(800)가 시작한다(802). RAN 제어기(116) 같은 RAN(114) 또는 서빙 BS(120)는, 전술한 바와 같이, MS(106)이 고속 환경에서 동작하고 있는 것으로 결정한다.
MS는 MS의 하나 이상의 메모리 디바이스들(48)에 저장된 인접 세트와 관련된 파일럿들에서 MS의 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)에 유지된 문턱값보다 강한 파일럿을 계속적으로 탐색한다(808). 본 발명의 일 실시예에서, 파일럿들의 탐색시 MS(106)에 의해 이용되는 인접 세트는 활성 모드로 전환하기 전에 휴지 모드의 MS에 의해 가장 최근에 이용된 인접 세트이다. 예를 들면, MS(106)이 가장 최근에, 활성 모드로 전환하기 전에, 비-고속 환경에 있었을 때, 휴지 모드 동안 파일럿들의 탐색 시에 MS에 의해 가장 최근에 이용된 인접 세트는 인접 세트(412)일 수 있다. 따라서, MS(106)은 단계(808)를 수행하면서 인접 세트(412)와 관련된 파일럿들을 탐색한다. 또 다른 예로서, MS(106)이 가장 최근에, 활성 모드로 전환하기 전에 고속 환경에 있었을 때, 휴지 모드 동안 파일럿들의 탐색 시에 MS에 의해 가장 최근에 이용된 인접 세트는 고속 인접 세트(416)일 수 있다. 따라서, MS(106)은 단계(808)를 수행하면서 고속 인접 세트(416)와 관련된 파일럿들을 탐색한다. 그러나, 시스템(100) 설계자는 세트가 단계(808)에서 파일럿들의 탐색 시에 MS에 의해 어느 인접 세트를 이용할 것인지를 결정하기 위한 수많은 알고리즘들 중 어느 하나를 이용할 수 있다.
파일럿이 문턱값보다 강한 것으로 결정되었을 때(810), MS(106)은 RAN(114), 특히 RAN 제어기(116)에 서빙 BS(120)를 통해서 문턱값보다 강한 파일럿 결정을 바람직하게는 파일럿 강도 측정 메시지(PSMM)를 하나 이상의 역방향 트래픽 채널들을 통해 RAN에 전달함으로써 알린다(812). 문턱값보다 강한 파일럿을 결정한 것에 관한 정보를 수신하는 것(814)과, MS(106)가 고속 환경에 동작하는 것으로 결정한 것에 응답하여, 또한, 결정된 파일럿이 고속 BS와 관련될 때, RAN 제어기(116)는 하나 이상의 메모리 디바이스들(304)에 저장된 고속 인접 세트(308)에 유지된 파일럿 리스트를 수정한다(816). 예를 들면, RAN 제어기(114)는 고속 인접 세트(308)에 강한 파일럿을 부가하고/하거나 고속 인접 세트로부터 약한 파일럿을 삭제할 수 있다.
그 후, RAN 제어기(116)는 제어기에 의해 고속 인접 세트(308)에 행해진 조정에 기초하여, 파일럿들을 탐색하고 및/또는 MS에 의해 유지된 활성 세트, 즉 인접 세트(412) 또는 고속 인접 세트(416), 및/또는 활성 세트(410)를 업데이트하기 위해 MS에 의해 이용되는 인접 세트를 업데이트할 것을 MS에 명령하는 메시지를 어셈블링하고 MS(106)로 전달한다(818). 본 발명의 일 실시예에서, 인접 세트 및/또는 활성 세트를 업데이트할 것으로 MS(106)에 명령하는 메시지는, 활성 세트(410)에서 BS를 부가 또는 삭제하거나 새로운 서빙 BS로 핸드오프할 것을 MS(106)에 명령하는 핸드오프 메시지를 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 인접 세트 및/또는 활성 세트를 업데이트할 것을 MS에 명령하는 메시지는 인접 리스트 업데이트 메시지(Neighbor List Update Message; NLUM)를 포함할 수 있다. 본 발 명의 또 다른 실시예에서, 인접 세트 및/또는 활성 세트를 업데이트할 것을 MS에 명령하는 메시지는, MS의 인접 세트 및/또는 활성 세트로의 파일럿들의 프로모션을 알리는 인접 리스트 메시지를 동반한 시스템 구성 메시지 또는 시스템 파라미터 메시지를 포함할 수 있다.
파일럿들을 탐색하고 및/또는 MS의 활성 세트를 업데이트하기 위해 MS에 의해 이용되는 인접 세트를 업데이트할 것을 MS에 명령하는 메시지를 수신할 때(820), MS(106)은, 수신된 메시지에 기초하여, MS에 의해 이용되는 인접 세트 및/또는 활성 세트, 즉, 인접 세트(412), 고속 인접 세트(416), 및/또는 활성 세트를 수정한다(822). 즉, 수신된 메시지에 기초하여, MS(106)는 파일럿을 인접 세트(412), 고속 인접 세트(416), 및/또는 활성 세트(410)로 프로모트한다. 프로모트된 파일럿(들)은 고속 BS들와 관련된 것이며, RAN 제어기(116)에 의해 프로모트된 파일럿(들)이 고속 BS들과 관련된 파일럿들이기 때문이다. MS(106)은 활성 세트에 부가된 새로운 BS와 통신을 시작할 수도 있고(824)/있거나 활성 세트에서 드롭된 이전 BS과의 통신을 종료할 수 있다. MS(106)은, 또한 MS에 의해 이용되는 인접 세트에 부가된 어떤 BS와 관련된 파일럿을 감시하는 것을 시작하고(826) 및/또는 MS에 의해 이용되고, MS의 활성 세트(410) 또는 후보 세트에 부가되지 않은 인접 세트에서 드롭된 어떤 BS와 관련된 파일럿을 감시하는 것을 종료한다. 그 후, 논리 흐름(800)은 종료된다(828).
MS가 과도한 고속으로 이동할 때, 즉 고속 환경에서 동작할 때, 고속 BS들와 관련된 파일럿들만을 MS에 의해 이용되는 인접 세트 및 활성 세트로 프로모트함으로써, 통신 시스템(100)은 일어날 수 있는 핸드오프들 및 최상의 파일럿의 재결정 량을 감소시켜, 시스템 효율을 향상시키며, 시스템 처리 부하를 줄이고, 핸드오프 동안 통화가 끊어질 가능성을 줄인다. 본 발명의 일 실시예에서, 휴지 모드의 MS는, MS가 고속 환경에서 동작하는지를 자체에서 결정한다. MS가 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정될 때, MS는, 인접 세트(412)와는 반대로, MS의 고속 인접 세트(416)와 관련된 파일럿들을 탐색하고, 파일럿들을 MS의 고속 인접 세트에서 활성 세트(410)로 프로모트하는 것으로 전환한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, MS가 트래픽 채널 상에서 활성 상태일 때, RAN 제어기(116)는, MS가 고속 환경에서 동작하는지를 결정한다. MS가 고속 환경에서 동작하는 것으로 결정될 때, RAN 제어기는 인접 세트(306)와는 반대로, RAN 제어기의 고속 인접 세트(308)로부터 MS에 파일럿들을 푸시(push) 것으로 전환한다.
다시 도 6을 참조하여, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 통신 시스템(100)이 고속 동작 모드로 전환하는 것에 그 후, MS(106), 서빙 고속 BS, 이를테면 BS(120), 또는 RAN(114), 특히 RAN 제어기(116)는, MS가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는지를 결정한다(618). MS가 더 이상 고속 환경에 동작하지 않는 것으로 결정되는 것에 응답하여, 통신 시스템(100)은 비-고속의 통상의 동작 모드로 전환한다(620).
본 발명의 일 실시예에서, MS(106)가 휴지 모드일 때, MS(106)은 MS가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 자체에서 결정한다. MS(106)가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 자체에서 결정되었을 때, 통신 시스템(100) 은, MS(106)가 고속 인접 세트(416)와는 반대로 인접 세트(412)와 관련된 파일럿들을 탐색하고, 파일럿들을 인접 세트에서 활성 세트(410)로 프로모션을 자동으로 시작함으로써 비-고속 동작 모드로 전환한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106)가 순방향 트래픽 채널을 통해 통신에 실제 관여될 때, RAN 제어기(116)는, MS(106)가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정한다. MS(106)가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정될 때, 통신 시스템(100)은, RAN 제어기(116)가 MS의 인접 세트 및/또는 활성 세트로 프로모트하기 위해 MS에 고속 인접 세트(312)와는 반대로 인접 세트(306)에 파일럿들을 넣음으로써 비-고속 동작 모드로 전환한다.
본 발명의 일 실시예에서 MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 소정의 기간 내에 MS에 의해 결정된 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 양에 기초하여, MS(106)가 고속 환경에서 동작하는지를 결정할 수 있다. MS(106)가 휴지 모드일 때, 고속 모드로 동작하고 있더라도, MS는 활성 세트(410)와 관련된 BS들 및 인접 세트(412)의 파일럿들을 계속적으로 감시한다. 주기적으로, MS(106)은 각각의 감시된 파일럿에 관하여 품질 메트릭을 결정하고, 품질 메트릭들에 기초하여 최상의 파일럿 신호를 결정한다. MS(106)는 결정된 최상의 파일럿 신호에 관한 정보를 MS의 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)에 저장하고 및/또는 결정된 최상의 파일럿 신호에 관한 정보를 서빙 BS(120)에 전달할 수 있으며, 따라서 RAN 제어기(116)에 전달할 수 있다.
MS(106)에 의해 결정된 복수의 최상의 파일럿 신호들에 기초하여, MS, 서빙 BS, 또는 RAN 제어기(116)는 소정의 기간 내에 결정된 서로 다른 최상의 파일럿 신호들의 양을 결정할 수 있다. 어떠한 것이든 적합한 MS, 서빙 BS, 또는 RAN 제어기(16)는 소정의 기간 내에 결정된 최상의 파일럿들의 양을, 최상의 파일럿 신호 양 문턱값과 비교한다. 소정 기간 내에 결정된 최상의 파일럿들의 양이 최상의 파일럿 신호 양 문턱값 미만일 때, MS, 서빙 BS, 또는 RAN 제어기(116)는, MS가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는 MS가 동일 BS에 의해 서비스되는 기간에 기초하여, MS가 고속 환경에서 동작하고 있는지를 결정할 수 있다. 즉, MS(106)가 MS에 서비스를 행하는 BS를 바꿀 때마다, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는, 각각의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 MS가 서빙 BS를 바꾼 시간에 관한 정보를 저장한다. 저장된 시간들에 기초하여, MS(106) 또는 RAN 제어기(116)는, 각각의 하나 이상의 메모리 디바이스들(304, 408)에 시간 길이, 즉 MS가 가장 최근에 변경한 서빙 BS에 의해 서비스를 받은 기간을 저장한다. 그 후, MS 또는 RAN 제어기는 결정된 시간 길이를 시간 문턱값과 비교한다. 시간 길이가 시간 문턱값을 초과할 때, 또는 결정된 시간 길이가 시간 문턱값을 초과하는 연속한 횟수가 서빙 BS 변경 문턱값을 초과할 때, MS 또는 RAN 제어기는, MS(106)가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, MS(106)는, RAN(114)로부터 MS에 의해 수신된 신호들의 도플러 시프트에 기초하여, MS가 고속 환경에서 동작하는지를 결정할 수 있다. MS에 서비스를 행하는 BS로부터 파일럿을 수신할 때, MS(106)는 파일럿의 도플러 시프트를 결정한다. 결정된 도플러 시프트가 도플러 시프트 문턱값 미만일 때, MS(106)는 MS가 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, RAN 제어기(116)는, 소정의 기간 동안 MS에 연루된 핸드오프들의 양에 기초하여, MS가 고속 환경에서 동작하는지를 결정할 수 있다. MS(106)이 핸드오프에 관여할 때마다, 핸드오프에 관한 정보가 MM(118)에 저장된다. 결국, MM(118)은 MS(106)에 의해 관여되는 핸드오프 양의 기록을 유지한다. RAN 제어기(116)가 소정의 기간 동안 관여되는 핸드오프들의 양이 핸드오프 양 문턱값 미만인 것으로 결정할 때, RAN 제어기(116)는, MS(106)이 더 이상 고속 환경에서 동작하지 않는 것으로 결정한다.
통신 시스템(100)이 고속 동작 모드로 비-고속 동작 모드로 전환하는 것을 제공함으로써, 통신 시스템(100)에 동작의 융통성이 제공된다. 통신 시스템(100)은, MS(106)가 고속으로 이동할 때, 핸드오프 결정을 위해 고속 BS들과 관련된 파일럿을 이용하고, MS(106)가 정지하여 있을 때 또는 고속 미만으로 이동할 때, 파일럿들에 관한 제약을 제거한다. 따라서, 통신 시스템(100)은 MS의 고속에 적응될 수 있는 적응 가능한 핸드오프 동작을 제공한다.
도 6를 참조하여, 전술한 바와 같이, MS(106)가 RAN(114)과, 특히 서빙 BS(120)와 통신할 때 언제든지, MS는 RAN과 직접적으로, 즉, 공중 인터페이스(108)를 통해서, 또는 리피터(104) 및 공중 인터페이스들(110, 112)을 통해서 통신할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에서, MS(106)는 공중 인터페이스(108)를 통해 RAN(114)과 통신을 수립할 수 있다(622). 그러나, 본 발명의 또 다른 실시예에서, MS는 고속 리피터를 포함하는 운송 수단, 이를테면 운송 수단(102) 및 리피터(104) 내에 위치될 수 있다. 이러한 경우, MS(106)는 공중 인터페이스(110), 리피터(104), 및 공중 인터페이스(112)를 통해 RAN(114)과의 통신을 수립할 수 있다(624). MS(106)는, 리피터(104)가 존재하는 것으로 결정될 때, 또는 고속 동작 모드로 전환할 때, 리피터(104)를 통해 통신을 수립할 수 있다.
리피터(104)는 저 전력 비콘, 또는 파일럿, 신호를 주기적으로 송신한다. 본 발명의 일 실시예에서, MS(106)가 BS들의 파일럿들을 감시할 때, MS는 리피터(104)의 비콘 신호에 대해 또한 감시한다. 리피터 비콘 신호를 검출한 것에 응답하여, MS는 비콘 신호의 강도를, 하나 이상의 메모리 디바이스들(408)에 저장된 비콘 신호 강도 문턱값과 비교한다. 검출된 비콘 신호 강도가 비콘 신호 강도 문턱값을 초과할 때, MS는, MS가 고속 모드로 동작하지는 또는 고속 모드로 전환하라는 명령을 받았는지에 관계없이, 통상의 핸드오프를 실행함으로써 리피터(104)와 관련된 공중 인터페이스(112)에 동조한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 핸드오프를 실행하는 대신에, 리피터(104)의 신호들은 RAN(114) 신호의 다중경로 성분과 유사하게 보일 수 있다. 이러한 실시예에서, MS(106)의 핑거 관리자(finger manager)는 RAN(114)의 신호들로부터 리피터 신호들의 시간 지연을 제거할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서, MS(106)는, MS가 이에 고속 모드로 전환할 것을 명령하는 시스템 오버헤드 메시지를 수신할 때까지, 리피터(104)의 비콘 신호를 감시하지 않을 수도 있고, 또는 MS는, 리피터 비콘 신호를 계속적으로 감시할지라도, 공중 인터페이스(112)에 동조하지 않을 수 있다.
고속 동작 모드로 전환하고 공중 인터페이스(112)의 순방향 링크 및 역방향 링크에 동조할 때, MS(106)은 리피터(104)를 통해 RAN(114)과 통신한다. 즉, MS(106)은 RAN(114)으로 전달할 통신들을 공중 인터페이스(112)의 역방향 링크를 통해 리피터(104)로 전달한다. 그 후, 리피터(104)는 MS(106)으로부터 수신된 통신들을 공중 인터페이스(110)의 역방향 링크를 통해 RAN(114)으로 전달한다. 그 후, RAN(114)는 MS(106)에 전달될 통신들을 공중 인터페이스(110)의 순방향 링크를 통해 리피터(104)로 전달한다. 그 후, 리피터(104)는 RAN(114)로부터 수신된 통신들을 공중 인터페이스(110)의 순방향 링크를 통해 MS(106)로 전송한다.
RAN(114)과 통신들을 교환할 때, 리피터(104)는 RAN(114)으로부터 수신 및 RAN(114)에 송신되는 신호들에 도플러 시프트 보정을 제공한다. 고속 도플러 시프트 보정을 제공할 수 있는 리피터를 제공함으로써, 통신 시스템(100)은 MS의 고속 이동, 통상적으로 시간당 120킬로미터를 초과한 이동에 기인한 MS(106) 같은 MS가 도플러 시프트들을 보정하지 못하는 것을 극복한다.
리피터(104)는 통신 시스템(100)의 복수의 BS들(120-129)의 하나 이상의 BS들와 관련된 파일럿들을 감시함으로써 고속 도플러 시프트 보정을 제공한다. 예를 들면, 어떤 특정의 시간에서 MS(106)과 유사하게, 서빙 BS에 의한 무선 통신 서비스들이 리피터(104)에 제공될 수 있고, 이 리피터는 서빙 BS와 관련된 파일럿들을 감시할 수 있다. 리피터(104)는 각각의 수신된 파일럿의 도플러 시프트를 유도하고, 결정된 도플러 시프트에 기초하여, 복수의 도플러 시프트 보정 팩터들을 결정한다. 리피터(104)가 MS(106)와 RAN(114) 간에 교환된 신호들에 관하여 리피터로서 작용할 때, 리피터는 복수의 도플러 시프트 보정 팩터들 중 제 1 도플러 시프트 보정 팩터를 RAN(114)로부터 수신하여 MS(106)에 보낼 신호들에 적용하고, 복수의 도플러 시프트 보정 팩터들 중 제 2 도플러 시프트 보정 팩터를 MS(106)로부터 수신하여 RAN(114)에 보낼 신호들에 적용한다.
도플러 시프트 및 도플러 시프트 보정의 결정은 당분야에 공지되어 있다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서, 리피터(104)는 수신된 파일럿의 도플러 시프트를 결정하고, 또한, 본원에 완전히 통합된 미국 특허 번호 제 6,449,489 호에 상세히 기술된 바와 같이, 도플러 시프트 보정 팩터들을 결정한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 리피터(104)는 수신된 파일럿의 도플러 시프트를 결정하고, 또한 다음과 같이 도플러 시프트 보정 팩터들을 결정할 수 있다. BS와 관련되고 리피터(104)에 의해 감시되는 각각의 파일럿은, 관련된 BS에 의해 송신된 신호들의 디코딩을 위한 타이밍 동기화를 포함한다. 리피터(104)는 내부 발진기를 포함하고, 내부 발진기(internal oscillator) 및 각각의 감시된 파일럿, 또는 BS를 참조하여, BS와 관련된 파일럿 채널의 센터를 결정할 수 있다. 리피터(104)가 설치된 운송 수단(102)이 증가하는 속도로 이동할 때, 리피터는 감시된 BS로부터 수신된 파일럿들의 주파수 오프셋, 즉, 도플러 시프트를 결정할 수 있다. 리피터는 결정된 주파수 오프셋을 리피터의 메모리에 저장한다. 리피터(104)가 MS(106)와 RAN(114)간에 교환된 신호들에 관하여 리피터로서 작용할 때, 리피터는 결정된 주파수 오프셋에 기초하여 도플러 보정 팩터들을 결정하고, 결정된 도플러 보정 팩터들을 RAN(114)과 송수신되는 신호들에 적용한다.
도플러 보정 팩터들을 결정하고 결정된 도플러 보정 팩터들을 RAN(114)과 송수신되는 신호들에 적용함으로써, 리피터(104)는, MS가 고속 모드로 동작하고 RAN(114)과 통신을 교환할 때 MS(106)에 도플러 보정을 제공한다. 즉, 리피터(104)는 RAN(114)에 의해 전달되고 MS(106)에 보낼 신호들을 수신한다. 리피터(104)는 도플러 시프트를 보정하기 위해 RAN(114)로부터 수신된 신호를 조정한다. 즉, 제 1 주파수 오프셋을 RAN(114)으로부터 수신된 신호에 적용하여 제 1 주파수 오프셋 신호를 생성하고 RAN(114)에 의해 리피터(104)에 전달될 때 신호가 경험하는 도플러 시프트를 보정하며, 이 도플러 시프트 보정은 리피터에 의해 수신된 파일럿의 도플러 시프트에 기초한다. 그 후, 리피터(104)는 조정된 신호를 공중 인터페이스(112)의 순방향 링크를 통해 MS(106)에 전달한다. 리피터(104)는 MS(106)에 전달되고 RAN(114)에 보낼 신호들을 또한 수신한다. 리피터(104)는 MS(106)로부터 수신된 신호를 조정하여 도플러 시프트에 대한 보정을 제공한다. 즉, 리피터는 제 2 주파수 오프셋 신호를 생성하고, 공중 인터페이스(110)를 통해 리피터(104)에 의해 RAN(114)에 전달될 때, 신호에 도입된 도플러 시프트를 보정하기 위해, 제 2 주파수 오프셋을 MS(106)로부터 수신된 신호에 적용하며, 실질적으로 주파수 전치왜곡(predistortion)을 제공하고, 또한, 도플러 시프트 보정은 리피터에 의해 수신된 파일럿의 도플러 시프트에 기초한다. 그 후, 리피터(104)는, 공중 인터페이스(110)의 역방향 링크를 통해, 조정된 신호를 RAN(114)에 전달한다.
본 발명을 특정 실시예들을 참조하여 특정하게 도시하고 기술하였으나, 당업자는 청구항에 개시된 발명의 범위 내에서 변경들이 행해질 수 있고 등가물들로 구성요소들을 대치할 수 있음을 알 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한하려는 것이 아니라 예시하는 것으로 간주되어야 하고 모든 이러한 변경 및 대체는 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이다.
이익, 이외 다른 이점 및 문제들에 대한 해결책을 구체적인 실시예들에 관하여 기술하였다. 그러나, 이익, 이점, 문제들에 대한 해결책들, 및 이익, 이점 또는 해결책이 생기게 또는 보다 두드러지게 할 어떤 요소(들)이든, 이를 청구범위 중 어느 하나 또는 모든 청구범위의 결정적인, 또는 필요한, 또는 필수의 특징 또는 구성요소로서 해석되지 않아야 한다. 여기서 사용되는, "포함하다"라는 용어는 비-배타적 포함도 포괄하게 한 것으로, 열거된 구성요소들을 포함하는 공정, 방법, 물품, 또는 장치가 이들 구성요소들만을 포함하는 것이 아니라, 기재된 것들 또는 이러한 공정, 방법, 물품 또는 장치에 내재하는 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다. 이를테면 제 1 및 제 2, 상부 및 하부, 등, 상관관계의 용어들의 사용은 -만약 있다면- 실체들 또는 단계들 간 실제 그러한 관계 또는 순서가 반드시 필요하다거나 이를 내포하지 않고 한 실체 또는 단계를 다른 실체 또는 단계와 구별하는 데에만 사용됨을 알아야 한다.

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  9. 고속 환경에서 무선 통신 서비스들을 제공하는 방법에 있어서:
    적어도 부분적으로, 리피터의 이동에 기인한 주파수 시프트(frequency shift)를 결정하는 단계;
    제 1 주파수 오프셋을 상기 리피터에 의해 수신된 제 1 신호에 적용하는 단계;
    제 2 주파수 오프셋을 상기 리피터에 의해 송신된 제 2 신호에 적용하는 단계를 포함하고;
    상기 제 1 주파수 오프셋 및 상기 제 2 주파수 오프셋의 각 주파수 오프셋은 상기 결정된 주파수 시프트에 기초하는, 무선 통신 서비스 제공 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 제 1 주파수 오프셋 적용 단계는:
    제 1 신호를 무선 기반시설로부터 수신하는 단계;
    제 1 주파수 오프셋 신호를 생성하기 위해 제 1 주파수 오프셋을 상기 제 1 신호에 적용하는 단계; 및
    상기 제 1 주파수 오프셋 신호를 상기 리피터와 동일 장소에 있는 이동국에 송신하는 단계를 포함하는, 무선 통신 서비스 제공 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 제 2 주파수 오프셋 적용 단계는:
    상기 리피터와 동일 장소에 있는 무선 통신 디바이스로부터 제 2 신호를 수신하는 단계;
    제 2 주파수 오프셋 신호를 생성하기 위해 제 2 주파수 오프셋을 상기 제 2 신호에 적용하는 단계; 및
    상기 제 2 주파수 오프셋 신호를 무선 기반시설에 송신하는 단계를 포함하는, 무선 통신 서비스 제공 방법.
  12. 고속 환경에서 동작할 수 있는 리피터에 있어서,
    상기 고속 환경에서 동작할 때, 적어도 부분적으로 상기 리피터의 이동에 기인한 주파수 시프트를 결정하고; 상기 고속 환경에서 동작할 때, 상기 리피터에 의해 수신된 제 1 신호에 제 1 주파수 오프셋을 적용하고; 상기 고속 환경에서 동작할 때, 상기 리피터에 의해 송신된 제 2 신호에 제 2 주파수 오프셋을 적용하는 프로세서를 포함하고, 상기 제 1 주파수 오프셋 및 상기 제 2 주파수 오프셋 각각은 상기 결정된 주파수 시프트에 기초하는, 리피터.
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