KR100905988B1 - 액티브/대기 요청 채널을 사용하는 유지 링크 - Google Patents

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KR100905988B1 KR1020070071169A KR20070071169A KR100905988B1 KR 100905988 B1 KR100905988 B1 KR 100905988B1 KR 1020070071169 A KR1020070071169 A KR 1020070071169A KR 20070071169 A KR20070071169 A KR 20070071169A KR 100905988 B1 KR100905988 B1 KR 100905988B1
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지. 로드니 주니어 넬슨
존 이. 호프만
안토이네 제이. 로우파엘
제임스 에이. 주니어 프록터
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아이피알 라이센싱, 인코포레이티드
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Abstract

CDMA 시스템에서 다중 필드 유닛은 공유 순방향 및 역방향 링크 채널을 사용하여 기지국과의 통신을 위해 동기화된다. 실시예에서, 각각의 필드 유닛에는 기지국으로부터 메시지를 수신하는 순방향 링크 채널의 타임 슬롯이 할당된다. 유사하게, 각각의 필드 유닛에는 기지국으로 메시지를 전송하기 위한 공통 역방향 링크 상의 타임 슬롯이 할당된다. 각각의 많은 필드 유닛과 기지국 사이의 타이밍 정렬 및 전력 레벨 제어는 각각의 필드 유닛에 의해 전송되는 바와 같이 대응하는 타임 슬롯으로 기지국에 수신된 메시지를 분석함으로써 이루어진다. 그 후, 필드 유닛으로부터 전송된 추후의 메시지가 소정의 전력 레벨로 기지국에 적절한 타임 슬롯에 수신되도록 타이밍 또는 전력 레벨을 조정하기 위해 대응하는 타임 슬롯에 기지국으로부터 특정 필드 유닛으로 메시지가 전송된다. 이러한 방식으로, 최소의 자원이 기지국과 각각의 다수 사용자 사이의 통신 및 정확한 동기화를 유지하도록 배치되며, 역방향 링크 상의 인접한 타임 슬롯에서 전송하는 필드 유닛 간의 충돌을 최소화한다. 이러한 방법은 주파수를 감소시키며, 필드 유닛은 IS-95에 따른 슬롯형 알로하 랜덤 액세스 채널의 사용에 의존해야 한다.
Figure R1020070071169
CDMA, 동기화, 타임 슬롯, 타이밍 조정, 전력 레벨 조정.

Description

액티브/대기 요청 채널을 사용하는 유지 링크{MAINTENANCE LINK USING ACTIVE/STANDBY REQUEST CHANNELS}
도 1은 본 발명의 사상에 따라서 무선 통신 시스템의 개요도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 사상에 따라서 하트비트(heartbeat) 및 링크 품질 관리(Link Quality Management: LQM) 슬롯 타이밍을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 사상에 따라서 LQM 슬롯의 예시적인 비트 정의를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 사상에 따라서 액티브를 요청하는 필드 유닛과 역방향 링크 방향에서 데이터 페이로드를 전송하는 통화 채널의 할당을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 사상에 따라서 채널 동기화를 지원하는 블록도를 도시한 것이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 사상에 따라서 순방향 및 역방향 채널들이 동기화되는 방식을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 사상에 따라서 순방향 및 역방향 채널들을 동기화시키기 위한 타이밍 마크를 식별하는 펄스 샘플링 기술을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 사상에 따라서 필드 유닛을 기지국에 동기화시키기 위한 액티브, 대기 및 유휴(idle) 모드의 특성을 도시한 것이다.
무선 전화 및 개인용 컴퓨터의 사용 증가는 특정화된 응용을 위해 실질적이라고 생각되는 진보된 원격 통신에 대한 대응하는 요구를 증가시켰다. 1980년대에, 무선 음성 통신은 휴대용 전화기 네트워크를 통해 광범위하게 사용가능하게 되었다. 이러한 서비스는 처음에는 예상된 높은 가입자 비용 때문에 단지 사업가 전용으로 생각되었다. 원격 분산형 컴퓨터 네트워크에 대한 접근에 대해서도 마찬가지여서, 최근까지, 단지 사업자 및 대규모 단체만이 필요한 컴퓨터 및 유선 액세스 장비를 사용하였다.
유용한 새로운 기술의 광범위한 사용가능성의 결과로, 일반 대중들도 인터넷 및 개인 인트라넷과 같은 네트워크에 대한 유선 액세스뿐만 아니라, 무선 액세스에 대한 요구도 증가하고 있다. 특히, 무선 기술은 휴대용 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 포켓용 개인용 디지털 장비 등의 사용자에게 특히 유용하며, 이러한 사용자는 전화선에 제한되지 않고 상기한 네트워크에 액세스하는 것을 더 좋아한다.
기존의 무선 기본 구조를 사용하여 낮은 비용, 인터넷으로의 고속 액세스, 개인용 인트라넷 및 다른 네트워크를 제공하기 위한 광범위하게 유용하며 만족스러 운 해결책이 없다. 이는 아마 몇몇 적당하지 않은 환경의 인공물과 상당히 유사하다. 우선, 유선 네트워크를 통해 비즈니스 환경에서 고속의 데이터 서비스를 제공하는 통상적인 방법은 대부분의 가정 및 사무실에서 이용 가능한 음성 등급의 서비스에 쉽게 적용될 수 없다. 예를 들어, 이러한 표준의 고속 데이터 서비스는 그 자체를 표준 셀룰러 무선 핸드 세트를 통한 효율적인 전송에 반드시 제공하는 것은 아닌데, 이는 무선 네트워크가 근본적으로 단지 음성 서비스만을 제공하도록 설계되었기 때문이다. 그 결과로, 비록 CDMA 같은 소정의 구성이 데이터 전송의 도모를 위해 비대칭적인 성격의 소정의 규모를 제공하더라도, 오늘날의 디지털 무선 통신 시스템이 음성 전송에 최적화된다. 예를 들어, 순방향 통화 채널(traffic channel)에 대한 IS-95 원격 통신 산업 협회(TIA)에 의해 특정된 데이터 전송 속도는 소위 속도 세트 1에 대해 1.2 kbps에서 9.6 kbps까지, 속도 세트 2에 대해 1.8 kbps에서 14.4kbps까지의 증가로 조정 가능하다. 역방향 링크 통화 채널에 대해, 데이터 속도는 또한 상당히 늦다.
따라서 기껏해야 기존의 무선 시스템은 통상적으로 순방향 링크 방향으로 초당 14.4 킬로비트(kbps)의 최대 데이터 전송 속도를 도모할 수 있는 무선 채널을 제공한다. 이렇게 낮은 데이터 속도 채널은 종합 정보 통신망(ISDN) 타입의 장비에 이용 가능한 128 kbps와 같은 높은 속도는 말할 것도 없이, 통상적으로 고가가 아닌 무선 모뎀을 사용하여 이용할 수 있는 28.8 또는 심지어 56.6 kbps의 속도로 데이터를 전송하는데 직접적으로 도움이 되지 않는다. 이러한 레벨의 데이터 속도는 급속도로 웹 페이지를 브라우징(browsing) 하는 정도에 적합한 최소한의 속도가 되고 있다.
비록 셀룰러 시스템이 처음 개발되었을 때 유선 네트워크가 공지되었지만, 대부분 셀룰러 네트워크 토폴러지에 대해 더 높은 속도의 ISDN- 또는 xDSL-등급의 데이터 서비스를 제공하는 무선 시스템에 대한 제안이 이루어지지 않았다.
대부분의 무선 시스템에서, 무선 채널 자원보다 더 많은 잠재적인 사용자가 있다. 따라서 소정 타입의 요구 기반 다중 액세스 시스템이 요구된다.
다중 액세스가 무선 주파수 반송파 신호 그룹에 대한 아날로그 변조를 사용하는 전통적인 주파수 분할 다중 접속(FDMA)에 의해 제공되든지, 또는 시분할 다중 액세스(TDMA)를 사용하는 무선 반송 주파수의 공유를 허용하는 구성에 의해 제공되든지, 또는 코드 분할 다중 액세스(CDMA)에 의해 제공되든지, 무선 스펙트럼의 특성으로 인해 공유되는 것이 기대된다. 이는 유선 매체가 상대적으로 저가이고 통상적으로 공유 특성이 없는 데이터 전송을 지원하는 통상적인 환경과는 확연히 상이하다.
무선 시스템의 설계에서 고려할 다른 요소는 데이터 자체의 특성이다. 예를 들어, 역방향 및 순방향으로 비대칭적인 데이터 전송 속도로 웹 페이지에 대한 액세스가 갑자기 방향설정되는 것을 고려하자. 통상적인 응용에서, 원격 클라이언트 컴퓨터의 사용자는 우선 브라우저 프로그램의 웹 페이지 주소를 특정한다. 이어, 브라우저 프로그램은 네트워크를 통해 통상적으로 길이가 100 바이트 이하인 웹 페이지 주소 데이터를 서버 컴퓨터로 전송한다. 이어, 서버 컴퓨터는 요청된 웹 페이지의 내용으로 응답하며, 이는 10킬로바이트에서 몇 메가바이트의 텍스트, 이미 지, 오디오 또는 심지어 비디오 데이터를 포함할 수 있다. 그 후, 사용자는 다른 웹 페이지를 다운로딩하기 전에 페이지의 내용 판독에 수 초 또는 수 분을 소비할 수 있다.
사무실 환경에서, 대부분의 고용인의 컴퓨터 작업 습관의 특성은 통상적으로 몇몇 웹 페이지를 체크하고, 이어 국부적으로 저장된 데이터 또는 심지어 컴퓨터의 사용을 종료하는 것과 같은 연장된 시간 주기에 소정의 관련이 있다. 따라서 이러한 사용자가 인터넷 또는 개인 인트라넷에 온종일 연속적으로 연결된 채 유지되어도, 고속 데이터 링크의 실제 사용은 통상적으로 매우 산발적이다.
만일 인트라넷 접속을 지원하는 무선 데이터 전송 서비스가 무선 음성 통신과 공존한다면, 무선 CDMA 시스템에서 사용 가능한 자원의 사용을 최적화하는 것이 점점 더 중요해지고 있다. 주파수 재사용 및 동적 통화 채널 할당은 고성능의 무선 CDMA 통신 시스템의 효율을 증가시키는 소정의 방향을 다루지만, 사용 가능한 자원의 보다 효율적인 이용에 대한 요구가 여전히 있다.
본 발명은 CDMA 통신 시스템에서 무선 링크를 최적화하기 위한 몇몇 새로운 특성을 제공한다. 실시예에서, 필드 유닛에 대해 기지국을 동기화하기 위해 필드 유닛으로부터 기지국까지 특정 시간에 메시지를 전송하기 위한 한 쌍의 공유 채널이 할당된다. 보다 상세하게, 한 쌍의 공유된 채널 중 하나에 대한 필드 유닛으로부터 기지국에 수신된 메시지는 필드 유닛이 승인된 타임 세그먼트 내에 적절하게 전송하도록 기지국과 적절하게 동기화되는지 여부를 결정하기 위해 분석된다. 이어 타이밍을 진행시키거나 지연시키기 위한 최소 타이밍 피드백 메시지는 필드 유 닛에 의한 뒤이은 메시지가 적절한 타임 세그먼트 내에 전송되도록 순방향 링크에서 필드 유닛으로 전송된다. 바람직하게, 링크의 동기화는 기지국과 각각의 다중 필드 유닛 사이에서 동시에 유지된다. 따라서 본 발명의 공유 통신 시스템의 한 특징에 따라, 높은 대역의 데이터 전송을 위해 무선 자원이 확보될 수 있도록 다수의 필드 유닛과 동기화 링크를 유지하기 위해 최소 자원이 할당된다.
바람직한 실시예에서, 기지국으로부터 각각의 다중 필드 유닛으로 타임 슬롯 메시지 전송을 지원하기 위해 순방향 링크 채널이 할당된다. 반대 방향으로, 필드 유닛에서 다시 기지국으로 타임 슬롯 메시지 전송을 지원하기 위해 역방향 링크 채널이 할당된다. 따라서 각각의 채널은 타임 슬롯 또는 타임 세그먼트로 분할되며, 여기서 순방향 채널의 타임 슬롯은 기지국으로부터 대응하는 필드 유닛으로의 직접 통신을 위해 필드 유닛에 할당된다. 유사하게, 역방향 채널의 타임 슬롯은 기지국으로 메시지를 전송하기 위해 필드 유닛에 할당된다. 순방향 및 역방향 링크 통신에 대해, 타임 슬롯 자체의 상대적인 위치는 메시지가 기지국으로부터 어느 필드 유닛으로 전달될지 또는 어느 필드 유닛으로부터 메시지가 기지국으로 전달될지를 나타낸다.
소정의 경우, 순방향 링크 채널은 "액티브" 및 "대기" 타임 슬롯을 포함하도록 분할되며, 여기서 액티브 타임 슬롯은 역방향 링크 통화 채널이 현재 역방향 링크에서 기지국으로 데이터 페이로드(payload)를 전송하는데 사용되고 있음을 나타내는 필드 유닛에 할당된다. 대기 타임 슬롯은 심지어 대응하는 필드 유닛이 현재 역방향 링크를 통해 데이터 페이로드를 전송하지 않고 있더라도 기지국과 동기화를 유지하는 필드 유닛에 할당된다. 결론적으로, 대기 모드의 필드 유닛은 필드 유닛이 이미 기지국과 동기화되었기 때문에 재 동기화의 장기 지연 없이 새롭게 할당된 역방향 링크 채널에 즉시 전송될 수 있다.
기지국은 필드 유닛을 모니터하여, 액티브 모드로 대체될 필드 유닛을 대응시킴으로써 요청을 확인 응답한다. 만일 이용가능한 경우, 액티브 타임 슬롯은 링크 요청 필드 유닛에 할당되며, 통화 채널은 요청 필드 유닛과 기지국 사이의 데이터 페이로드 전송을 지원하도록 역방향 링크에 할당된다. 특정 링크에 대한 데이터 전송에 뒤이어, 필드 유닛은 최소이지만 기지국과 동기화된 링크를 유지하기 위한 대기 타임 슬롯에 재할당된다.
바람직한 실시예에서, 각각의 순방향 링크와 한 쌍의 역방향 링크 코딩된 채널 내에 할당된 타임 슬롯을 예정된 수만큼 주기적으로 반복한다. 따라서 기지국 또는 필드 유닛으로부터의 메시지는 공유된 채널의 적절한 타임 슬롯으로 주기적으로 전송될 수 있다. 바람직하게, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 제1 채널에서 필드 유닛에 할당된 타임 슬롯은 필드 유닛으로부터 기지국으로 시간 표지 마커를 전송하는 한 쌍의 채널에 할당된 대응하는 타임 슬롯에 대해 시간상으로 오프셋된다. 이는 기지국 시간이 타임 슬롯에 수신된 메시지의 타이밍을 분석하게 하고, 타이밍 조절 피드백 메시지를 발생하도록 하며 이를 순방향 채널의 적절한 타임 슬롯에서 대응하는 필드 유닛에 전송하도록 한다.
동기화를 유지하기 위해, 각각의 많은 필드 유닛으로부터 할당된 타임 슬롯에서 기지국에 수신된 메시지가 대응하는 필드 유닛에서 추가의 메시지 전송의 타 이밍을 어떻게 조절할지를 결정하도록 분석된다. 특히, 필드 유닛으로부터의 메시지 전송은 메시지가 할당된 타임 슬롯 또는 타임 세그먼트에서 기지국에서 수신되도록 조절된다. 이것은 기지국으로부터 순방향 링크를 통해 필드 유닛으로 타이밍 조절 메시지를 전송함으로써 이루어지며, 타이밍 조절 메시지는 원하는 타임 슬롯 내에 도달하도록 장래 메시지 전송의 타이밍을 진행시킬지 지연시킬지를 나타낸다. 이러한 방식으로, 동일한 역방향 링크 채널의 인접한 타임 슬롯 내에서 메시지를 전송하는 필드 유닛은 통상적으로 상호 간섭하지 않는다. 이것은 동일 채널 간섭을 감소시킨다.
필드 유닛으로부터 기지국까지 역방향 링크 채널을 통해 전송된 메시지는 기지국과 함께 해당 필드 유닛을 동기화하기 위한 마커를 포함한다. 메시지 내에서 함께 전송된 마커에는 상기 설명한 바와 같이 시간 수정 정보를 생성하기 위해 타임 슬롯 내에 정밀한 기준 포인트가 제공된다. 예컨대, 기지국은 타임 슬롯 내의 마커를 분석하고 필드 유닛이 후속 메시지가 적절한 타임 세그먼트 내의 필드에 의해 전송되는 동안 역방향 링크의 타이밍을 어느 정도까지 조절해야 하는지를 결정한다. 바람직하게, 파일럿 심벌의 적절하게 배치된 스트링(well-placed string)은 타임 슬롯 내의 시간 기준 마커로서 사용될 수 있다. 선택적으로, 짧은 의사 랜덤 노이즈(short pseudo random noise)(PN) 코드가 타임 슬롯 내의 마커로서 사용될 수 있다. 물론, 기지국에 의해 검출될 수 있는 한 임의의 형태의 마커가 사용될 수 있다.
동작 모드에 있는 동안, 통화 채널의 관련 타임 슬롯 내의 마커는 필드 유닛 과 기지국 사이의 타이밍 일치를 지원하도록 분석된다. 비활동 또는 대기 모드에 있는 동안, 할당된 역방향 링크 채널 쌍 중 하나의 타임 슬롯 내의 마커는 필드 유닛과 기지국 사이의 타이밍 일치를 지원하도록 분석된다.
이전에 논의한 바와 같이, 공유 순방향 링크 채널은 기지국으로부터 다수의 필드 유닛까지 링크 특성 메시지를 전송하기 위해 사용된다. 반대 방향으로, 역방향 링크는 고유하게 코딩된 한 쌍의 제 1 및 제 2 채널을 포함한다. 한 쌍 중 각각의 채널은 특정 기능을 수행한다. 예컨대, 역방향 링크 채널의 타임 세그먼트 또는 타임 슬롯은 표시 메시지를 기지국으로 전송하기 위해 필드 유닛에 할당된다. 필드 유닛으로부터의 제 1 채널을 통한 데이터 전송은 기지국에 제 1 형태의 메시지를 표시하지만 필드 유닛으로부터의 제 2 채널을 통한 데이터 전송은 기지국에 제 2 형태의 메시지를 표시한다. 따라서 특정 채널을 통한 단순한 전송에는 기지국까지의 표시 또는 메시지가 제공된다. 따라서 인코딩된 데이터 페이로드가 기지국과 통신하기 위해 전송될 필요는 없다.
한 적용예에서, 하나의 채널을 통한 타임 슬롯 내의 마커 전송은 해당 필드 유닛이 활성화되는데 필요한 사항을 표시한다. 즉, 할당된 타임 슬롯 내에서 마커의 전송은 역방향 링크 통화 채널이 필드 유닛으로부터 기지국까지 데이터 페이로드를 전송하기 위해 사용자에게 할당되도록 필드 유닛을 요청하는 것을 표시한다. 이것은 필드 유닛이 현재 대기 모드에 있다는 것을 전제로 한다. 선택적으로, 필드 유닛은 필드 유닛이 액티브 모드로 될 것을 요청하지 않는 것을 표시하도록 한 쌍의 역방향 링크 채널 중 제 2 채널을 통해 마커를 전송한다. 예컨대, 필드 유닛 은 역방향 링크 채널을 통한 데이터 전송을 원하지 않는다. 오히려, 필드 유닛은 비액티브 모드로 남아있을 것이 요구되지만 필드 유닛이 즉시 임의의 순간에 다시 액티브 모드로 될 수 있도록 기지국과 동기화된다.
이전에 논의한 바와 같이, 동기화는 각각의 다중 필드 유닛에 대하여 기지국에서 수신한 마커를 모니터링하고 장래 전송이 타임 슬롯 내에서 바람직하게 일치되도록 역방향 링크 내의 조절 메시지를 전송함으로써 달성된다. 바람직한 적용예에서, 필드 유닛은 기지국과 필드 유닛이 동기화될 수 있도록 3개의 역방향 링크 채널 중 적어도 하나에서 마커를 전송한다. 예컨대, 정밀한 타이밍 일치는 필드 유닛이 제 1 공유 역방향 링크 채널의 타임 슬롯 내에서 전송된 마커를 통해 대기 모드에 있는 동안 이루어진다. 필드 유닛을 활성화하고자 할 때, 필드 유닛은 제 1 공유 채널 내의 마커 전송을 중지하고 제 2 채널을 통해 동일한 타임 세그먼트 내의 마커를 전송한다. 이러한 제 2 채널을 통한 전송은 두 가지 목적을 달성한다. 제 1 목적은 필드 유닛이 액티브 모드에 있는 것이 바람직하다는 것을 나타내는 것이다. 제 2 목적은 필드 유닛이 바람직하게 동기화되는지를 기지국이 계속해서 분석할 수 있도록 필드 유닛으로부터 마커를 전송하는 것이다. 역방향 링크 통화 채널이 특정 필드 유닛에 의해 사용되기 위해 할당되는 경우에, 필드 유닛은 동기화를 유지하도록 제 1 또는 제 2 채널에서 마커를 전송하는 것을 중지한다. 오히려, 이때 필드 유닛은 할당된 역방향 링크 통화 채널에서 마커를 전송한다. 이전에 설명한 방법과 유사하게, 기지국은 필드 유닛이 바람직하게 타임 슬롯 내에서 전송되어 동기화되었는지를 검출하도록 역방향 링크 통화 채널에서 전송된 마커의 일부분을 모니터링한다. 이러한 방식으로, 각각의 필드 유닛으로의 피드백은 필드 유닛의 모드와 무관하게 할당된 타임 슬롯 내에서 전송 데이터와 정밀하게 일치하게 한다. 즉, 필드 유닛의 특정 링크에 대한 정밀한 타이밍 일치는 필드 유닛이 대기 모드인지, 요청-진행 액티브 모드에 있는지, 또는 현재 하나 이상의 다중 할당된 역방향 링크 통화 채널을 통해 데이터 페이로드를 전송하는지를 최적으로 유지한다.
바람직한 실시예에서, 기지국과 관련한 타이밍을 조절하기 위해 기지국으로부터 필드 유닛으로 전송된 메시지는 필드 유닛에서 슬롯 타이밍 기준을 진행시킬지 또는 지연시킬지를 표시하는 단일 비트를 포함한다. 해당 필드 유닛에서 타임 슬롯 내에 수신되는 비트의 상태에 기초하여, 필드 유닛은 칩의 1/8과 같은 사전 한정된 시간만큼 슬롯 타이밍을 진행시키거나 지연시킨다. 만약 필드 유닛에서 연속적인 피드백 메시지로 수신되는 단일 비트의 상태가 행에 동일한 상태로 n번 있다면, 즉 n개의 논리 1 또는 0이 행에서 수신된다면, 동일한 상태의 후속 비트는 칩의 1/8보다는 오히려 칩의 1/2과 같은 더 큰 사전 한정된 시간에 기초하여 타이밍을 진행시키거나 지연시킨다. 따라서 기지국과 크게 동기화되지 않는 필드 유닛은 칩의 1/8과 같은 더 작은 고정된 조절 시간이 타이밍을 연속적으로 조절하는데 사용되는 경우보다 더 빠르게 동기화된다.
새롭게 전원 공급된 필드 유닛을 동기화하기 위하여, 기지국은 기지국과 새로운 링크를 설정하기 위하여 이러한 필드 유닛에 의한 요청을 위해 액세스 채널을 모니터링한다. 임의 또는 의사-랜덤 링크 요청 메시지가 기지국에서 액세스 채널 을 통해 수신되는 시간은 기지국과 타이밍 동기화를 이루기 위해 요청 필드 유닛에서 이루어질 개시 타이밍 조절을 발생시키는데 사용될 수 있다.
특히, 기지국과 필드 유닛 사이의 타임 슬롯의 개시 동기화를 이루기 위하여, 대략적인 시간 조절 메시지가 어떻게 개시에 기지국과 개략적으로 타이밍 일치를 이루는지를 표시하는 각각의 필드 유닛으로 전송된다. 개략적인 타이밍 조절 메시지는 바람직하게 기지국과 동기화를 이루기 위하여 개시 타이밍을 진행 또는 지연시키는 양을 필드 유닛에 통지하는 멀티-비트이다. 따라서 필드 유닛은 개략적으로 또는 정밀하게 할당된 타임 슬롯 내에서 메시지를 수신 및 전송하도록 동기화될 수 있다.
바람직하게, 개략적인 타이밍 조절 메시지는 페이징 채널(paging channel) 상에서 필드 유닛을 요청하는 링크로 전송된다. 마찬가지로, 동적 타임 슬롯 할당 정보는 페이징 채널을 통해 필드 유닛으로 전송된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 무선 통신 시스템의 코딩된 채널은 각각의 다중 전송기와 수신기로부터 동기화 통신을 지원하도록 할당된다. 코딩된 채널의 제 1 부분은 수신기에 기준 신호를 전송하기 위해 제 1 전송기에 의해 사용되도록 할당되지만, 채널의 제 2 부분은 수신기에 메시지를 전송하기 위해 제 2 전송기에 의해 사용되도록 할당된다. 바람직하게, 코딩된 채널은 타임 슬롯으로 분할되고 각각의 전송기는 적절한 타임 슬롯으로 수신기에 전송한다.
이러한 방법에 따라서, 다중 전송기는 다른 형태의 정보를 코딩된 채널을 통해 수신기로 전송한다. 예컨대, 제 1 전송기에 의해 전송된 기준 신호는 수신기에 의해 분석되는 최적의 타이밍 기준 신호이다. 이때 피드백 링크 내의 타이밍 조절 및 전력 레벨 제어 메시지는 타이밍 및 전력 레벨을 조절하기 위해 제 1 전송기로 전달될 수 있다. 동시에, 메시지는 제 2 전송기에 의해 코딩된 채널을 통해 수신기에 전송된다.
바람직하게, 제 1 전송기에 의해 생성된 기준 신호는 순방향 에러 정정 정보를 포함하지 않지만, 제 2 전송기에 의해 전송된 메시지는 순방향 에러 정정 정보를 포함한다. 특정 분야에서, 제 2 전송기로부터 수신기로 전송된 메시지는 수신기와 해당 전송기 사이의 전송의 역방향 링크 특성을 포함하는 피드백 메시지이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 제 1 및 제 2 코딩된 채널은 전송기로부터 수신기까지의 동기화 통신을 지원하도록 할당된다. 바람직하게, 제 1 및 제 2 코딩된 채널은 전송기로부터 수신기까지 조절된 전력 레벨에서 신호를 생성함으로써 타깃 수신기로의 표시를 통신하는 타임 슬롯으로 분할된다. 이전에 설명한 바와 같이, 제 1 또는 제 2 코딩된 채널을 통한 전송은 메시지를 수신기로 표시한다. 예컨대, 제 1 코딩된 채널의 타임 슬롯 내의 전송은 필드 유닛이 여전히 대기 모드인 것이 바람직한 것을 수신기에 표시하지만, 제 2 코딩된 채널을 통한 전송은 전송기가 추가로 할당된 통화 채널 상에서 수신기로 데이터 페이로드를 전송할 수 있음을 수신기에 표시한다.
타임 슬롯 내에서 제 1 또는 제 2 채널을 통해 전송된 지시(indication)는 수신된 신호의 강도를 검출하도록 수신기에서 분석된다. 만약 신호 강도가 원하는 레벨 이하이면, 수신기에서 생성된 피드백 메시지는 송신기로 전송되어, 제1 및 제 2 코딩된 채널을 통한 후속의 전송을 위하여 송신기의 전력 레벨을 조정한다. 이러한 방식으로, 송신기의 전력 레벨은 무선 시스템에서 동일 채널 간섭을 줄이도록 조정될 수 있다. 더 상세히 설명하면, 송신 장치의 전력 레벨은 다른 채널에 최대한 영향을 미치지 않도록 점차 증가하거나 감소할 수 있다.
수신기로부터 송신기로 전송되는 전력 조정 메시지는 송신기가 후속의 전송을 위하여 출력을 증가시켜야 하는가 또는 감소시켜야 하는가를 지시하는 하나의 비트를 포함할 수 있다. 따라서 신호 대 잡음비가 거의 순간적으로 변화될 수 있는 동적 환경에서도 전력은 최적으로 조정될 수 있다.
이러한 전력 조정 방법은 피드백 메시지를 통해서 송신기를 수신기에 동기화시키는 전술한 방법과 유사하다. 그러나 상기 설명한 실시예에서는 송신기의 전력 레벨 출력이 타이밍 대신에 피드백 메시지를 통해서 조정된다. 따라서 송신기의 전력 레벨은 대기 모드 동안 조정되어, 그 결과, 송신기가 수신기에 데이터 페이로드를 능동적으로 전송하는 경우에도, 송신기의 전력 레벨은 동일 채널 간섭을 감소시키도록 최적화될 수 있다. 전력 및 타이밍 피드백 루프는 송신기의 전력 출력 레벨 및 타이밍이 잠재성 있는 산발적 데이터 전송에 대하여 최적화되도록 동시에 구현될 수 있다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 최소한의 자원을 이용하는 각 다중 필드 유닛과 기지국 사이에 링크가 제공된다. 기지국과의 통신을 위하여 상기 방법을 사용하는 공유 채널은 멀티 필드 유닛과 동기화된 링크를 유지하는데 필요한 CDMA 채널 수를 감소시킨다. 따라서, 보다 많은 채널 및 자원들이 기지국과 필드 유닛 사이의 데이터 전송을 지원하는데 이용될 수 있다. 이는 할당된 반송 주파수의 잠재적 처리량을 증가시킨다.
본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 기지국과 각 다중 필드 유닛 사이의 타이밍 일치 및 전력 레벨 제어를 지원하는 최소의 피드백 루프가 제공된다. 기지국은 할당된 타임 슬롯에서 수신된 각 메시지에 결합된 기준 마커를 분석하여 기지국과 관련된 바람직한 타이밍에 대하여 기지국으로 직접 전송되는 필드 유닛 신호 또는 지시가 빠른가 또는 느린가를 검출한다. 하나의 진행/지연 제어 비트와 같은 메시지가 상응하는 필드 유닛에 역으로 전송되어 타이밍을 진행시키거나 지연시킴으로써 필드 유닛으로부터의 추후의 메시지가 적절한 타임 슬롯에서 기지국에 수신되도록 한다. 따라서 공유된 역방향 링크 채널로 신호를 전송하는 다중 필드 유닛은 인접한 타임 슬롯에서 전송시 점차 서로 간섭이 일어나지 않게 된다. 추가로, 순방향 링크로 전송되는 타이밍 정보는 순방향 링크 상의 할당된 타임 슬롯에서 메시지를 수신하기 위하여 필드 유닛이 기지국과 동기화되도록 한다. 다중 동기화된 링크들 각각을 유지하는 결과로서, 대응하는 필드 유닛은 데이터 전송 전에 긴 프로세스를 갖는 기지국과의 재동기화 없이 역방향 링크 방향으로 즉시 데이터 페이로드를 전송할 수 있다.
본 발명의 전술한 또는 또 다른 목적, 특징 및 장점들은 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 더욱 상세한 설명을 통해서 명백해질 것이다. 도면상에서 유사한 도면부호는 타 도면상의 동일한 부분을 나타낸다. 도면들은 스케일링되 지 않았으며, 본 발명의 사상을 표현하기 위해 강조된 부분도 있다.
도 1은 본 발명의 사상에 따른 무선 통신 시스템(100)의 개요도이다. 기지국(25)은 도시된 바와 같이 다수의 각 필드 유닛(42A, 42B, 42C)(집합적으로 필드 유닛(42))과 무선 통신 링크를 유지한다. 이러한 무선 링크는 기지국(25)과 필드 유닛(42) 사이에 순방향 링크(70)와 역방향 링크(65)의 자원 할당에 기초하여 설정된다. 각각의 링크(65 또는 70)는 통상 몇몇 논리적 역방향 링크 채널(55) 및 몇몇 논리적 순방향 링크 채널(60)로 구성된다.
도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 인터페이스(50)와 네트워크(20) 사이에 무선 통신을 지원한다. 전형적으로, 네트워크(20)는 공중 교환 전화망(PSTN)이거나 인터넷 또는 인트라넷과 같은 컴퓨터 네트워크이다. 인터페이스(50)는 바람직하게도 휴대용 컴퓨터(12)와 같은 디지털 프로세싱 장치에 연결되어 네트워크(20)에 무선 액세스를 제공한다. 그 결과, 휴대용 컴퓨터 장치(12)는 유선 또는 무선 데이터 링크의 조합을 통한 통신에 기초하여 네트워크(20)에 액세스한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 순방향 링크 채널(60) 및 역방향 링크 채널(5)은 무선 통신 시스템(100)에서 코드 분할 다중 접속(CDMA) 채널로 정의된다. 즉, 각 CDMA 채널은 바람직하게도 증가한 의사 랜덤 잡음(PN) 코드 시퀀스를 가지는 채널을 통해서 데이터를 인코딩 및 전송함으로써 정의된다. PN 코딩된 데이터는 라디오 반송 주파수상으로 변조된다. 이것은 수신기로 하여금 주어진 채널에 할당된 특정 증가한 PN 코드만을 알고 있는 다른 공지된 것들로부터 하나의 CDMA 채널을 해독할 수 있게 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 각 채널은 바 람직하게도 IS-95 CDMA 표준에 부합하여 1.25MHz 대역을 차지하고 38.4kbps의 속도로 전송할 수 있다.
순방향 링크 채널(70)은 적어도 3개의 논리 채널을 포함한다. 도시된 바와 같이, 이것은 링크 품질 관리(LQM) 채널(60L), 페이징 채널(60P), 및 다중 통화 채널(60T)을 포함한다.
역방향 링크(65)는 하트비트 대기 채널(55HS), 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA), 액세스 채널(55A) 및 다중 통화 채널(55T)을 포함한다. 일반적으로, 각각의 역방향 링크 통화 채널(60T)이 2.4kbps에서 최대 160kbps로의 가변하는 데이터 전송률을 지원할 수 있다는 점을 제외하고는 역방향 링크 채널(55)은 순방향 링크 채널(60)과 유사하다.
기지국(25)과 필드 유닛(42A) 사이에 전송된 데이터는 웹 페이지 데이터와 같은 인코딩된 디지털 정보로 통상 구성된다. 역방향 링크(65) 또는 순방향 링크(70)에 있어 다중 통화 채널의 할당에 기초하여, 기지국(25)과 필드 유닛(42A) 사이의 특정 링크에서 더 높은 데이터 전송률이 얻어질 수 있다. 그러나 다중 필드 유닛(42)은 대역폭 할당에 대하여 경쟁관계에 있으므로, 필드 유닛(42A)은 데이터 페이로드를 전송하는 통화 채널로 할당되기 위하여 자원이 한가할 때까지 대기하여야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 순방향 링크 LQM 채널(60L)은 각 다중 필드 유닛(42)의 메시지 전송을 위하여 주기적으로 반복되는 미리 정해진 수의 타임 슬롯(310)으로 분할된다. 각 필드 유닛(42)은 자신에게 할당된 타임 슬롯(310)에서 수신된 메시지에 기초하여 자신에게 직접 전송된 메시지를 식별한다. 다시 말하면, 필드 유닛(42)은 자신에게 할당된 각 타임 슬롯(310)에서 수신된 메시지를 모니터링하여 기지국(25)으로부터 정보를 수신한다.
역방향 링크 하트비트 대기 채널(55HS) 및 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)은 다수의 사용자 사이에서 또한 공유된다. 상기 2개의 채널은 모두, 각 하트비트 채널에서 타임 슬롯(310)들 및 LQM 채널(60L)에서 타임 슬롯들이 서로에 대해 정렬되도록, 주기적으로 반복되는 타임 슬롯(310)으로 분할된다. 역방향 링크 하트비트 채널(55HS 또는 55HRA)의 타임 슬롯(310)은 하트비트형 메시지를 하트비트 대기 채널(55HS) 또는 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 중 하나를 통해서 기지국(25)으로 전송하기 위하여 많은 필드 유닛들 중 하나로 할당된다. 따라서 기지국(25)은 특정 타임 슬롯에서 메시지의 수신에 기초하여 어떤 필드 유닛(42A)에서 메시지가 전송되었는지를 식별한다.
본 발명의 일 양상에 따르면 필드 유닛(42A)이 기지국(25)과 동기화되기 위하여 필드 유닛(42A)으로부터 최소한의 지시(indication)가 전송되어야 하기 때문에, 역방향 링크에서 공유된 채널의 쌍은 하트비트 채널로 불린다. 하트비트 채널(55HS, 55HRA) 및 LQM 채널(60L)은 하기에서 더 상세히 설명될 것이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 다중 필드 유닛과 기지국(25) 사이에는 비록 이들 사이에 역방향 링크 방향으로 현재 데이터 페이로드가 전송되지 않는 순간에도 최소한의 유지 링크를 유지한다. 이와 같이 동기화를 유지하는 구조는 각 다중 필드 유닛이 역방향 링크에서 액티브화 및 데이터 전송을 산발적으로 요청하는 응용예에 있어서는 특히 유리하다. 각 필드 유닛(42)은 최소한의 링크를 통해서 이미 기지국(25)과 동기화되었기 때문에, 필드 유닛(42A)은 역방향 링크 통화 채널(55)로 할당될 수 있고, 할당된 경우에는 다른 채널과의 간섭없이 역방향 링크 방향에서 데이터 페이로드 전송을 거의 즉각적으로 할 수 있다. 즉, 통화 채널들이 결국 필드 유닛의 사용을 위해 할당될 때 필드 유닛(42A)은 그 자체를 기지국(25)에 재동기화(re-synchronizing)시키는 장황한 프로세스를 거칠 필요가 없다.
이하의 설명에서, 일반적인 사항은 도 1을 참조하여 설명되고, LQM 채널(60) 및 하트비트 채널(55H)은 도 2를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
기지국(25)에 동기화된 링크를 형성하기 위하여, 필드 유닛들(42)은 필드 유닛 송신기(40)를 경유하여 기지국 수신기(35)에 액세스 채널(55A) 상의 메시지들을 전송한다. 이러한 메시지들은 그 다음에 기지국(25)에서 확인되고 프로세싱된다. 만약 이용 가능하다면, 자원들은 상기 요청 필드 유닛(42A)과의 양방향 통신 링크를 형성하기 위하여 기지국(25)에 의해 할당된다.
순방향 링크(70) 내에서, 페이징 채널(60P)은 오버헤드 메시지 및 페이징 메시지들 또는 명령들을 필드 유닛 수신기(45)에 전송하기 위하여 기지국 송신기(30)에 의하여 사용된다. 오버헤드 정보는 필드 유닛들(42)과의 무선 링크를 형성하기 위한 시스템 구성 파라미터와 같은 데이터를 포함한다.
이전에 언급한 것처럼, 무선 통신 시스템(100)은 하트비트 채널(55HS) 및 역방향 링크(65)의 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)과 순방향 링크(70)의 링크 품 질 관리 채널(60L)을 포함한다. 이러한 채널들은 기지국(25)과 다수의 필드 유닛들(42) 사이에 공유된다. 즉, 기지국(25)은 동일한 순방향 링크 LQM 채널(60L)을 사용하여 메시지들을 다수의 필드 유닛들(42)에 전송하고, 여기서, 특정 필드 유닛(42A)에 대한 메시지는 할당된 타임 슬롯(310)으로 전송된다. 이러한 방식으로, 타임 슬롯 할당은 특정 필드 유닛 및 대응하는 통신 링크에 메시지들을 주소 지정하는 방법으로서 사용된다.
본 발명의 원리는 주문형 및 산발적인 고속의, 무선 통신 링크 상의 데이터 처리량을 요청하는 사용자들을 지원하기 위해 유리하게 전개된다. 예를 들어, PC 장치(12)에서의 원격 사용자들은 웹 페이지와 같은 목적 파일(object file)을 다운로딩하기 위한 주문형 고속 처리 능력을 지원하는 무선 링크 상으로 인터넷에 연결될 수 있다. 사용자들은 아무런 데이터 페이로드도 역방향 링크의 방향으로 전송되지 않을 때 그대로 대기 모드일 수 있다. 예를 들어, 링크의 사용은 사용자가 웹 페이지를 재검토할 수 있도록 시간 주기 동안 최소일 수 있다. 그러한 사용자들을 지원하기 위하여, 상기 링크가 데이터를 전송하거나 또는 수신하는데에 활발하게 사용되지 않는 동안조차도 기지국(25)과의 동기화를 유지하는 것이 유리하다. 이것은 무선 통신 시스템(100)에서 아무런 데이터가 기지국(25)과 특정 필드 유닛(42A) 사이에 활발히 전송되지 않을 때조차 기지국(25)과의 최소 연결을 유지함으로써 달성된다.
필드 유닛(42A)과 기지국(25) 사이의 최소 연결의 한 가지 양상은 필드 유닛의 타이밍이 기지국(25)과 적절히 정렬되도록 필드 유닛(42A)의 타이밍을 조정하는 것을 수반한다. 최소 연결의 또 다른 양상은 필드 유닛이 낮지만 검출가능한 전력 수준에서 전송하도록 필드 유닛(42A)의 전력 수준 출력을 조정하는 것을 포함한다.
앞서 언급된 것처럼, 산발적으로 링크를 필요로 하는 사용자들에 대한 연결을 반복적으로 생성하거나 부활시키는 것은 시간 소모적일 수 있고 자원의 비효율적인 사용을 초래한다. 현재 데이터를 전송하고 있지 않은 가입자들을 위하여 연속 기준상의 통화 채널(55T)과 같은 자원을 남겨 두는 것 또한 비효율적이다. 따라서 통화 채널(55T)은 데이터 전송을 지원하기 위해 요청되는 기준에 따라 할당되고, 무선 통신 시스템(100)의 이용가능한 자원의 사용을 최적화시킨다.
도 2는 하트비트 대기 채널(55HS), 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 및 LQM 채널(60L)을 보다 상세히 도시한 타이밍도이다. 바람직하게는, 코딩 채널들이 전형적으로 쌍으로 할당되기 때문에 2개의 하트비트 대기 채널(55HS)과 2개의 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)을 포함하는 총 4개의 하트비트형 채널들과 결합한 2개의 LQM 채널(60L)이 존재한다. 그러나 각각의 채널 유형 중 단지 한 가지만 도 2에 예시의 목적으로 도시되었다. 물론, 채널 쌍으로 이루어진 세트들은 사용자 수의 2배를 지원하도록 사용될 수 있다.
도시된 것처럼, 64개의 타임 슬롯들(각각의 방향으로)은 하트비트 대기(55HS), 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 및 LQM(60L) 채널들 각각의 EPOCH 주기당 정의된다. 대기 모드에 있는 48개까지의 필드 유닛(42)이 액티브 모드에 있는 16명까지의 사용자들에 따라 지원될 수 있다. 도시된 실시예의 EPOCH 주기는 13.3 mS이고, 그 결과 각각의 타임 슬롯은 208 mS 또는 256 PN 코드 칩이다. 타임 슬롯들은 주기적 기준에 따라 반복하기 때문에서, 기지국(25)은 모든 EPOCH 또는 13.3 mS마다 특정 필드 유닛(42)과 정보를 교환할 수 있다.
LQM 채널(60L) 상의 데이터 전송은 기지국(25)에 의하여 유지될 수 있고, 상기 기지국(25)은 바람직하게는 주 타이밍 참조로서 사용될 수 있다. 따라서 필드 유닛(42)은 기지국(25)과 통신하고 할당된 시간 슬롯 내로 전송하기 위하여 필드 유닛 그 자체를 기지국(25)에, 특히 LQM 채널(60L)에 동기화시켜야 한다.
일반적으로, 기지국(25)과 필드 유닛(42A) 사이의 링크는 세 개의 모드: 액티브, 대기 또는 유휴 모드 중 하나로 유지된다. 기지국(25)과 특정 필드 유닛(42A) 사이의 정확한 동기화는 필드 유닛(42)에 대하여 단지 액티브 모드와 대기 모드로 유지된다. 도 7은 기지국(25)과 필드 유닛(42A) 사이의 특정 링크에 대해 유지되는 모드 유형에 관하여 더 세부적인 사항을 제공한다. 이러한 본 발명의 양상은 본 명세서에서 이후에 설명될 것이다.
대기 모드 또는 액티브 모드에 있는 각각의 필드 유닛(42A)은 순방향 링크 LQM 채널(60L)의 하나의 타임 슬롯 및 역방향 링크 하트비트형 채널의 하나의 타임 세그먼트에 할당된다. 따라서 정보는 특정 타임 슬롯에 있는 메시지의 전송에 기초한 필드 유닛(42A)에 겨냥된다. 예를 들어, 타임 슬롯 #1에 할당된 필드 유닛(42A)은 순방향 링크 LQM 채널(60L) 상의 타임 슬롯 #1에서 수신된 정보를 복조하고 디코딩하며, 한편 기지국(25)에 다시 전송된 데이터는 역방향 링크 하트비트 대기 채널(55HS) 또는 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 타임 슬롯 #1의 필드 유닛(42A)에 의해 전송된다. 기지국(25)과 필드 유닛(42A) 양자는 메시지가 특정 타임 슬롯(310)의 메시지 수신에 기초하여 어떤 링크에 지향되는지 식별한다.
바람직하게, 각각의 채널에서 타임 슬롯들 사이에 타이밍 오프셋이 존재하는데, 할당된 타임 슬롯에서 수신된 메시지를 프로세싱하고 그 다음에 그에 따라 사이클의 다음 부분에 있는 LQM 채널(60L) 상에 응답할 시간을 기지국(25)에 허용한다. 그리하여, LQM 채널(60L) 상으로 전송된 메시지들은 필드 유닛(42A)의 특성 전송을 조정하기 위해 사용되는 피드백 메시지들을 포함한다.
비록 LQM 채널(60L)이 앞서 언급된 것처럼 타이밍 참조로서 사용될지라도 본 발명의 원리가 하트비트형 채널(55HS 및 55HRA)이 순방향 링크로 사용되고 LQM형 채널이 역방항 링크로 사용되는 것에 동일하게 적용됨을 주목해야 한다. 달리 말하자면, 기지국(25)은 필드 유닛(42A)과 관련하여 선택적으로 동기화된다.
대기 모드에서, 동기화는 LQM 채널(60L) 상의 적절한 타임 슬롯으로 전송된 메시지들에 기초하여 순방향 링크 LQM 채널(60L)과 역방향 링크 하트비트 대기 채널(55HS) 사이에 유지되고 상기 필드 유닛(42)으로부터 기지국(25)에 전송된 메시지들이 적절한 타임 슬롯으로 수신되는지를 특정 필드 유닛(42)에 지시한다. 예를 들어, 필드 유닛 송신기(40)로부터 기지국(25)으로의 메시지 전송은 기지국(25)과 다수의 필드 유닛(42) 각각 사이의 미세한 조정 정렬을 달성하기 위하여 기지국 수신기(35)에서 분석된다.
도 2에 도시된 것처럼, LQM 채널(60L)의 타임 슬롯들(A1 내지 A16)은 액티브 모드에 있는 필드 유닛(42)들을 위해 예약되고, 통화 채널들이 역방향 링크 방향의 필드 유닛(42A)에 할당되고 데이터는 필드 유닛(42)으로부터 기지국(25)으로 전송됨을 지시한다. 이에 반하여, LQM 채널(60L)의 타임 슬롯들(1-48)은 대기 모드로 동작하는 필드 유닛(42)들을 위해 예약되고, 상기 대기 모드는 현재 통신 시스템(100)의 역방향 링크 상으로 데이터 페이로드를 전송하고 있지 않다.
임의의 주어진 시간에, 바람직하게는 각각의 필드 유닛들(42)에 할당된 하트 비트 채널(55H) 또는 LQM 채널(60L)의 64개의 타임 슬롯 중 48개 정도가 존재한다. 이것은 필드 유닛(42A)과 기지국(25) 사이의 데이터 전송 완료시, 액티브 타임 슬롯에 할당된 액티브 모드에 있는 필드 유닛(42A)은 대기 모드로 다시 회귀할 수 있고 결과적으로 사용되지 않은 대기 모드 타임 슬롯(310)에 다시 할당될 수 있음을 보장한다.
바람직하게, 대기 모드에 있는 필드 유닛들(42)은 필드 유닛들(42)이 액티브 모드에 배치될 때 가능한 EPOCH 마크(M1)에 근접하도록 사용되지 않은 액티브 타임 슬롯(310)에 할당된다. 예를 들어, 만약 48개의 필드 유닛들이 대기 모드 LQM 슬롯 S1, S2, …S48에 할당된다면, 액티브 모드로 설정된 필드 유닛(42A)은 LQM 채널에 있는 액티브 모드 타임 슬롯 A1에 할당될 것이다. 필드 유닛(42A)에 할당된 다음의 액티브 타임 슬롯(310)은 가장 낮은 숫자로 번호가 매겨질 것이고, A1을 가정하면 A2와 같이 사용되지 않는 타임 슬롯은 그 다음에 사용된다.
하트비트 대기 채널(55HS)은 또한 액티브 필드 유닛(42A), 즉 할당된 통화 채널을 통해 역방향 링크의 데이터를 기지국(20)에 전송하는 필드 유닛(42A)으로부 터 메시지들을 전송하기 위한 부가적인 타임 슬롯들을 포함한다. 바람직하게는, 역방향 LQM 타임 슬롯들(250)은 대응하는 액티브 필드 유닛(42A)으로부터 기지국(20)으로 링크 품질 정보를 전송하기 위해 할당된다. 이러한 방식으로, 기지국(20)은 기지국(20)과 필드 유닛(42) 사이의 순방향 채널을 통한 전송의 대응 링크 품질을 통지받을 수 있다.
역방향 LQM 타임 슬롯(250)을 이용하는 특정 적용예에서, 필드 유닛(42A)은 기지국(20)으로부터 나온 순방향 링크 신호의 품질을 모니터링할 수 있고 순방향 에러 정정 정보를 포함한 변조된 메시지를 할당된 LQM 타임 슬롯(250)의 기지국(20)으로 전송할 수 있다. LQM 타임 슬롯(250)으로 전송된 이러한 피드백 메시지에 기초하여, 기지국(20)으로부터 전송된 신호의 속성들은 순방향 링크 채널을 통해 필드 유닛(42A)으로의 뒤이은 메시지들이 적절히 검출될 수 있도록 조정될 수 있다.
예를 들면, 필드 유닛(42A)은 순방향 링크 통화 채널을 통해 기지국(20)에 의해 전송된 신호가 수신된 신호의 전력 레벨이 예를 들면, 선택된 신호 대 잡음비 범위와 같이 원하는 범위 내에 있게 되도록 적절한 전력 레벨로 전송되는지를 모니터링한다. 이러한 예에서, 역방향 LQM 타임 슬롯(250)에 송신된 메시지는 순방향 채널을 통한 자신의 전력 레벨 출력을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
그러므로 하트비트 대기 채널(55HS)은 다수의 필드 유닛(42)과 기지국(20) 사이에 적어도 두 가지 형태의 통신을 지지한다. 대기 모드의 제 1 필드 유닛(42A)은 해당 필드 유닛(42A)의 타이밍 정렬과 전력 레벨을 조정하기 위해 기지 국(20)에서 모니터링되는 타이밍 기준 신호를 전송한다. 상술된 바와 같이, 액티브 모드에서 제 2 필드 유닛(42B)은 기지국(20)에 메시지를 전송하기 위한 역방향 LQM 타임 슬롯(250)에 할당된다. 바람직하게, 역방향 LQM 타임 슬롯(250)에 전송된 메시지는 메시지의 콘텐츠를 결정하기 위해 기지국(20)에서 변조 및 디코딩되는 데이터 메시지를 포함한다.
대기 모드 자체 내 필드 유닛(42A)에 의한 하트비트 대기 채널(55HS) 상의 타임 슬롯 내 단순 RF(무선 주파수) 전송은 필드 유닛(42A)이 대기 모드로 유지되는 것이 바람직함을 나타내는 기지국(20)에 대한 지시이다. 언급된 바와 같이, 대기 모드에서 필드 유닛(42A)에 의한 후자의 전송은 바람직하게는 순방향 에러 정정 정보를 포함하는 인코딩 및 변조된 메시지를 포함하지 않는다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 순방향 LQM 타임 슬롯(310) 내 비트의 예시적인 맵핑을 도시하는 타이밍도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 타임 슬롯(310)에 16비트가 전송되지만, 이는 응용에 따라 변화될 수 있다. 1비트의 LQM 타임 슬롯(310)은 최종 메시지 사이클 내 기지국(25)에서 수신된 필드 유닛 메시지가 할당된 타임 슬롯(310) 내에 정확하게 수신되었는지의 여부를 표시하는 LQM 타이밍 비트(311)이다. 이는 동일한 역방향 링크 채널(65)의 인접 타임 슬롯 내에 메시지를 전송하는 다른 필드 유닛(42)이 상호 간섭하지 않도록 한다.
바람직한 실시예에서, LQM 타이밍 비트(311)는 필드 유닛(42A)이 역방향 링크(65) 상의 자신의 타이밍을 진행시킬지 지연시킬지를 나타낸다. 논리 1은 타이밍이 칩의 1/8만큼 진행해야 하는 것을 지시하고 논리 0은 타이밍이 칩의 1/8만큼 지연해야하는 것을 지시한다. 이러한 방식으로, 기지국(25)은 기지국(25)과 다수의 필드 유닛(42) 각각 사이의 통신 링크를 개별적으로 동기화한다. 상기한 바와는 다르게, 해당 필드 유닛(42)으로부터의 메시지 전송의 타이밍은 주파수 조정되고, 그 결과 해당 메시지가 기지국(25)에서 할당된 타임 슬롯 내에서 수신된다. 결과적으로, 필드 유닛(42)은 기지국(25)에 대해 매우 빠르게 이동하지만 기지국(25)과 동기화될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 기지국(25)은 BCH 코딩에 기초하여 LQM 채널(60L) 상에 정보를 전송한다. 이는 수신 필드 유닛(42)이 에러를 검출 및 정정할 수 있도록 한다. 예를 들면, 15.7 코드의 사용은 2개의 에러가 수정되고 3개의 에러가 검출될 수 있도록 한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 에러 정정 및 검출을 위해 6개의 패리티 비트(313)가 있다.
도 2를 다시 참조하면, 타이밍도는 하트비트 대기 채널(55HS) 및 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)을 도시한다. 도시된 바와 같이, 타이밍 슬롯 넘버링(numbering)은 이들이 상호 나란히 위치하도록 두 채널 모두에 대해 선택된다. 예를 들면, 각각의 하트비트 채널에 대한 슬롯 #1은 주어진 타임 세그먼트(TSLOT)와 정렬한다.
하트비트 대기 채널(55HS)과 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)은 다른 기능을 한다. 예를 들면, 특정 타임 슬롯(310)의 사용에 할당된 필드 유닛(42A)은 필드 유닛(42)이 대기 모드를 유지하도록 기지국(25)에 지시를 제공하기 위해 하트비 트 대기 채널(55HB)을 건너 전송된다. 한편, 필드 유닛(42A)은 필드 유닛(12)이 필드 유닛(42A)으로부터 기지국(25)으로 데이터 페이로드를 전송하기 위한 역방향 링크 통신 패널을 할당하도록 기지국에 지시를 제공하기 위해 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 적정 타임 슬롯(310)을 건너 전송된다.
바람직한 응용에서, 하트비트 대기 채널(55HB), 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 및 LQM 채널(60L)은 모두 긴 PN(Pseudo-Random Noise) 코드와 같은 유일한 코드에 의해 한정된다. 따라서 기지국(25)은 필드 유닛(42A)이 해당하게 유일하게 코딩 채널에 대해 RF(무선 주파수) 신호를 전송하지 하지 않는지의 여부를 검출함으로써 메시지를 검출한다. 하트비트 채널의 할당된 타임 슬롯 내의 전송은 채널의 시간 내에 필드 유닛(42A)에 의해 단순 코딩된 RF 전송 해당 필드 유닛(42A)이 그대로 대기 모드인지 아니면 액티브 상태가 될지를 기지국(25)에 지시하기 때문에 변조되어야 하는 중요한 데이터 페이로드를 포함할 필요는 없다.
하나의 응용으로, 필드 유닛(42A)은 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 하트비트 대기 채널(55HB)인 하트비트형 채널의 할당된 타임 슬롯(310) 내 짧은 PN 코드, 긴 PN 코드 및 왈시 코드와 같은 직각 코드를 포함한다. 따라서 메시지는 타임 슬롯(310) 내에서 수신되는 바와 같이 해당 데이터 페이로드 메시지를 디코딩함 없이 용이하게 식별된다. 필드 유닛(42A)은 코딩된 메시지 또는 데이터 페이로드를 포함하는 지시를 전송했다면 필요한 것보다 낮은 전력 레벨로 전송될 수 있다.
필드 유닛(42)이 하트비트 대기 채널(55HS) 및 하트비트 요청 액티브 채 널(55HRA)의 쌍 중 하나에 대해서만 할당된 타임 세그먼트 동안 전송하고, 이러한 채널에 대해 전송된 RF 전력의 조합은 단일 채널의 그것과 효율적이다.
마커는 바람직하게는 기지국(25)이 해당 필드 유닛(42)이 적절하게 동기화되었는지를 분석할 수 있도록 하트비트 채널 중 하나의 타임 슬롯 메시지 내에 포함된다. 특히, 필드 유닛(42)은 타임 슬롯(310) 내 미리 설정된 위치에서 마커를 전송하고 다음으로 기지국(25)은 필드 유닛이 미래의 메시지 전송의 타이밍을 진행시킬지 지연시킬지를 지시하도록 순방향 링크 LQM 채널(60L)의 적정 타임 슬롯(310) 내에 메시지를 송신한다.
본 발명의 다른 특징은 각각의 다수의 필드 유닛(42)과 기지국(25) 사이의 전력 피드백 루프를 유지하는 것을 포함한다. 하트비트 대기 채널(55HS) 또는 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 타임 슬롯 내 전송된 지시 또는 기준 신호는 해당 필드 유닛(42A)에 의해 전송된 것과 같은 수신된 RF 신호의 강도를 결정하기 위해 기지국(25)에서 분석된다. 예를 들면, 필드 유닛(42A)의 전력 출력은 기지국(25)에서 수신된 신호의 신호 대 잡음비에 기초하여 조정될 수 있다. 만일 신호 강도가 원하는 레벨 이하 또는 기지국(25)에 의해 검출된 것과 같은 특정 범위를 벗어난다면, 기지국(25)에 의해 생성된 피드백 메시지는 하트비트형 채널을 통한 다음 전송에 대해 자신의 전력 레벨을 조정하기 위해 적정 순방향 링크 내 필드 유닛(42A)에 통신된다. 이러한 방식으로, 필드 유닛(42A)의 전력 레벨은 연속하는 LQM 타임 슬롯(310)내 필드 유닛(42A)에 전송된 전력 조정 메시지에 기초한 동일 채널 간섭을 감소시키도록 조정될 수 있다. 전송 장치의 전력 레벨은 다른 채널에 서 최소 충격을 가지도록 점진적으로 증가 또는 감소할 수 있다.
필드 유닛(42A)의 전력 출력 레벨을 조정하는 상술된 방법은 피드백 메시지를 통해 기지국(25)에 필드 유닛(42A)을 동기화하기 위해 이전에 설명된 바와 같은 방법과 유사하다. 하지만, 전력 피드백 제어 루프에서, 필드 유닛(42A)의 전력 레벨은 타이밍 대신에 피드백 메시지를 통해 조정된다. 따라서 필드 유닛(42A)의 전력 레벨은 대기 모드인 동안 전송기가 수신기에 데이터 페이로드를 액티브하게 전송하도록 전송기의 전력 레벨이 동일 채널 간섭을 감소시키기 위해 최적화되도록 조정될 수 있다.
전력 피드백 루프는 어떠한 레벨에서 필드 유닛(42A)이 역방향 링크 통신 채널과 같은 다른 채널에 대해 FEC(Forward Error Correction) 코딩된 메시지를 전송해야 하는 것을 필드 유닛(42A)이 결정하도록 특정 전력 레벨로 RF 신호를 전송하기 위한 기준을 제공한다. 특히, 필드 유닛(42A)은 기준으로서 하트비트 채널을 통한 전력 레벨 전송을 사용하여 데이터 페이로드를 전송하는데 사용될 변조형태 및 FEC 코드에 따라 기지국(25)에 데이터 페이로드를 전송하는 레벨을 결정한다.
전력 및 타이밍 피드백 루프 모두는 동시에 수행되어 필드 유닛(42A)의 전력 출력 레벨 및 타이밍은 잠재적으로 산발적인 데이터 전송을 위하여 최적화된다. 따라서 필드 유닛(42A)의 전력 및 타이밍은 동적 환경에서조차 최적으로 조절되고 여기서 필드 유닛(42A)의 신호 대 잡음비 및 신호 경로 지연은 거의 즉각적으로 변화한다. 하나의 링크는 변화하는 환경 조건에서조차 유지된다.
대기 모드에서, 전력 레벨 최적화는 RF 전송이 이루어지는지를 특정 필드 유 닛(42A)에 가리키는 LQM 채널(60L) 상 적당한 타임 슬롯(310)에 전송된 메시지를 바탕으로 달성되고, 기지국(25)에 대한 필드 유닛(42A)은 적당한 전력 레벨로 수신된다. 예를 들어, 필드 유닛 전송기(40)로부터 기지국(25)으로 신호 전송은 기지국 수신기(35)에서 분석되어 각각의 다중 필드 유닛(42)에 대한 미세한 튜닝 전력 레벨을 조절한다.
도 3은 본 발명의 원리에 따른 순방향 링크 LQM 타임 슬롯(310) 비트의 예시적인 맵핑을 도시하는 타이밍도이다. 도시된 바와 같이, 비록 응용 분야에 따라 가변될 수 있지만, 각각의 타임 슬롯(310)에 적어도 16 비트가 전송된다.
LQM 타임 슬롯(310)의 하나의 비트는 이전 시간 기점 사이클에서 기지국(25)에 수신된 하트비트 대기 채널 55HS 또는 하트비트 요청 액티브 채널 55HRA상 필드 유닛 전송이 특정 전력 레벨보다 높은지 낮은지를 검출하는 것을 가리키는 LQM 전력 레벨 제어 비트(312)이다. LQM 타임 슬롯(310)의 이런 피드백 메시지는 필드 유닛(42A)의 전력 출력이 최소이지만 기지국(25)에서 검출할 수 있도록 필드 유닛(42A)의 파워 출력 레벨을 조절하기 위하여 필드 유닛(42A)에서 모니터된다. 물론, 필드 유닛(42A)의 전력 출력 레벨은 환경 조건에 약간의 변화가 있을지라도 필드 유닛(42A)으로부터의 전송을 여전히 검출할 수 있도록 최소 검출 레벨 이상으로 조절된다.
특히, 기지국(25)에서 검출할 수 없도록 만약 필드 유닛(42A)에 의한 전송이 너무 낮으면, LQM 타임 슬롯(310)의 피드백 메시지는 기지국(25)이 다음 시간 기점에서 필드 유닛(42A)에 의한 전송을 검출할 수 있도록 필드 유닛(42A)이 소정 양만 큼 전력 출력 레벨을 증가시키는 것을 나타내게 생성된다. 필드 유닛(42A)에 대한 다중 시간 기점 상에서 전송된 전력 피드백 메시지는 전력 출력 레벨을 점차로 조절하도록 사용될 수 있다. 이런 필드 유닛(42A)에 의한 전력 출력의 점차적 변화는 다른 채널의 품질에 영향을 준다. 다른 말로, 필드 유닛(42A)은 다른 코드화된 채널을 통해 전송중인 다른 필드 유닛(42)과 적절치 않은 간섭을 유발하는 높은 전력 레벨에서 전송하지 않는다.
특정 응용에서, LQM 전력 레벨 제어 유닛(312)은 필드 유닛(42A)이 역방향 링크(65) 상에서 전송을 위한 전력 레벨 출력을 증가시키는지 감소시키는지를 가리킨다. 기지국(25)에 수신된 신호가 목표된 신호 대 잡음비 범위 내에 속하도록, 논리 1은 타이밍이 예를 들어 1/2 dB 만큼 증가하여야 하는 것을 가리키고, 반면 논리 0은 필드 유닛(42A)의 전력 레벨 출력이 1/2 dB 만큼 감소하여야 하는 것을 가리킨다. 이런 방식에서, 기지국(25)은 기지국(25)과 다수의 필드 유닛(42) 각각 사이의 통신 링크 전력 레벨을 각각 조절한다. 상기된 바와 다르게, 대응 필드 유닛(42)의 전력 출력 레벨은 자주 조절되어, 대응 표시는 기지국(25)에서 목표된 전력 레벨에서 수신된다. 결과적으로, 필드 유닛(42)의 전력 출력 레벨은 계속하여 조절되므로, 비록 필드 유닛(42A)이 기지국(25)에 관련하여 매우 빠르게 이동할지라도 즉, 역방향 링크 경로 손실이 변화할 수 있고 필드 유닛(42A)의 전력 출력 레벨이 기지국(25)과의 계속된 통신을 지원하기 위하여 조절될지라도 상기 전력 출력 레벨은 최적으로 설정된다.
상기된 바와 같이, 전력 조절은 LQM 타이밍 비트(312) 상태를 바탕으로 필드 유닛(42A)에서 이루어진다. 처음에, 타이밍은 이런 비트 상태에 따라 적당한 방향으로 1/2 dB 같은 제 1 소정 양만큼 조절된다. 그러나 만약 필드 유닛(42A)이 많은 시점 기준으로서 로우의 8 "증가" 전력 비트 또는 로우의 8 "감소" 전력 비트를 수신하면, 필드 유닛(42a)의 전력 조절은 동일 상태의 다음 LQM 전력 제어 비트(321)에 대해 1/2dB 대신 1db를 바탕으로 한다. 이런 방식으로, 필드 유닛(42A)의 최적 전력 출력 레벨은 링크에 대한 전력 레벨이 전체적으로 조절될 때보다 빠르게 달성될 수 있다.
전력 출력 레벨이 오버커렉트되는 것을, 즉 LQM 타이밍 비트(312)의 극성이 하나의 시점 기준으로부터 다음 시점 기준으로 상태를 변화시키는 것을 필드 유닛(42A)이 결정하면, 필드 유닛(42A)에서 전력 출력 조절은 각각 추후에 수신된 LQM 전력 제어 비트(312)를 위해 1/2 db로 복귀한다. 전력 동기화가 필드 유닛(42) 및 기지국(25) 사이에서 달성될 때, LQM 전력 제어 비트(312)는 몇몇 연속적인 시간 기점 사이클 동안 논리 1 및 0을 교번시키도록 설정될 것이다. 다른 말로, 필드 유닛에서 전력 제어 출력은 동기화가 기지국(25) 및 필드 유닛(42A) 사이에서 달성될 때 1/2 dB 지터할 것이다. 이런 지터 양은 상기 동기화 링크를 유지하는데 허용 가능하다. 물론, 필터는 전력 출력이 필드 유닛(42A)의 하나의 시간 기점으로부터 다음 시간 기점으로 지터하지 않도록 필드 유닛(42A)에서 수행될 수 있다.
하나의 LQM 전력 제어 비트(312)를 전송하기보다, LQM 타이밍 슬롯(310)은 대응 필드 유닛(42A)이 전력 출력 레벨을 증가시키거나 감소시키는 양을 가리키는 다중 비트 메시지를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 원리에 따라 할당될 역방향 링크 통화 채널을 요청하는 필드 유닛(42A)을 도시하는 타이밍도이다. 도시된 바와 같이, 대기 모드에서 필드 유닛(42A)에는 시간 기점(E1)에서 특정 타임 슬롯(310)이 할당된다. 이전에 논의된 바와 같이, 필드 유닛(42A)은 하트비트 대기 채널(55HS)의 할당된 타임 슬롯(310) 상에서 전송되어 대기 모드를 유지한다. 필드 유닛(42A)으로부터 이런 역방향 링크에 응답하여, 기지국(25)은 링크의 동기화를 유지하기 위하여 시간 기점(E1)에서 LQM 채널(60L)의 적당한 타임 슬롯(310)에 피드백 메시지를 전송한다. 논의된 바와 같이, 이런 피드백 메시지는 전력 및 타이밍 제어 조절 정보 모두를 포함할 수 있다.
시간 기점(E2)은 유사한 환경을 도시하고, 여기서 필드 유닛(42A)은 대기 모드를 계속 유지하는 것을 요청한다. 결과적으로, 타임 슬롯(310) 내의 타이밍 마커를 모니터하고 LQM 채널(60L) 상 역방향 링크의 대응 피드백을 제공하는 반복 기능은 필드가 유닛(42)이 역방향 링크 방향으로 데이터 페이로드를 전송하는 것이 바람직한 경우 대응 링크가 동기화되는 것을 보장한다.
다음 시간 기점(E3)에서, 필드 유닛(42A)은 기지국(25)에 액티브로 진행하는 요청을 지시하고 이에 따라 데이터 페이로드를 전송하기 위해 역방향 링크 통화 채널이 할당될 것이다. 상기된 바와 같이, 이것은 하트비트 요청 액티브 채널 55HRA의 적당한 타임 슬롯(310)에서 RF 신호를 생성함으로써 달성된다. 다수의 이용 가 능한 역방향 링크 통화 채널을 바탕으로, 필드 유닛이 액티브로 진행하기 위한 시간과 통화 채널이 필드 유닛(42A)에 의해 사용하기 위해 실제로 할당되는 시간 사이에 지연이 있을 수 있다. 따라서, 기지국(25)에서 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 할당된 타임 슬롯(310)에서 전송함으로써 액티브로 진행하기 위한 요청을 반복하는 것이 바람직하다. 타이밍 조절 피드백 메시지가 하트비트 요청 액티브 채널 55HRA상에 수신된 메시지를 바탕으로 필드 유닛(42A)으로 전송되기 때문에, 기지국(25)과 필드 유닛(42) 사이의 대응 링크의 정밀한 동기화 및 전력 제어는 추후 시간 기점(E4 및 E5) 동안 유지된다.
시간 기점(E5) 전 또는 상기 시간 기점 동안, 필드 유닛(42A)에는 트래픽 역방향 링크 방향으로 데이터 페이로드를 전송하는 동안 채널이 할당되는 것이 통지된다.
시간 기점(E6 및 E7)은 필드 유닛(42A)이 데이터 페이로드를 전송하기 위하여 역방향 링크 통화 채널(55T)의 사용을 할당한다는 것을 도시한다. 특히, 필드 유닛(42A)은 하트비트 대기 채널 55HS 또는 하트비트 요청 액티브 채널 55HRA 어느 쪽에서나 기지국(25)에 하나의 표시를 더 이상 전송하지 않는다. 그러나 링크 품질 메시지는 필드 유닛(42)의 타이밍을 조절하기 위하여 기지국(25)으로부터 순방향 링크 방향으로 여전히 전송된다. 타이밍 조절 피드백 메시지는 역방향 링크 통화 채널 55T상에서 전송된 마커를 바탕으로 한다. 도시된 바와 같이, 시간 기점(E6 및 E7)에서, LQM 메시지는 A1 및 A16 사이에 새롭게 할당된 액티브 타임 슬롯에서 필드 유닛(42A)에 전송된다. 그러므로 기지국(25)으로부터 필드 유닛(42A)으로의 전송은 새로운 타임 슬롯(310)으로 변경된다. 물론, 구간(E6) 전에, 필드 유닛(42A)은 통화 채널(55T)이 통지되어야 하며, 데이터 페이로드 및 새로이 할당된 액티브 타임 슬롯(310)이 전송되며, 필드 유닛(42A)은 타임-슬롯된 LQM 메시지가 전송된다.
언급한 바와 같이, 마커는 그들이 분석되는 기지국(25)에 역방향 링크 통화 채널(55T)상에 데이터 페이로드 전송과 함께 포함된다. 이 경우에, 최소 피드백 타이밍 조절 메시지는 역방향 링크 통화 채널(55T) 내에 수신된 마커를 기초로 하여 발생한다. 타이밍 조절 메시지는 순방향 링크 LQM 채널(60L)의 새롭게 할당된 액티브 타임 슬롯(A1) 내에 전송된다.
데이터 페이로드가 역방향 링크 통화 채널(55T)상에 전송된 후에, 필드 유닛(42A)은 구간 E8 및 E9 에서 도시된 바와 같이 대기 모드 내에 배치된다. 따라서, 필드 유닛(42A)과 기지국(25) 사이의 피드백 루프에 기초하여, 동기화는 다시 유지된다. 더욱 구체적으로, 하트비트 대기 채널(55HS)의 타임 슬롯(310) 내에 전송된 메시지가 기지국(25)에서 다시 분석되며, 그리고 타이밍 조절 피드백 정보는 필드 유닛(42A)과 기지국(25)을 정교하게 동기화시키기 위하여, 순방향 링크 LQM 채널(60L)의 대기 타임 슬롯(S1) 내에 전송된다.
도 5는 역방향 링크(65)와 순방향 링크(70)의 동기화 및 전력 제어를 달성하 기 위해 사용된 기지국(25)에서의 하드웨어 부품을 더욱 구체적으로 도시한다. 필드 유닛(42A)에 의해, 사용을 위해 할당된 타임 슬롯(310) 내에 전송된 정보는 하트비트 대기 상관 필터(440) 또는 하트비트 요청 액티브 상관 필터(445)와 같은 상응하는 하트비트 상관 필터에 의해 분석된다. 일반적으로, 하트비트 채널의 단일 코드는 액티브 모드로 배치되거나 또는 그대로 대기 모드인 해당 필드 유닛(42A)에 의해 요청을 감지하기 위하여 상이한 타임 슬롯(310)으로 모니터된다. 그런 다음에, 만약 액티브로 가는 요청이 감지된다면, 기지국(25)은 적절한 자원을 할당함으로써 액티브 모드에 필드 유닛(42A)을 설정할 것이다. 하트비트 대기 상관 필터(440)는 대기 모드로 남기기 위한 필드 유닛(42A)에 의한 요청에 상응하는 긴 PN 코드를 확인하기 위해 사용되는데 반면에, 기지국에서의 하트비트 요청 액티브 상관 필터(445)는 액티브 모드로 배치될 요청에 상응하는 긴 PN 코드를 확인한다.
필드 유닛(4 2A)이 할당된 타임 슬롯(310)으로 하트비트형 채널을 통해 전송하더라도, 필드 유닛(42A)으로부터의 마커는 펄스 타이밍 분석기(422)에 의해 모니터된다. 그리고 나서, 상응하는 필드 유닛(42A)에 의해 메시지 전송이 기지국(25)에서 타임 슬롯 내에 일찍 또는 늦게 수신되었는지 결정된다. 바람직하게는, 타임 슬롯(310) 내에 가장 강하게 수신된 다이버시티 스트링(diversity string)은 하트비트 대기 채널(55HS) 또는 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 상에 수신된 메시지의 타이밍을 분석하기 위해 시간 정렬 스트링으로서 지정될 것이다.
타임 슬롯 정렬은 바람직하게는 특정 스트링 내의 지표의 상관관계 프로필을 기초로 하며, 상술된 바와 같이, 상관 필터를 사용하여 분석된다. 상관 필터(440, 445)의 출력은 래그당 4 샘플로 64 래그를 나타내는 256 샘플을 포함한다. 256 샘플 출력-윈도우는 기지국의 전체 상관관계 시간 구간을 나타낸다. 바람직하게는, 타임 슬롯(310) 내의 타임 정렬 포인트 또는 마커는 샘플 수가 80이며, 선구자를 위해 20 래그와 포스트 커서 채널 정보를 위해 44 래그를 허용한다.
일반적으로, 타임 정렬 에러의 계산은 중심 또는 피크가 소정의 샘플 스트링 내의 어디에 놓이는지의 결정에 기초한다. 예를 들면, 하트비트 대기 채널(55HS)이나 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 중 어느 하나 상에 할당된 타임 슬롯(310)으로 전송하는 각각의 필드 유닛(42A)은 타임 슬롯 내의 소정의 위치에 놓인 마커, 즉 피크 신호를 포함한다. 채널과 주 경로(즉, 1 및 1/4 칩)의 측부상의 2 샘플을 위한 가장 강한 파일럿 경로는 타임 슬롯 내에서 마커의 중심이나 피크를 결정하기 위하여 통계적으로 분석된다. 도 6의 샘플의 중심은 이하의 식을 근거로 계산된다:
Figure 112007051614615-pat00001
여기서 L은 타임 슬롯 내의 중심의 위치이며, t는 X축의 샘플 타임이며, 그리고 Q(t)는 소정의 샘플 시간에서의 샘플의 크기이다. 예를 들면, L은 도 6에 도시된 결과를 기초로 계산된다:
Figure 112007051614615-pat00002
다시, 타이밍 정렬 에러는 계산된 중심의 타이밍과 요청된 타임 세트 포인트 80을 비교함으로써 결정되며, 상기 요청된 타임 세트 포인트는 타임 슬롯(310) 내의 타이밍 정렬을 위해 기준 포인트로서 선택된다. 상기 예에서 중심은 78.317로 측정되었으므로, 타이밍은 빠르며, 그러므로 상응하는 LQM 타이밍 비트(311)는 상응하는 필드 유닛이 칩의 1/8에 의해 타이밍 기준을 개선하는 것을 나타내는 로직 "1"으로 세트되어, 일련의 메시지가 타임 슬롯(310) 내에서 칩의 1/8이 전송된다. 본 발명의 이러한 전체 피드백 기술은 베이스 유닛(25)과 다중 필드 유닛(42) 각각의 사이의 타임 정렬의 연속적인 미세-조율을 보장한다.
바람직하게는, 타임 에러는 요청된 세트 포인트 샘플 80과 L 간의 차이의 2배의 정수를 취함으로써 계산된다. 예를 들면,
타임_에러 = 정수 [(L-80)*2)]
만약 타임_에러 결과가 네거티브이면, LQM 타이밍 비트(311)는 로직 "1"로 설정된다. 이와 반대로, LQM 타이밍 비트(311)는 타임 에러가 포지티브일 때, 로직 "0"로 설정된다.
다시 도 5를 참조하면, 프로세서(426)는 타이밍 데이터를 분석하고, 역방향 링크 하트비트 채널(55H)과 순방향 링크 LQM 채널(60L)을 동기화하기 위한 타임 에 러를 발생시킨다. 그리고 나서, LQM 타임 슬롯된 메시지는 언급한 바와 같이, 상응하는 필드 유닛(42A)을 위한 타이밍 정렬을 제공하기 위해 LQM 채널 #1(60L)상에 LQM 신호 발생기(450)에 의해 전송된다.
대기 모드의 필드 유닛(42A)이 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)의 할당된 타임 슬롯으로 전송됨으로써 액티브로 가기 위한 요청을 전송한다면, 그러한 요청은 하트비트 요청 액티브 상관 필터(445)에서 검출된다. 전술한 바와 같이, 하트비트 요청 액티브 상관 필터(445)에서 검출된 액티브 모드 요청의 타이밍 특성은 기지국(25)과 각각의 필드 유닛(42A) 사이의 특정 링크 상의 정렬을 유지하기 위해 상술한 바와 같이, 타이밍 에러를 결정하기 위해 분석된다.
만약 자원이 통화 채널(55T)을 할당하기 위해 사용가능하다면, 요청 필드 유닛(42A)은 기지국(25)에 의해 액티브 모드로 놓이며, 데이터 전송을 셋업하기 위한 구성은 프로세서(426)에 의해 취급된다. 예를 들면, 새로운 LQM 타임 슬롯 할당에 대한 정보, 즉 액티브 모드 타임 슬롯(A1...A16)의 할당은 예를 들어, 페이징 채널(60P) 상의 상응하는 필드 유닛(42A)에 전송된다. 그리고 나서, 역방향 링크 통화 채널(55T)은 필드 유닛(42A)에서 기지국(25)으로 데이터 페이로드를 전송하기 위해 할당된다.
액티브 모드 동안에, 하트비트 채널 타임 슬롯이 전송하는 필드 유닛(42A)에 의해 사용을 위하여 역방향 링크(65) 상에 더 이상 전용되지 않으므로, 순방향 및 역방향 링크는 LQM 채널(60L)과 통화 채널(55T) 상에 전송된 메시지를 기초로 유지 된다. 더욱 구체적으로, 타이밍 마커는 역방향 링크 통화 채널 내에 포함되어, 기지국(25)이 데이터 페이로드 필드 유닛(42A)이 타이밍 내에서 빠르거나 늦은지를 모니터할 수 있게 된다.
액티브 모드의 필드 유닛(42A)에 의해 전송된 메시지가 통화 채널(55T) 상의 기지국(25)에 전송되며, 상응하는 통화 채널 신호는 파일럿 심벌 타이밍 마커의 검출을 위해 기지국(25)에서의 통화 채널 상관 필터(430)로 공급된다. 바람직하게는, 필드 유닛(42A)은 타이밍 마커로서 할당된 타임 슬롯(310) 내의 32 파일럿 심벌 시퀀스를 전송한다. 그리고 나서, 통화 채널(55T)은 그러한 메시지가 기지국(25)과 함께 필드 유닛(42)의 요청된 동기화에 대하여 빠르거나 또는 늦은지를 결정하기 위하여 펄스 타이밍 분석기(420)에 의해 분석된다.
중심을 측정하기 위한 펄스 또는 마커를 분석하는 프로세스는 하트비트 채널(55HS 또는 55HRA) 상의 긴 PN 코드들과 같은 대응하는 마커들과 메시지들에 대하여 명세서에 먼저 설명된 바와 유사하다. 그러나 필드 유닛(42A)이 상기 능동 모드에 있을 때, 상기 통화 채널들(55T) 내의 파일럿 심벌들은 긴 PN 코드들이라기 보다는 차라리 타이밍 참조 마크로서 사용된다. 다시, 도 7과, 타이밍 마커가 필드 유닛(42A)이 그 타이밍을 앞당기거나 늦추는지 여부를 확인하기 위해 분석되는 방법에 대한 위의 상세한 관련 논의를 보라.
도 8은 본 발명의 원리들에 따른 다른 작동 모드들과 동기화가 상기 모드들 각각에 대해 필드 유닛과 기지국 사이에서 유지되는 방법을 보여주는 테이블이다.
바람직하게는, 상기 기지국(25)과 필드 유닛들(42)의 타이밍 조정은 상기 순 방향 링크(70) 상의 할당된 능동 타임 슬롯 A1,...A16에 전송된 바와 같은 상기 LQM 타이밍 비트(311)에 기초한다. 상기 능동 필드 유닛(42)에 의해 전송된 데이터 메시지의 수신이 할당된 타임 슬롯에 관해 빠르거나 늦게 수신될 때, 상기 LQM 타이밍 비트(311)는 상기 통화 채널들(55T) 상의 장래 메시지 전송의 타이밍을 앞당기거나 늦추기 위함에 따라 설정된다.
단일의 통화 채널 상호 관계 필터(430)가 단일의 통화 채널(55T) 내의 마커를 검출하기 위해 보이지만, 다수의 통화 채널들(55T)이 상기 역방향 링크(65)와 순방향 링크(70) 사이의 타이밍 조정을 조절하기 위하여 선택적으로 분석된다.
언급된 바와 같이, 접근 채널(55A)은 상기 기지국(25)으로 동기화 링크를 설정하기 위한 요청들을 전송하기 위해 필드 유닛들(42)에 의해 사용된다. 대개는, 상기 접근 채널(55A) 상의 메시지들은 랜덤 원리로 전송된다. 그러므로 2 또는 그 이상의 링크 요청 필드 유닛들(42)이 동시에 상기 접근 채널(55A) 상에 링크 요청 메시지를 전송하게 된다면, 메시지 충돌이 일어난다.
충돌이 상기 접근 채널(55A) 상에서 검출된다면, 상기 충돌은 페이징 채널(60P) 위의 채널 신호 발생기(455)를 페이징함으로써 발생한 메시지에 기초하여 상기 필드 유닛들(42)에 알려지게 된다. 그 다음에 각 필드 유닛(42)은 랜덤 백오프(back off) 시간에 기초하여 상기 접근 채널(55A) 상에 동기화 링크를 설정하기 위해 그 요청을 재전송할 것이고, 충돌이 제 2의 또는 다른 연속적인 시도의 경우 일어날 가능성을 감소시킬 것이다.
또한, 도 5에서 도시되는 접근 채널(55A)은 접근 채널 상호 관계 필터(435)로 공급된다. 바람직하게는, 필드 유닛(42)은 상기 동기화 링크 요청 필드 유닛(42)을 확인하는 정보를 포함하는 32 파일럿 심벌들의 순서를 전송한다. 파일럿 심벌들의 수신된 순서는 상기 기지국(25)에 관해 상기 필드 유닛(42A)의 초기 타이밍 정보를 결정하기 위해 펄스 타이밍 분석기(422)에 의해 분석된다. 상기 필드 유닛들(42)이 랜덤하게 상기 접근 채널(55A) 상의 요청들을 전송하기 때문에, 상기 순방향 링크 채널들 및 역방향 링크 채널들의 대략적인 동기화를 달성하기 위한 상기 필드 유닛(42)과 기지국(25) 사이의 초기 타이밍 에러를 결정하는 것이 필요하다.
만약 동기화 링크가 상기 기지국(25)과 요청 필드 유닛(42A) 사이에서 설정됨이 상기 기지국(25)에 의해 결정된다면, 적절한 획득 메시지가 상기 상호 관계 필드 유닛(42A)에의 상기 기지국(25)에 상기 순방향 페이징 채널(60P) 상으로 전송된다. 상기 필드 유닛(42)에의 상기 순방향 페이징 채널(60P) 상으로 전송된 다른 정보 중에서, 하트비트 타임 슬롯 할당, LQM 타임 슬롯 할당, 및 대략적인 타이밍 조절 정보와 같은 동기화 정보는 또한 상기 필드 유닛(42)에 전송된다. 그러므로 상기 대기 모드에 새롭게 할당된 필드 유닛(42A)은 기지국(25)과 더욱 정확한 동기화를 유지하기 위한 상기 하트비트 유형 채널들 중 하나 상으로 지시를 전송할 수 있다.
언급된 바와 같이, 대략적인 타이밍 조절 정보는 상기 기지국(25)에 관해 링크 요청 필드 유닛(42A)을 대략 동기화하기 위하여 상기 순방향 페이징 채널(60P) 상에 전송된다. 바람직하게는, 10-비트 부호 있는 숫자는 상기 접근 채널(55A) 상에 이미 전송된 바와 같은 상기 필드 유닛(42)의 링크 요청 메시지에 관해 그 타이밍을 앞당기거나 늦추기 위해 수량을 지시하는 상기 필드 유닛(42A)에 전송된다. 10-비트 부호 있는 숫자에서 각 최하위 비트(LSB)가 적절히 가중된다. 예를 들어, 최하위 비트는 16 칩들을 나타낼 수 있다. 이런 타이밍 수정 정보에 기초하여, 상기 대응하는 필드 유닛(42A)은 상기 기지국(25)에 관해 그 대략적인 타이밍을 조절한다. 그 후에, 메시지들은 상기 하트비트 채널(55HS, 55HRA) 또는 통화 채널(55T)의 적절한 역방향 링크 타임 슬롯 내에 전송된다. 그 후에, 미세 조정은 기지국(25)에서 필드 유닛(42A)에 의한 전송들을 분석함과 상기 LQM 채널(60L) 피드백 경로 상으로 동기화 정보를 제공함으로써 달성된다.
상기 적절한 타임 슬롯 내에서 전송함에 더하여, 상기 기지국(25)과의 대략적인 그리고 미세의 동기화는 상기 순방향 링크 내의 그 할당된 타임 슬롯 내에 정보를 수신하는 것을 필드 유닛(42)에 대하여 가능하게 한다.
도 5a 및 도 5b는 필드 유닛(42A)과 기지국(25) 사이에 무선 통신 링크가 설정되는 방법의 상세를 제공하는 흐름도이다. 대개는 특정 서비스 영역에서 통신 링크를 요청하는 다수의 필드 유닛들(42)이 있는데, 각 모빌 또는 필드 유닛(42A)은 기지국(25)에 관해 서로 다른 거리에 위치된다. 예를 들어, 어떤 필드 유닛들(42)은 기지국(25)에 매우 가깝게 위치될 수 있는 반면, 다른 필드 유닛들은 매우 멀리 위치된다. 그러므로 특정 필드 유닛(42A)으로부터 기지국(25)으로 신호가 이동하는데 걸리는 시간은 각 필드 유닛(42)에 대하여 서로 다르다. 그러므로 특 정 필드 유닛(42)과 상기 기지국(25)의 정확한 타이밍 조절은 인접한 타임 슬롯들 내에서 전송하는 필드 유닛들(42) 사이의 충돌을 피하거나 최소화하기 위하여 중요하다.
만약 모든 필드 유닛들(42)이 기지국으로의 거리 및 대응하는 지연을 고려함이 없이 실시간으로 전송된다면, 특정 필드 유닛으로부터의 할당된 타임 슬롯 내의 메시지 전송들은 비대칭일 것인데, 즉, 상기 기지국에서의 메시지들은 할당된 타임 슬롯을 조금 벗어나서 수신될 것이다. 그러므로 각 필드 유닛(42A)으로부터의 메시지 전송들은 이러한 비대칭 현상을 막기 위해 이미 논의된 바와 같이 정확하게 조절된다.
필드 유닛(42A)으로부터 기지국(25)까지의 거리가 타이밍 조절에 영향을 미치는 것뿐만이 아니라, 필드 유닛(42A)이 메시지를 전송하는 환경도 그러하다. 예를 들어, 건축 구조들, 대기 조건들 및 다른 지리적인 지역이 필드 유닛(42A)으로부터 기지국(25)까지 전송된 신호의 경로에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 몇 초 내에 단지 몇 피트의 위치를 변화시키는 필드 유닛(42)은 신호의 타이밍에 실질적인 강한 영향을 주고, 이로써 역방향 링크(65)와 순방향 링크(70) 사이의 타이밍 조절에 영향을 미친다. 본 발명의 원리에 기초하여, 상기 공유된 역방향 채널(65) 내의 타이밍 전송을 계속해서 조절하는 이미 기술된 방법은 인접한 타임 슬롯들 내의 기지국(25)에 전송하는 다수의 필드 유닛들(42) 중의 충돌을 최소화한다.
도 6a의 단계 510은 무선 통신 링크를 설정하기 위한 흐름도의 엔트리 포인트를 도시한다. 단계 515에서, 접근 채널(55A)은 기지국(25)과 무선 동기화 링크 들을 설정하기 위한 필드 유닛들(42)에 의해 요청들을 검출하기 위해 기지국(25)에 의해 모니터된다. 기지국에서 수신된 링크 요청 메시지는 상기 링크 요청 필드 유닛(42A)을 확인하는 데이터에 의해 수반된 파일럿 심벌들의 순서를 포함한다. 접근 채널(55A) 상으로 수신된 데이터 정보에 기초하여, 기지국(25)은 상기 대응하는 필드 유닛(42)의 특성에 접근할 수 있다.
만약 어떠한 대기 타임 슬롯들도 새로운 동기화 링크를 설정하기 위해 유효하지 않다면, 필드 유닛(42A)에 의한 연결 요청은 단계 525에서 도시된 바와 같이 거부된다. 그 다음에 메시지는 어떠한 타임 슬롯들도 유효하지 않다는 사실을 지시하기 위해 상기 순방향 링크 페이징 채널(60P) 상의 상기 대응하는 필드 유닛(42A)에 전송되고 상기 필드 유닛(42A)은 대기 동기화 링크를 설정하기 위해 더 나중 시점에 재시도되어야 한다.
만약 자원이 단계 520에서 새로운 링크를 설정하기 위해 유효하다면, 기지국(25)은 단계 530에서 접근 채널(55A) 상의 필드 유닛(42A)으로부터 수신되는 바와 같은 상기 요청 메시지의 타이밍을 분석한다. 언급된 바와 같이, 32 파일럿 심벌들의 순서는 상기 역방향 링크(65)에서 상기 피크 펄스 또는 마커의 위치를 결정하기 위해 분석된다. 이러한 랜덤 메시지가 참조 EPOCH 마크 M1인 상기 기지국의 마스터 시간에 관해 수신되는 시점과 상기 필드 유닛(42A)이 기지국(25)으로부터 위치된 거리에 기초하여, 대략적인 시간 조절 메시지가 상기 링크 요청 필드 유닛(42A)과 기지국(25) 사이의 타이밍을 동기화하기 위해 상기 기지국(25)에 의해 발생한다. 바람직하게 필드 유닛(42)이 기지국 EPOCH 마크를 갖는 필드 유닛을 정 렬하기 위해 유닛의 타이밍을 어떻게 조절해야 하는지를 나타내는 10-비트로 나타낸 수인, 이러한 코어스(coarse) 타이밍 정보는 단계(535)에서 순방향 링크 페이징 채널(60P) 위의 필드 유닛(42A)으로 보내진다. 다음 필드 유닛(42A)은 수반되는 메시지가 역방향 링크(65) 상에 할당된 타임 슬롯으로 전달되도록 그의 타이밍 참조를 적절히 조절한다. 또한, 필드 유닛(42A)이 순방향 링크 LQM 채널(60L)의 알맞은 타임 슬롯에 있는 기지국(25)으로부터 메시지를 수신할 수 있도록 타이밍 조정이 이루어진다.
단계(540) 후에, 기지국(25)은 페이징 채널(60P) 위의 링크 요청 필드 유닛(42A)에 2개의 타임 슬롯을 할당한다. 한 개의 타임-슬롯 할당은 필드 유닛(42A)이 LQM 채널 위의 기지국(25)으로부터 LQM 메시지를 수신하는 타임 슬롯을 나타낸다. 또 다른 타임 슬롯 할당은 역방향 링크 필드 유닛(42)이 기지국(25)으로 하트비트-타입 채널 위로 전송되는 것을 나타낸다. 이들 타임 슬롯 할당에 기초하여, 기지국(25) 및 필드 유닛(42)은 타임 슬롯 자체가 타깃으로 메시지가 향하는 것을 나타내는 것에 속하는 메시지를 링크하도록 결정할 수 있다.
대기 모드에서, 기지국(25)은 해당 필드 유닛(42A)에 의해 하트비트 대기 채널(55HS) 또는 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA)로의 전달을 위해 할당된 베이스 슬롯에 있는 메시지를 주기적으로 모니터한다. 예를 들어, 하나의 채널의 타임 슬롯에 수신된 마커가 기지국(25)과 필드 유닛(42A) 사이에 언급된 것처럼 타이밍 정렬을 수정하기 위해 기지국(25)에서 분석된다. 타임 슬롯의 메시지가 초기에 또는 나중에 기지국(25)으로 수신된다면, 역방향 링크 하트비트 채널 상에 할당된 타 임 슬롯(310)의 필드 유닛(42)에 의해 추가의 전달 타이밍은 단계(542)의 특정 필드 유닛(42A)을 위해 LQM 타이밍 비트(311)를 기초로 적절히 느려지거나 진척된다.
타이밍 조절은 LQM 타이밍 비트(311)의 상태에 기초하여 필드 유닛(42A)에서 이루어진다. 초기에, 타이밍은 이러한 비트의 상태에 따라 적절한 방향으로 칩의 1/8만큼 조절된다. 그러나 필드 유닛(42A)이 다양한 EPOCH에 따라 로우(row)에서 8 전진(advance) 비트 또는 로우에서 8 지연 비트를 수신한다면, 필드 유닛(42A)에서 참조의 타이밍 조절은 동일한 상태의 이하 LQM 비트(311)를 위해 칩의 1/8 대신에 칩의 1/2에 기초한다. 이러한 방식으로, 기지국(25)과 필드 유닛(42) 사이의 동기화가 링크를 위한 타이밍이 조절을 크게 벗어나는 경우, 보다 신속하게 달성된다.
일단 필드 유닛(42A)이 타이밍이 과도하게 교정된 것으로, 즉, 하나의 EPOCH로부터 다음으로의 상태가 LQM 타이밍 비트(311)의 극성이 변경되는 것으로 결정되면, 필드 유닛(42)에서의 타이밍 조절이 차후 수신되는 LQM 타이밍 비트(311) 각각에 대해 칩의 1/8로 복귀된다. 필드 유닛(42)과 기지국(25) 사이에 동기화가 달성되는 경우, LQM 타이밍 비트(311)는 몇 개의 연속적인 EPOCH 사이클을 위해 논리 1과 0을 번갈아 설정하게 된다. 다른 말로, 필드 유닛에서 타이밍은 특히 동기화가 기지국(25)과 필드 유닛(42) 사이에서 달성되는 경우 칩의 1/8로 지터링된다. 지터량은 동기화 링크를 유지하기 위해서는 허용가능하다.
필드 유닛(42A)이 16개의 연속적인 LQM 비트(311)가 동일한 상태에 있도록 동일한 방향으로 타이밍 조절 교정의 또 다른 8 사이클을 수신하면, 타이밍 조절 교정은 수신된 LQM 타이밍 비트(311)당 1 칩으로 설정된다. 앞서 설명된 것처럼, 과도한 교정이 검출되면, 필드 유닛에서 타이밍 조절은 각각 수신된 LQM 타이밍 비트(311)를 위해 다시 칩의 1/8에 기초하게 된다.
각각의 필드 유닛(42)의 메시지 전달을 정렬하기 위한 타이밍 펄스를 모니터링하는 것 외에, 기지국(25)은 할당된 타임 세그먼트(TSLOT) 동안 필드 유닛(42A)이 하트비트 채널로 전달되지를 결정된다. 다음 단계(547)에서 필드 유닛(42A)은 필드 유닛(42A)이 하트비트 요청 액티브 채널(55HRA) 위로 전달되는지에 따라 액티브 모드로 설정되는 것이 요청되는지를 결정한다. 또한, 그런 경우, 기지국은 역방향 링크(65)의 통화 채널(55T)이 단계(550)에서 데이터 전달을 지지하도록 적절한 자원을 할당한다. 추가로, 기지국(25)은 필드 유닛(42)에 의해, 즉, A1-A16 사이에 한 개의 이용가능한 타임 슬롯이 동기화 루프를 유지하기 위해 순방향 링크 LQM 채널(60L)에서, 사용을 위해 액티브 타임 슬롯에 할당된다. 언급된 것처럼, 액티브 모드에서, 필드 유닛(42A)은 기지국 순방향 링크 LQM 타이밍 비트(311)를 사용하여 적절한 타임 슬롯(310)에서 타이밍 조절을 수행하는 필드 유닛(42A)에 따라, 통화 채널(55T)에서 적절한 장소에 위치된 파일럿(pilot) 심벌 마커의 시퀀스에 따라 기지국(25)과 동기화를 유지한다. 추가로, 필드 유닛(42A)은 단계(560)에서 메인 루프로 복귀되기 전에 단계(555)에서 역방향 링크 통화 채널(55T) 위로 데이터를 전송한다. 다시 메인 루프로의 이러한 재진입 포인트에서, 트래픽 유닛은 대기 모드 타임 슬롯(310)에 재할당된다.
필드 유닛(42A)이 단계(560)에서 너무 오랫동안 대기 모드에 있지 않은 경우, 기지국(25)은 단계(572)에서 기지국(25)과 해당하는 필드 유닛(42A) 사이에 무선 링크를 종결시키기 위해 필드 유닛(42A) 요청이 이루어지는지를 결정한다. 링크를 해제하는 것의 요청이 없다면, 처리 루프는 단계(542)로 돌아간다.
필드 유닛(42)이 단계(572)에서 해당 링크를 해제하는 것의 요청이 발생한다면, 기지국(25)은 필드 유닛(42)으로 메시지를 보냄으로써 단계(575)에서 이러한 요청을 확인하고 통신 링크로부터 해체된다. 이는 단계(580)에 도시된 것처럼 순서도를 종결하는 방법이다.
다시 단계(560)를 참조로, 필드 유닛(42A)이 너무 오랫동안 동작하지 않는 경우가 결정되면, 즉, 대기 모드에서 데이터가 전달되지 않는다면, 기지국은 다른 사용자에 의해 사용을 위해 할당된 LQM 및 하트비트 채널 슬롯을 페이징하고 단계(565)에서 필드 유닛과 유휴 연결을 유지한다.
단계(582)에서 다시 필드 유닛(42A)이 액티브로 돌아가도록 요청되는 경우, 단계(570)에서 동기화된 링크를 회복하기 위해 순서도의 시작시에 처리 순서가 연속된다. 이러한 경우, 이전의 연결부 상에 일부에 기초하여 연결성이 회복된다. 예를 들어, 해당하는 최근 액티브 링크에 대해 유지되는 데이터가 이전의 연결의 회복과 관련된 오버헤드를 최소화시키는데 바람직하게 사용되기 때문에 전체 구성을 실행하는 것이 요청되지 않는다.
기지국(25)이 단계(582)에서 다시 액티브로 복귀되도록 필드 유닛(42)에 의한 요청 검출이 실패된다면 단계(585)에서 흐름은 계속된다. 기지국(25)이 단 계(585)에서 특정화된 시간을 벗어난 주기에서 유휴 필드 유닛(42A)으로부터 응답을 수신하는 것이 실패되는 경우, 기지국(25)은 단계(587)에서 필드 유닛(42)에 의해 응답을 유출해내기 위해 순방향 페이징 채널(60P) 상의 필드 유닛(42)을 핑 처리(ping)한다. 필드 유닛(42A)이 단계(590)에 응답하지 않는 경우, 필드 유닛(42)은 정지되고 유휴 연결부는 특정 필드 유닛(42)에 대해 더 이상 유지되지 않는다. 필드 유닛(42A)이 단계(590)에서 핑(ping)에 응답하는 경우, 처리 흐름은 대기 연결로서 링크를 회복시키기 위해 순서도의 시작(단계(510))에서 단계(595)로 연속된다.
본 발명은 바람직한 실시예를 참조로 도시되며 설명되었으며, 첨부된 청구항들에 포함된 발명의 범주를 이탈하지 않는 다양한 형태의 변형이 있을 수 있음을 당업자는 알 것이다.
본 발명에 따르면, 최소한의 자원을 이용하는 각 다중 필드 유닛과 기지국 사이에 링크가 제공된다. 기지국과의 통신을 위하여 상기 방법을 사용하는 공유 채널은 멀티 필드 유닛과 동기화된 링크를 유지하는데 필요한 CDMA 채널 수를 감소시킨다. 따라서, 보다 많은 채널 및 자원들이 기지국과 필드 유닛 사이의 데이터 전송을 지원하는데 이용될 수 있다. 이는 할당된 반송 주파수의 잠재적 처리량을 증가시킨다.
또한 본 발명에 따르면, 기지국과 각 다중 필드 유닛 사이의 타이밍 일치 및 전력 레벨 제어를 지원하는 최소의 피드백 루프가 제공된다. 기지국은 할당된 타 임 슬롯에서 수신된 각 메시지에 결합된 기준 마커를 분석하여 기지국과 관련된 바람직한 타이밍에 대하여 기지국으로 직접 전송되는 필드 유닛 신호 또는 지시가 빠른가 또는 느린가를 검출한다. 하나의 진행/지연 제어 비트와 같은 메시지가 상응하는 필드 유닛에 역으로 전송되어 타이밍을 진행시키거나 지연시킴으로써 필드 유닛으로부터의 추후의 메시지가 적절한 타임 슬롯에서 기지국에 수신되도록 한다. 따라서 공유된 역방향 링크 채널로 신호를 전송하는 다중 필드 유닛은 인접한 타임 슬롯에서 전송시 점차 서로 간섭이 일어나지 않게 된다. 추가로, 순방향 링크로 전송되는 타이밍 정보는 순방향 링크 상의 할당된 타임 슬롯에서 메시지를 수신하기 위하여 필드 유닛이 기지국과 동기화되도록 한다. 다중 동기화된 링크들 각각을 유지하는 결과로서, 대응하는 필드 유닛은 데이터 전송 전에 긴 프로세스를 갖는 기지국과의 재동기화 없이 역방향 링크 방향으로 즉시 데이터 페이로드를 전송할 수 있다.

Claims (23)

  1. 무선 통신을 지원하는 방법에 있어서,
    복수의 송신기들로부터의 통신을 지원하기 위해 상기 복수의 송신기들에 제1 코딩된 채널을 할당하는 단계로서, 상기 제1 코딩된 채널은 상기 복수의 송신기들로부터의 제1 유형의 정보를 수신하는 제1 부분과, 상기 복수의 송신기들로부터의 제2 유형의 정보를 수신하는 제2 부분을 갖는 것인, 제1 코딩된 채널 할당 단계;
    상기 제1 코딩된 채널의 상기 제1 부분에서 상기 복수의 송신기들 중 제1 송신기로부터 상기 제1 유형의 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 코딩된 채널의 상기 제2 부분에서 상기 복수의 송신기들 중 제2 송신기로부터 상기 제2 유형의 정보를 수신하는 단계를 포함하는, 무선 통신 지원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유형의 정보는 기준 신호인 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 유형의 정보는 상기 제1 송신기에 대한 무선 링크의 품질을 나타내는 링크 품질 정보인 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 코딩된 채널은 복수의 타임 슬롯들을 포함하며, 각각의 타임 슬롯은 상기 복수의 송신기들 중 특정한 송신기에 할당되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 송신기들 중 상기 제1 송신기로부터 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 제1 송신기의 할당된 타임 슬롯에서 연속적인 메시지를 송신하도록 상기 제1 송신기를 동기화시키기 위해 상기 제1 송신기에 의해 이루어질 필요가 있는 타이밍 조절을 결정하기 위해 상기 메시지를 분석하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 지원 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 조절을 포함하는 피드백 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 송신기로 상기 피드백 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 지원 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 타이밍 조절은 상기 제1 송신기가 메시지 송신의 타이밍을 앞당겨야 하는지 또는 지연시켜야 하는지의 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 송신기들로부터의 지시(indication)를 지원하여 상기 복수의 송신기들로부터의 데이터 송신을 위한 하나 이상의 트래픽 채널들을 할당하기 위해, 상기 복수의 송신기들에 제2 코딩된 채널을 할당하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 지원 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 코딩된 채널은 복수의 타임 슬롯들을 포함하며, 각각의 타임 슬롯은 상기 복수의 송신기들 중 특정한 송신기에 할당되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기로부터의 지시는 상기 제2 코딩된 채널에 포함되어 있는 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기에 할당된 타임 슬롯에서의 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기에 의한 송신인 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    송신기로부터의 지시는 의사 랜덤 잡음(PN) 코드인 것을 특징으로 하는 무선 통신 지원 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기가 활성 모드로 설정될 것임을 나타내는 지시를 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기로부터 상기 제2 코딩된 채널에서 수신하는 단계; 및
    데이터를 송신하기 위해 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기에 의한 사용을 위한 트래픽 채널을 할당하는 단계를 더 포함하는 무선 통신 지원 방법.
  13. 복수의 송신기들로부터의 통신을 지원하기 위해 상기 복수의 송신기들에 제1 코딩된 채널을 할당하도록 구성된 프로세서로서, 상기 제1 코딩된 채널은 상기 복수의 송신기들로부터의 제1 유형의 정보를 송신하는 제1 부분과, 상기 복수의 송신기들로부터의 제2 유형의 정보를 송신하는 제2 부분을 갖는 것인, 프로세서; 및
    상기 제1 코딩된 채널의 상기 제1 부분에서 상기 복수의 송신기들 중 제1 송신기로부터 상기 제1 유형의 정보를 수신하고, 상기 제1 코딩된 채널의 상기 제2 부분에서 상기 복수의 송신기들 중 제2 송신기로부터 상기 제2 유형의 정보를 수신하도록 구성된 수신기를 포함하는 무선 통신 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 코딩된 채널은 복수의 타임 슬롯들을 포함하며, 각각의 타임 슬롯은 상기 복수의 송신기들 중 특정한 송신기에 할당되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 제1 송신기의 할당된 타임 슬롯에서 연속적인 메시지를 송신하도록 상기 제1 송신기를 동기화시키기 위해 상기 제1 송신기에 의해 이루어질 필요가 있는 타이밍 조절을 결정하기 위해 상기 메시지를 분석하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 복수의 송신기들로부터의 지시(indication)를 지원하여 상기 복수의 송신기들로부터의 데이터 송신을 위한 하나 이상의 트래픽 채널들을 할당하기 위해, 상기 복수의 송신기들에 제2 코딩된 채널을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수신기는, 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기가 활성 모드로 설정될 것임을 나타내는 지시를 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기로부터 상기 제2 코딩된 채널에서 수신하도록 구성되고, 상기 프로세서는 데이터를 송신하기 위해 상기 복수의 송신기들 중 하나의 송신기에 의한 사용을 위한 트래픽 채널을 할당하도록 또한 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 장치.
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