KR100904512B1 - 신규 가입자를 예상하여 현존 가입자를 그룹핑하는 것을포함하여 공간 채널을 가진 무선 통신 시스템에서의 채널할당 - Google Patents

신규 가입자를 예상하여 현존 가입자를 그룹핑하는 것을포함하여 공간 채널을 가진 무선 통신 시스템에서의 채널할당 Download PDF

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Abstract

공간 분할 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하기 위한 방법 및 시스템이 제공되었다. 상기 망은 몇 개의 채널이 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성될 수 있는 복수의 종래 채널을 포함한다. 상기 방법은 현존 가입자로부터 가입자의 조합을 판정하는 단계를 포함한다. 현존 가입자는 채널을 공유하도록 재할당되어 신규 가입자를 위해 자원을 자유롭게 한다.
공간 분할 다중 접속 통신망, 종래 채널, 공간 채널, 현존 가입자, 신규 가입자, 조합, 쌍, 다중 채널 송신기, 다중 채널 수신기, 공간 다중화기, 공간 역다중화기, 신호 변조기, 신호 복조기, SDMAP.

Description

신규 가입자를 예상하여 현존 가입자를 그룹핑하는 것을 포함하여 공간 채널을 가진 무선 통신 시스템에서의 채널 할당{CHANNEL ASSIGNMENTS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM HAVING SPATIAL CHANNELS INCLUDING GROUPING EXISTING SUBSCRIBERS IN ANTICIPATION OF A NEW SUBSCRIBER}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에는 일반적으로 그 동작을 위해 무선 주파수 스펙트럼의 일부가 할당된다. 스펙트럼의 할당된 부분은 통신 채널로 분할되고, 채널은 주파수, 시간 또는 부호 할당에 의해 구별되거나, 이러한 할당의 어떤 조합에 의해 구별된다. 이러한 통신 채널 각각은 종래의 채널이라고 지칭될 것이고, 종래의 채널은 다르게 표시되지 않는 한 통상적으로 전이중 채널에 대응된다. 통신 시스템에 있어서 통신 링크의 설정은 종래의 채널의 이용가능성에만 의존하는 것이 아니고 주어진 이용가능한 종래의 채널의 사용으로부터 결과하는 통신의 품질에도 의존한다.
무선 통신 시스템에서, 종래의 채널은 기지국(가끔 셀 스테이션이라고 지칭된다)과 가입자국{가끔 개인용 스테이션(personal station)이라고 지칭된다} 사이의 통신을 위해 사용된다. 셀 스테이션은 셀이라고 지칭되는 지리적 지역에 대해 유효범위를 제공하며, 가입자국과 공중 교환 전화망(PSTN) 등 원거리 통신망 사이의 연결을 제공하는 접속점(point of presence)일 수 있다. 무선 시스템에서 셀을 사용하는 근본적인 동기는 지리적으로 다른 지역에서 이용가능한 RF 스펙트럼의 특정 부분을 재사용(reuse)하는 가능성이다. 그러나, 주파수 스펙트럼의 재사용은 공통 종래 채널을 공유하는 다른 셀 내의 사용자들 사이의 동일 채널{셀 간(intercell)} 간섭을 유발할 수 있다. 동일 채널 간섭이 주의 깊게 제어되지 않으면, 통신의 품질을 심각하게 저하시킬 수 있다. 시스템 용량은 허용가능한 품질의 재사용가능 채널의 수의 감소로 인해 일반적으로 간섭에 의해 제한된다.
각각의 셀은 셀 스테이션 주위에 조직된다. 셀 스테이션은 착신 전화 육상선(incoming telephone landlines)(즉, 음성 또는 데이터 선)을 수용하고, 셀이 커버하도록 지정된 영역에 걸쳐 안테나 시스템에 의해 방송된 무선 주파수(RF) 반송파 상에 상기 착신 음성/데이터 신호를 다중화하기 위한 다중화 장비를 포함한다. 개별 가입자국(예로서, 핸드셋 등)은 각각 방송된 변조된 반송파를 수신하고, 주어진 수신기를 위해서 의도된 음성/데이터를 반송하는(carry) 반송파의 특정하게 할당된 채널을 역다중화(demultiplex)하도록 장착된다.
종래의 무선 통신 시스템에서, 주파수의 할당된 RF 대역은 다수의 가입자에 의해 동시에 공유된다. 대역을 공유하는 세가지 기법은 주파수 분할 다중 접속(FDMA), 시분할 다중 접속(TDMA), 부호 분할 다중 접속(CDMA)이다. FDMA 시스템에서, 이용가능한 대역은 다수의 서브 밴드로 분할된다. 각각의 서브 밴드는 가입자의 데이터에 의해 변조된 반송파를 수용한다. TDMA 시스템에서, 시분할(time- sharing)은 다수의 가입자를 다중화하기 위해서 사용된다. 각각의 가입자에게 데이터 전송용 주기적 시간 슬롯이 할당된다. CDMA 시스템에서, 다수의 가입자는 단일 반송파{또는 부반송파(sub-carrier) 상에 수용되고, 각각의 가입자에게는 전송되는 데이터의 각각의 비트에 대해 반송파를 변조하기 위해 사용되는 부호 파형(code waveform)이 할당된다. 각각의 가입자는 직교 파형의 조합으로부터 취해진 할당된 부호화된 파형(coded waveform)을 가지며, 따라서 시스템이 개별 가입자 전송을 분리(복조)할 수 있게 한다.
셀룰라 통신 시스템은 또한 FDMA, TDMA, 및/또는 CDMA 방법을 사용하는 시스템에서 할당된 RF 대역의 증가 없이 증가된 가입자 시스템 용량을 제공하는 공간 분할 다중 접속(SDMA) 기법을 사용할 수도 있다. SDMA 기법은 로이 3세 등에게 허여된 발명의 명칭이 "공간 분할 다중 접속 무선 통신 시스템"인 미국 특허 제5,515,378호에 더욱 상세히 설명되었다. SDMA는 가용 시스템 용량을 증가시키기 위해서 가입자의 공간 분배를 사용한다. 가입자는 셀 영역에 걸쳐 분포되는 경향이 있기 때문에, 각각의 가입자 셀 스테이션 쌍은 셀 스테이션 안테나 어레이가 가입자국으로부터 신호를 수신하는 방법을 특징짓는 유일한 공간 기호(unique spatial signature)와, 셀 스테이션 안테나 어레이가 가입자 스테이션에 신호를 송신하는 방법을 특징짓는 제2 공간 기호를 갖고자 할 것이다. 유일한 기지국 상에서 동일한 종래 채널을 공유하는 가입자는 다른 공간 채널을 사용하는 것으로 알려져 있다. SDMA를 실시하는데 필요한 데이터(가입자의 공간 기호라고 지칭된다)는 각각의 액티브 가입자로부터 셀 스테이션이 수신한 전송으로부터 경험적으로 얻어진다. 공간 기호가 사용되는 경우에, 안테나 어레이의 효과적인 방사 패턴은 하나 이상의 가입자가 주어진 패킷 시간 슬롯, 부호 또는 주파수를 사용할 수 있게 한다. 예로서, 제1 가입자의 효과적인 방사 패턴은 패킷 시간 할당을 공유하는 제2 가입자 근처에서 상대적으로 낮은 에너지 "널(null)"을 발생시키며, 제2 가입자 공간 기호는 제1 가입자 근처에서 널을 발생시키고, 동시 RF 패킷 전송은 2개의 가입자국에서 수신 시에 간섭을 유발하지 않을 것이다. 또한, 두 가입자로부터 셀 스테이션으로의 전송은 셀 스테이션에서 분리가능할 것이다.
종래의 무선 통신 시스템은 신호가 전송되는 유한한 수의 채널을 포함한다. 채널의 수는 많은 시스템 계수에 의존한다. SDMA 기법과 관련하여 위에서 설명하였듯이 가입자들 사이에 채널을 공유함으로써, 더욱 많은 가입자가 수용될 수 있다.
가입자국과 셀 스테이션 사이의 셀룰러 통신 시스템에서 연결을 설정하는 현존하는 프로토콜의 특정한 예가 1995년 12월 스탠다드 어셈블리 미팅에 의해 승인된 무선 산업 및 비즈네스(ARIB) 예비 표준의 협회, 버전 2, RCR STD-28의 부분인 "퍼스널 핸디 폰 시스템"에 기술되었다.
PHBS 표준에 따라, 가입자국(즉, 개인 스테이션 또는 PS)에 대한 착신 호(incoming call)를 셋업 및 설정하기 위해 제어 시켄스가 사용된다. 시켄스는 (1) CS가 착신 연결이 필요한 선택된 PS의 페이징 채널(PCH) 상에서 페이징 하기, (2) 선택된 PS가 링크 채널 설정 요청을 보냄으로써 신호 제어 채널(SCCH) 상에서 응답하기, (3) CS가 트래픽 채널(TCH)을 선택하고 선택된 TCH를 SCCH 상에서 PH에 대한 링크 채널(LCH) 할당으로서 보냄으로써 PH 요청에 응답하기, (4) 선택된 PS가 할당된 LCH로 스위칭하고, 동기(SYNC) 버스트 신호의 시켄스와 그 뒤의 아이들 트래픽 버스트의 시켄스를 송신하기, (5) 동기 신호의 성공적인 검출 시에, CS가 LCH 상에서 SYNC 버스트의 시켄스와 그 뒤의 아이들 트래픽 버스트의 시켄스를 송신하고, 다음에는 CS로 오는 착신 호와의 연결을 설정하도록 진행하고, 요구될 수 있는 임의의 추가적 옵션 신호(예로서, 암호화 및 사용자 인증)를 소환(invoke)함으로써 응답하기를 포함한다.
CS에 연결하기를 원하는 PS에 의해 초기화된 업링크 접속을 설정하기 위한 제어 시켄스는 (1) PS가 신호 제어 채널(SCCH) 상에서 링크 채널 설정 요청을 보내기, (2) CS가 트래픽 채널(TCH)을 선택하고 선택된 TCH를 SCCH 상에서 PH에 대한 링크 채널(LCH) 할당으로서 보냄으로써 PH 요청에 응답하기, (3) PS가 할당된 LCH로 스위칭하고, 동기(SYNC) 버스트 신호의 시켄스와 그 뒤의 아이들 트래픽 버스트의 시켄스를 송신하기, (4) 동기 신호의 성공적인 검출 시에, CS가 LCH 상에서 SYNC 버스트의 시켄스와 그 뒤의 아이들 트래픽 버스트의 시켄스를 송신하고, 다음에는 CS로 오는 착신 호와의 연결을 설정하도록 진행하고, 요구될 수 있는 임의의 추가적 옵션 프로토콜(예로서, 암호화 및 사용자 인증)을 소환(invoke)함으로써 응답하기를 포함한다.
SDMA 기법을 사용하는 시스템에서, 상기 제어 시켄스는 서비스 받는 가입자의 수와 이용가능한 채널의 수에 의존하여 수정될 수 있다. 예로서, 이용가능한 채널이 없을 때(즉, 모든 이용가능한 채널이 가입자에게 할당된다) 가입자를 추가하기 위한 연결이 추구되면, 시켄스는 채널 공유 선택 프로세스를 포함하도록 증가될 수 있다. 채널 공유 선택 프로세스의 한 예가 동일 출원이 소유한 발명의 명칭이 "공간 분할 다중 접속 통신 시스템용 채널 할당 및 호 관리 제어"인 미국 특허 제US5886988호에 기술되었는데, 그 내용은 본 명세서에 참조로서 병합되었다. 신규 가입자가 추가될 때, 어느 현재의 가입자가 신규 가입자와 쌍을 이루기 위해 가장 매칭되는가에 관한 공유 결정이 이루어진다. 시켄스는 가장 양호한 매칭을 형성하는 선택된 현재의 가입자에 의해 점유된 채널에 신규 가입자를 할당하는 것을 포함한다.
공간 채널이 셀 스테이션 당 관리되는 트래픽을 증가시키기 위해서 사용될 수 있는 반면에, 공간 채널의 사용은 또한 호 품질 저하 및 심지어는 호 누락의 위험성을 증가시킨다. 종래의 시스템은 신규 사용자 또는 현존 사용자에게 시간 슬롯 및 주파수로 구성되는 전송용 위치를 할당한다. 매 전송 위치는 그것과 관련된 간섭의 위험을 갖는다. 종래의 시스템은 어느 위치가 기지국과 폰 둘 다에 대해 위험을 최소로 갖는지를 평가하기 위해서 시간 슬롯과 주파수의 여러 가지 조합을 감시함으로써 이러한 위험을 관리한다. 기지국이 위험을 올바르지 않게 평가하면, 성능 문제 또는 호 누락을 야기하는 간섭의 레벨이 높은 위치에 호를 할당할 수도 있다. 기지국은 호 품질이 나빠지기 시작할 때에만 호를 다른 위치로 이동시킨다.
SDMA 기법이 사용될 때, 가장 양호한 쌍 판정을 하는 것이 성능에 대해 중요하게 된다. 주의하지 않으면, 신규 가입자는 동일 사용자에게 전송되는 신호로부터의 과다한 간섭으로 인해 불량한 품질을 경험하는 셀 스테이션과 채널에 할당될 수도 있다. 더욱이, 신규 가입자의 추가는 현존 연결 상의 통신의 품질에 악영향을 미칠 가능성이 있는 결과를 초래한다. 현존 가입자는 허용가능한 품질 통신을 회복하기 위해서 가입자를 현재 할당된 채널로부터 새로운 채널로 이동시키는 것을 요구할 수 있는 신규 가입자의 추가 또는 다른 관련되지 않은 원인으로부터 증가된 채널 간섭을 경험할 수 있다.
상기와 같이, SDMA를 실현하고 쌍 판정을 하기 위해 수집된 공간 기호 데이터는 신규 가입자를 포함하여 각각의 액티브 가입자로부터 셀 스테이션에 의해 수신된 전송으로부터 경험적으로 얻어진다. 그러나, 신규 가입자로부터의 전송은 필연적으로 성질상 제한되고(즉, 신규 가입자는 작은 양의 시간에 대해서만 CS에 연결되었다), 따라서, 이러한 제한된 양의 데이터에 기초한 선택은 최적이 아닐 수 있다. 현존 가입자의 송신 특성은 접속이 설정된 시간의 길이로 인해 정량화되는 경향이 있다. 더욱이, 어떤 호는 너무 짧아서 신규 가입자를 짧은 호 가입자와 쌍을 짓는 것이 바람직하지 않을 수도 있다.
한 특징에서, 본 발명은 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법을 제공한다. 망은 복수의 종래 채널을 포함하는데, 복수의 채널 중 몇 개는 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성가능하다. 상기 방법은 신규 가입자가 상기 통신망에 추가되어야 하는지를 판정하는 단계, 종래 채널이 이용가능한지를 판정하고, 이용가능하면, 신규 가입자를 이용가능한 채널에 할당하는 단계를 포함한다. 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 현존 가입자로부터 허용가능한 조합의 가입자를 판정하고 상기 신규 가입자를 채널을 공유하도록 포함시 키지 않는 단계를 포함한다. 상기 현존 가입자는 상기 채널을 공유하도록 재할당되어 공간 채널(spatial channel)을 형성하고 따라서 적어도 하나의 종래 채널을 자유롭게 한다. 상기 신규 가입자는 상기 자유로운 종래 채널에 할당된다.
본 발명의 특징은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 방법은 각각의 공간 채널을 주기적으로 평가하는 단계를 더 포함하며, 상기 각각의 공간 채널을 주기적으로 평가하는 단계는 각각의 조합이 허용가능한 조합인지를 판정하는 단계, 및 허용가능하지 않으면, 허용가능한 조합을 달성하기 위해서 상기 현존 가입자를 재할당하는 단계를 포함한다.
상기 각각의 조합이 허용가능한 조합인지를 판정하는 단계는 신규 조합이 현존 조합보다 실질적으로 더욱 양호한 때에만 상기 현존 가입자를 재할당하는 단계가 수행되도록 각각의 조합을 히스테리시스를 사용하여 평가하는 단계를 포함할 수 있고, 신규 조합이 권고되고, 신규 조합은 상기 신규 조합이 현존 조합보다 소정 양만큼 양호한 경우에만 권고된다.
상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는 n-차원 구조(structure)의 각각의 엔트리가 n 현존 가입자의 조합에 대한 레이팅(rating)을 포함하는데, 권고(recommendations)의 n-차원 구조를 검색하는 단계, 및 각각의 n-차원 구조 엔트리를 평가하고, 최적인 조합을 선택하는 단계를 포함한다. 상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는 행렬 내의 각각의 엔트리가 현존 가입자의 쌍(paring)에 대한 레이팅을 포함하는데, 권고의 행렬을 검색하는 단계, 및 각각의 행렬 엔트리를 평가하고, 최적인 쌍을 선택하는 단계를 포함한다.
상기 방법은 가입자의 조합을 주기적으로 평가하고, 하나 이상의 계수에 기초하여 호환성을 위해 각각의 조합을 레이팅하는 단계, 및 각각의 쌍에 대한 상기 레이팅을 레이팅의 n-차원 구조 내에 기억하는 단계를 포함할 수 있고, 상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는 n 현존 가입자의 최적 조합을 식별하기 위해서 상기 레이팅의 n-차원 구조를 평가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 n-차원 구조를 제공하는 단계는 하나 이상의 계수의 함수로서의 레이팅을 각각의 조합에 대해 계산하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 계수는 가입자 속도, 동적 범위, 상관(correlation), 수신 신호 세기 지표, 프레임 오류율, 정렬 및 감시된 시간으로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
상기 레이팅은 쌍이 바람직한지, 허용가능한지 또는 허용불가한지를 나타내는 값일 수 있다. 상기 값은 허용가능한 것으로부터 허용불가한 것까지의 범위의 n개의 가능한 값으로부터 선택될 수 있다. 허용가능한 레이팅은 복수의 등급(gradations)으로 더 분할되고, 각각의 등급은 바람직한 것보다는 못 하지만, 각각의 가입자를 조합하는 데에는 여전히 허용가능한 계수의 조합에 대응한다.
각각의 계수는 바람직한 임계치를 가질 수 있고, 조합에는 상기 계수들 중 임의의 계수, 또는 모든 계수 또는 소정 수의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 바람직한 임계치를 초과하면 바람직한 레이팅이 할당된다. 각각의 계수는 최소 임계치를 가질 수 있고, 조합에는 상기 계수들 중 적어도 하나의 계수, 또는 모든 계수 또는 소정 수의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 최 소 임계치보다 작으면 허용불가한 레이팅이 할당된다. 각각의 계수는 허용가능한 임계치를 가질 수 있고, 조합에는 상기 계수들 중 임의의 계수 또는 모든 계수 또는 소정 수의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 허용가능한 임계치를 초과하면 허용가능한 레이팅이 할당된다. 계수는 가입자가 감시된 시간의 양일 수 있고, 조합에는 상기 조합의 임의의 개별 가입자가 감시된 시간의 양이 최소 시간 임계치보다 작으면 허용불가한 레이팅이 할당된다. 상기 최소 시간 임계치는 대략 2초일 수 있다. 상기 소정 계수들은 각각 가중화될 수 있고, 상기 레이팅은 상기 하나 이상의 가중화된 소정 계수들의 함수일 수 있다.
상기 현존 가입자로부터 허용가능한 조합의 가입자를 판정하는 단계는 현존 가입자의 조합이 허용가능하지 않은지 판정하는 단계를 포함할 수 있다. 현존 가입자의 조합이 허용가능하지 않으면, 상기 방법은 하나 이상의 현존 가입자와 상기 신규 가입자의 조합이 허용가능한지 판정하는 단계와, 하나 이상의 현존 가입자와 상기 신규 가입자의 조합이 허용가능하면, 가장 양호한 조합을 만들기 위해서 상기 신규 가입자와 하나 이상의 현존 가입자를 조합하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 신규 가입자와 하나 이상의 현존 가입자를 조합하는 단계는 상기 조합과 관련된 레이팅이 소정 임계치보다 작으면 조합을 만들지 않고 신규 가입자를 누락시키는(dropping) 단계를 포함할 수 있다.
다른 특징에서, 본 발명은 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법을 제공한다. 상기 망은 복수의 종래 채널을 포함하며 그 중 몇 개의 채널은 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성될 수 있다. 상기 방법은 신규 가입자가 상기 통신망에 추가되어야 하는지를 판정하는 단계, 소정 수의 종래 채널이 이용가능한지를 판정하고, 이용가능하면, 신규 가입자를 이용가능한 채널 중 하나에 할당하는 단계를 포함한다. 상기 소정 수의 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 상기 방법은 현존 가입자로부터 하나 이상의 허용가능한 조합의 가입자를 판정하고 상기 신규 가입자를 채널을 공유하도록 포함시키지 않는 단계를 포함한다. 상기 방법은 각각의 조합 내의 상기 현존 가입자를 상기 채널을 공유하도록 재할당하여 하나 이상의 공간 채널(spatial channel)을 형성하고 따라서 적어도 하나의 종래 채널을 자유롭게 하는 단계, 및 상기 신규 가입자를 상기 자유로운 종래 채널에 할당하는 단계를 포함한다.
다른 특징에서, 본 발명은 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 소정 수의 종래 채널이 이용가능한지를 판정하는 단계, 상기 소정 수의 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 현존 가입자로부터 하나 이상의 허용가능한 조합의 가입자를 판정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 각각의 조합 내의 상기 현존 가입자를 상기 채널을 공유하도록 재할당하여 하나 이상의 공간 채널(spatial channel)을 형성하고 따라서 적어도 하나의 종래 채널을 미래 가입자를 위해 자유롭게 하는 단계를 포함한다. 상기 소정 수는 1일 수 있다.
또 다른 특징에서, 복수의 종래 채널 중 몇 개의 채널은 적어도 두 가입자에 의해 동시에 공유될 수 되는데, 상기 복수의 종래 채널을 제공하는 통신 시스템에 서, 본 발명은 신규 가입자를 위해 상기 통신 시스템을 준비시키는 방법을 제공한다. 상기 방법은 신규 가입자가 상기 통신 시스템에 대한 액세스를 초기화할 때, 신규 가입자를 위해 슬롯을 자유롭게 하기 위해 둘 이상의 가입자가 레이팅 정보에 따라 종래 채널을 공유하게 지시되도록, 현존 가입자의 조합을 평가하는 단계, 각각의 조합을 레이팅하는 단계와, 상기 레이팅 정보를 기억하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 방법은 상기 신규 가입자에 의해 초기화되기 전에 상기 레이팅 정보에 기초하여 현존 가입자를 재할당하는 단계를 포함한다. 상기 재할당하는 단계는 하나 이상의 가입자를 재할당하는 단계와, 미래의 신규 가입자에 의한 사용을 위해 종래 채널을 자유롭게 하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징은 다음 이점 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 현존 가입자 통신 채널을 계속적으로 감시하고, 그룹핑 기회를 평가하고, 또한 신규 가입자를 지원하기 위해서 그룹핑 판정을 할 것이 요구될 때에는 신규 가입자를 포함하여 모든 현존 가입자로부터 가입자의 가장 양호한 매칭 그룹을 판정하는 시스템이 제공된다. 상기 시스템은 또한 그룹핑 또는 분리(디커플링) 기회를 위해 현존 가입자 통신 채널을 계속적으로 감시한다. 상기 시스템은 정기적인 간격으로 배경에서 분석을 수행하고, 그룹핑 판정이 이루어질 것을 요구할 때에 쉽게 검색될 수 있는 데이터 구조(예로서, 행렬) 내에 그룹 레이팅 데이터를 기억한다. 무선 통신 시스템에서 위험을 평가하고 관리하는 시스템이 제공되었다. 위험 관리는 간섭 및 각각의 호출자와 관련된 계수를 평가하는 것을 포함하여 하나 이상의 위험 기준을 평가하 는 것을 포함한다. 계수는 공간 기호, 신호 세기, 및 다른 양들로부터 선택될 수 있다.
이러한 이점 및 다른 이점은 아래의 설명, 도면, 및 특허청구범위로부터 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게 용이하게 명백할 것이다.
도 1은 무선 SDMA TD/FD/CDMA 시스템을 도시한다.
도 2는 채널 할당을 위한 방법을 위한 흐름도를 도시한다.
도 3은 강화 동작(enhancing activities)을 포함하는 채널 할당을 위한 방법을 위한 흐름도를 도시한다.
도 1은 무선 SDMA TD/FD/CDMA 시스템{무선 시스템(10)}을 도시하는데, 다수의 가입자(상징적으로 핸드셋으로 도시됨)(20, 22, 24)는 임의의 요구되는 데이터 서비스 및 인접 무선 시스템(immediate wireless system)(10)의 외부의 연결을 제공하기 위해 원거리 통신망(WAN)(56)에 접속될 수 있는 셀 스테이션(100)에 의해 서비스된다. 교환망(58)은 착신 WAN 데이터를 셀 스테이션(100)의 선(60)으로 스위칭하고 발신 신호를 셀 스테이션(100)으로부터 선(54) 상에서 WAN으로 스위칭함으로써 WAN과의 다중 채널 이중(duplex) 동작을 제공하기 위해 WAN(56)과 인터페이스한다. 착신선(60)은 셀 스테이션(100)과 통신하는 각각의 가입자국(20-24)을 위해 변조된 신호(64)를 발생하는 신호 변조기(62)에 적용된다. 각각의 가입자국(20-24)을 위한 한 셋트의 공간 다중화 가중치(74)가 공간 다중화기(66)에서 각각의 변 조된 신호에 인가되어, 송신 안테나 어레이(18)를 사용하는 다중 채널 송신기(70)의 뱅크에 의해 송신될 공간 다중화된 신호(68)를 생성한다. SDMA 프로세서(SDMAP)(48)는 각각의 종래 채널에 대해 각각의 가입자국을 위해 공간 기호를 생성 및 유지하고, 공간 다중화기(66) 및 공간 역다중화기(46)에 의해 사용되기 위한 공간 다중화 및 역다중화 가중치를 계산하고, 신규 연결을 위한 채널을 선택하기 위해 다른 데이터와 함께 수신 신호 측정치(44)를 사용한다. 신규 연결을 위해 채널을 선택하는 프로세스는 아래에서 더욱 상세히 설명된다. 따라서, 동일한 종래 채널 상에서 몇 개가 액티브할 수 있는 현재 액티브한 가입자국은 분리되고 간섭 및 잡음이 억제된다. 셀 스테이션으로부터 가입자국으로 통신할 때, 현재의 액티브 가입자국 연결 및 간섭 상황에 맞춰진 최적 다중 로브(multi-lobe) 안테나 방사 패턴이 형성된다.
공간 역다중화기(46)는 셀 스테이션(100)과 통신하는 각각의 가입자국을 위해 적용되는 별도의 셋트의 역다중화 가중치인 공간 역다중화 가중치(76)에 따라 다중 채널 수신기(42) 및 관련 안테나 어레이(19)로부터 수신된 신호 측정치(44)를 조합한다. 공간 역다중화기(46)의 출력은 셀 스테이션(100)과 통신하는 각각의 가입자국(20-24)을 위한 공간적으로 분리된 신호(50)이며, 그것은 신호 복조기(52)에 적용되어 복조된 수신 신호(54)를 생성한다. 한 실시예에서, 역다중화 및 복조 프로세싱은 비선형 다차원 신호 프로세싱 유닛에서 함께 수행된다.
복조된 수신 신호(54)는 다음에는 교환망(58)과 WAN(56)에 이용가능하다. FDMA 시스템 실시에서, 각각의 다중 채널 수신기 및 각각의 다중 채널 송신기는 복 수의 주파수 채널을 처리할 수 있다. 다른 실시에서, 다중 채널 수신기(42)와 다중 채널 송신기(70)는 대신에 TDMA 시스템에서와 같이 복수의 시간 슬롯, CDMA 시스템에서와 같이 복수의 부호, 또는 이러한 잘 알려진 복수의 접속 기법의 어떤 조합을 처리할 수 있다. 종래의 채널과 공간 채널을 위한 주파수 재사용 및 직교성의 취약한 성질에 의해 유발된 간섭으로 인해, 무선 SDMA 시스템(10)은 셀 스테이션과 가입자 사이의 신규 호 또는 연결이 이루어질 때 이러한 역효과를 최소화시키는 셀 스테이션 및 채널 할당을 위한 방법을 포함한다. 신규 가입자 및 신규 연결이라는 표시는 셀 스테이션과 가입자국 사이의 신규 호 또는 연결을 나타내기 위해 상호 교환가능하게 사용될 것이고, 액티브 가입자, 현존 연결 및 현존 가입자라는 표시는 셀 스테이션과 가입자국 사이의 진행중인 호 또는 연결을 나타내기 위해서 상호 교환가능하게 사용될 것이다.
전이중(full-duplex) 통신 채널에서의 채널 할당은 업링크 채널(가입자로부터 셀 스테이션으로)과 다운링크 채널(셀 스테이션으로부터 가입자로) 둘 다의 선택을 포함한다. 반이중(half-duplex) 채널 할당의 경우는 전이중 경우의 특수한 경우로서 고려될 수 있다. 업링크 상의 간섭은 주로 다른 가입자국으로부터 오고, 다운링크 상의 간섭은 주로 다른 셀 스테이션에 의해 야기된다. 따라서, 업링크 및 다운링크 상의 통신 품질은 일반적으로 다를 것이다. 본 발명의 한 실시예에서, 업링크 및 다운링크 채널 할당은 독립적으로 또한 별도로 수행된다. 그러나, 많은 실제적 시스템은 업링크와 다운링크 채널 사이에 고정된 관계를 부과하여, 독립적 선택은 가능하지 않다. 예로서, 퍼스널 핸디폰 시스템(PHS) 표준에서, 업링크 및 다 운링크 채널은 전이중 채널을 형성하고 동일 RF 주파수 상에 있어야만 하여, 업링크 및 다운링크 채널의 반송파 주파수는 독립적으로 규정될 수 없다. 또한, 다운링크 시분할 다중화된 시간 슬롯은 업링크 시간 슬롯을 정확하게 4 시간 슬롯만큼 앞서는 것으로 규정된다. 그러한 시스템에서, 업링크 또는 다운링크 채널중 어느 하나의 선택은 다른 하나를 자동적으로 결정한다. 시스템 및 채널 선택의 고려사항이 "공간 분할 다중 접속 통신 시스템용 채널 할당 및 호 관리 제어"에 기술된다.
앞에서 설명한 바와 같이, SDMA에서, 특정 종래 채널 상의 각각의 가입자-기지국 쌍과 관련된 둘 이상의 공간 기호가 있다. 셀 스테이션(100)은 가입자국이 기지국 안테나 어레이에 의해 자신에게 송신된 신호를 수신하는 방법에 관한 수신 또는 업링크 공간 기호와, 기지국의 수신 안테나 어레이가 가입자국에 의해 송신된 신호를 수신하는 방법에 관한 송신 또는 다운링크 공간 기호를 각각의 가입자국과 관련시킨다. 송신 및 수신 공간 기호는 셀 스테이션의 각각의 안테나 요소 송신기 및 수신기 각각에서 RF 신호의 진폭 감쇠 및 상대적 위상에 관한 정보를 포함한다. 각각의 수신기 또는 송신기에서의 이러한 진폭 및 위상 정보는 복소 칼럼 벡터의 벡터 요소로서 취급될 수 있고 소정의 간격(interval)으로 데이터베이스에 기억되고 갱신될 수 있다. 공간 기호는 가입자로부터의 신규 연결이 초기화될 때 호 셋업의 초기 단계 동안에 추정되거나, 분석적으로 판정될 수 있다. 예로서, 링크 채널 설정 단계는 할당된 링크(트래픽) 채널(LCH) 상에서 통신하기 전에 신호 제어 채널(SCCH) 상에서 초기화될 수 있다. 이 링크 채널 설정 단계 동안에, 신규 가입자의 공간 기호가 측정될 수 있다.
업링크 채널 할당에 대한 여러 가지 옵션적 접근법이 이용가능한데, 각각 상대적 복잡성 및 성능 특성이 다르며, 그 접근법은 가중화된 상관 방법, 예측 품질 방법, 가중화된 상관 방법과 예측 품질 방법을 둘 다 결합하는 계층식 방법이다. 이러한 방법은 각각 "공간 분할 다중 접속 통신 시스템용 채널 할당 및 호 관리 제어"에서 논의된다.
한 실시예에서, 가입자의 호는 허용가능한 비용으로 종래 채널에 할당된다. 비용 함수는 "공간 분할 다중 접속 통신 시스템용 채널 할당 및 호 관리 제어"에서 더욱 상세히 기술된다. 비용 함수는 가입자들 사이의 쌍을 비교하기 위해 사용된다.
한 실시예에서, 짝짓기 행렬(pairing matrix)(공간 행렬)이 가입자의 각각의 가능한 쌍을 위한 짝짓기 분석의 결과를 기억하기 위해 사용된다. 행렬 내의 각각의 엔트리는 가입자의 주어진 짝짓기를 위한 권고에 대응된다. 공간 행렬은 수신 신호 데이터(44)(도 1)와 SDMAP(48)에 의해 생성된 호 품질 보고서를 사용하여 배경에서 갱신될 수 있다. 한 실시예에서, 공간 행렬은 가입자와 관련된 다음의 특성들, 즉, 속도, 동적 범위, 상관, 프레임 오류율(FER), 수신 신호 세기 지표(RSSI), 정렬 및 수명(시간) 중 하나 이상의 분석에 기초한 짝짓기를 위한 권고를 쌍에 반영한다. 바람직한 실시예에서, 권고는 최적인 현존 가입자의 짝짓기를 나타낸다. 권고된 짝짓기에 기초하여, 현존 가입자는 이동되어 다른 현존 가입자와 짝 지워지고, 신규 가입자는 현재 자유로운 종래 채널에 할당된다. 채널을 할당하고 짝짓기 및 분리 기회를 위해 채널을 감시하는 프로세스는 아래에서 더욱 상세히 기술된다. 아래에서 시스템이 호출자들의 쌍의 측면에서 기술되지만, 둘 이상의 호출자들의 다른 그룹핑이 시스템에 의해 이루어질 수 있다. 이 실시예에서, 공간 행렬은 각각의 가능한 그룹핑을 위한 엔트리를 포함할 수 있다.
(호 감시)
각각의 호(가입자)는 감시되고, 호 프로세싱은 공간 행렬에 대한 정기적 갱신을 제공하도록 수행된다. 한 실시예에서, 복수의 버퍼는 데이터를 기억하고 프로세스하기 위해 사용된다. 한 실시예에서, 가입자 데이터는 제1 버퍼에서 완저히 채워질 때까지 수신되고, 다음에는 제2 버퍼에 기록된다. 제1 버퍼는 제2 버퍼가 채워지는 동안에 프로세스되어, 통계적 데이터가 신규 데이터의 수집과 동시에 수집될 수 있다. 프로세스는 제2 버퍼가 채워질 때 역전된다.
한 실시예에서, 히스토그램이 주어진 특성을 위해 수집된 데이터를 기억하기 위해 사용된다. 히스토그램은 복수의 빈(bin)을 포함할 수 있고 고정된 길이의 시간 주기에 걸쳐 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있다. 시간 주기의 끝에서, 데이터는 분석되고 아래에서 더욱 상세히 설명되듯이 권고를 계산하는 데에 사용될 수 있다. 또는, 호출자 데이터를 감시하기 위해 고정된 길이 시간 윈도우를 사용하는 대신에, 지수적으로 가중된 히스토그램이 사용될 수 있다. 매 반복에서, 주어진 변수(즉, 속도 계수 등 특성)와 관련된 주어진 히스토그램 내의 엔트리는 고정된 분수에 의해 곱해질 수 있다("가중화"). 지수적 가중화는 실시하기에 더 빠르고 더 안정할 수 있다. 현존 가입자의 조합을 위한 권고를 만드는 데에 사용하기 위한 히스토그램과 데이터 수집 방법이 아래에서 더욱 상세히 논의된다.
(속도 계수)
공간 채널 상의 사용자를 위한 공간 기호는 이상적으로는 안정하여야 한다. 따라서, 고속으로 이동하는 가입자는 그룹핑을 위해서는 이상적인 후보가 아니다. 한 실시예에서, 가입자의 상대 속도는 셀 스테이션에 의해 수신된 연속적, 오류 없는 버스트들의 각각의 쌍의 공간 기호의 내적(dot product)을 사용하여 계산된다. 각각의 값은 복수의(예로서, 4) 빈 히스토그램 내에 입력될 수 있다. 한 실시예에서, 내적은 각각의 시간 간격의 0.5, 2.0, 8.0 및 25.0 퍼센티지만이 히스토그램 내에 기억되도록 정규화 및 필터링된다. 각각의 가입자에 대한 속도 계수는 히스토그램의 각각의 빈 내의 엔트리의 수에 기초하여 정의된다. 속도 임계치가 설정되고 속도 계수와 비교된다. 속도 계수가 임계치를 초과하면, 개별 가입자는 그룹핑을 위한 불량한 후보이다. 한 실시예에서, 쌍에 대한 각각의 후보가 평가되고(si & sj), 그 결과는 결합되어 짝짓기를 위한 결과적인 속도 계수(sr=f(si, sj)를 생성한다. 결과적인 속도 계수는 공간 행렬에 기억된 짝짓기를 위한 권고의 계산에 사용될 수 있다.
(동적 범위 계수)
공간 채널 호 상의 2개의 신호는 이상적으로는 제안된 알고리즘이 효율을 유지하기 위해서 서로 일정한 범위 내에 있어야만 한다. 동적 범위는 가입자와 관련된 수신 신호의 신호 레벨 사이의 차이에 의해 측정된다. 한 실시예에서, 수신 신호 세기 지표(RSSI) 차이는 각각의 양호한 버스트에서 2개의 후보 가입자 사이에 계산될 수 있다. 그 결과는 복수의 빈(예로서, 4) 히스토그램 내에 기억될 수 있 다. 적절한 시간에, 그 결과는 평가되고, 짝짓기용 동적 범위 계수(DynRangei,j)는 히스토그램 빈 내의 엔트리에 기초하여 할당된다. 짝짓기가 허용불가하다고 간주되는 임계치가 정의될 수 있다. 임계치의 사용은 공간 행렬에 포함될 권고를 계산함에 있어서 아래에서 더욱 상세히 논의된다.
한 실시예에서, 가입자 사이의 분리를 위한 약 15dB 임계치가 사용된다. 한 실시예에서, 4개의 히스토그램 빈은 각각 작은 동적 범위{예로서, 빈 1(0-5dB), 빈 2(5-10dB), 빈 3(10-15dB) 및 빈 4(15dB보다 크다)} 상에서 0으로부터 임계치까지 걸치는 범위와 함께 사용된다. 이러한 방법으로, 임계치보다 큰 차이를 갖는 후보의 쌍들은 즉시로 버려질 수 있고, 임계치의 변화는 빈 할당의 변경 없이 실현될 수 있다(예로서, 10dB의 임계치는 빈 1 및 2의 내용을 평가하고 빈 3 및 4의 내용을 버림으로써 실현될 수 있다.
(사용자 상관 계수)
한 실시예에서, 제안된 그룹핑(예로서, 쌍)의 공간 기호 사이의 차이의 정도를 기술하는 상관 데이터가 평가된다. 공간 기호 사이의 상관이 각각의 시간 간격에서 계산되고 복수의 빈 히스토그램 내에 축적될 수 있다. 다시, 빈에는 상관이 거의 없거나 비상관(즉 상관 없는 가입자) 및 허용불가능한 상관 레벨(상관 임계치) 사이의 작은 범위에 대응하는 상관의 범위가 할당될 수 있다. 한 실시예에서, 상관 계수(상관i,j)는 한 가입자 및 다른 가입자로부터의 버스트의 정규화된 소스 공간 기호의 내적의 절대치와 같은 상관 계수로서 계산된다.
(프레임 오류율 계수)
가입자를 위한 프레임 오률율(FER) 정보는 미리 설정된 간격으로 SDMAP(48)(도 1 참조)에 보고될 수 있다. 한 실시예에서, FER 정보는 매 100ms마다 보고된다. 한 실시예에서, 필터링된 FER은 각각의 호에 대해 기억된다.FER은 시간 간격 상에서 평균될 수 있고, 다음에는 동작 필터링된 값(running filtered value)이 계산될 수 있다. 동작 필터링된 값은 허용불가하게 높은 FER을 가진 비최적 호를 그룹핑용 후보로서 버리기 위해 사용될 수 있다. 한 실시예에서, 필터링된 FER 값은 임계치와 비교되고, 결과적인 FER 계수(FERi 및 FERj)가 각각의 가입자에 대해 결정된다. 또는, FER 계수는 주어진 가입자를 위해 수집된 필터링된 FER 값 데이터와 관련된 히스토그램의 분석으로부터 도출될 수 있다.
(정렬 계수)
상술한 바와 같이, 채널을 성공적으로 공유하기 위해서, 공간 수신기는 각각의 쌍의 가입자에 의해 보내진 신호를 구별할 수 있어야만 한다. 한 실시예에서, 정렬 계수(Aligni,j)는 각각의 쌍에 대해 결정된다. 정렬(또는 정렬되지 않음)은 사용자의 각각의 유일한 워드를 찾음으로써 두 사용자를 구별하는 시스템의 능력의 척도이다. 정렬 계수가 높거나 설정되면, 한 사용자의 유일한 워드가 한 윈도우 동안에 식별될 수 있고 다른 사용자의 유일한 워드는 첫 번째 윈도우로부터 충분히(예로서, 상당히) 시프트된 다른 윈도우 동안에 식별될 수 있다. 한 실시예에서, 차이는 시스템이 한 사용자로부터 다른 사용자를 구별할 수 있게 하는 소정의 큰 수이다. 시스템이 오버샘플링되는 다른 실시예에서, 두 사용자의 정렬은 두 사용자의 신속한 동시 프로세싱을 허용하도록 동일한 샘플에 놓여야만 한다.
(시간 계수)
한 실시예에서, 호를 위한 최소 시간 임계치가 설정된다. 타이머는 호 지속시간을 측정하고, 임계치가 초과된 후에는, 호(즉, 가입자)는 그룹핑을 위한 후보가 된다. 한 실시예에서, 2개의 임계치가 설정될 수 있고, 하나가 다른 하나보다 작을 수 있다. 제1 임계치는 공간 채널의 성공의 기회가 높은 호 지속시간에 대응하는 시간 간격으로 설정될 수 있다. 제2 임계치는 공간 채널의 성공의 기회가 최적인 호 지속시간에 대응하는 시간 간격으로 설정될 수 있다. 한 실시예에서, 제2 임계치를 위한 시간 간격은 약 2초로 설정될 수 있다. 시간 간격을 약 2초로 설정하면 모든 등록 호 및 가장 정기적인 P-메일 메시지가 공유를 위한 후보로서 버려질 수 있다. 시간 간격의 설정은 절충되어야 한다. 어떤 짧은 지속시간 호는 공유를 위한 불량한 후보이다(즉, 기지국이 양호한 권고를 생성하기에 충분한 데이터를 수집하지 못한 호). 그러나, 어떤 짧은 지속시간 호는 공유(예로서, 위치 등록 또는 P-메일)를 위한 양호한 후보인데, 왜냐하면 이렇한 형태의 호는 종래 음성 호보다 더 큰 품질 저하를 지지할 수 있기 때문이다. 예로서, 위치 등록 호가 실패하면, 핸드셋은 다시 시도할 것이고, 실패 및 재등록은 사용자에 대해 아무런 의미를 갖지 않을 것이다. 따라서, 임계치의 설정은 여러 가지 시스템 계수에 의존할 것이다.
시간 계수(ti,j)는 호 지속시간과 여러 가지 임계치로부터의 비교 결과를 사용하여 각각의 짝짓기를 위해 설정될 수 있다. 예로서, 두 개의 호가 최적 임계치를 초과하면, 시간 계수(ti,j)는 1의 값을 가질 수 있다. 어느 하나의 호 지속시간 이 최소 시간 임계치보다 작으면, 시간 계수(ti,j)는 0의 값으로 설정될 수 있다. 다른 시간 계수(ti,j)가 각각의 호의 지속시간 및 시간 모니터 임계치에 대한 그들의 관계에 의존하여 설정될 수 있다.
{권고(공간 행렬 집단)}
공간 행렬 내의 각각의 엔트리는 상기 여러 가지 계수 중 하나 이상의 계수의 함수로서 계산된다. 더욱 구체적으로는, 한 실시예에서, i번째 및 j번째 가입자의 조합을 위해서, 공간 행렬 내의 엔트리(Mi,j)는 i번째 및 j번째 가입자의 속도 계수(si 및 sj, 또는 si,j) , 동적 범위 계수(DynRangei,j), 상관 계수(Correlationi,j), 각각의 가입자에 대한 프레임 오류율(FERi & FERj), 정렬 계수(Aligni,j ) 및 모니터 시간(ti 및 tj, 또는 ti,j)의 함수와 동일하도록 계산될 수 있다[Recommendationij=Mij=f(si, sj, DynRangei,j , Correlationi,j, FERi, FERj, Aligni,j 및 ti,j)]. 함수(f)는 개별 계수를 조합하기 위한 수학적 함수 또는 다른 구조일 수 있다. 한 실시예에서, 각각의 계수는 가중화되고, 가중치의 합은 고정된 수이다(예로서, 1).
한 실시예에서, 권고{즉, 레이팅(rating)}는 8-비트 값이다. 0의 값은 모니터링 시간 ti,j가 불충분한 엔트리에 할당된다. 1의 값은 매 계수에 대해 최소 임계치를 초과하지 않는 엔트리에 할당될 수 있다. 255의 값은 매 계수에 대해 바람직한 임계치를 초과하는 엔트리에 할당될 수 있다. 중간 값은 각각의 계수에 대해 하 나 이상의 중간 임계치와의 일치성에 기초하여 할당될 수 있다. 예로서, 각각의 계수는 3개의 임계치를 포함할 수 있는데, 제1 임계치는 바람직한 값을 반영하는 레벨에 설정될 수 있고, 제2 임계치는 최소 값에 설정될 수 있고, 제3 임계치는 허용가능한 값에 설정될 수 있다. 권고 값은 각각의 임계 레벨을 초과하는 계수의 수에 의존하여 설정될 수 있다. 예로서, 128의 중간 값은 모든 계수가 각각의 중간 임계치를 초과하면 할당될 수 있다.
권고는 가장 양호한 그룹핑 또는 짝짓기를 포함하도록 수정될 수 있다. 어떤 상황에서는, 현존 가입자의 어떤한 짝짓기 또는 조합도 바람직하지 않거나 허용가능한 레벨로 상승하지도 않을 것이다. 그런 경우에도, 짝짓기 또는 조합은 이루어질 수 있다(예로서, 잠재적 실패 호와 연관된 위험이 조합을 만드는 이점보다 작을 때). 이 예에서, 각각의 계수를 위한 임계치는 낮은 레벨로 리셋될 수 있고, 권고 프로세스는 반복될 수 있다. 또는, 시스템은 조합이 허용가능하지 않을 때 경험적 데이터(가능한 그룹핑의)에 기초하여 가장 양호한 조합을 제공할 수 있다.
(채널 할당)
이제 도 2을 참조하면, 채널을 할당하는 방법이 도시되었다. 그 방법은 두 가입자가 공간 채널을 공유하는 공간 채널을 포함할 수 있다. 본 기술분야에 익숙한 자는 다른 그룹핑(즉, 짝짓기가 아닌)이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 그 방법은 신규 가입자로부터 요청이 수신되었는지 판정하기 위한 체크를 포함한다(202), 요청이 없었다면, 타임아웃이 만료되어 최적 짝짓기 분석이 소환되어야 하는 것을 나타내는지를 판정하는 체크가 이루어진다(204). 타임아웃이 만료되지 않았으면, 프로세스는 단계 202에서 계속된다.
신규 가입자로부터의 요청이 단계 202에서 수신되면, 임의의 종래 채널이 이용가능한지 판정하기 위한 체크가 이루어진다(206). 종래 채널이 이용가능하면, 신규 가입자는 이용가능한 채널에 할당되고(208) 프로세스는 단계 202에서 계속된다. 단계 206에서 이용가능한 종래 채널이 없으면, 현존 가입자를 위한 가장 양호한 짝짓기를 판정하기 위해서 공간 행렬이 검색되고 평가된다(210). 한 실시예에서, 가장 양호한 짝짓기는 가장 큰 값을 가진 행렬 내의 엔트리에 대응하는 짝짓기인 것으로 판정된다. 가장 양호한 짝짓기가 판정될 때, 가장 양호한 짝짓기의 가입자 중의 하나는 가장 양호한 짝짓기의 다른 가입자와 관련된 채널로 채널 할당을 변경하도록 명령을 받는다(212). 동시에, 신규 가입자는 가장 양호한 짝짓기의 가입자들 중 이동된 한 가입자에 의해 앞에서 점유되었던 비워진 종래 채널로 할당된다(214). 그 후에, 프로세스는 단계 202에서 계속된다.
단계 204에서 타임아웃 주기가 만료되면(짝짓기 분석을 위한 시간이 도달한 것을 나타낸다), 하나 이상의 가입자가 종래 채널을 공유하는지 판정하기 위한 체크가 이루어진다(220). 가입자가 채널을 공유하지 않으면, 타임아웃 타이머가 리셋되고, 프로세스는 단계 202에서 계속된다. 가입자가 종래 채널을 공유하면, 종래 채널을 공유하는 제1/다음 쌍의 가입자가 평가된다(222). 평가 결과가 짝짓기가 가장 양호한 이용가능한 짝짓기임을 나타내면(224), 프로세스는 종래 채널을 공유하는 다음 쌍의 가입자 식별하고(226) 평가함으로써(222) 계속된다. 더 이상의 쌍이 식별되지 않으면, 타임아웃 타이머가 리셋되고 프로세스는 단계 202에서 계속된다.
평가 결과가 단계 224에서 가장 양호한 짝짓기가 이용가능하다는 것을 나타내면, 현재 식별된 짝짓기가 분리되고(즉, 가장 양호한 짝짓기를 생성하도록 현존 가입자가 재할당된다), 신규 짝짓기를 포함할 수 있는 신규 할당이 적절히 형성된다(228). 그 후에, 프로세스는 단계 226에서 계속된다. 한 실시예에서, 이 프로세스에 히스테리시스가 포함된다. 호의 이동, 잠재적 간섭 및 발생할 수 있는 저하와 관련된 위험으로 인해, 호의 계속적인 이동은 바람직하지 않다. 과다한 이동을 제한하기 위해서, 권고는 내장된(built in) 히스테리시스를 포함할 수 있다. 즉, 공간 행렬에 의해 제공된 권고는 달성될 수 있는 개선의 레벨을 고려하여 수정 또는 프로세스될 수 있다. 예로서, 잠재적 쌍이 현재의 쌍보다 소정의 양만큼(예로서, 상당히) 양호할 때에만 호를 이동하라는 권고가 이루어질 수 있다.
한 실시예에서, 단계 222에서 상기한 쌍의 평가가 이용가능한 종래 채널의 인식을 포함한다. 따라서, 공유 프로세스는 공유된 채널을 최적하게 분리할 수 있고 가입자를 새로이 자유롭게 된(즉, 비어진) 종래 채널로 재할당할 수 있다. 어느 채널로 이동할 것인가 하는 것은 두 가입자의 호 특성에 기초하여 결정될 수 있다. 종래기술에서, 두 가입자의 최악 호는 이동된다. 최악의 호는 최근 기억된 FER 및 RSSI 정보를 조사함으로써 시간에 따른 호의 저하의 분석에 의해 판정될 수 있다. 하나 이상의 채널이 공유되면, 가장 적합하지 않은 쌍이 분리된다. 공간 행렬은 공유된 채널의 가장 적합하지 않은 쌍을 판정하기 위해 사용될 수 있다.
한 실시예에서, 채널 할당은 예측 품질 채널 할당 방법을 사용하여 증가될 수 있다. 예측 채널 품질 할당 방법은 특정 종래 채널에 신규 연결을 할당하는 것 으로부터 발생할 통신의 품질을 예측한다. 이것은 임의의 종래 채널에 호를 할당하지 않고, RF 환경의 모델과 SDMA 프로세싱을 사용하여 그 채널에 할당되면 가입자가 각각의 종래 채널 상에서 경험할 신호 파워 및 간섭 플러스 잡음 파워를 추정함으로써 달성될 수 있다. 예측 품질 채널 할당을 위한 방법은 "공간 분할 다중 접속 통신 시스템용 채널 할당 및 호 관리 제어"에 기술되었다.
한 실시예에서, 상기 방법은 하나 이상의 채널이 신규 호출자를 위해 자유로운 것을 보장하기 위해서 호의 이동을 포함하도록 변경된다. 이 실시예에서, 소정 수의 채널(예로서, 1)이 이용가능한지(즉, 호에 할당되지 않음) 판정하기 위한 체크가 이루어진다. 소정 수의 채널이 이용가능하지 않으면, 적절한 양의 채널을 자유롭게 하기 위해서 행렬 내의 정보를 사용하여 그룹핑(예로서, 짝짓기)이 이루어질 수 있다.
(호 준비)
호 처리는 호의 수명 동안에 여러 시점에서 규정된 성능을 제공하는 것을 포함한다. 바람직한 레벨의 성능이 달성되지 않으면, 호 품질은 호를 누락시키는 점까지 악화될 수 있다. 호가 설정되고 호가 진행되는 동안에, 측정될 수 있는 여러 가지 성능 메트릭(metric)(특성)이 있다. 달성될 성능 레벨을 정의하는 하나 이상의 규정이 각각의 메트릭과 관련될 수 있다. 메트릭의 예는 BER, FER, 정렬 등 및 반송파 검출(carrier sense), 신호 세기, 정렬 드리프트(drift) 및 절대 정렬을 포함하여 위에서 열거된 것들을 포함한다.
그룹핑 결정을 할 때(즉, 공간 채널 내에 어느 호를 조합할 것인가를 결정하 기), 상기와 같이 가장 양호한 그룹핑을 결정하기 위해서 이러한 메트릭 중 몇가지 또는 모두가 평가될 수 있다. 그러나, 그룹핑의 평가는 호를 처리하는 동안에 이루어진 변경에 의해 영향을 받을 수 있다. 변경은 성능 문제, 즉, 그룹핑이 하나 이상의 단말 장치(예로서, 핸드셋), 기지국 또는 간섭자의 성능의 변화로 인해 초기에 생각되었던 것보다 양호한지 또는 더 나쁜 것으로 간주될 수 있는지에 따라 발생할 수 있다.
한 실시예에서, 그룹핑이 결정되고 공간 행렬 내에 기억된 후에, 하나 이상의 성능 강화 동작이 소환될 수 있다. 성능 강화 동작은 바람직한 것 및 더욱 바람직한 것으로 식별되는 그룹핑을 하는 동작을 포함한다. 즉, 그룹핑("가장 양호한" 그룹핑)이 이루어지도록 요구될 수 있는 그룹핑인 것으로 식별되면(신규 호가 수신되거나 채널이 이용가능하게 될 필요가 있는 경우에), 잠재적 그룹핑을 더욱 바람직하게 하게 하기 위해서 하나 이상의 성능 강화 동작이 소환될 수 있다. 예로서, 하나 이상의 메트릭이 평가될 수 있고, 그룹핑 내의 하나 이상의 호에 대해 변경(예로서, 정렬, 주파수 등에 대해)이 이루어질 수 있다. 예로서, 그룹핑은 이용가능한 중 "가장 양호한" 그룹핑일 수 있으나, 그룹핑 자체는 여전히 최적이 아닐 수도 있다. 그룹핑의 멤버를 위한 호 규정의 변경은 더욱 양호한 성능 그룹을 발생시킬 수 있다(호가 그렇게 그룹핑되는 경우에도).
또는, "가장 양호한" 그룹핑에 포함되지 않은 호가 발생하면 그룹핑의 성공을 강화하기 위해서 호에 대한 변경이 이루어질 수 있다. 예로서, 그룹핑 내에 있지 않은 호는 주파수 또는 정렬이 시프트되어 더욱 양호한 성능 그룹핑을 형성할 수 있다.
성능 강화 동작은 특정한 시간에 수행되는 것이 요구될 수 있다. 예로서, 어떤 변경이 슬롯 스위치(즉, TCH 스위치)의 시간에 수행되는 것이 요구될 수 있는 반면에, 다른 변경은 즉시 소환될 수 있다. 성능 강화 동작의 예는 아래에서 더욱 상세히 설명된다. 정렬 및 주파수 시프트가 가능한 성능 강화 동작으로서 설명되지만, 다른 변경도 본 기술분야에서 알려졌듯이 소환될 수 있다.
(성능 강화 동작)
상기와 같이, 공간 채널로의 천이는 위험할 수 있다. 그룹핑 내의 호(즉, 링크)의 특성은 그러한 위험을 최소화시키기 위해서 미리 변경될 수 있다. 더욱이, 공간 채널은 특정한 링크 조건 없이는 기능하지 못 할 수도 있으며, 공간 채널을 시도하기 위해서, 이러한 특성은 미리 설정되어야만 한다.
(정렬)
공간 프로세싱 알고리즘은 공간 채널을 공유하는 호출자 사이의 정렬에 민감할 수 있다. 어떤 공간 프로세싱 알고리즘을 위해서, 단말 유닛(예로서, 핸드셋)은 공간 채널을 지지하기 위해서 다른 정렬에 있어야만 한다. 한 실시예에서, 2개의 단말 장치는 한 단말을 다른 단말로부터 성공적으로 구별하기 위해서 공간 프로세싱 알고리즘을 위해 적어도 1 심볼의 정렬 차이를 가져야만 한다. 단말 장치가 동일 정렬 상에 있으면 다른 알고리즘이 더욱 효과적이다. 각각의 단말 장치가 어떤 정수 플러스 반의 심볼에 의해 시프트되는 경우에는 또 다른 시스템이 더욱 양호하게 수행될 수 있다. 따라서, 호의 주어진 그룹핑(공간 행렬에서 식별되듯이)이 실 현될 수 있을 때, 순향(順向)(proactive) 정렬 변경이 사용된 주어진 공간 프로세싱 알고리즘의 성능 기준에 의존하여 소환될 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 채널을 할당하는 방법이 도시되었다. 그 방법은 둘 이상의 가입자가 공간 채널을 공유하는 공간 채널을 포함할 수 있다. 그 방법은 신규 가입자로부터의 요청이 수신되었는지 판정하기 위한 체크가 이루어진다(302). 요청이 없었으면, 타임아웃이 만료되어 최적 그룹핑 분석이 소환되어야 하는 것을 나타내는지를 판정하는 체크가 이루어진다(304). 타임아웃이 만료되지 않았으면, 프로세스는 단계 302에서 계속된다.
신규 가입자로부터의 요청이 단계 302에서 수신되면, 임의의 종래 채널이 이용가능한지 판정하기 위한 체크가 이루어진다(306). 종래 채널이 이용가능하면, 신규 가입자는 이용가능한 채널에 할당되고(308) 프로세스는 단계 302에서 계속된다. 단계 306에서 이용가능한 종래 채널이 없으면, 현존 가입자를 위한 가장 양호한 그룹핑을 판정하기 위해서 공간 행렬이 검색되고 평가된다(310). 한 실시예에서, 가장 양호한 그룹핑은 가장 큰 값을 가진 행렬 내의 엔트리에 대응하는 그룹핑인 것으로 판정된다. 가장 양호한 그룹핑이 판정될 때, 가장 양호한 그룹핑의 가입자 중의 하나 이상의 가입자는 가장 양호한 그룹핑의 다른 가입자와 관련된 채널로 채널 할당을 변경하도록 명령을 받는다(312). 동시에, 신규 가입자는 가장 양호한 그룹핑의 가입자들 중 이동된 한 가입자에 의해 앞에서 점유되었던 비워진 종래 채널로 할당된다(314). 그 후에, 프로세스는 단계 302에서 계속된다.
단계 304에서 타임아웃 주기가 만료되면(그룹핑 분석 및 강화를 위한 시간이 도달한 것을 나타낸다), 공간 행렬이 갱신된다(320). 갱신은 각각의 가입자( 및 링크)의 여러 가지 특성의 평가를 포함한다. 그 후에, 기지국은 공간 채널용 그룹핑을 더욱 잘 준비하기 위해 하나 이상의 강화 동작을 소환할 수 있다(322). 강화 동작은 아래에서 더욱 상세히 설명되듯이 공간 채널을 공유하기 위한 그룹핑에서 가입자를 더욱 잘 준비하도록 설계된 주파수 또는 정렬의 시프팅 또는 다른 동작을 포함할 수 있다. 강화 동작 후에, 소정의 수의 종래 채널이 시스템에서 이용가능한지 판정하기 위해서 체크가 이루어질 수 있다(324). 한 실시예에서, 잠재적인 신규 가입자를 위해서 종래 채널이 "유보(reserved)"되지 않는다. 또는, 하나 이상의 채널이 유보될 수 있다. 소정 수의 종래 채널이 이용가능하면, 프로세스는 단계 302에서 계속된다. 불충분한 수의 종래 채널이 이용가능하면, 소정 수의 종래 채널이 이용가능하게 될 때까지 공간 행렬을 사용하여 가입자의 그룹핑(호출자를 적절한 공간 채널로 이동시키는 것을 포함한다)이 수행된다(326). 그룹핑은 가입자를 한 종래 채널로부터 또는 공간 채널로부터 다른 채널로 시프트시키는 것을 요구할 수 있다. 그 후에 프로세스는 단계 302에서 계속된다.
단계 322와 관련하여 위에서 설명된 강화 동작은 공간 채널에서 가입자를 그룹핑하는 것을 예상하여 정렬 시프트를 포함할 수 있다. 실제로, 기지국에 대한 업링크 공간 알고리즘은 정렬이 변하는 방법을 따라 갈 수 없을 수도 있다. 예로서, 단말 유닛 TCH가 스위칭하고 정렬을 변경할 때, 단말 유닛의 정렬은 지터(jitter)가 너무 많아서 공간 알고리즘이 단말 유닛을 추적하지 못 하게 할 수도 있다. 한 실시예에서, 단말 유닛의 정렬은 TCH 스위칭에 앞서 시프트되어, 단말 유닛 TCH가 공간 채널로 스위칭할 때, 그 정렬은 더욱 안정될 것이고, 공간 알고리즘은 공간 채널을 공유하는 그룹핑된 호를 모두 양호하게 추적할 수 있을 것이다.
단말 유닛 자체는 정렬의 극단적인 변경을 추적할 수 없을 수도 있다. 한 실시예에서, 공간 프로세싱 시스템은 공간 채널을 초기화하기 위해서 단말 유닛 사이의 한 심볼 차이를 요구한다. 시스템이 공간 채널을 설정하고자 시도할 때 시스템이 단말을 한 심볼 전체를 갑자기 시프트 시키고자 하면, 단말 유닛은 규격을 벗어난(out-of specification) 정렬 시프트로 인해서 호를 누락시킬 수 있다. 따라서, 한 실시예에서, 정렬 시프트는 규격을 벗어난 어려움을 피하기 위해서 필요한 경우에는 점진적으로 증가하여 시프트 될 수 있다.
한 실시예에서, 기지국 상의 모든 호의 정렬은 임의의 호가 공간 채널에서 임의의 다른 호와 쌍을 이룰 수 있도록 시프트 되도록 시도된다. 호가 많이 처리될수록, 이 임무는 실현하기 더욱 어렵게 된다. 기지국은 또한 정렬이 시프트 될 수 있는 절대적 정도에 의해 제한될 수 있거나(예로서, 시스템을 위한 절대적 정렬 시프트 한계가 -1 심볼 내지 +1 심볼의 범위에 있을 때, 4개의 폰을 동시에 시프트 시켜 그들이 모두 서로 적어도 1 심볼만큼 시프트 되게 하는 것을 불가능하다), 시스템이 정렬을 시프트 시키는 방법에 의해 제한될 수 있다(예로서, 기지국이 TCH 스위치만 사용하여 시프트하면, 모든 슬롯이 채워져 있을 때 정렬을 변경시키는 것이 불가능할 것이다).
한 실시예에서, 단말 유닛은 단계 322의 강화 동작의 부분으로서 공간 채널을 위해 준비된다. 각각의 가입자는 계속적으로 감시된다. 시프팅이 TCH 스위치를 사용하여 달성되는 시스템에서, 적어도 하나의 종래 채널이 강화 동작을 지원하기 위해 이용가능 하여야만 한다(그렇게 해서 정렬을 시프트시키기 위해 TCH 스위치가 사용될 수 있다). 공간 행렬로부터의 정보는 가장 양호한 짝짓기(그룹핑)를 결정하기 위해 평가된다. 그룹핑에 대한 가입자 각각의 정렬을 판정하기 위해서 체크가 이루어진다. 짝짓기(공간 채널에 대해 가장 양호한 특성을 가진 호의 그룹핑)가 올바른 차동 정렬(differential alignment)을 갖지 않는다면, 가입자와 관련된 2개의 단말 유닛 중 하나는 정렬의 강제 변경을 포함하여 TCH 스위칭 하도록 강요된다. 따라서, 빈 슬롯을 채워야 하는 시간이 도달할 때, 공간 채널을 위한 가장 양호한 후보가 그룹핑 될 준비가 된다.
다른 실시예에서, 가장 양호한 짝짓기 자체는 공간 채널에 대해서 불량한 선택일 수 있다. 가장 이용가능한 그룹핑이 공간 채널을 지원하기에 불충분하면, 공간 프로세싱에 적합하지 않은 호의 하나 이상의 그룹핑이 식별될 수 있다. 그룹의 멤버는 신규의 호출자가 그룹의 한 멤버와 쌍을 짓고 적절히 수행하는 공간 채널 그룹을 달성할 수 있다는 희망 하에 정렬을 변경하도록 강요될 수 있다. 시스템은 "부적절한" 그룹과 관련된 단말 유닛이 동일한(또는 지원된 알고리즘에 따라, 다른) 정렬로 TCH 스위칭하도록 강요되도록 명령한다. 신규 호가 수신될 때, 신규 호는 그룹의 멤버들과는 다른(동일한) 정렬로 강요된다. 이러한 방법으로, 신규 호는 그룹 내의 한 호와 짝지어질 가능성이 더 클 것이다.
호 정렬이 드리프트될 수 있는 시스템에서, 미래의 그룹핑을 강화하기 위해서 위에서 설명되었듯이 정렬 변경이 강요될 수 있다. 이러한 시스템에서, 강화 동 작은 자유로운 종래 채널을 요구하지 않고 소환될 수 있다. 호는 계속적으로 감시되고, 호의 하나 이상의 그룹핑은 공간 채널에 적합한 정렬로 서서히 드리프트될 수 있다. 신규 호가 수신될 때, 그룹핑은 공간 채널에 더 양호하게 적합하게 될 것이다.
(주파수)
종래의 시스템에서, 시프트하는 단말 유닛은 종착점(destination) 슬롯 상에서 반송파 검출 판정을 통과하여야 한다. 시프팅하는 단말 유닛에 의한 테스트 주기 동안에, 공간 채널을 생성하기 위해서 슬롯을 점유하여야 할 2개 이상의 단말 유닛은 추가적인 요구사항을 갖는다. 시프트하는 단말 유닛은 종착점 슬롯 상의 배경 방사(background radition)를 측정함으로써 반송파 검출 판정을 수행하는데, 그것은 스위칭이 성공하려면 일정한 레벨 아래에 있어야만 한다. 동시에, 슬롯을 점유하는 현존 단말 유닛에 대한 신호가 너무 오래 동안 낮은 상태로 떨어지면, 각각의 레이트는 단말기 유닛의 임계치 중의 하나 이상을 초과하여 유닛으로 하여금 TCH 스위치 또는 핸드오버를 요청하게 할 것이다(즉, 공간 채널이 실패하게 한다).
한 실시예에서, 시프트하는 단말 유닛은 짧은 시간 주기 동안 슬롯 상에서 모든 송신을 정지함으로써 반송파 검출을 통과하게 될 수 있다. 이것이 성공할 것인가 하는 것은 시간 길이와 슬롯을 사용하는 단말 유닛의 특정 모델의 규정에 의존한다. 그러나, 원래의 단말 유닛은 단말 유닛을 시프트 시키기에 필요한 시간 길이에 대해 신호의 손실을 허용하지 않을 수도 있다.
다른 실시예에서, 반송파 검출을 통과하는 방법은 시프트하는 단말 유닛에 의해 비워진 슬롯으로부터 공간 기호를 사용하는 것을 포함한다. 시스템은 하나 이상의 단말 유닛(즉, 공유될 채널과 관련된 단말 유닛)의 송신 가중치가 시프트하는 단말 유닛(즉, 공유된 채널로 시프트될 단말 유닛)의 공간 기호에 대해 직교할 것을 강요할 수 있다. 이 해결책은 시프트하는 단말 유닛에 공급되는 파워의 양을 충분히 감소시켜야 하며, 그래서 기지국은 송신된 전체 파워를 완전히 제거하지 않고 단지 감소시키는 것만 필요로 하여야 한다(위에서 제안되었듯이). 제안된 시프트 시키는 기법은 시스템이 단말 유닛의 더욱 넓은 범위의 규격 내에 있도록 하기에 더욱 적합하다.
수학적으로 표시하면, 초기 단말 사용자(공유될 채널 상에서 원래 전송하는 사용자)에게 전송하는 데에 사용되는 가중치는 wi로서 정의되고, 시프트하는 사용자의 공간 기호는 Ss로 정의된다. 그러면, 송신에 사용되는 신규 가중치는 다음과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112003019080825-pct00001
위 식은 표준 복소 내적이다.
그러나, 공간 기호와 송신 가중치는 다른 주파수에서 다르다. 공간 기호와 가중치는 또한 시간에 따라 변한다. 따라서, 시발점 슬롯(origin slot)과 종착점 슬롯(destination slot)은 시스템이 공간 채널을 설정하고자 시도하기 직전에 동일 주파수이어야만 하거나 동일 주파수에 매우 가까워야만 한다.
한 실시예에서, 시스템은 모든 호가 동일 주파수에 있도록 강요한다. 그러나, 이 해결책은 바람직하지 않은데, 왜냐하면 호 품질이 공통 주파수에서 슬롯 중 한 스롯 상의 간섭으로 인해서 영향을 받을 수 있기 때문이다.
또는, 호 중 특정한 호만이 동일 주파수에 유지된다. 한 실시예에서, 단말 유닛은 상기와 같이 강화 동작의 부분으로서 공간 채널을 위해 준비된다. 공간 채널의 가장 양호한 특성을 가진 호의 쌍(그룹핑)이 올바른 주파수를 갖지 않으면, 2개의(또는 그 이상) 단말 중 하나는 주파수의 강제된 변경을 포함하여 TCH 스위칭하도록 강요된다. 따라서, 빈 슬롯이 채워지면, 공간 채널을 위한 가장 양호한 후보는 동일 주파수를 공유하고 그룹핑된 준비가 된다.
본 발명은 특정 실시예의 측면에서 설명되었다. 그러나 본 발명은 이 특정 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 다음의 특허청구범위에 의해 한정되고, 다른 실시예는 특허청구범위의 범위 내에 있다.
예로서, 본 발명은 특정 무선 셀룰러 통신 시스템의 측면에서 기술되었다. 본 기술분야에 익숙한 자는 무선 근거리 통신망 등 다른 유사한 통신 시스템에 대한 이 원리의 적용을 용이하게 인식할 것이다.
시스템은 호의 짝짓기 및 짝짓기를 위한 권고의 행렬의 측면에서 기술되었다. 단일 채널은 2개 이상의 호(N개의 호)를 지원할 수 있고, 따라서 주어진 채널에 대한 호출자의 조합을 위한 권고 데이터를 기억하기 위해 N-차원 구조가 사용될 수 있다{예로서, 채널을 공유하는 3명의 호출자 및 3명(호출자의 수)의 조합에 관한 정보를 기억하기 위한 3차원 구조). 또한, 여기에 기술된 방법은 공간 채널이 3 명 이상의 호출자를 지원하기 위해 사용되고 필요에 따라서 호출자의 더욱 큰 그룹핑을 생성하기 위해 호출자가 시프트되는 시스템에 적용될 수 있다(예로서, 모든 채널이 2명의 호출자를 지원하고 신규 채널이 자유롭게 될 것이 요구될 때 3명의 호출자를 그룹핑하기).
시스템은 현존 가입자의 짝짓기와 신규 가입자를 자유로운 종래 채널에 할당하기의 측면에서 기술되었다. 한 실시예에서, 현존 가입자의 허용가능한 짝짓기가 이루어지지 않으면, 신규 가입자와 현존 가입자의 가장 양호한 짝짓기가 이루어질 수 있다. 허용가능한 짝짓기가 찾아지지 않으면, 신규 가입자는 서비스되지 않을 수도 있다. 한 실시예에서, 신규 가입자는 다른 가입자와 함께 평가되어 최적 짝짓기를 결정하지만, 신규 가입자 계수는 수집된 데이터(예로서, 호 지속시간의 시간)의 양에 기초하여 가중화될 수 있다.
시스템은 현존 가입자의 짝짓기와 신규 가입자를 자유로운 종래 채널에 할당하기의 측면에서 기술되었다. 한 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 공간 채널의 각각의 채널 상의 복수의 가입자를 포함한다. 한 실시예에서, 시스템은 신규 가입자를 위해 종래 채널을 자유롭게 하지 않는다. 또는, 시스템은 적어도 하나의 "덜 밀집된(less populated) 채널을 생성하기 위해서 가입자의 그룹핑을 생성하고, 신규 가입자는 덜 밀집된 채널 상의 임의의 현존 가입자와 조합된다. 예로서, 4개의 공간 채널이 이용가능하고 각각의 채널이 2명의 가입자를 지원하면, 시스템은 신규 가입자를 지원하기 위해서 다음의 그룹핑을 생성하는데, 즉, 모든 현존 가입자로부터 3명의 가입자의 하나의 조합, 2명의 가입자의 2개의 조합, 및 단일 가입자만 가 진 하나의 덜 밀집된 채널이다. 신규 가입자 요청이 수신된 때, 신규 가입자는 덜 밀집된 채널에 할당된다. 이 실시예에서, 주어진 채널에 할당될 수 있는 최대 수의 가입자를 포함하는 각각의 채널에 대한 부하(loading) 임계치를 결정한다. 네트워크 부하 임계치가 초과되지 않았다고 가정하고, 시스템은 신규 가입자가 추가될 수 있게 하면서 추가된 가입자로부터의 성능에 대한 타격을 최소화하는 그룹핑을 생성한다. 네트워크 부하 임계치가 초과될 것이면, 신규 가입자는 지원되지 않는다(즉, 누락된다).
본 발명의 정신 및 범위를 이탈함이 없이 다른 변경예가 상기 설명으로부터 명백할 것이며, 본 발명의 정신 및 범위는 다음의 특허청구범위에 기술된 바에 의해서만 한정된다.

Claims (35)

  1. 복수의 종래 채널을 포함하며 그 중 몇 개의 채널은 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성될 수 있는 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    신규 가입자가 상기 통신망에 추가되어야 하는지를 판정하는 단계,
    상기 종래 채널이 이용가능한지를 판정하고, 만일 상기 종래 채널이 이용가능하면, 상기 신규 가입자를 이용가능한 상기 종래 채널에 할당하는 단계,
    상기 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 현존 가입자로부터 가입자의 허용가능한 조합을 판정하고, 상기 신규 가입자를 채널을 공유하도록 포함시키지 않는 단계,
    상기 현존 가입자를 상기 채널을 공유하도록 재할당하여 공간 채널(spatial channel)을 형성하고, 하나 이상의 종래 채널을 자유롭게 하는 단계, 및
    상기 신규 가입자를 상기 자유로운 종래 채널에 할당하는 단계
    를 포함하는 채널 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    각각의 공간 채널을 주기적으로 평가하는 단계를 더 포함하며,
    상기 각각의 공간 채널을 주기적으로 평가하는 단계는
    각각의 조합이 허용가능한 조합인지를 판정하는 단계, 및
    만일 상기 각각의 조합이 허용가능하지 않으면, 허용가능한 조합을 달성하기 위해서 상기 현존 가입자를 재할당하는 단계
    를 포함하는, 채널 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 조합이 허용가능한 조합인지를 판정하는 단계는, 신규 조합이 현존 조합보다 실질적으로 더욱 양호한 때에만 상기 현존 가입자를 재할당하는 단계가 수행되도록 각각의 조합을 히스테리시스(hysteresis)를 사용하여 평가하는 단계를 포함하는, 채널 할당 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 각각의 조합이 허용가능한 조합인지를 판정하는 단계는, 신규 조합이 권고(recommend)되었을 때에만 상기 현존 가입자를 재할당하는 단계가 수행되도록 각각의 조합을 히스테리시스를 사용하여 평가하는 단계를 포함하고, 상기 신규 조합은 상기 신규 조합이 현존 조합보다 미리 결정된 양만큼 양호한 경우에만 권고되는, 채널 할당 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는,
    n-차원의 구조의 권고(n-dimensional structure of recommendations)를 검색하는 단계, 및
    각각의 n-차원 구조 내의 엔트리를 평가하고, 최적인 조합을 선택하는 단계
    를 포함하고
    상기 n-차원 구조의 각각의 엔트리는 n 개의 현존 가입자의 조합에 대한 레이팅(rating)을 포함하는,
    채널 할당 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는,
    권고 행렬을 검색하는 단계, 및
    각각의 행렬 엔트리를 평가하고, 최적인 쌍을 선택하는 단계
    를 포함하고,
    상기 행렬 내의 각각의 엔트리가 현존 가입자의 페어링(paring)에 대한 레이팅을 포함하는,
    채널 할당 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    가입자의 조합을 주기적으로 평가하고, 하나 이상의 계수에 기초하여 호환성을 위해 각각의 조합을 레이팅하는 단계, 및
    각각의 쌍에 대한 상기 레이팅을 n-차원 구조의 레이팅 내에 기억하는 단계
    를 더 포함하며,
    상기 허용가능한 조합을 판정하는 단계는, n 개의 현존 가입자의 최적 조합을 식별하기 위해서 상기 n-차원 구조의 레이팅을 평가하는 단계를 포함하는, 채널 할당 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 n-차원 구조는, 하나 이상의 미리 결정된 계수의 함수로서 각각의 조합에 대한 레이팅을 포함하는, 채널 할당 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 계수는, 가입자 속도, 동적 범위(dynamic range), 상관(correlation), 수신 신호 세기 지표, 프레임 오류율, 정렬 및 감시된 시간으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 채널 할당 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 레이팅은, 조합이 허용가능한지 또는 허용불가한지를 나타내는 값인, 채널 할당 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 레이팅은, 페어링(pairing)이 바람직한지, 허용가능한지 또는 허용불가한지를 나타내는 값인, 채널 할당 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 레이팅은 하나의 값이며, 상기 값은 허용가능한 값으로부터 허용불가한 값 사이의 범위의 n개의 가능한 값으로부터 선택될 수 있는, 채널 할당 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    허용가능한 레이팅은 복수의 등급(gradations)으로 더 분할되고,
    각각의 등급은, 바람직한 것보다는 못 하지만, 각각의 가입자를 조합하는 데에는 여전히 허용가능한 계수의 조합에 대응하며,
    상기 등급의 개수는 미리 정해진 값을 갖는,
    채널 할당 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 바람직한 임계치를 갖고,
    상기 계수들 중 임의의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 바람직한 임계치를 초과하면, 바람직한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 바람직한 임계치를 갖고,
    모든 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 바람직한 임계치를 초과하면, 바람직한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 바람직한 임계치를 갖고,
    미리 결정된 수의 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 바람직한 임계치를 초과하면, 바람직한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  17. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 최소 임계치를 갖고,
    상기 계수들 중 하나 이상의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 최소 임계치보다 작으면, 허용불가한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  18. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 최소 임계치를 갖고,
    모든 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 최소 임계치보다 작으면, 허용불가한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  19. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 최소 임계치를 갖고,
    미리 결정된 수의 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 최소 임계치보다 작으면, 허용불가한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  20. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 허용가능한 임계치를 갖고,
    상기 계수들 중 임의의 계수에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 허용가능한 임계치를 초과하면, 허용가능한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  21. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 허용가능한 임계치를 갖고,
    모든 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 허용가능한 임계치를 초과하면, 허용가능한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  22. 제8항에 있어서,
    각각의 계수는 허용가능한 임계치를 갖고,
    미리 결정된 수의 상기 계수들에 대한 상기 조합 또는 상기 조합의 개별 가입자와 관련된 계수에 대해 측정된 값이 허용가능한 임계치를 초과하면, 허용가능한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  23. 제8항에 있어서,
    계수는 가입자가 감시된 시간량이고,
    상기 조합의 임의의 개별 가입자가 감시된 시간량이 최소 시간 임계치보다 작으면 허용불가한 레이팅이 조합에 할당되는, 채널 할당 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 최소 시간 임계치는 2초인, 채널 할당 방법.
  25. 제8항에 있어서,
    상기 미리 결정된 계수들은 각각 가중화되고, 상기 레이팅은 상기 하나 이상의 가중화된 미리 결정된 계수들의 함수인, 채널 할당 방법.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 현존 가입자로부터 가입자의 허용가능한 조합을 판정하는 단계는
    현존 가입자의 조합이 허용가능하지 않은지를 판정하는 단계,
    현존 가입자의 조합이 허용가능하지 않으면, 하나 이상의 현존 가입자와 상기 신규 가입자의 조합이 허용가능한지 판정하는 단계, 및
    하나 이상의 현존 가입자와 상기 신규 가입자의 조합이 허용가능하면, 가장 양호한 조합을 만들기 위해서 상기 신규 가입자와 하나 이상의 현존 가입자를 조합하는 단계
    를 포함하는, 채널 할당 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 신규 가입자와 하나 이상의 현존 가입자를 조합하는 단계는, 상기 조합과 관련된 레이팅이 미리 결정된 임계치보다 작으면 조합을 만들지 않고 신규 가입자를 누락시키는(dropping) 단계를 포함하는, 채널 할당 방법.
  28. 복수의 종래 채널을 포함하며, 상기 복수의 종래 채널 중 몇 개의 채널은 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성될 수 있는 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    신규 가입자가 상기 통신망에 추가되어야 하는지를 판정하는 단계,
    미리 결정된 수의 종래 채널이 이용가능한지를 판정하고, 만일 종래 채널이 이용가능하면, 상기 신규 가입자를 이용가능한 상기 종래 채널 중 하나에 할당하는 단계,
    상기 미리 결정된 수의 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 현존 가입자로부터 하나 이상의 가입자의 허용가능한 조합을 판정하고, 상기 신규 가입자를 채널을 공유하도록 포함시키지 않는 단계,
    각각의 조합 내의 상기 현존 가입자를 상기 채널을 공유하도록 재할당하여 하나 이상의 공간 채널(spatial channel)을 형성하고, 하나 이상의 종래 채널을 자유롭게 하는 단계, 및
    상기 신규 가입자를 상기 자유로운 종래 채널에 할당하는 단계
    를 포함하는 채널 할당 방법.
  29. 복수의 종래 채널을 포함하며, 상기 복수의 종래 채널 중 몇 개의 채널은 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성될 수 있는 공간 분할(spatial division) 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    미리 결정된 수의 종래 채널이 이용가능한지를 판정하는 단계,
    상기 미리 결정된 수의 종래 채널이 이용가능하지 않으면, 현존 가입자로부터 하나 이상의 가입자의 허용가능한 조합을 판정하는 단계, 및
    각각의 조합 내의 상기 현존 가입자를 상기 채널을 공유하도록 재할당하여 하나 이상의 공간 채널(spatial channel)을 형성하고, 하나 이상의 종래 채널을 미래 가입자를 위해 자유롭게 하는 단계
    를 포함하는 채널 할당 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 미리 결정된 수는 1인, 채널 할당 방법.
  31. 복수의 종래 채널 중 몇 개의 채널은 적어도 두 가입자에 의해 동시에 공유될 수 있으며, 상기 복수의 종래 채널을 제공하는 통신 시스템에서, 신규 가입자를 위해 상기 통신 시스템을 준비시키는 방법에 있어서,
    상기 신규 가입자가 상기 통신 시스템에 대한 액세스를 초기화할 때, 상기 신규 가입자를 위해 슬롯을 자유롭게 하기 위해 둘 이상의 가입자가 레이팅 정보에 따라 종래 채널을 공유할 것을 지시받도록, 각각의 조합을 레이팅하는 단계와 상기 레이팅 정보를 기억하는 단계를 포함하여 현존 가입자의 조합을 평가하는 단계를 포함하는, 신규 가입자를 위해 통신 시스템을 준비시키는 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 신규 가입자에 의해 초기화되기 전에, 상기 레이팅 정보에 기초하여 현존 가입자를 재할당하는 단계를 더 포함하는, 신규 가입자를 위해 통신 시스템을 준비시키는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 재할당하는 단계는 미래의 신규 가입자에 의한 사용을 위해 종래 채널을 자유롭게 하는 단계를 포함하여 하나 이상의 가입자를 재할당하는 단계를 포함하는, 신규 가입자를 위해 통신 시스템을 준비시키는 방법.
  34. 공간 분할 다중 접속 통신망에서 채널을 할당하는 방법에 있어서,
    상기 공간 분할 다중 접속 통신망은, 복수의 종래 채널을 포함하고, 상기 복수의 종래 채널 중 몇 개의 채널은 복수의 가입자에 의해 동시에 공유되도록 구성가능하고,
    복수의 가입자에 의해 동시에 공유될 채널의 수와 각각의 채널을 공유할 가입자의 수를 판정하는 단계를 포함하여 종래 채널들을 위한 망 부하 임계치를 판정하는 단계,
    하나 이상의 채널에 할당된 가입자의 수를 감소시키는 단계를 포함하여 상기 망 부하 임계치를 위반하지 않고 현존 가입자로부터 하나 이상의 가입자의 허용 가능한 조합을 판정하는 단계, 및
    상기 허용가능한 조합을 형성하는 데에 필요한 상기 현존 가입자를 재할당하여 하나 이상의 공간 채널을 생성하고, 미래의 가입자를 위해 하나의 채널 상의 공간을 자유롭게 하는 단계
    를 포함하는 채널 할당 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    신규 가입자를 추가하라는 요청을 수신하는 단계,
    상기 신규 가입자를 추가함으로써 상기 망 부하 임계치가 초과될 것인지를 판정하는 단계, 및
    상기 망 부하 임계치가 초과되지 않는다고 판정되면, 상기 신규 가입자를 상기 하나의 채널에 추가하는 단계를 더 포함하는 채널 할당 방법.
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