KR100894857B1 - 충돌 검출 기능을 갖는 액세스 프로브 응답 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 설명을 위한 실시예에서, 다수의 필드 유닛에서 기지국으로 산발적으로 발생한 메시지를 전송하기 위한 제1 채널이 할당된다. 제1 채널은 바람직하게 타임 슬롯들로 분할되고, 이 타임 슬롯 내에서 필드 유닛이 통신 링크를 형성하기 위해 액세스 요구 메시지를 기지국으로 전송한다. 액세스 요구 메시지에 응답하여, 기지국에서 다수의 필드 유닛들로 이전 타임 슬롯에서 전송된 메시지에 대해 제1 채널 상에서 충돌이 검출되었는지를 표시하는 피드백 정보가 제공된다. 충돌이 검출되면, 필드 유닛은 임의의 백 오프 타임을 기초로 이전 전력 레벨 세팅에서 액세스 요구 메시지를 재전송할 것이다. 충돌이 검출되지 않고 기지국이 기지국에서 액세스 요구 필드 유닛으로 응답 메시지를 전송하지 못하는 경우에, 필드 유닛의 전력 출력 레벨은 메시지가 수신될 때까지 연속되는 메시지 전송 동안 증가된다.

Description

충돌 검출 기능을 갖는 액세스 프로브 응답{ACCESS PROBE ACKNOWLEDGEMENT WITH COLLISION DETECTION}
본원 발명은 무선 통신 시스템에서 자원들의 이용도를 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다.
공유 무선 채널 상에서 다수의 사용자들의 전송을 허용하는 특정 프로토콜이 개발되었다. 예를 들어 IEEE(미국 전기 전자 학회) 802.11 표준은 충돌 회피를 구비한 캐리어 감지 다중 액세스(CSMA/CA)로 알려진 방법에 따라 무선 채널로의 액세스를 지원한다.
단순하게, 이러한 방법은 "진술 전 청취(listen before talk)" 방식에 기반한다. 송신 장치는 공유 무선 채널 상에서 트래픽을 모니터링하여 다른 송신 장치가 현재 동일한 채널 상에서 전송을 수행하고 있는지 여부를 결정한다. 무선 채널이 사용중이면, 송신 장치는 그 채널이 클리어(clear)될 때까지 그 채널을 계속 모니터링한다. 무선 채널이 클리어되면, 송신 장치는 무선 채널 상에서 전송을 개시한다.
이상적으로, 또 다른 송신 장치는 동일한 시간 동안 동시에 전송을 하지 않 을 것이다. 그러나, 2개 이상의 송신 장치가 무선 채널 상에서 동시에 전송을 하는 경우 무선 채널에서 충돌이 발생할 수 있다. 결과적으로, 어떠한 메시지 전송도 판독이 불가능하게 되고 양 송신 장치들은 대응하는 타겟 장치로 메시지를 재전송하여야만 한다.
이러한 CSMA/CA 방식에 따르면, 충돌에 따른 데이터 재전송은 최소 시간 간격 전에는 발생할 수 없다. 이러한 최소 시간 간격이 경과된 후, 송신 장치는 임의적인 "백오프(back-off) 간격"을 선택하며, 이러한 백오프 간격은 무선 채널이 클리어(clear) 상태인지를 결정하기 위해 무선 채널이 다시 모니터링되기 전의 대기시간이다. 만약 채널이 여전히 비지(busy) 상태이면, 또 다른 보다 짧은 "백오프 간격" 이 뒤이은 메시지 전송을 위해 선택된다. 이러한 과정은 송신 장치가 데이터를 전송할 수 있을 때까지 반복된다.
공유 채널 상에서 데이터를 전송하는 또 다른 표준은 IS-95에 기반하고, 여기서 다수의 필드 유닛들이 동시에 전송할 수 있다.
IS-95 표준은 필드 유닛으로부터의 메시지가 기지국에서 검출가능한 전력레벨에서 전송되기까지 필드 유닛의 RF 전력을 램프(ramping) 시키는 방법을 제시한다. 이러한 방법에 따르면, 필드 유닛은 역방향 링크 상에서 무선 자원할당을 위해 기지국에 액세스 요구 메시지를 전송한다.
액세스 채널에서 액세스 요구 메시지를 전송한 후에, 필드 유닛은 액세스 요구 메시지가 올바르게 수신되었다는 것을 표시하는 기지국으로부터의 긍정 응답(acknowledgement) 메시지를 페이징 채널 상에서 모니터링한다. 액세스 요구 메시지를 전송한 필드 유닛으로 어떠한 응답 메시지도 전송되지 않으면, 상기 필드 유닛으로부터의 메시지가 적절한 전력레벨에서 전송되지 않았다고 추정된다. 즉, 필드 유닛의 출력 전력 레벨이 너무 낮아서 기지국이 이전에 전송된 액세스 요구 메시지를 검출하지 못한 것이다. 액세스 요구 메시지는 보다 높은 전력 레벨에서 액세스 채널을 통해 재전송된다.
기지국이 올바르게 메시지를 수신하기에 충분한 전력 레벨에서 필드 유닛이 메시지를 전송할 때까지 이러한 과정은 반복된다. IEEE 802.11 표준과 유사하게, 2개 이상의 필드 유닛들이 동시에 메시지를 전송할 때 공유 무선 채널 상에서 충돌이 발생할 수 있다.
본원 발명은 무선 통신 시스템에서 자원들의 이용도를 향상시키는 장치 및 방법에 관한 것이다. 실시예에서, 메시지들은 공유 채널 상에서 타겟 수신기로 전송된다. 공유 채널은 2개 이상의 송신 장치가 동시에 또는 거의 동시에 메시지 전송을 시도하는 경우 발생할 수 있는 충돌을 검출하기 위해 모니터링된다. 충돌이 검출되는 경우 하나 또는 다수의 송신 장치들에 통지하기 위해 피드백이 제공된다.
송신 장치들에 충돌을 통지하는 한가지 방법은 역방향 채널에서 피드백을 송신 장치들에 제공하는 것이다. 특히, 충돌 검출을 위해 공유 채널을 모니터링하는 기지국과 같은 장치는 이전 메시지 전송 동안 제1 채널에서 충돌이 발생하였음을 표시하는 메시지를 전송할 수 있다.
특정 응용에서, 송신 장치는 액세스 요구 메시지와 같은 메시지를 메시지에 대한 채널을 모니터링하는 타겟 수신기로 전송하는 필드 유닛이다. 예를 들어, 공유 채널은 무선 CDMA 통신 시스템에서 사용되는 것과 같은 코드들에 의해 정의되는 역방향 링크 무선 채널일 수 있다. 특히, 공유 역방향 링크 채널은 액세스 채널일 수 있다. 필드 유닛들에 메시지 충돌을 통지하는 제2 채널은 다른 고유한 PN 코드에 의해 정의되는 순방향 링크 무선 채널일 수 있다.
송신기와 기지국과 같은 타겟 수신기 장치 사이의 통신을 지원하기 위해, 송신기는 공유 채널에서 메시지들을 전송하기에 앞서 그 자신을 동기시킬 수 있다. 따라서, 공유 채널 상에서 송신 장치가 메시지를 언제 전송할 것인가에 대한 일부 구조가 적어도 존재할 수 있다. 이와는 달리, 송신 장치는 공유 채널에서 메시지를 비동기적으로 전송할 수 있다.
송신기가 적어도 일괄적으로 타겟 수신기와 동기화되는 응용예에서, 송신기는 공유 채널의 타임 슬롯 또는 데이터 필드에서 전송할 수 있다. 결과적으로, 메시지 충돌 검출을 위해 공유 채널을 모니터링하는 장치는 메시지에 대한 공유 채널의 타임 슬롯들을 모니터링할 수 있다. 메시지가 적절하게 수신되었는지를 결정하기 위한 일 방법은 그 메시지 내에 리던던시 정보를 제공하는 것이고, 여기서 메시지가 적절하게 수신되었는지를 검증하기 위한 검사가 수행될 수 있다.
송신 장치가 공유 채널 상에서 메시지를 전송하고 어떠한 충돌도 타겟 수신기에서 검출되지 않으면, 송신기로부터의 메시지가 어떠한 충돌도 없이 타겟 수신기에 성공적으로 수신되었음을 표시하는 긍정 응답(Ack)메시지와 같은 메시지가 송신 장치로 피드백될 수 있다. 이러한 긍정 응답 메시지는 CDMA 통신 시스템의 페이징 채널과 같은 제3 채널 상에서 송신 장치로 임의적으로 피드백된다. 그 후에, 보다 형식적인 통신 링크가 장래의 통신을 위해 송신기 및 타겟 수신기 사이에 임의적으로 설정된다. 보다 형식적인 통신 링크는 어떠한 데이터 페이로드도 송신 장치로부터 타겟 수신기로 전송되고 있지 않을 때 송신 장치를 타겟 수신기에 동기화시키는 피드백 루프를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 수신기는 동기화 및 전력 제어를 제공하기 위해 수신된 메시지들을 분석하여 피드백 채널 상에서 전력 및 타이밍 조정 메시지를 발생시킬 수 있다. 이러한 피드백 루프는 2개의 통신 장치들 사이에 보다 정교한 동기를 제공하기 위해 사용될 수 있기 때문에, 무선 자원들이 요구 중인 데이터 페이로드 전송을 위해 보다 빠르게 할당될 수 있다.
일 응용예에서, 제2 채널 또는 피드백 채널은 제1 채널과 유사하게 송신 장치들이 피드백 메시지를 통해 타임 슬롯들에서 통지될 수 있도록 타임-슬롯화되거나 분할된다. 결과적으로, 다수의 송신기들 각각은 피드백 메시지들에 대한 제2 채널의 지정된 타임 슬롯들을 모니터링할 수 있다.
피드백 메시지는 이전 액세스 요구 메시지 전송에 대해 공유 채널 상에서 충돌이 발생하였는지 여부를 표시하는 단일 비트와 같이 단순할 수 있다. 유사하게, 충돌이 발생하였는지를 표시하는 비트 정보 또는 다수의 일정간격의(spaced) 비트들 시퀀스가 제2 채널에서 전송될 수 있다. 다수의 비트들이 사용되는 경우, 다수의 비트들은 메시지의 일부가 실패된 데이터 전송으로 인해 파손되는 경우에도 메시지가 전달될 수 있도록 어느 정도의 리던던시를 제공할 수 있다.
공유 채널이 타임 슬롯화되는 응용예에서, 다수의 송신 장치 각각은 일반적으로 임의의 타임 슬롯에서 타겟 수신기로 메시지를 전송할 수 있도록 하기 위해 바람직하게는 동기화된다. 송신 장치들이 타임 슬롯에서 타겟 수신기로 산발적으로 메시지들을 전송하는 경우, 동일한 타임 슬롯에서 메시지를 전송하는 다른 송신 기와 충돌이 발생할 가능성이 증가한다.
메시지 포맷은 특정 응용예에 따라 가변적이지만, 본 발명의 일 실시예는 공유 채널 상에서 2-부분 메시지 전송을 포함한다. 예를 들어, 한 세트의 다수의 송신 장치들에 의해 공동으로 사용되는 제1 메시지 부분은 액세스 요구 메시지와 같은 메시지 타입을 표시할 수 있다. 특히, 제1 메시지 부분은 타겟 수신기에서 메시지 타입을 식별하는 특정 비트 시퀀스 또는 정보를 포함할 수 있다. 또한, 제2 메시지 부분은 타겟 수신기에 메시지를 전송하는 송신기의 일련번호와 같은 고유한 정보를 식별할 수 있다.
2-부분 메시지가 2개 이상의 송신 장치로부터 타겟 수신기로 동시에 전송되는 경우, 충돌이 발생될 수 있다. 충돌을 검출하는 일 방법은 다수의 송신 장치들이 메시지를 전송하는 제1 채널의 타임 슬롯을 모니터링하는 것이다. 각 메시지의 제1 부분은 바람직하게는 모니터링을 수행하는 타겟 수신기가 액세스 요구 메시지와 같은 메시지가 적어도 하나의 송신기에 의해 전송되었는지를 식별할 수 있도록 하기 위해 타임 슬롯에서 2개의 송신기에 의해 전송되는 경우 서로 정렬된다. 특히, 모니터링 장치는 동일한 타임 슬롯에서 2개 또는 그 이상의 송신기에 의해 전송된 오버래핑 비트 시퀀스에 따라 메시지 타입을 식별 및 디코딩할 수 있다. 모니터링 장치는 고유한 메시지 부분을 분석함으로써 타임 슬롯에서 단지 하나의 메시지만이 전송된 경우를 식별할 수 있다.
2개 또는 그 이상의 송신 장치에 의해 전송된 제2 메시지 부분을 추가로 고려해보자. 제2 메시지 부분 전송은 바람직하게는 충돌이 모니터링 장치에서 검출 될 수 있도록 하기 위해 고유한 것일 수 있다. 즉, 각 메시지의 제2 부분은 2개 또는 그 이상의 송신기들이 타임 슬롯에서 메시지를 전송하는 경우 데이터가 서로 오버랩되지 않도록 고유한 것일 수 있다. 따라서, 충돌이 발생하는 경우, 모니터링 장치는 타임 슬롯에서 메시지의 고유한 제2 부분 전송을 올바르게 디코딩할 수 없다.
메시지 충돌을 식별하는 일 방법은 모니터링 장치에 수신된 제2 메시지 부분이 적절한 CRC(순환 리던던시 검사) 정보를 포함하지 않는 때를 검출하는 것이다. 예를 들어, 모니터링 장치는 타임 슬롯의 수신된 제2 메시지 부분에 대한 불량한 CRC 검사 결과를 식별할 수 있다. 비록 제1 메시지 부분이 적절하게 수신되고 적어도 하나의 송신기가 메시지를 전송하고 있다고 표시하더라도, 모니터링 장치에서 제2 메시지 부분의 처리는 에러가 검출되는 경우 충돌이 발생하였음을 표시할 수 있다. 결과적으로, 충돌 검출을 위해 공유 채널을 모니터링하는 장치는 주어진 타임 슬롯의 모니터링 타겟 수신기에서 충돌이 발생하는 것을 표시하는 송신기로 제2 채널 상에서 메시지를 발생시킬 수 있다.
메시지의 제1 및 제2 부분 모두가 적절하게 수신되는 것으로 검증되는 경우, 모니터링 장치는 동일한 타임 슬롯에서 전송하는 둘 또는 그 이상의 송신 장치에 의해 충돌이 발생하지 않았음을 결정하고 어떤 송신기가 그 메시지를 전송하였는지를 식별할 수 있다. 그 이후에, 긍정 응답 메시지가 요구 필드 유닛 및 기지국 사이에 통신 링크를 설정하기 위해 적절한 송신 장치로 전송될 수 있다.
에러 검출 및 정정 정보가 사용되면, 에러 검출 및 정정 정보는 제1 및 제2 메시지 부분 모두에 포함되어 제1 또는 제2 메시지 부분의 충돌이 존재하였는지를 결정할 수 있다. 제1 메시지 부분의 다수의 코드들 중 하나는 메시지 타입을 식별하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 초기 메시지 전송이 다른 송신 장치를 최소한으로 간섭하도록 전송 전력 레벨을 설정하는 것을 포함한다. 이러한 경우에, 초기 전송 전력 레벨은 공유 채널을 모니터링하는 타겟 수신기에 의해 검출되지 않을 만큼 낮게 설정될 수 있다.
송신 장치의 출력 전력 레벨은 메시지 충돌이 검출되는지 여부에 따라 조정될 수 있다. 특히, 어떠한 충돌도 검출되지 않고 메시지가 수신되었음을 표시하는 어떠한 긍정 응답 메시지도 송신기로 전송되지 않으면, 송신기의 출력 전력 레벨은 뒤이은 메시지 전송에서 증가될 수 있다. 일반적으로, 송신 장치의 출력 전력은 충돌이 존재하지 않으면 타겟 수신기로의 뒤이은 메시지 전송 시도 각각에 대해 소정 양만큼 증가된다. 예를 들어, 제1 채널을 모니터링하는 타겟 수신기에 의해 메시지가 긍정 응답되지 않으면, 뒤이은 메시지 전송에 대해 출력 전력 레벨은 그 메시지가 검출될 확률을 증가시키기 위해 0.5dB 만큼 증가될 수 있다.
송신기로부터의 메시지가 타겟 수신기에 적절하게 수신되면, 송신기의 이러한 출력 전력 레벨은 다른 변조 레이트에 대해 어떠한 전력 레벨에서 뒤이은 메시지가 전송될 수 있는지를 결정하는데 사용된다. 뒤이은 메시지 전송에 대한 전력 레벨 조정은 타겟 수신기가 송신 장치로부터의 메시지 수신을 긍정 응답하는 전력 레벨을 결정하기 위해 송신기에 의해 추적될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 무작위 백-오프 타임에 기반한 뒤이은 메시지의 재전송을 포함한다. 예를 들어, 메시지 충돌이 발생하면, 뒤이은 메시지는 임의적인 시간 후에 재전송될 수 있다. 결과적으로, 이전에 특정 타임 슬롯에서 충돌을 경험한 2개의 송신 장치들은 그들의 대응하는 뒤이은 메시지 전송이 제1 채널을 모니터링하는 장치에서 적절하게 검출될 수 있도록 하기 위해 바람직하게는 상이한 타임 슬롯들에서 뒤이어 재전송할 수 있다. 메시지가 메시지 충돌로 인해 재전송될 때, 뒤이은 메시지 재전송은 충돌이 검출되었고 충돌이 발생하지 않았다면 모니터링 장치가 적절하게 메시지를 수신하였는지 여부를 알 수 없기 때문에 이전 전력 레벨에서 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 제1 채널 상에서 2개의 송신 장치가 메시지 전송을 시도할 때 충돌이 발생하는지를 검출하는 것을 포함한다. 그리고 나서 대응 송신기의 출력 전력 레벨은 충돌 발생 여부에 따라 조정된다. 결과적으로, 송신기의 출력 전력 레벨은 메시지 충돌을 위해 제1 채널을 모니터링하는 타겟 수신기에서 뒤이은 메시지 전송이 검출될 수 있도록 더 높게 조정된다.
어떠한 충돌도 검출되지 않은 경우, 송신기의 출력 전력 레벨은 예를 들면 1dB와 같이 소정 양만큼 증가될 수 있다. 어떠한 충돌도 이전 메시지 전송에 대해 검출되지 않으면, 송신기는 이전 전력 레벨로 메시지를 재전송할 수 있다.
제2 채널 상에서 수신된 피드백 메시지에 따라 제1 채널 상에서 검출된 충돌이 선택적으로 송신기에 통지된다. 제2 채널 상에서의 이러한 피드백 메시지는 메시지 충돌 검출을 위해 제1 채널을 모니터링하는 장치에 의해 전송될 수 있다. 피 드백 메시지는 충돌이 모니터링 장치에서 이전에 검출되었는지를 표시하는 단일 비트, 비트 시퀀스 또는 일정간격의 비트들 시퀀스와 같은 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예는 두개 이상의 송신기가 메시지 전송을 시도하는 제 1 채널의 할당을 포함한다. 제 1 채널은 하나 이상의 송신기가 메시지 전송을 시도하는 타임 슬롯으로 분할된다. 메시지의 제 1 부분은 통상적으로 두개 이상의 송신기가 타임 슬롯에서 동일한 메시지를 송신할 때 오버랩되는 공통 코딩된 시퀀스를 포함한다. 동시에 전송된 메시지들은 특정 메시지 타입에 대한 적어도 일부 관점에서는 오버랩되기 때문에, 제 1 채널을 모니터링하는 장치는 두개 이상의 송신기에 의하여 전송되는 공통 메시지 타입을 식별할 수 있다. 결과적으로, 모니터링 장치는 메시지가 하나 이상의 송신기 장치에 의하여 전송되었음을 식별할 수 있다.
잠재적으로 두 부분인 메시지의 제2 부분은 해당 송신기에 고유한 것일 수 있다. 일 예에서, 메시지의 제 2 부분은 충돌이 두개의 송신기 장치 사이에서 발생하였는지를 확인하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 타겟 장치에서 수신된 메시지의 제 1 부분은 적어도 하나의 송신기 장치가 메시지를 전송하는 것을 지시할 수 있으며, 이는 두개 이상의 동시적으로 전송하는 장치에 의하여 메시지 전송의 일부가 오버랩할 수 있기 때문이다. 메시지의 제 2 부분은, 만일 적절하게 수신된다면, 어떠한 충돌도 발생하지 않았으며 단지 하나의 송신기만이 타임 슬롯에서 메시지를 전송한다는 것을 표시할 수 있다. 예컨대, 만일 메시지의 제 2 부분이 타겟 수신기에서 적절하게 수신되지 않았다면, 타임 슬롯에서 전송하는 두개 이상의 송 신기에 의하여 충돌이 발생되었다고 결정될 수 있다.
일 응용에서, 리던던시 체크 시퀀스는 메시지의 제 2 부분 전송에 포함되며, 이에 따라 모니터링 장치는 메시지가 적절하게 수신되었는지를 결정할 수 있다.
메시지의 제 1 부분은 또한 여러 송신기가 타임 슬롯 내에서 공통 메시지를 전송하였는지를 결정하기 위한 리던던시 체크 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 두개의 서로 다른 송신기는 동일한 타임 슬롯 내에서 두개의 서로 다른 메시지 타입을 전송할 수 있으며, 이에 따라 어떠한 메시지 부분도 상기한 경우에서는 오버랩되지 않을 것이다.
일 응용에서, 메시지의 제 2 부분은 어떤 송신기로부터 메시지가 전송되었는가를 나타내는 정보를 포함한다. 결과적으로, 모니터링 장치는 송신기에 특정하게 지시된 메시지를 전송하여 응답할 수 있다.
제 2 채널은 또한 충돌이 제 1 채널을 모니터링하는 장치에서 검출되었는지를 나타내기 위하여 송신기 장치에 피드백 메시지를 제공하는데 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예는 무선 통신 자원의 액세스를 지원하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 액세스 채널에서 동시에 메시지 전송을 시도하는 여러 송신기 장치는 충돌을 위하여 모니터링될 수 있다. 충돌 정보는 이후에 여러 목적을 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 송신기 장치는 이전 메시지 전송이 타겟 수신기에서 검출되었는지의 여부를 결정할 수 있다. 만일 그렇지 않다면, 메시지는 응답이 수신될 때까지 타겟 수신기에 재전송될 수 있다.
충돌 피드백 정보는 또한 송신기 장치의 전력 레벨을 조절하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 만일 충돌이 검출되지 않거나 긍정 응답 메시지가 피드백 채널에서 수신되지 않았다면, 해당 송신기 장치는 메시지가 타겟 수신기에서 검출될 가능성을 증가시키기 위하여 더 높은 전력 출력 레벨에서 메시지를 뒤이어 전송할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 송신기 장치의 전력 레벨 출력이 감소될 때 무선 채널에서의 간섭을 최소화시킨다. 보다 구체적으로, 송신기 장치는 결국 최소이지만 검출가능한 전력 레벨로 메시지를 전송한다.
메시지를 타겟 수신기에 전송하는데 필요한 평균 시간은 또한 송신기가 피드백 경로 내의 충돌을 통지받거나, 이에 따라 무작위 이후의 타임 슬롯에서 메시지를 재전송하기 때문에 감소되며, 뒤이은 충돌의 가능성을 감소시킨다.
본원 발명에 의하면 무선 통신 시스템에서 자원들의 이용도를 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세하게 설명된다.
본 발명의 바람직한 실시예는 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 할당된 통신 채널에서 데이터 정보의 전송을 지원하는 무선 통신 시스템을 도시한 블록도이다. 여러 무선 통신 시스템에서, 사용자는 무선 대역폭 할당을 고려한다. 그러므로, 무선 통신(10)은 데이터 작업량, 특정 응용에서는 데이터 작업량의 고속 버스트를 위하여 최적화되는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예는 무선 채널에서 전송하는 필드 유닛의 전력 출력이 제어될 수 있어 동일한 범용 에어스페이스를 사용하는 다른 필드 유닛과 최소한으로 간섭한다는 인식에 기초한다. 특히, 새롭게 전송하는 필드 유닛의 전력 출력 레벨은 초기에 낮게 세팅되기 때문에 기지국은 필드 유닛에 의하여 전송된 메시지를 검출할 수 없다. 이러한 필드 유닛에 대한 초기의 낮은 전력 세팅은 송신기 장치가 초과되는 전력 레벨에서 전송하지 않기 때문에 동일 채널(co-channel) 간섭을 감소시킨다. 기지국과의 뒤이은 통신 시도동안, 필드 유닛의 전력 출력은 메시지가 기지국에서 긍정 응답될 때까지 램프업(ramp up)된다.
일 응용에서, 하나 이상의 필드 유닛은 제 1 할당된 채널에서 메시지를 무작위적으로 전송한다. 두 필드 유닛이 이러한 제 1 할당된 채널에서 동시에 메시지를 전송할 때, 기지국에서는 메시지 충돌이 존재할 수 있다. 기지국은 메시지가 한 필드 유닛에 의하여 전송되었는지 및 메시지 충돌이 존재하였는지를 검출할 수 있다. 그러나 기지국은 메시지의 내용을 판독하고 어떤 필드 유닛으로부터 메시지가 전송되었는지를 결정할 수 없다. 그러므로 특정 상황에서, 기지국은 충돌이 이전 메시지 전송에 대하여 발생되었는지를 나타내는 특정 필드 유닛에 특정하게 지정된 메시지를 전송할 수 없다.
본 발명의 일 실시예는 충돌이 검출되었음을 나타내는 일반 피드백 정보를 필드 유닛에 제공하는 것을 포함한다. 결과적으로, 이전의 비검출된 메시지는 필드 유닛에 의하여 재전송될 수 있다. 만일 검출된 충돌이 존재하지 않으며, 필드 유닛에 의하여 수신된 어떠한 긍정 응답도 존재하지 않는다면, 필드 유닛은 메시지 가 기지국에 의하여 최종적으로 긍정 응답될 것이라는 것을 보장하도록 뒤이은 메시지 전송 시도를 세팅하는 그 전력 출력을 연속적으로 램프업할 수 있다.
바람직한 실시예의 후술에 따르면, 통신 시스템(10)은 공유된 채널 자원을 사용하는 CDMA 무선 채널과 같은 무선 통신 링크로서 설명된다. 그러나 현재의 설명은 공유된 액세스를 지원하는 다른 응용에 적용될 수 있다. 예컨대, 본 발명의 원리는 전화기 접속, 컴퓨터 네트워크 접속, 케이블 접속 또는 데이터 채널과 같은 자원의 할당이 필요에 따라 허용되는 다른 물리적 매체와 같은 다른 일반적 응용에 적용될 수 있다.
통신 시스템(10)은 범용 컴퓨터(PC) 장치(12-1,12-2,...,12-h,...,12-m), 해당 필드 유닛 또는 터미널(14-1, 14-2, ..., 14-h,..., 14-m) 및 관련된 지향성 안테나 장치(16-1, 16-2, ..., 16-h, ..., 16-m)를 포함한다. 중앙에 위치한 장치는 기지국 안테나(18) 및 고속 처리 용량을 포함하는 해당 기지국(20)을 포함한다.
기지국(20) 및 관련 하부구조는 네트워크 게이트웨이(22), 인터넷과 같은 네트워크(24) 및 네트워크 파일 서버(30)에 대한 접속 및 그로부터의 접속을 제공한다. 통신 시스템(10)은 바람직하게 요구 액세스, 일대다(point to multi point) 무선 통신 시스템일 수 있으며, PC 장치(12)는 순방향 링크(40) 및 역방향 링크(50)에서 수행된 양방향 무선 접속을 포함하는 논리 접속에 기초하여 네트워크 서버(30)에 데이터 전송하고 이로부터 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 일대다(多) 다중 액세스 무선 통신 시스템(10)에서, 주어진 기지국(20)은 통상적으로 셀룰러 전화기 통신 네트워크와 유사한 방식으로 다수의 서로 다른 필드 유닛(14)과의 통 신을 지원한다. 따라서 시스템(10)은 디지털 정보가 인터넷과 같은 하드웨어적으로 접속된 네트워크(24) 및 다수의 모바일 셀룰러 사용자 사이의 요구에 따라 중계되는 CDMA 무선 통신 시스템을 위한 프레임워크를 제공한다.
PC 장치(12)는 통상적으로 랩탑 컴퓨터, 휴대형 유닛, 인터넷 가능한 셀룰러 전화기, 개인용 디지털 보조장치(PDA) 타입 컴퓨터, 디지털 프로세서 또는 다른 최종 사용자 장치이지만, 임의의 처리 장치가 PC 장치(12) 대신 사용될 수 있다. 하나 이상의 PC 장치(12)는 케이블(13)을 경유하여 각각 이더넷 타입 접속과 같은 적절한 하드웨어적인 접속을 통하여 개별적인 가입자 유닛(14)으로 접속된다.
각각의 필드 유닛(14)은 해당 PC 장치(12)가 네트워크 파일 서버(30)에 액세스하도록 한다. 역방향 링크(50)에서, 즉, PC(12)로부터 서버(30) 쪽으로 전송되는 데이터 트래픽의 경우, PC 장치(12)는 예컨대 인터넷 프로토콜(IP) 레벨 네트워크 패킷에 기초하여 필드 유닛(14)에 정보를 전송한다. 필드 유닛(14)은 이후 유선 프레임, 즉 이더넷 프레이밍을 캡슐화하고, 적절한 무선 접속 프레이밍을 이용하여 데이터 패킷이 통신 시스템(10)의 무선 링크를 통하여 전송될 수 있도록 한다. 선택된 무선 프로토콜에 기초하여, 적절하게 포맷된 무선 데이터 패킷이 기지국 안테나(18)에 필드 유닛 안테나(16)를 통하여 역방향 링크(50)를 포함하는 무선 채널 중 하나를 통하여 전송한다. 중앙 기지국 위치에서, 기지국(20)은 이후에 무선 링크 프레임화된 데이터 패킷을 추출하고 이 패킷을 IP 포맷으로 재포맷한다. 이 패킷은 이후 게이트웨이(22) 및 임의의 개수 또는 타입의 네트워크(24)를 통하여 네트워크 파일 서버(30)와 같은 최종 목적지로 전송된다.
일 응용에서, PC 장치(12)에 의하여 생성된 정보는 TCP/IP 프로토콜에 기초한다. 결과적으로, PC 장치(12)는 인터넷에서 이용가능한 웹페이지와 같은 디지털 정보에 액세스한다. 다른 타입의 디지털 정보가 본 발명의 원리에 기초하여 통신 시스템(10)의 채널에서 전송될 수 있다.
데이터 정보는 또한 순방향 링크(40)에서 네트워크 파일 서버(30)로부터 PC(12)로 전송될 수 있다. 이 예에서, 파일 서버(30)에서 생성된 IP(인터넷 프로토콜) 패킷과 같은 네트워크 데이터는 궁극적으로 기지국(20)에 도달하기 위하여 네트워크(24)상에서 게이트웨이(22)를 통하여 이동한다. 역방향 링크 데이터 전송에 대하여 상술한 바와 같이, 적절한 무선 프로토콜 프레이밍이 이후에 무선 순방향 링크(40) 상에서 패킷 통신을 위한 IP 패킷과 같은 원 데이터에 추가된다. 새롭게 프레이밍된 패킷은 이후 RF 신호에 의하여 기지국 안테나(18) 및 필드 유닛 안테나(16)를 통하여 의도하는 타겟 필드 유닛(14)으로 이동한다. 적절한 타겟 필드 유닛(14)은 무선 패킷 프로토콜 층을 디코딩하고, 패킷 또는 데이터 패킷을 IP 층 프로세싱과 같은 다른 처리를 수행하는 PC 장치(12)에 포워딩한다.
따라서 주어진 PC 장치(12) 및 파일 서버(30)는 IP 레벨에서 논리적 접속의 엔드 포인트로서 관측될 수 있다. 일단 접속이 기지국 프로세서(20)와 해당 필드 유닛(14) 사이에서 설정되면, PC 장치(12)에 있는 사용자는 요구에 따라 파일 서버(30)에 데이터를 전송하고 이로부터 데이터를 수신할 수 있다.
역방향 링크(50)는 선택적으로 액세스 채널(51), 다수의 트래픽 채널(52-1, ..., 52-m) 및 유지 채널(53)과 같은 서로 다른 타입의 물리적 및/또는 논 리적 무선 채널을 포함한다. 역방향 링크 액세스 채널(51)은 통상적으로 기지국(20)에 의하여 트래픽 채널 할당을 요청하기 위하여 가입자 유닛(14)에 의하여 사용된다. 예컨대, 트래픽 채널(52)은 요구에 따라 사용자에게 할당될 수 있다. 역방향 링크(50)에서 할당된 트래픽 채널(52)은 이후 필드 유닛(14)으로부터 기지국(20)으로 페이로드 데이터를 운반한다.
기지국(20) 및 필드 유닛(14) 사이의 정해진 링크는 주어진 시간의 순간에서 정해진 링크에 할당된 하나를 초과하는 트래픽 채널(52)을 가질 수 있다. 이것은 더 높은 속도에서 정보의 전송을 가능하게 한다.
유지 채널(53)은 역방향 링크(50) 및 순방향 링크(40) 모두에서 디지털 정보의 전송을 더 지원하기 위하여 동기화 및 전력 제어 메시지와 같은 유지 정보를 운반하는데 사용될 수 있다.
순방향 링크(40)는 하나 이상의 순방향 링크 트래픽 채널(42)이 순방향 링크 데이터 전송을 위하여 그에 할당된 것과 같은 일반적인 정보를 필드 유닛(14)에 알려주기 위하여 기지국(20)에 의하여 사용되는 페이징 채널(41)을 포함할 수 있다. 순방향 링크(40)에서의 트래픽 채널(42-1, ..., 42-n)은 기지국(20)으로부터 해당 타겟 가입자 유닛(14)으로 페이로드 정보를 운반하는데 사용된다.
유지 채널(43)은 기지국 프로세서(20)로부터 필드 유닛(14)으로의 순방향 링크(40)에서 동기화 및 전력 제어 정보를 전송하는데 사용될 수 있다. 또한, 페이징 채널(14)은 역방향 링크(50) 방향에서 할당된 트래픽 채널(52)을 필드 유닛(14)에 알려주는데 사용될 수 있다.
상기 순방향 링크(40)의 트래픽 채널(42)들은 시분할 멀티플렉싱 구조에 근거하여 복수의 가입자 유닛(14)들 사이에서 공유될 수 있다. 특히, 데이터 패킷을 상기 기지국(20)에서 복수의 가입자 유닛(14)으로 송신하기 위해 순방향 링크 트래픽 채널(42)은 선택적으로 소정 갯수의 주기적인 반복 타임 슬롯으로 분할된다. 주어진 가입자 유닛(14)은 시간의 임의의 순간에서 복수의 타임 슬롯들을 가지거나 또는 사용할 수 있는 타임 슬롯이 할당되지 않을 수 있다. 특정 애플리케이션들에서, 전체의 타임 슬롯화된 순방향 또는 역방향 링크 트래픽 채널은 또한 특정한 필드 유닛(14)이 사용하도록 계속 할당될 수 있다.
도 2는 본 발명의 특정 원리에 따라 기지국(20)과 필드 유닛(14) 사이에서 메시지가 전송되는 복수 채널을 설명하는 타이밍 도이다. 제시된 바와 같이, 필드 유닛(14)은 액세스 채널(51)과 같이 전용 채널을 통해 메시지를 기지국(20)으로 전송할 수 있다. 액세스 채널(51)은 필드 유닛(14)으로부터 기지국(20)으로 액세스 요구 메시지를 전송하도록 지원한다. 액세스 요구 메시지는 필드 유닛(14)이 고속 양방향 통신 링크를 요구한다는 것을 표시한다.
액세스 채널(51)을 통한 메시지 전송이 액세스 요구 타입의 메시지로 제한될 필요는 없다. 예를 들어, 액세스 채널(51)은 다른 타입의 메시지를 지원하도록 구성될 수 있다.
도 2에 도시된 설명을 위한 타이밍 도에서, 액세스 채널(51)은 필드 유닛(14)에서 기지국(20)으로 메시지가 전송되는 주기적으로 반복하는 타임 슬롯(210)으로 무작위적으로 분할된다. 특히, 26.6ms의 기간(Epoch)은 도시된 바와 같이 타임 슬롯 #0 과 타임 슬롯 #1을 포함하도록 분할될 수 있다. 이러한 응용에서, 필드 유닛 또는 복수의 필드 유닛(14)은 무작위적으로 메시지를 기지국(20)으로 그 기간의 타임 슬롯 중 하나의 타임 슬롯으로 전송한다. 필드 유닛(20)이 메시지를 전송할 수 있는 복수의 타임 슬롯(210)을 제공하는 것은, 두 개의 무작위적으로 전송하는 필드 유닛(14)이 같은 타임 슬롯(210)에서 메시지를 전송할 가능성이 더 적도록 한다. 응용예에 따라서는, 필드 유닛(14)은 파일럿 채널(44)을 사용하여 상기 기지국과 동기화될 수 있으며, 따라서 메시지는 특정한 타임 슬롯(210)에서 전송될 수 있다.
충돌이 발생할 때, 즉 두 개의 필드 유닛(14)이 동일한 타임 슬롯(210)에서 메시지를 전송하면, 그러한 메시지에 대한 액세스 채널(51) 모니터링 장치는 전송된 메시지 중 하나의 메시지의 내용을 적절히 해석(decipher)하거나 디코딩할 수 없다. 이러한 상황에 대한 표시는 필드 유닛(14)으로 전송된다.
피드백 채널(45)은 기지국(20)이 피드백 메시지(230)를 필드 유닛(14)으로 전송할 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도시된 바와 같이, 이전의 기간(Epoch), 보다 구체적으로 특정한 타임 슬롯(210)에서 발생된 메시지 충돌이 액세스 채널(51)에서 발생하였지 여부에 무관하게, 일반적인 메시지를 상기 선택적인 필드 유닛(14)에 전송하기 위해 적어도 상기 피드백 채널(45)의 일부분을 남겨둔다.
피드백 메시지(230)는, 임의적으로 타임 슬롯(210)에서 기지국(20)에 전송되는 메시지가 충돌을 하였는지를 표시하는 인코드 된 정보의 시퀀스이거나 또는 단일의 비트이다. 도시된 바와 같이, 복수의 피드백 메시지(230)는 1 기간 또는 1/2 의 기간과 같은 주어진 시간 기간 동안에 발생될 수 있다. 예를 들어, 피드백 메시지(230)와 같은 피드백 정보는 기지국(20)에서 기간(N)의 타임 슬롯 #0으로 메시지(210)의 수신 중에 충돌이 발생하였음을 표시하기 위해 기간(N+1)의 기간 A동안에 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, 기간A의 세 개의 피드백 메시지(230) 각각에서 전송되는 로직 1은 충돌이 검출되었다는 것을 표시하는 반면, 로직 0으로 설정되면 충돌이 검출되지 않았다는 것을 표시할 수 있다.
도시된 바와 같이, 복수의 이격된(spaced) 피드백 메시지들(230)을 기간 A동안에 전송하는 것은 어느 정도 리던던시를 제공한다. 예를 들어, 기간 A와 같이 주어진 기간에 전송된 복수의 메시지들(230)은 필드 유닛(14)이 충돌이 발생하였는지를 통지받을 수 있도록 하는 기회를 증가시키기 위해 리던던시가 삽입되어 전송되는 메시지의 역할을 할 수 있다. 바람직하게는, 예컨대 기간A 동안에 몇몇의 상기 메시지(230)에 대하여 메시지 전송 실패가 일어나도, 적어도 하나의 피드백 메시지(230)는 필드 유닛에서 식별될 수 있다.
이전에 설명한 것과 유사한 방식으로, 기간(N+1)의 기간 B 동안에 전송된 피드백 채널(45)의 피드백 메시지는, 기지국(20)에 의해 모니터링될 때 기간(N)의 타임 슬롯#1에서 메시지 충돌이 발생하였는지를 표시할 수 있다.
역방향 링크 방향에서, 액세스 채널(51)을 통해 필드 유닛(14)에서 기지국(20)으로 전송되는 메시지는 상기 메시지를 전송하는 상기 필드 유닛(14)의 식별 번호와 같은 고유한 정보를 포함한다. 순방향 링크 방향에서, 페이징 채널(41)은 기지국(20)에서 필드 유닛(14)으로 메시지 전송을 지원하며, 여기서 상기 메시지 전송은 통상적으로 특정한 필드 유닛(14)에 지시된다. 따라서, 기지국(20)은 페이징 채널(41)을 통해 상기 필드 유닛(14)으로 응답 메시지를 전송함으로써 액세스 채널(51)을 통해 메시지를 전송했던 필드 유닛(14)에 응답할 수 있다. 상기 페이징 채널(41)을 통해 전송되는 다른 링크 정보는 기지국(20)과 필드 유닛(14) 사이에 균형잡힌 양방향 링크를 형성하기 위해 필드 유닛(14)으로 전송될 수 있다.
페이징 채널(41)로 전송되는 메시지의 한 타입은 긍정 응답 메시지(240)이다. 긍정 응답 메시지(240)는 액세스 채널(51)의 타임 슬롯(210)에서 수신된 메시지가 적절히 수신되었다는 것을 표시하기 위해 기지국(20)이 전송한다. 피드백 채널(45)의 피드백 메시지(230)와 유사하게, 필드 유닛(14)으로 전송된 긍정 응답 메시지 또한 피드백 메시지이다. 그러나, 긍정 응답 메시지(240)는 필드 유닛(14)이 전송한 이전의 액세스 요구 메시지가 적절히 수신되었는지를 표시한다. 또한 긍정 응답 메시지(240)는 상기 액세스 요구 필드 유닛(14)과의 균형잡힌 통신 링크가 형성될 것인지를 표시한다. 예를 들어, 트래픽 채널들은 데이터 페이로드를 전송하거나 또는 수신하기 위해 필드 유닛(14)에 할당될 수 있다.
필드 유닛(14)은, 특정한 타임 슬롯(210)으로 전송되는 메시지들이 기지국(20)에서 검출되지 않는 낮은 전력 출력 레벨에서 임의로 전송한다는 것에 유의하여야 한다. 이러한 경우, 필드 유닛(14)은 기지국(20)으로부터 수신한 피드백 정보에 근거하여 뒤이은 메시지 전송을 위해 그의 전력 출력 레벨을 조정할 수 있다. 특히, 필드 유닛(14)은 그것의 전력 출력 레벨을 피드백 채널(45) 또는 페이징 채널(41)을 통해 각각 수신되는 피드백 메시지(230) 또는 긍정 응답 메시 지(240)에 따라서 조정할 수 있다. 따라서, 필드 유닛(14)의 상기 전력 출력 레벨은 최적의 상태가 될 수 있으며 따라서 공통 무선 주파수를 통해 정보를 전송하는 다른 필드 유닛(14)과 최소한으로 간섭한다.
비록 다른 타입의 메시지가 지원되더라도, 액세스 채널(51)의 타임 슬롯(210)으로 전송되는 메시지들은, 필드 유닛(14)이 순방향 트래픽 채널(42) 또는 역방향 링크 트래픽 채널(52)의 데이터 페이로드 정보를 수신하거나 전송하려는 것을 표시하는 통상적인 액세스 요구 메시지들이다.
필드 유닛(14)이 출력 전력 레벨을 조정하는 한 관점은 상기 필드 유닛(14)에서 기지국(20)으로의 이전 메시지 전송에서 충돌이 검출되었는지를 결정하는 것이다. 예를 들어, 특정한 필드 유닛(14)으로부터 이전에 전송된 메시지에 대해 충돌이 검출되지 않으면, 상기 필드 유닛(14)으로부터의 뒤이은 메시지 전송에 대한 출력 전력 레벨은 증가될 수 있으며, 따라서 기지국(20)은 상기 메시지의 전송 검출을 보다 쉽게 행한다. 특히, 이전의 메시지 전송에서 충돌을 검출하지 못하였으면, 뒤이은 메시지 전송에 대해서 +0.5dB과 같은 소정의 양만큼 필드 유닛(14)의 전력 출력 레벨이 증가될 수 있다.
복수의 필드 유닛(14)이 동일한 타임 슬롯(210)으로 전송을 하기 때문에 필드 유닛(14)에 의한 메시지 전송이 충돌로 귀결하는 경우, 만약 오직 하나의 필드 유닛(14)이 특정한 타임 슬롯(210)에서 메시지를 전송하였다면, 필드 유닛(14)이 전송하는 메시지가 기지국(20)에서 검출되었는지를 알 수 없기 때문에 뒤이은 메시지 전송에서 상기 필드 유닛(14)의 상기 전력 출력 레벨은 변하지 않거나 또는 잠 재적으로 줄어들 수 있다. 따라서, 본 발명의 한 관점은 필드 유닛(14)의 상기 전력 출력 레벨을 조정하여 상기 동일한 무선 채널을 사용하는 다른 필드 유닛들과 최소로 간섭되도록 하는 것을 포함한다.
메시지들을 전송하는 이러한 방법은 사용자가 처음으로 필드 유닛(14)에 전원을 공급하고 기지국(20)과 통신을 해야할 때 특히 유용하다. 예를 들어, 메시지를 높은 전력 출력 레벨로 전송하여 그러한 메시지 전송들이 지나친 잡음에 의해 상기 무선 채널의 다른 데이터 전송이 변조되도록 하는 것은 바람직하지 않다.
이전에 설명한 것과 유사한 방법으로, 필드 유닛(14)의 상기 전력 출력 레벨은 기지국(20)이 액세스 채널(51)을 통해 메시지 수신을 긍정 응답하였는지에 따라서 조정될 수 있다. 따라서, 만약 필드 유닛(14)이 긍정 응답 메시지(240)를 검출하지 못하면, 필드 유닛(14)의 상기 전력 출력 레벨은 다음의 전송 메시지에 대해서는 증가할 수 있다.
60dBm과 같이 최대의 전력 조정 레벨이 선택될 수 있으며, 만약, 이 레벨에서도 응답 메시지를 수신하지 못하면, 상기 필드 유닛(14)은 전송을 중단한다.
본 발명의 보다 정교한 응용은 충돌이 검출되었는지를 표시하는 피드백 메시지(230)와 기지국(20)이 액세스 메시지를 긍정 응답하였는지를 표시하는 긍정 응답메시지(240) 모두에 근거하여 필드 유닛(14)의 출력 전력 레벨을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 특히, 충돌이 검출되지 않거나 이전에 필드 유닛에서 전송된 메시지에 대해 응답 메시지가 수신되지 않으면, 필드 유닛(14)은 그것의 출력 전력 레벨을 조정할 수 있다. 그렇지 않으면, 상기 필드 유닛(14)은 이전의 출력 전력 레 벨로 다시 전송할 수 있다.
상기 전력 출력 레벨의 조정에 어떠한 방법이 사용되는지에 무관하게, 기지국(20)이 필드 유닛(14)으로부터 메시지 수신을 긍정 응답하는 상기 전력 레벨 설정은, 상기 필드 유닛(14)이 다른 정보를 기지국으로 전송하여야 하는 전력 레벨 설정을 결정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 필드 유닛(14)으로부터의 메시지는 상기 초기 메시지 전송 동안 특정한 변조율을 사용하여 전송될 수 있다. 상기 필드 유닛(14)으로부터의 후속하는 전송들의 상기 전력 출력 레벨은 전송하는 메시지를 다른 변조율로 맞추도록 조정될 수 있다. 예를 들어, 어느 정도의 전력 레벨로 필드 유닛이 다른 변조율을 사용하여 할당된 트래픽 채널을 통해 전송을 하여야 하는지가 결정될 수 있다. 상기 전력 레벨 출력 조정의 이전 내력은, 전력 조정을 추적하고 어느 정도의 전력 레벨로 기지국(20)과 같은 모니터링 장치가 메시지 전송을 검출하는지를 결정할 수 있도록 임의로 유지된다.
이전에 설명한 것과 같이, 본 발명의 한 관점은 필드 유닛(14)으로부터 메시지를 재전송하는 것을 포함하며, 따라서 기지국(20)에서 메시지가 검출될 수 있다. 재전송은, 메시지를 전송하는 후속적인 시도에서 충돌이 덜 발생하도록 임의의 백-오프 시간에 임의로 근거한다.
두 개 이상의 필드 유닛(14)이 액세스 채널(51)을 통해 메시지를 전송하며 충돌이 기지국(20)에서 검출되는 상황을 가정하자. 앞서 설명한 것과 같이, 충돌이 발생하였음을 표시하는 피드백 메시지는 상기 필드 유닛(14)으로 전송될 것이다. 모든 필드 유닛(14)은 기지국(20)으로 그들의 상응하는 메시지를 재전송하여 야 한다.
또 다른 충돌을 막기 위해, 상기 필드 유닛(14)들은 충돌이 발생한 이전의 메시지 전송에 상대되는 백 오프 시간을 무작위적으로 선택하며, 다른 타임 슬롯(210)에 전송한다. 예를 들어, 만약 필드 유닛(A)과 필드 유닛(B)이 기간(N)의 타임 슬롯 #0으로 메시지를 전송하면, 필드 유닛(A)은 3 기간만큼 백 오프 시간을 선택할 것이고 기간(N+3)의 타임 슬롯#1로 기지국(20)에 메시지를 재전송하는 반면, 필드 유닛(B)은 기간(N+2)의 타임 슬롯 #0으로 임의의 백 오프 시간에 기초하여 메시지를 재전송한다. 따라서, 필드 유닛(A, B)은 메시지 재전송에서 또 다른 충돌이 덜 발생하도록 한다.
도 3은 피드백 메시지를 필드 유닛(14)으로 전송하는 본 발명의 또 다른 실시예를 설명하는 타이밍 도이다. 액세스 채널(51)은 분할되고 따라서, 필드 유닛(14)은 액세스 프로브(probe) 또는 다른 메시지를 타임 슬롯(345)으로 전송할 수 있다. 도시된 바와 같이, 피드백 채널(355)은 매 기간마다 반복되는 64 개의 타임 슬롯(TS#0, TS#1, TS#2......TS#63)을 포함하도록 분할된다.
피드백 채널(355)의 타임 슬롯(315) 각각은 바람직하게 16비트의 정보를 지원하는 데이터 필드를 포함한다. 보여지는 특별한 응용에서, 정보의 10비트는 일반적인 메시지를 위해 보존되며, 한 비트는 충돌 검출 비트(325)로 보존되며, 다섯 비트는 CRC(주기적 리던던시 검사) 데이터(328)를 위해 보존된다.
일반적인 메시지(320)는 특정 필드 유닛(14)으로 향하는 메시지이다. 예를 들어, 복수의 필드 유닛(14) 각각은 기지국(20)에서 필드 유닛(14)으로 피드백 정 보를 수신하는 특정의 타임 슬롯(315)의 사용이 할당된다. 할당될 때, 상응하는 필드 유닛(14)은 기지국(20)으로부터 메시지를 수신하기 위해 적절한 타임 슬롯(315)을 모니터링한다. 타임 슬롯(315)에 있는 특정 메시지의 한 타입은 필드 유닛(14)으로의 피드백 정보인데, 상기 정보는 필드 유닛(14)으로부터 전송된 메시지가 기지국(20)에서 적절히 수신되도록 그것의 타이밍 또는 전력을 어떻게 조정하여 하는지를 표시한다.
타임 슬롯(315)은 임의로 할당되지 않을 수 있으며 상기 메시지 그 자체는 어떤 필드 유닛(14)으로 메시지를 전송될 주소를 포함할 수 있다. 따라서, 수정된 실시예에서, 피드백 메시지는 필드 유닛(14)에 비동기적으로 전송될 수 있다.
타임 슬롯(315)에 있는 충돌 검출 비트(325)는 모니터링된 타임 슬롯(345)에서 충돌이 발생하였는지를 표시하는 단일 비트이다. 특히, 기간 M의 타임 슬롯(TS#0, TS#1,.... TS#31)의 충돌 검출 비트(325)는 기간 M-1의 액세스 프로브 슬롯#0에서 충돌이 발생하였는지를 표시한다. 따라서, 복수의 타임 슬롯 상의 각 충돌 검출 비트들(328)의 열은 충돌이 검출되었다는 것을 표시하는 동일한 로직 상태로 설정될 수 있다.
동일한 방법으로, 기간 M의 TS#32, TS#33.....TS#63은 기간 M-1의 액세스 프로브 슬롯#1에서 충돌이 발생하였는지를 표시하도록 적절히 설정될 수 있다. 따라서, 모니터링하는 필드 유닛(14)은 단일 비트, 복수 비트들의 시퀀스, 또는 간격을 두는 비트들의 시퀀스에 근거하여 기지국(20)에서 충돌이 발생하였는지를 결정할 수 있다.
CRC 데이터(328)는 또한 피드백 메시지(360)에 제공된다. 상기 CRC 데이터(328)는 메시지(360)가 필드 유닛(14)에서 적절히 수신되도록 보장하기 위해, 특히 특정한 충돌 검출 비트(325)가 적절히 수신되었는지를 보장하기 위해 필드 유닛(14)에서 임의로 디코딩된다. 필드 유닛(14)에서 메시지와 데이터가 적절히 수신되었는지를 보장하고 검증하기 위해 다른 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 메시지는 FEC(순방향 에러 수정) 코드에 근거하여 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 메시지들을 상기 액세스 채널을 통해 필드 유닛(14)에서 타겟 수신기로 전송하는 포맷을 설명하는 다이어그램이다.
한 응용에서, 메시지(410)는 필드 유닛(14)에 의해 액세스 채널(51)을 통해 전송되며, 두개의 부분들을 포함한다. 도시된 바와 같이, 메시지(410)의 제1 부분 또는 전문(415)은 필드 유닛(14)의 통신 링크에 대한 요구를 표시하는 코딩된 메시지이다. 각각의 필드 유닛(14)은 일반적으로 코딩된 전문(415)을 가진 메시지(410)를 전송할 수 있다. 따라서, 만일 두개의 필드 유닛(14)이 동일한 전문 메시지(415)를 포함하는 메시지를 전송한다면, 기지국(20)은 적어도 전문 메시지(415)가 적어도 하나의 필드 유닛(14)에 의하여 전송되었다는 것을 결정할 수 있다. 즉, 하나의 필드 유닛에 의해 전송되는 전문 메시지(415)는, 다수의 메시지(410)가 동일한 타임 슬롯으로 전송될 때 다른 필드 유닛(14)에 의해 전송되는 전문 메시지(415)와 오버랩될 수 있다.
메시지(410)는 기지국(20)에 전송되는 데이터 페이로드(420)를 선택적으로 포함한다. 일 응용에서, 데이터 페이로드(420)는 메시지(410)를 전송하는 필드 유닛(14)의 일련번호를 포함한다. 통상적으로, CRC 데이터와 같은 몇몇 형태의 리던던시 체크 정보는 메시지(410)가 에러 없이 적절히 수신되는지의 여부를 기지국(20)이 결정할 수 있도록 메시지(410)와 함께 포함된다.
만일 메시지(410)가 에러 없이 수신된다면, 기지국(20)은 그에 따라 응답하여 필드 유닛(14)과 링크를 형성하고 피드백 채널(45)을 통해 "비충돌" 메시지를 필드 유닛(14)에 전송할 수 있다. 선택적으로, 만일 메시지(410)가 에러 없는 전문(415) 및 부적절하게 수신된 데이터 페이로드 정보(420)를 포함한다면, 기지국(20)은 두개 이상의 송신기가 동시에 메시지를 전송했다고 추론할 수 있다. 그 다음에, 충돌 검출 메시지는 피드백 채널(45)을 통해 전송되어, 충돌이 발생했다는 것을 표시한다. 따라서, 메시지(410)를 모니터링하는 기지국(20)과 같은 타겟 수신기는 메시지 충돌이 발생하는지의 여부를 적정 피드백을 다수의 전송 필드 유닛(14)에 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 특징은 파일럿 블록(53) 및 바커(barker) 코드 블록(54)을 사용하여 전문(415)을 코딩하는 것이다. 이와 같은 코딩 또는 심볼 시퀀스의 사용에 기초하여, 필드 유닛(14)은 메시지(410)를 기지국(20)에 전송할 수 있다.
도시된 바와 같이, 전문 메시지(415)는 4개의 파일럿 블록(53) 및 4개의 바커 코드 블록(54)을 포함할 수 있다. 바커 코드 블록(54)은 메시지(410)의 전문(415)이 시작하는 지점을 기지국(20)이 식별할 수 있도록 한다. 다시 말해서, 전문(415)내의 정보는 메시지를 비동기 수신하기 위하여 기지국(20)에서 타이밍 목적으로 사용될 수 있다. 따라서, 기지국(20)이 비동기 메시지를 수신하기 위하여 수정될 수 있기 때문에 필드 유닛(14)이 타임 슬롯(210)에서 메시지(410)를 전송하는 것은 필수적인 것이 아니다.
그러나, 메시지(410)가 타임 슬롯(210)으로 전송되는 바커 코드 블록(54)을 포함하는 응용에서, 한 타임 슬롯에서 다수의 필드 유닛(14)에 의하여 동시에 전송되는 메시지(410)의 전문(415)이 오버랩되고, 따라서 기지국(20)에서 검출가능하기 때문에 충돌이 발생할지라도, 기지국(20)은 수신된 메시지(410)를 식별할 수 있다.
각각의 파일럿 블록(53)은 다수의 반복 파일럿 심볼을 포함한다. 바람직하게, 파일럿 블록은 메시지(410)를 디코딩하기 위하여 타겟 수신기에 의하여 사용되는 48개의 심볼을 포함한다.
메시지(410)의 제 2 부분은 기지국(20)에 전송되는 데이터 페이로드(420)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 파일럿 심볼들은 타겟 수신기에서의 데이터의 코히어런트 복조를 지원하기 위하여 메시지(410)의 데이터 페이로드(420) 부분에 삽입된다. 파일럿 심볼들은 통상 일련의 양의 데이터 비트를 포함하며, 이에 따라 그들 자체는 타이밍 정보를 본질적으로 포함하지 않는다.
도시된 바커 코드 블록(54)은 비트 정보의 소정 패턴을 포함한다. BPSK(Binary Phase Shift Keying)는 3개의 양의 비트, 3개의 음의 비트, 하나의 양의 비트, 음의 비트 쌍, 하나의 양의 비트 및 하나의 음의 비트의 순서로 이루어진 양의 바커 시퀀스(450), 즉 +B를 발생시키기 위하여 사용될 수 있다. 바커 코드 시퀀스는 음의 바커 시퀀스, 즉 -B와 같이 선택적으로 음으로 될 수 있으며, 이에 따라 모니터링 장치에서의 메시지 처리를 지원할 수 있다.
도 5는 본 발명의 원리에 따라 메시지에 대한 채널을 모니터링하는 과정을 기술한 흐름도이다.
단계(500)는 일반적으로 흐름도에서 시작위치를 표시한다. 단계(510)에서, 액세스 채널(51)은 필드 유닛(14)에 의하여 전송된 액세스 요구 메시지와 같은 메시지 전송을 위하여 모니터링된다. 그 다음에, 메시지가, 메시지(410)의 적절하게 수신된 전문(415) 또는 바커 코드를 포함하는지의 여부가 단계(520)에서 결정된다. 만일 바커 코드 또는 전문(415)이 단계(520)에서 검출되지 않는다면, 처리과정은 단계(510)에서 다시 시작한다. 선택적으로, 만일 바커 코드가 단계(520)에서 검출된다면, 메시지(410)는 타임 슬롯에서 충돌이 발생하는지의 여부를 결정하기 위하여 추가로 분석될 수 있다. 즉, 수신된 메시지(410) 내의 적어도 데이터의 일부분에 에러가 발생하였는지의 여부가 결정된다.
메시지 충돌이 발생하는지의 여부를 결정하기 위한 한가지 방법은 메시지(410) 내의 데이터가 적절히 수신되는지를 검증하는 것이다. 이는 리던던시 체크 정보에 따라 수신된 메시지(410)를 분석함으로써 달성될 수 있다. 만일 메시지(410) 내의 데이터가 기지국(20)에서 적절히 수신되지 않는다면, 피드백 메시지는 피드백 채널(45)을 통해 기지국(20)에 의하여 전송되어, 단계(540)에서 이전 액세스 요구 메시지에 대하여 충돌이 검출되었다는 것을 표시한다. 단계(540) 다음에, 처리과정이 단계(510)에서 다시 시작한다.
만일 단계(530)에서 특정 메시지에 대하여 충돌이 검출되지 않는다면, 메시지(410)는 다수의 필드 유닛(14) 중 어느 것이 메시지를 전송했는지의 여부를 결정 하기 위하여 분석된다. 단계(550) 다음에, 긍정 응답 메시지(240)는 페이징 채널(41)을 통해 요구 필드 유닛(14)에 전송된다. 또한, 메시지는 피드백 채널(45)을 통해 전송되어, 액세스 채널(51)의 대응하는 이전 타임 슬롯(210)에 대하여 메시지 충돌이 발생하지 않았다는 것을 표시한다. 최종적으로, 단계(560)에서 액세스 요구 필드 유닛과의 더 균형잡힌 링크가 형성된다.
도 6은 본 발명의 원리에 따라 타겟 수신기에 메시지를 전송하기 위한 필드 유닛에서의 처리과정을 기술하는 흐름도이다. 단계(600)는 일반적으로 흐름도에서 시작위치를 표시한다.
단계(620)에서, 필드 유닛(14)의 상태는 필드 유닛(14)이 기지국(20)과 같은 타겟 수신기와의 통신 링크를 설정하고자 한다는 것을 표시하는 사용자의 입력을 위하여 모니터링된다. 그 다음에, 필드 유닛(14)이 통신링크를 형성하고자 하는 것을 입력이 표시하는지의 여부가 단계(620)에서 결정된다. 만일 그렇지 않다면, 처리과정은 다시 단계(610)에서 시작한다. 만일 그렇다면, 필드 유닛(14)은 단계(630)에서 액세스 채널(51)을 통해 액세스 요구 메시지를 전송한다. 그 다음에, 피드백 채널(45)은 충돌 검출 메시지와 같은 피드백 정보를 위하여 단계(640)에서 필드 유닛(14)에 의하여 모니터링된다.
만일 단계(650)에서 필드 유닛(14)에 의한 이전 전송에서 충돌이 검출되면 처리 과정은 단계(660)으로 계속되며, 단계(660)에서 전력 출력 레벨은 필드 유닛(14)에 대하여 조정되지 않으며, 그 후에 단계(630)에서 메시지(410)가 재전송된다.
만일 충돌 피드백 메시지에 의해 표시된 바와 같이 단계(650)에서 충돌이 검출되지 않으면, 긍정 응답 메시지(240)가 페이징 채널(41)을 통해 필드 유닛(14)에서 수신되는지의 여부가 단계(670)에서 결정된다. 긍정 응답 메시지가 수신된 경우, 단계(690)에서 필드 유닛(14)과 기지국(40) 사이에 링크가 형성된다. 긍정 응답 메시지가 수신되지 않은 경우, 필드 유닛(14)의 전력 출력레벨은 단계(680)에서 증가되며, 처리과정은 필드 유닛(14)으로부터 기지국(20)으로 메시지를 재전송하기 위하여 단계(630)로 계속된다.
도 7은 본 발명의 원리에 따라 트랜시버 간에 메시지가 전송되는 다수의 채널을 기술한 타이밍 도이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 특징은 필드 유닛(14)을 초기 전력레벨로 세팅하여 필드 유닛(14)이 메시지 전송 동안 다른 사용자와 최소로 간섭하도록 한다는 것이다. 액세스 메시지가 기지국(20)에서 검출되는지의 여부에 기초하여 전력이 급격히 상승(ramp up)하기 때문에, 필드 유닛의 초기 전력레벨은 기지국(20)이 적정 전력레벨에서 메시지를 수신할 전력 레벨 근처에 있는 것이 바람직하다. 결과적으로, 필드 유닛(14)은 메시지가 기지국(20)에서 수신되도록 필드 유닛(14)의 전력레벨 출력이 단지 최소 조정만을 필요로 하기 때문에 메시지를 기지국(20)에 전송하여 단시간에 더 많은 균형잡힌 통신링크를 형성할 수 있다.
필드 유닛(14)의 전력 출력레벨을 초기에 세팅하기 위한 한 방법은 기지국(20)으로부터 파일럿 채널(44)을 통해 기준 신호(710)를 전송하는 것이다. 바람직하게, 기준신호(710)는 적절한 전력 레벨로 전송되며, 이에 따라 파일럿 채 널(44)을 모니터링하는 무선 에어스페이스의 다수의 필드 유닛(14)은 기준 신호(710)를 식별하고 수신되는 전력레벨을 측정할 수 있다. 일 실시예에서, 기준 신호는 파일럿 심볼 시퀀스와 같은 파일럿 정보를 포함하며, 여기서 파일럿 심볼은 PN(의사잡음) 코드로 정의된다. 필드 유닛(14)에서 하나 또는 다수의 상관 필터는 파일럿 심볼을 검출하기 위하여 사용된다.
파일럿 채널(44)을 모니터링하는 각각의 필드 유닛(14)은 통상적으로 수신된 기준신호(710)의 전력레벨을 측정하기 위하여 전력 검출기 회로를 포함한다. 예컨대, 전력 검출기는 수신된 기준 신호(710)의 가장 강한 파일럿 경로를 측정하기 위하여 사용된다. 이러한 측정은 기지국(20) 및 필드 유닛(14) 간의 순방향 경로 손실을 추정하기 위하여 사용된다.
기준 신호(710)의 전체 수신된 신호전력 레벨은 I 및 Q 채널의 제곱의 크기의 합에 기초하여 계산될 수 있다. 전력 측정은 페이딩 조건하에서 수신된 전력레벨의 더 양호한 추정을 제공하기 위하여 선택적으로 필터링된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 메시지는 기지국(20)으로부터 페이징 채널(41)을 통하여 필드 유닛(14)에 전송된다. 이러한 한 메시지는 기준 신호(710)가 기지국(20)으로부터 전송되는 전력레벨을 표시하는 정보를 포함하는 메시지(A)이다. 이러한 값은 기지국 안테나의 이득을 이미 고려한 dBm으로 표현될 수 있다. 따라서, 메시지(A)는 기지국(20)이 기준신호(710)를 전송하는 유효 방사 전력레벨 정보를 포함할 수 있다. 안테나 이득 정보, 오프셋 정보, 상관 정보 및 일반 정보와 같은 부가 메시지는 필드 유닛(14)에 전송될 수 있다.
필드 유닛(14)은 기준 신호(710)가 전송되는 전력 레벨을 결정하기 위하여 메시지(A)를 디코딩한다. 그 다음에, 기지국(20) 및 필드 유닛(14) 사이의 순방향 경로손실은 필드 유닛(14)에서의 기준신호(710)의 수신된 전력레벨과 메시지(A)에 의하여 표시된 유효 방사 전력레벨을 비교함으로써 결정된다.
계산된 순방향 경로손실은 필드 유닛(14) 및 기지국(20) 사이의 역방향 경로손실을 추정하기 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 역방향 경로손실은 아마도 적어도 약간 다르더라도 순방향 경로손실과 대략 동일한 것으로 추정된다. 이와 같이 추정된 경로손실은 메시지가 필드 유닛(14)으로부터 기지국(20)으로 전송될 수 있는 초기 설정 포인트를 결정하기 위하여 사용된다.
기지국(20)이 55dBm의 유효 방사 전력레벨에서 기준신호(710)를 전송하는 경유를 가정하라. 논의된 바와 같이, 이러한 정보는 페이징 채널(41)을 통해 일반적으로 방송되는 메시지(A)를 통해 필드 유닛(14)에 전송된다. 만일 기준신호(710)의 수신된 전력레벨이 22dBm이라면, 순방향 경로 손실은 55-22dBm으로써 계산되거나 또는 순방향 경로 손실인 33dBm일 수 있다. 이러한 경로손실에 기초하여, 필드 유닛(14)은 메시지를 기지국(20)에 전송하기 위하여 다음 시도를 위한 적절한 전력 출력레벨을 추정할 수 있다.
부가 메시지는 기지국(20)으로부터 페이징 채널(41)을 통해 필드 유닛(14)에 전송될 수 있다. 예컨대, 메시지(B)는 일반적으로 페이징 채널(41)을 통해 필드 유닛에 전송된다. 메시지(B)는 기지국(20)이 필드 유닛(14)으로부터 다음 메시지를 수신할 적정 전력레벨을 표시하는 인코딩된 정보를 바람직하게 포함한다. 이러 한 정보는 특정 필드 유닛(14)에 직접 전송된 특정 메시지일 수 있다. 따라서, 필드 유닛(14)은 메시지가 적정 전력레벨로 수신되도록 어느 전력레벨로 메시지가 전송되어야 하는지를 추정하기 위하여 정보를 사용할 수 있다. 메시지(B)가 12dBm의 적정 전력레벨을 표시하고 순방향 경로손실이 대략 33dB인 경우에, 필드 유닛(14)은 33+12dBm 또는 45dBm으로 메시지를 기지국(20)에 전송할 수 있다.
특히, 역방향 경로손실은 추정된 33dBm 보다 훨씬 클 수 있다. 이러한 상황하에서, 기지국은 필드 유닛(14)에 의하여 전송된 메시지를 필수적으로 검출하지 않는다. 그러나, 전술한 바와 같이, 45dBm의 전력 출력 세트포인트는 액세스 요구 메시지(750)와 같은 메시지들이 액세스 채널(51)을 통해 전송되는 시작점일 수 있다. 만일 기지국(20)에서 충돌이 검출되지 않고 긍정 응답 메시지(240)가 페이징 채널(41)을 통해 수신되지 않는다면, 필드 유닛(14)의 전력 출력은 메시지를 전송하기 위한 다음 시도를 위하여 1dBm 내지 46dBm 만큼 증가될 수 있다. 필드 유닛(14)의 전력 출력레벨을 조정하기 위한 이러한 과정은 메시지가 기지국(20)에서 검출될 때까지 반복될 수 있다.
기지국(20)에 전송된 메시지는 메시지가 필드 유닛(14)으로부터 수신되는 전력레벨을 결정하기 위하여 모니터링될 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 메시지(C)와 같은 메시지는 파일럿 심볼 또는 파일럿 심볼 시퀀스와 같은 파일럿 정보를 포함할 수 있다. 그 다음에, 파일럿 상관 필터는 도 8에 도시된 가장 강한 다이버시티 경로 및 측면경로를 식별하기 위하여 사용된다. 하나 또는 다수의 경로는 메시지가 액세스 채널(51)을 통하여 기지국(20)에 수신되는 전력레벨을 결정 하기 위하여 사용된다. 메시지(C)가 적절히 수신되도록 하기 위하여, 메시지는 CRC 체크 비트와 같은 에러 검출정보를 사용하여 에러에 대하여 분석된다. 본 발명의 이들 및 다른 특징은 본 명세서에서 앞서 설명되었다.
메시지(C)가 기지국(20)에서 적절히 수신된 후에, 전력 조정 메시지는 기지국(20)으로의 다음 메시지가 적정 전력레벨로 수신되도록 필드 유닛(14)이 조정되어야 하는 방법을 표시하기 위하여 기지국(20)에서 발생된다. 예컨대, 만일 메시지가 23dBm로 수신된다는 것을 기지국(20)이 결정하면, 기지국(20)은 필드 유닛이 다음 메시지 전송을 위한 전력 출력 레벨을 감소시켜야 한다는 것을 표시하는 메시지를 페이징 채널(41)을 통해 전송하여, 이에 따라 필드 유닛으로부터의 메시지는 12dBm와 같은 낮은 전력레벨로 수신된다.
도 8은 본 발명의 원리에 따라 파일럿 심볼에 대한 수신 다이버시티 스트링을 설명하는 그래프이다. 기준신호(710), 메시지(A), 메시지(B) 또는 메시지(C)와 같은 수신 메시지는 수신 메시지의 전력 레벨을 결정하기 위하여 수신기에서 모니터링되는 하나 또는 다수의 파일럿 심볼과 같은 표시기를 포함할 수 있다.
기지국(20) 및 필드 유닛(14) 양자는 하나 또는 다수의 파일럿 심볼과 같은 표시기를 전송된 메시지에서 식별하는 파일럿 상관 필터를 포함한다. 이러한 표시기는 메시지의 수신 전력레벨 및 타이밍 정렬을 분석하는데 도움이 된다. 부수적으로, 다이버시티 스트링은 다수의 경로 페이딩의 결과로써 메시지에서 표시기의 수신을 기술한다. 즉, 송신기로부터의 신호는 송신기 및 수신기 사이의 다른 경로를 통해 신호가 타겟에 도달하는데 걸리는 가변시간으로 인하여 타겟에서 여러번 수신된다.
바람직하게, 가장 강하게 수신된 다이버시티 경로는, 수신된 메시지의 타이밍을 분석하기 위해 기지국(20) 및 필드 유닛(14)에서 시간 정렬 스트링으로서 지정될 것이다. 또한, 바람직하게 가장 강한 경로가 메시지가 수신된 전력 레벨을 계산하기 위해 선택된다. 그러나, 추가 경로가 메시지의 수신 전력 레벨을 결정하기 위해 선택적으로 사용된다.
타이밍 정렬 및 메시지의 수신 전력 레벨은 상관 필터를 사용하여 언급된 바에 따라 분석되는 특정 스트링에서 가장 강한 파일럿의 상관 프로필을 사용하여 결정된다. 상관 필터의 출력은 통상적으로 랙(lag)당 4개의 샘플로 64랙을 표시하는 256개의 샘플로 구성된다. 256개의 샘플 출력창은 수신 장치의 전체 상관 시간 범위를 표시한다. 이는 응용예에 따라 변경할 수 있다. 바람직하게, 시간 정렬 지점은 전조(precursor)에 20랙을 허용하며 후조(postcursor) 채널 정보에 44랙을 허용하는 샘플 번호 80이다.
일반적으로 시간 정렬 에러의 계산은 주어진 샘플 스트링에서 중심 또는 피크 지점이 놓여지는 위치의 결정을 기반으로 한다. 예를 들면, 타임 슬롯에 전송한 각각의 필드 유닛(14)은 타임 슬롯 내의 소정의 지점에 위치된 표지, 즉 피크 신호를 포함한다. 채널에 대한 가장 강한 파일럿 경로와 주 경로의 어느 측면 상의 2개의 샘플, 즉 1 및 1/4 칩은 타임 슬롯 내의 표지의 중심 또는 피크 지점을 결정하기 위해 통계적으로 분석된다. 도 6에서 샘플 중심 위치, L은 다음 식을 기반으로 계산된다:
Figure 112008015600385-pat00001
t = 샘플 시간,
Figure 112008015600385-pat00002
는 주어진 시간에서 샘플의 크기이다.
예를 들면 L은 도 6에 주어진 결과를 기반으로 계산된다.
Figure 112008015600385-pat00003
다시, 타이밍 정렬 에러는 타임 슬롯 내의 타이밍 정렬에 대한 기준점으로 선택된 바람직한 시간 설정 지점 80에서 계산된 중심 지점의 타이밍을 비교함으로써 결정된다. 상기 예에서 중심점은 78.317로 계산되므로, 타이밍은 설정 지점 80에 관계된다. 필드 유닛(14)으로부터의 메시지가 기지국(20)에서 적합한 시간에 수신되기 위해 타이밍이 얼마나 정교하게 조정되어야 하는지를 가리키도록 적합한 메시지가 필드 유닛(14)에 전송될 수 있다.
유사한 방식으로 도 8의 다이버시티 스트링은 메시지가 수신된 전력 레벨을 결정하기 위하여 분석될 수 있다. 따라서, 메시지가 바람직한 전력 레벨에서 수신되도록 하기 위해 전력 출력 레벨이 얼마만큼 조정되어야 하는지를 표시하도록 적합한 메시지가 필드 유닛(14)에 전송될 수 있다.
언급된 바에 따라, 이러한 기술은 기지국(20)에서 기준 신호(710)의 수신 전 력 레벨을 검출하기 위해 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 원리에 따라 계산된 경로 손실을 기반으로 필드 유닛의 전력 레벨 출력을 세팅하기 위한 방법을 도시하는 흐름도이다.
단계(900)는 흐름도에서 입력 지점을 도시한다. 다음 단계(910)에서 필드 유닛(14)은 기준 신호(710)에 대한 파일럿 채널(44)을 감시한다. 앞서 언급된 바에 따라, 필드 유닛은 기준 신호(710)가 전력 검출 회로와 파일럿 상관필터를 사용하여 수신된 전력 레벨을 결정한다.
단계(920)에서 페이징 채널(41)은 기지국(20)으로부터 전송된 메시지에 대해 필드 유닛(14)에 의해 모니터링된다. 앞서 언급된 바에 따라, 메시지 A는 페이징 채널(41)에서 수신되며, 기준 신호(710)가 기지국(20)으로부터 전송되는 유효 방사 전력 레벨을 결정하기 위해 디코딩된다.
필드 유닛(14)에서 수신된 기준 신호(710)의 검출된 전력 레벨 및 해당 기준 신호(710)가 기지국(20)으로부터 전송되는 유효 방사 전력 레벨을 기초로, 단계(930)에서 기지국 및 필드 유닛(14) 사이의 경로 손실이 평가된다. 바람직하게 경로 손실은 기준 신호(710)가 기지국(20)으로 부터 전송된 전력 레벨과 기준 신호(710)가 필드 유닛(14)에서 수신된 전력 레벨 간의 차이를 계산함으로써 평가된다.
단계(940)에서 뒤이어 메시지 B는 단계(940)의 필드 유닛(14)에서 수신된다. 이 메시지는 바람직하게 메시지들이 기지국에서 수신된 바람직한 전력 레벨을 가리키는 정보를 포함한다.
메시지가 기지국(20)에서 수신되는 바람직한 전력 레벨과 단계(930)에서 계산된 경로 손실을 기반으로, 필드 유닛(14)은, 메시지가 단계(950)의 기지국(20)에서 바람직한 전력 레벨에서 수신되도록 하기 위해 필드 유닛(14)에 대한 전력 출력 세팅을 결정한다. 특히, 필드 유닛(14)으로부터 기지국으로의 실제 경로 손실은 기준 신호(710)의 측정값을 기반으로 기지국과 필드 유닛(14) 사이에서 계산된 경로 손실과 거의 동일한 것으로 추정된다. 따라서 필드 유닛(14)의 적합한 전력 출력 레벨은 필드 유닛(14)에 대한 전력 출력 세팅을 결정하기 위한 바람직한 전력 레벨 세팅에서의 계산된 경로 손실을 추가함으로써 결정될 수 있다. 결과적으로, 필드 유닛(14)의 이러한 전력 출력 세팅은 기지국(20)에 초기 메시지를 전송하기 위한 시도에 대해 알맞은 시작 지점이 되어야 한다.
또한, 단계(950)에서, 필드 유닛(14)은 액세스 요구 메시지와 같은 메시지 C를 액세스 채널(51) 상에서 기지국(20)에 전송한다. 수신하자마자, 기지국(20)은 기지국(20)에서의 메시지 C의 수신 전력 레벨을 측정한다. 이 수신 전력 레벨은 그 후에 뒤이은 메시지가 바람직한 전력 레벨에서 수신되도록 하기 위해 전력 출력 레벨을 얼마만큼 조정하는지를 표시하는 피드백이 필드 유닛(14)에 제공될 수 있게 하기 위해 바람직한 전력 레벨과 비교된다.
다음 단계(960)에서 필드 유닛(14)은 기지국(20)이 메시지 C를 적절히 수신했는지를 가리키는 긍정 응답 메시지에 대한 페이징 채널(41)을 모니터링한다. 만약 긍정 응답이 단계(970)에서 수신되지 않았다면, 필드 유닛(14)의 전력 출력 레벨은 단계(975)에서 증가되며, 뒤이어 메시지는 단계(960)에서 재전송된다. 이러 한 증가 전력의 루프는 일반적으로 기지국(20)이 메시지의 수신을 긍정 응답할 때까지 반복된다.
긍정 응답이 단계(970)에서 수신될 때, 순서 흐름은 단계(950)에서 전송된 메시지가 바람직한 전력 레벨에서 수신되었는지를 표시하는 추가 메시지가 기지국(20)으로부터 수신되는 단계(980)에서 계속된다. 논의된 바에 따라, 뒤이은 메시지가 기지국 (20)에서 바람직한 전력 레벨로 수신되도록 하기 위해 전력 출력 레벨을 얼마만큼 조절하는지를 표시하는 정보가 필드 유닛(14)에 전송될 수 있다. 결과적으로, 이에 따라 필드 유닛(14)의 출력 전력 레벨은 뒤이은 메시지 전송을 위해 조정된다.
본 발명은 본 발명의 사상 또는 근본적인 특성을 벗어나지 않으면서 다른 특정한 형태로 구현될 수 있지만 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명에 대한 여러 변경이 가능함을 쉽게 인식할 것이며, 첨부된 청구범위에 의해서만 제한받는다.
도 1은 본 발명의 일 원리에 따른 무선 통신 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 원리에 따라 전송된 메시지가 존재하는 다수의 채널을 도시한 타이밍 도이다.
도 3은 본 발명의 일 원리에 따라 타임 슬롯화된 채널 내의 데이터 필드의 사용을 도시한 타이밍 도이다.
도 4는 본 발명의 일 원리에 따라 메시지의 상세내역을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 원리에 따라 타겟 수신기에서의 메시지 처리를 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 원리에 따라 타겟 수신기에 메시지를 전송하는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 일 원리에 따라 전송된 메시지가 존재하는 다수의 채널을 도시한 타이밍 도이다.
도 8은 본 발명의 일 원리에 따라 모니터링된 기준 신호의 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 원리에 따라 송신기 장치의 초기 전력 출력 레벨을 세팅하는 흐름도이다.

Claims (3)

  1. 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 기지국에 있어서,
    제1 채널 상에서 필드 유닛 식별자 및 최대 전력 조정 레벨을 포함하는 측정 요청 메시지를 수신하도록 구성된 수신기; 및
    참조 신호 및 상기 참조 신호가 송신되는 유효 방사 전력 레벨 정보를 포함하는 제1 메시지를 필드 유닛에 송신하고, 후속 메시지들에 대한 원하는 전력 레벨을 나타내는 제2 메시지를 상기 필드 유닛으로 송신하도록 구성된 송신기를 포함하고,
    상기 수신기는 상기 원하는 전력 레벨에서 상기 필드 유닛으로부터 응답 메시지를 수신하도록 더 구성되고,
    상기 응답 메시지의 수신 전력 레벨을 측정하고, 상기 응답 메시지의 수신 전력 레벨과 상기 원하는 전력 레벨을 비교하고, 후속 메시지들이 상기 원하는 전력 레벨에서 수신되도록 전력 출력 레벨을 조정하는 방법을 나타내는 전력 조정 메시지를 필드 유닛에 대하여 생성하도록 구성된 프로세서를 포함하는 기지국.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신기는 상기 필드 유닛에 상기 전력 조정 메시지를 송신하도록 더 구성되는 것인 기지국.
  3. 제2항에 있어서, 상기 송신기는 상기 응답 메시지가 상기 원하는 전력 레벨에서 수신되었는지를 나타내는 제3 메시지를 상기 필드 유닛에 송신하도록 더 구성되는 것인 기지국.
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