KR19990036373A - 시분할 듀플렉스 파일럿 신호의 발생장치 및 그 방법 - Google Patents

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린드세이 에이. 쥬니어 위버
과인 베일리
에드워드 지. 쥬니어 타이더맨
클레인 에스 길하우젠
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러셀 비. 밀러
콸콤 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 파일럿 신호를 사용하여 코드분할 다중 액세스(CDMA) 시스템에서 다른 액세스 기술의 시스템으로의 핸드오프를 신뢰성있게 수행하는 방법을 제공하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
단순한 파일럿 박스 회로(350)가 경계 기지국들(C2A-C2R)의 세트에 추가된다. 경계 기지국들은 다른 액세스 기술에서만 동작하는 기지국들(C2A-C2R)이며 CDMA 동작이 가능한 기지국들(C1H-C1S)의 유효범위과 접하는 유효범위을 가진다. 이동국(10)은 CDMA 동작이 가능한 기지국들(C1A-C1S)로부터의 파일럿 신호들을 모니터하는 것과 같은 방식으로 경계 기지국들(C2A-C2R)로부터의 파일럿 신호들을 모니터한다. 이동국(10)이 경계 기지국들(C2A-C2R)에 상응하는 파일럿 신호를 감지하면, 표준 동작에 따라 시스템 제어기(202)에게 알린다. 시스템 제어기(202)는 파일럿 신호가 경계 기지국에 상응한다는 것을 인식하고 따라서 그에 대한 응답으로써 다른 액세스 기술의 시스템에게 하드 핸드오프 절차를 개시시킨다. 경계 기지국들(C2A-C2R)은 절대 시스템 시간의 크기를 얻기 위하여 CDMA 동작이 가능한 기지국들 중의 인접한 것으로부터 파일럿 및 동기화 시퀀스를 모니터하기 위하여 시분할 듀플렉스 기술을 사용한다.

Description

시분할 듀플렉스 파일럿 신호의 발생장치 및 그 방법
코드분할 다중 액세스(CDMA) 셀룰러 전화 시스템 또는 개인통신시스템(presonal communication system)에서, 동일 주파수 대역은 시스템 내의 모든 기지국과의 통신을 위하여 사용된다. 동일 주파수 대역은 하나의 이동국과 하나 이상의 기지국 사이의 동시 통신을 가능하게 한다. 동일 주파수 대역을 가지는 신호들은 수신 기지국에서 식별되며 고율의 의사잡음부호(high rate pseudo-noise(PN) code)의 사용에 기반한 스펙트럼 확산 CDMA 파형 특성을 이용한다. 고율 PN 부호는 기지국들 및 이동국들로부터 전송된 신호들을 변조하기 위하여 사용된다. 다른 코드들 또는 적시에 오프셋된 PN 부호들을 사용하는 전송국은 수신국에서 별개로 수신될 수 있는 신호들을 만들어낸다. 또한 고율 PN 부호는 신호가 몇 개의 별개의 전파 경로를 통하여 전송되는 경우에도 수신국이 단일의 전송국으로부터 신호를 받도록 해준다.
CDMA 시스템의 예에서, 각 기지국은 다른 기지국들의 파일럿 신호로부터 부호 위상에서 오프셋인 동일 PN 확산 부호를 가지는 파일럿 신호를 전송한다. 시스템 동작 동안에, 이동국은 그 기지국을 둘러싸고 있는 인접 기지국들에 상응하는 부호 위상 오프셋들의 리스트를 구비하고 있는데 이것을 통하여 통신이 이루어진다. 이동국은 탐색 수신기 또는 장치를 구비하고 있어서 이동국이 인접 기지국들을 포함한 기지국들의 그룹으로부터 파일럿 신호의 신호 강도를 추적할 수 있도록 한다.
핸드오프(handoff) 절차 동안에 하나 이상의 기지국을 통하여 이동국과 통신 연결을 제공하는 방법 및 시스템은 1993년 11월 30일에 본 발명의 양수인에게 양도된 미국특허 제 5,267,261호의 "MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM"에 개시되어 있다. 이 시스템을 사용하여, 이동국과 최종 사용자 사이의 통신은 원래의(original) 기지국으로부터 다음의 기지국으로의 결과적인 핸드오프에 의하여 중단되지 아니한다. 이런 유형의 핸드오프는 "소프트" 핸드오프라고 생각할 수 있는데, 이는 다음 기지국과의 통신이 원래의 기지국과의 통신이 종료되기 전에 이루어지기 때문이다. 이동국이 두 개의 기지국과 통신을 하고 있는 상태에 있을 때, 최종 사용자를 위한 단일의 신호는 셀룰러 또는 개인통신 시스템 제어기에 의하여 각 기지국으로부터의 신호로부터 생성된다.
이동국 지원의 소프트 핸드오프는 이동국에 의하여 측정된 대로 기지국들의 여러 세트의 파일럿 신호 강도 상에 기반하여 동작한다. 액티브 세트(Active Set)는 액티브한 통신이 형성되는 기지국들의 집합이며, 인접 세트(Neighbor Set)는 액티브 기지국을 둘러싸고 있는 기지국들의 집합이며 통신을 형성하기에 충분한 수준의 파일럿 신호 강도를 가질 확률이 높은 기지국들을 포함한다. 후보 세트(Candidate Set)는 통신을 형성하기에 충분한 수준의 파일럿 신호 강도를 가지는 기지국의 집합이다.
통신이 이루어지면, 이동국은 제1 기지국을 통하여 통신을 하고 액티브 세트는 오로지 제1 기지국뿐이다. 이동국은 액티브 세트, 후보 세트, 그리고 인접 세트의 기지국에 대한 파일럿 신호 강도를 모니터한다. 인접 세트의 어떤 기지국에 대한 파일럿 신호가 예정된 임계치를 초과하면, 그 기지국은 이동국에서 후보 세트에 추가되고 인접 세트에서 제거된다. 이동국은 새로운 기지국을 인식하고 있는 제1기지국과 메시지 전달의 통신을 한다. 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기는 이동국과 새로운 기지국과의 통신연결을 할 것인지를 결정한다. 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기가 그 연결을 해야하는 것으로 결정하면, 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기는 이동국에 관한 식별정보와 그들 사이의 통신연결을 행하라는 명령을 가지는 메시지를 새로운 기지국에 송신한다. 또한 메시지는 제1 기지국을 통하여 이동국에게도 송신된다. 그 메시지는 제1 및 새로운 기지국을 포함하는 새로운 액티브 세트를 식별한다. 이동국은 정보 신호가 보내진 새로운 기지국을 탐색하여 제1 기지국과의 통신을 종료하지 아니하고 새로운 기지국과의 통신연결을 한다. 이 절차는 다른 기지국에 대하여도 반복된다. 이동국이 다수의 기지국을 통하여 통신을 하고 있을 때, 그것은 액티브 세트, 인접 세트, 그리고 후보 세트의 기지국들에 대한 신호 강도를 계속하여 모니터한다. 액티브 세트의 기지국에 상응하는 신호 강도가 예정된 기간동안 예정된 임계치 이하로 떨어지면, 이동국은 그 사실을 알리기 위하여 메시지를 생성하여 전송한다. 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기는 이동국이 통신하고 있는 적어도 하나의 기지국을 통하여 이 메시지를 수신한다. 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기는 미약한 신호 강도를 가지는 기지국을 통한 통신을 종료할 것을 결정할 수 있다.
셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기가 한 기지국을 통한 통신을 종료하기로 결정한 때 기지국들의 새로운 액티브 세트를 식별하는 메시지를 생성한다. 새로운 액티브 세트는 통신이 종료할 기지국을 포함하지 않는다. 통신 연결된 기지국들은 이동국에게로 메시지를 전송한다. 또한 셀룰러 또는 개인통신시스템 제어기는 그 이동국과의 통신을 종료하기 위하여 정보를 그 기지국과 교류한다. 따라서 이동국 통신은 새로운 액티브 세트에서 식별되는 기지국을 통하여만 라우트된다.
소프트 핸드오프를 통하여 언제든 적어도 하나의 기지국을 통하여 최종 사용자와 통신을 하고있으므로, 이동국과 사용자 사이의 통신상의 단절은 일어나지 않는다. 소프트 핸드오프는 다른 셀룰러 통신 시스템에서 채용된 종래의 "연결전 종료(break before make)" 기법에 비하여 "종료전 연결(make before break)" 핸드오프 기법은 중요한 이점을 제공한다.
통상 새로운 CDMA 시스템은 원래 기존의 FM 또는 다른 기술의 시스템이 포함된 영역에서 채용된 것이다. CDMA 시스템의 원래의 배치는 점진적인 것을 수 있으며 원래의 기존 시스템에 의하여 커버되는 동작 영역의 일부만을 커버할 수 있다. 그 경우, CDMA 모드로 통신하고 있는 이동국이 CDMA 시스템의 커버 영역에서 CDMA가 커버하지 못하는 시스템 영역으로 이동하며, 연속적인 통신을 위하여 CDMA 시스템으로부터 원래의 시스템으로의 핸드오프가 필요하다. 전술의 이동국 지원의 소프트 핸드오프 절차는 CDMA 시스템과 원래의 시스템 사이에서는 불가능하다. CDMA 시스템에서 원래의 시스템으로의 핸드오프는 "연결전 종료"인 하드 핸드오프로써 수행되어야 한다. 하드 핸드오프를 실행할 때 특히 중요한 것은 통상 하드 핸드오프의 실패는 통화 중단이라는 결과를 낳게 되므로 이 핸드오프는 성공적이어야 한다는 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 CDMA 시스템으로부터 다른 기술을 채용한 시스템으로 핸드오프를 수행하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 다른 시스템이 커버하는 영역으로의 입력을 경제적으로 그리고 신뢰성있게 감지하기 위한 수단을 제공하는 것이다.
발명의 요약
본 발명은 파일럿 신호를 사용하여 CDMA 시스템으로부터 제2의 독립 시스템으로 핸드오프를 수행하는 방법 및 장치를 정의하는 것이다. 기지국의 한 세트가 CDMA 동작과 제2 시스템에서의 동작의 경계를 형성한다. 경계 기지국 자신들은 오로지 제2 시스템 기술에서만 동작하며 CDMA 신호를 수신 및 복조하지 못한다. 파일럿 신호는 경계 기지국의 세트로부터 전송된다. CDMA 시스템으로 동작하는 이동국이 경계 기지국에 접근하면, 그것은 경계 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한다. CDMA 기지국에 상응하는 파일럿 신호를 받았을 때 이동국이 그런 것처럼, 이동국은 경계 기지국의 파일럿 신호의 수신 사실을 현재 통신을 하는데 사용되고 있는 기지국을 통하여 시스템 제어기에게 통지한다. 시스템 제어기는 파일럿 신호가 CDMA 동작이 불가능한 기지국에 상응한다는 사실을 인지하게 된다. 시스템 제어기는 제2 시스템의 시스템 제어기와 통신할 수 있으며 제2 시스템에서 이동국에 대한 자원의 가용성을 협의할 수 있다. CDMA 시스템 제어기는 제2 시스템에 상응하는 자원 정보를 이동국에게 보내주며 이동국에게 제2 시스템으로 핸드오프하도록 명령한다. 그러면 이동국은 제2 시스템으로 하드 핸드오프를 수행한다.
본 시스템에서 경계 기지국의 파일럿 신호는 기존의 기지국에 경제적으로 그리고 용이하게 설치될 수 있는 간단한 박스에 의하여 생성된다. 파일럿 박스가 요구하는 것은 동작을 위한 전력뿐이다. 또한 파일럿 박스는 동작, 구성, 및 오류 감지를 모니터하기 위한 시스템 제어기와 접속된다. 또한 파일럿 박스는 동기 신호를 전송할 수 있다. 파일럿 박스는 시분할 듀플렉스 방식으로 시스템 시간을 얻기 위하여 주위의 기지국으로부터의 파일럿 신호를 사용한다.
본 발명의 특성, 목적, 및 이점은 이하에서 설명되는 상세한 설명을 도면과 함께 이해될 때 더욱 명백해 질 것이며 도면에서 같은 참조 문자들은 전체를 통하여 일맥상통하도록 되어 있다.
본 발명은 통신시스템, 특히 코드분할 다중 액세스 시스템에서 다른 기술의 시스템으로 핸드오프를 수행하기 위한 장치 및 방법에 관련된 것이다.
도1은 기지국의 유효범위(coverage area) 구조에 관한 예시도;
도2는 본 발명을 포함한 기지국의 유효범위 구조에 관한 예시도;
도3은 파일럿 박스의 구성에 관한 실시예;
도4는 시간 획득회로를 보여주는 예시적인 블록도; 그리고
도5는 시간 획득회로 및 메시지 수신회로를 보여주는 예시적인 블록도이다.
도1은 기지국의 유효범위(coverage area) 구조에 관한 예시도이다. 이 예시적인 구조에서, 6각 기지국의 유효범위들은 균형있게 서로 맞대어져 타일형태로 배열되어 있다. 각 이동국은 기지국들 중 어느 하나의 유효범위 내에 위치한다. 예를 들어, 이동국(10)은 기지국(20)의 유효범위 내에 있다. CDMA 셀룰러 또는 개인통신전화시스템에서, 동일 주파수대역은 한 시스템 내의 모든 기지국과 통신을 하기 위하여 사용되며 하나의 이동국과 하나 이상의 기지국 사이의 동시 통신을 가능하게 한다. 이동국(10)은 기지국(20)에 매우 가까이 위치하고 있어서 기지국(20)으로부터는 강한 신호를 그리고 주위의 기지국들로부터는 상대적으로 약한 신호를 수신한다. 그러나 이동국(30)은 기지국(40)의 유효범위 내에 있으나 기지국(100,110)의 유효범위에 근접하여 있다. 이동국(30)은 기지국(40)으로부터 상대적으로 미약한 신호를 수신하며 이는 기지국(100,110)으로부터의 신호와 그 크기가 유사하다. 만약 기지국(40,100,110) 각각이 CDMA 동작이 가능하다면, 이동국(30)은 기지국(40,100,110)을 가지고 소프트 핸드오프를 할 수 있을 것이다.
도1 및 도2에 도시된 예시적인 기지국 유효범위의 구조는 매우 이상적인 것이다. 실제의 셀룰러 또는 개인통신환경에서는, 기지국 유효범위들은 그 크기와 형상에 있어서 다를 수 있다. 기지국 유효범위들은 이상적인 육각형이 아닌 유효범위 형상을 정의하는 유효범위 경계들과 중첩되는 경향이 있다. 또한, 기지국들은, 선행기술에 의하여 공지되었듯이, 예를 들어 3개의 섹터들로 영역이 분할될 수 있다. 그러나 보다 적은 또는 보다 많은 수의 섹터들을 가지는 기지국들을 상정할 수 있다. CDMA 시스템에서 각 기지국 또는 분할된 기지국의 섹터는 식별파일럿 신호를 전송한다.
도1의 기지국(60)은 이상적인 세 개로 분할된 기지국을 나타낸다. 기지국(60)은 세 개의 섹터를 가지며, 그들 각각은 기지국 유효범위의 120도 이상을 커버한다. 섹터(50)는 실선(55)으로 표시된 유효범위을 가지며, 점선(75)으로 표시된 유효범위을 가지는 섹터(70)의 유효범위과 중첩된다. 또한 섹터(50)는 점선(85)으로 표시된 유효범위을 가지는 섹터(80)와 중첩된다. 예를 들어, X 표시된 위치(90)는 섹터(50 및 70)의 유효범위 모두에 위치한다.
일반적으로, 하나의 기지국은 그 기지국을 통하여 통신할 수 있는 이동국의 수를 증가시키면서 그 기지국의 유효범위 내에 위치한 이동국으로부터 그리고 그곳으로의 총 간섭 전력을 감소시키기 위하여 분할된다. 예를 들어, 섹터(80)는 위치(90)에 있는 이동국에 대한 신호를 전송하지 않으며, 따라서 섹터(80)에 위치한 어떠한 이동국도 기지국(60)을 가지는 위치(90)에 있는 이동국의 통신에 의하여 심하게 간섭되지 아니한다. 위치(90)에 있는 이동국에 대하여, 총 간섭은 섹터(50 및 70)로부터 그리고 기지국(20 및 120)으로부터 야기된다. 위치(90)에 있는 이동국은 기지국(20 및 120) 그리고 섹터(50 및 70)를 가지고 동시에 소프트 핸드오프될 수 있다.
핸드오프 절차 중에 하나 이상의 기지국을 통하여 하나의 이동국과의 통신을 제공하는 방법은 전술과 같이 미국특허 제 5,267,261호에 개시되어 있다. 이런 유형의 핸드오프는 "소프트" 핸드오프라고 생각할 수 있는데, 이는 다음의 기지국과의 통신이 원래의 기지국과의 통신이 종료되기 전에 형성되기 때문이다.
새로운 CDMA 시스템들은 통상 처음에 기존의 FM 또는 다른 기술의 시스템을 가지는 영역에 맞추어진 것이다. CDMA 시스템의 원래의 배치는 점진적이고 원래 존재하던 시스템에 의하여 커버되는 동작 영역의 일부만을 커버할 수 있게 돼있다. 예를 들어, 도2는 유효범위(C1A-C1S)이 CDMA 동작이 가능한 기지국들을 가지는 시스템을 보여준다. 새로운 CDMA 시스템의 전형적인 배치는 도시의 번화가와 같은 통신 량이 많은 지역에 높은 성능의 CDMA 동작 가능한 유효범위(C1A-C1S)을 두는 것이다. 더 낮은 성능의 원래의 시스템에 의하여 지원될 수 있는 교외 지역과 같은 통신 량이 적은 지역들은 원래 CDMA 성능을 가지지 않을 수 있다. 유효범위(C2A-C2R)은 CDMA 트래픽 채널 통신이 불가능한 원래의 시스템 기지국을 가진다.
CDMA 시스템을 수용하기 위하여, 원래의 시스템에 의하여 사용되는 스펙트럼의 일부는 CDMA 동작을 위하여 확보된다. 스펙트럼 일부를 확보한다는 것은 유효범위(C1A-C1S)에 해당하는 기지국들이 확보된 스펙트럼을 원래의 기술을 사용하는 통신을 위하여 사용하지 아니한다는 것을 암시하고 있다. 이와 같이 경계 유효범위(C2A-C2R)에 해당하는 기지국들은 CDMA 시스템과의 상호 간섭 때문에 확보된 CDMA 스펙트럼을 원래의 기술을 사용하는 통신을 위하여 사용할 수 없다.
전형적인 배치에서, 유효범위(C1A-C1S) 내의 기지국들은 원래의 기술을 사용하여 통신을 할 수 있다. 따라서 유효범위(C2A-C2R)에서 이루어진 원래의 기술 호출을 가지는 이동국은 유효범위(C1A-C1S)으로 옮겨갈 때 CDMA 동작으로 바꾸지 아니하고 계속 통신할 수 있다. 유효범위(C1A-C1S) 내의 기지국은 원래의 시스템 제어기(200)에 의하여 제어되는 것처럼 원래의 기술의 시스템에 의하여 사용되는 표준 핸드오프 절차를 따르는 원래의 기술에서의 호출을 지원할 수 있다. (통상적으로 원래의 기술은 그 시스템 내에서 모든 핸드오프를 위하여 하드 핸드오프 기법을 사용할 것이다.) 그러나, 도2의 이동국(100)과 같은 이동국이 CDMA 호출을 개시할 때 또한 그 호출이 유효범위(C1A-C1S)을 이탈하는 동안, 중단 없는 통신을 지속하기 위하여 CDMA 시스템으로부터 원래의 기술 시스템으로의 하드 핸드오프가 요구된다.
전술과 같이 이동국 지원의 소프트 핸드오프의 절차는 CDMA 시스템 및 원래의 시스템 사이에서는 불가능하다. CDMA 시스템에서 원래의 시스템으로의 핸드오프는 "연결전 종료"인 하드 핸드오프로 수행되어야 한다. 하드 핸드오프를 수행할 때, 통상적으로 하드 핸드오프의 실패는 통화의 단절을 야기하므로 그 핸드오프가 성공되어야만 한다는 것은 특히 중요하다.
도2에서 굵은 선으로 표시된 경계(170)는 유효범위(C1A-C1S)에 상응하는 CDMA가 동작하는 기지국들과 인접 유효범위(C2A-C2R)에 상응하는 원래의 시스템만이 동작하는 기지국들 사이의 경계를 나타낸다. 도2에서, 이동국(100)은 유효범위(C1A)의 기지국(120)을 사용하여 CDMA 호출을 시작하고, 이어서 화살표(180)로 표시된 방향으로 이동한다. 이동국(100)은 CDMA 제어기에 의하여 지시되는 대로 기지국(120)과 유효범위(C1F)의 기지국(150) 사이에서 소프트 핸드오프를 수행한다. 이동국(100)이 유효범위(C1P)으로 진입하면, 기지국(150), 유효범위(C1P)의 기지국(160), 그리고 유효범위(C1Q)의 기지국(140)과 소프트웨어 핸드오프가 있을 가능성이 있게 된다. 이동국(100)이 경계(170)를 통과하여 유효범위(C2A)으로 진입하면, 기지국(130)으로 그리고 원래의 기술에서의 동작을 위하여 하드 핸드오프가 수행된다. 본 발명은 하드 핸드오프가 수행되기 전에 이동국(100)이 안전하게 유효범위(C2A) 및 기지국(130)의 영역 내에 있도록 하는 경제적이고 신뢰성있는 방법에 관한 것이다.
전술과 같이, 액티브 CDMA 호출에 참여한 이동국은 들어오는 신호를 계속적으로 스캔하여 인접 기지국으로부터의 파일럿 신호를 탐색한다. 만약 이동국이 요구수준의 인접 기지국의 파일럿 신호를 발견하면, 이동국은 메시지를 CDMA 시스템 제어기(202)로 전송하여 그 신호의 탐지 사실을 알린다. 본 발명은 원래의 시스템으로의 하드 핸드오프를 용이하게 하기 위하여 이 기존의 절차를 이용한다.
본 발명에서, 단순한 시분할 듀플렉스 "파일럿 박스(pilot box)"가 원래의 기술만의 기지국에 추가되며, 그것은 도2의 인접 유효범위(C2A-C2R)과 같은 경계 유효범위에 위치된다. 파일럿 박스는 파일럿 신호를 만들어내며, 그것은 바람직한 실시예에서 CDMA가 동작하는 기지국으로부터 전송되는 파일럿 신호와 동일하며, 여기에서 각 기지국은 그에 유일한 오프셋인 때에 파일럿 신호를 보낸다.
도3은 파일럿 박스의 구성에 관한 바람직한 실시예를 보여주고 있다. 파일럿 채널은 데이터를 포함하지 않으며, 따라서 파일럿 박스(350)의 파일럿 데이터 입력은 모두 영이다. 파일럿 채널에 대한 월시 함수(Walsh function)는 모두 영인 월시 제로 함수이다. 합산기(310)는 두 개의 제로 시퀀스를 합산한다. (합산기(310)의 함수는 중요한 개념이 아니며 도3에서는 예시적인 목적으로 도시되어 있다. 실제의 구현에서는, 합산기(310)는 포함되지 않을 수 있고 월시 함수와 합산된 파일럿 채널 시퀀스는 단순히 접지 전위 또는 논리값 "0"을 가지고 구현할 수도 있다.) 합산기(310)의 파일럿 시퀀스 출력은 합산기(336)로의 입력이 되어 I채널 쇼트코드(I channel short code) 발생기(332)로부터의 I채널 쇼트코드 의사잡음(PN)이 파일럿 시퀀스에 가해지도록 한다. 전술과 같이, 바람직한 실시예에서, I 및 Q채널 쇼트코드들은 시스템 내의 모든 기지국에 대하여 동일하며 다만 서로에 대하여 시간상 오프셋된다. 적절히 시간 오프셋을 정하기 위하여, 파일럿 박스는 이하에서 설명되는 것처럼 공통의 시간 입력이 필요하다. 합산기(336,338)의 출력은 베이스밴드 필터(340,342)에 의하여 각각 필터된다. 또한 베이스밴드 필터들(340,342)은 신호의 경로 이득을 세트할 수 있다. 통상의 실시예에서, 파일럿 신호는 다른 신호들보다 높은 이득 수준에서 전송된다.
베이스밴드 필터(340)의 출력은 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이 합산기(344)에 의하여 다른 선택적인 I채널 신호들과 합산된다. 합산기(344)는 선택적이며 다른 신호가 공급되지 아니한다면 필요가 없는 것이다. 합산기(344)의 출력은 혼합기(320)에 의하여 코사인 파를 가지고 변조된다. 베이스밴드 필터(342)의 출력은 이하에서 더욱 상세히 설명되는 바와 같이 합산기(346)에 의하여 다른 선택적인 Q채널 신호와 합산된다. 또한, 합산기(344)는 선택적인 것이며 다른 신호가 제공되지 않는다면 필요가 없는 것이다. 합산기(346)의 출력은 혼합기(324)에 의하여 사인 파를 가지고 변조된다. 혼합기(320,322)의 출력들은 합산기(324)에 의하여 합산된다. 합산기의 출력은 업컨버터(upconverter) 및 전력 증폭기(326)에 제공되고, 거기에서 신호는 반송주파수로 업컨버트되고 증폭된다. 업컨버터 및 전력증폭기(326)의 출력은 파일럿 박스(350)의 출력이며 그 파일럿 박스를 포함하는 기지국의 안테나로부터 전송된다.
CDMA 동작 중에, 통신 연결된 기지국 주위의 인접 기지국들에 상응하는 쇼트코드 위상 오프셋의 리스트가 이동국에게 제공된다. 만약 이동국이 CDMA 동작 및 원래의 기술만으로 동작하는 둘 사이의 경계에 근접인접해 있다면, 이 리스트는 경계 유효범위에 있는 기지국의 파일럿 신호를 포함할 것이다. 이동국에 있는 탐색장치는 인접 세트로부터의 파일럿 신호들의 신호강도를 추적하는데, 인접 세트 구성원들 중의 몇몇이 원래의 기술만이 동작하는 기지국이라는 사실을 제외하고는 상기에서 설명한 것과 동일한 방법으로 이루어진다.
인접 세트의 경계 기지국의 파일럿 신호가 요구수준을 초과할 때, 관련 기지국은 이동국에서 후보 세트에 추가되며 인접 세트에서 삭제된다. 도2와 관련하여, 이동국(100)이 인접영역(C2A)의 경계로 접근함에 따라 기지국(130)으로부터의 파일럿 신호는 이동국에 의하여 감지된다. 이동국(100)은 기지국(130)을 나타내는 메시지를 통신중인 기지국 또는 기지국들(가장 가능성이 있는 기지국(140,146))을 통하여 CDMA 시스템 제어기(202)와 통신하게 된다. 시스템 제어기(202)는 기지국(130)이 CDMA 능력이 없다는 것을 인식하고 하드 핸드오프를 개시시킨다.
실제의 하드 핸드오프는 다양한 조건에 의하여 이루어질 수 있다. 즉, 일단 시스템 제어기(202)가 이동국(100)으로부터 기지국(130)으로부터의 파일럿 신호 수신을 나타내는 메시지를 받으면, 시스템 제어기(202)는 언제 대안(대안이 있을 때)인 시스템으로 핸드오프를 할 것인지를 결정하는 다양한 방법중의 어느 것을 사용할 것이다. 시스템 제어기(202)는 언제 핸드오프할 것인지를 결정하기 위하여 타이머 방법(timer method)을 사용할 수 있다. 다른 방법으로는, 시스템 제어기(202)는 신호 강도의 측정치를 기반하여 핸드오프를 결정할 수 있으며, 또는 위치 설정 기법에 기반하여 결정할 수 있다. 어느 경우이든, 자원이 활용가능하면, 원래의 시스템 제어기(200)는 핸드오프에 필요한 정보(예를 들어, FM에 대한 채널 정보 또는 TDMA에 대한 채널 또는 슬롯 할당)를 CDMA 시스템 제어기(202)에게 제공한다. 또한 원래의 시스템 제어기(200)는 기지국(130)에 이동국(100)의 핸드오프에 대하여 준비하라고 알린다. CDMA 시스템 제어기(202)는 이동국이 통신중인 각 기지국을 통하여 채널 정보를 이동국(100)에게 보낸다. 이동국(100)은 메시지를 받고 CDMA 기지국을 통한 통신을 중단하며 기지국(130)을 가지고 있는 원래의 시스템 모드에서의 동작을 시작한다. 원래의 시스템 기술에서의 통신이 하드 핸드오프에 의한 중단됨 없이 계속된다.
경계 유효범위(C2A-C2R) 중의 어느 하나에 위치한 이동국이 처음에 전력 증폭되면, 이동국은 우선 CDMA 파일럿 신호를 찾고자 할 수 있다. 이동국은 파일럿 박스 신호를 찾고, 그리고 동기화 채널 신호 즉, 동기 신호를 가지는 시스템 정보를 찾으려는 시도를 한다. 바람직한 실시예에서, 파일럿 박스는 동기 신호를 보내지 않으며 일정 시간 후 동기 신호를 감지할 수 없는 이동국은 원래의 시스템 모드에서 동작하지 못한다.
따라서 도3의 파일럿 박스(350)는 동기신호 발생 능력을 포함한다. CDMA 시스템의 바람직한 실시예에서 동기 채널의 목적은 해당 기지국의 유효범위 내의 이동국이 초기의 시간 동기신호 및 그 기지국에 의하여 서비스될 수 있는 프로토콜 변경 등과 같은 시스템 정보를 얻기 위함이다. 전력이 이동국에 처음 인가되면, 그것은 파일럿 신호를 찾으려 한다. 파일럿 신호를 찾으면 상응하는 동기 채널을 찾는다. 동기 채널은 그 기지국에 의하여 지원되는 최소의 프로토콜 수정 수준을 나타내는 정보를 이동국에 제공한다. 최소의 프로토콜 수정 수준 또는 더 많은 수정의 수를 가지는 이동국들만이 시스템에 액세스할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에서, 파일럿 박스는 도3의 선택적인 동기 채널 박스(300)로 도시된 동기 채널을 만들어내기 위한 회로를 포함한다. 동기 채널 비트들은 먼저 콘볼루션 인코더(302)에 의하여 콘볼루션 인코드 되어 데이터 심볼들을 만든다. 데이터 심볼들은 심볼 반복기(304)에서 반복된다. 반복된 심볼들은 블록 인터리버(block interleaver)(306)에 의하여 블록 인터리빙된다. 인터리브된 데이터는 합산기(308)에 의하여 월시함수 시퀀스를 가지고 변조된다. 바람직한 실시예에서, 64 월시 시퀀스들이 이용가능하고 동기 채널은 32개의 영(0)과 그 뒤의 32개의 일(1)인 월시함수(32)를 가지고 변조된다. 합산기(308)의 출력은 합산기(312)로 입력되어 I 채널 쇼트코드 발생기(312)로부터의 I 채널 쇼트코드가 파일럿 시퀀스에 인가된다. 바람직한 실시예에서, I 및 Q 채널 쇼트코드들은 파일럿 시퀀스를 변조하기 위하여 사용된 시퀀스와 동일하다. 합산기(312,314)의 출력은 베이스밴드 필터(316,318)에 의하여 각각 필터된다. 베이스밴드 필터들(316,318)은 신호 경로의 이득을 세트할 수 있다. 베이스밴드 필터들(316,318)의 출력은 각각 합산기(344,346)에 입력되며, 거기로부터 전송 안테나로의 파일럿 시퀀스와 동일한 경로를 따른다.
선택적 동기 채널 박스(300)는 동기 신호를 얻을 수 없는 경우 이동국이 자동적으로 원래의 시스템 동작으로 스위치하지 아니하는 때에 표준 이동국을 보호하기 위하여 사용될 수 있다. 선택적 동기 채널 박스(300)에 있는 동기 채널 비트들은 지원되는 최소 프로토콜 수정 수준이 최대값으로 세트되도록 세트될 수 있어서 각각의 그리고 모든 이동국이 요구되는 최소 수보다 적은 수정의 수를 가지도록 한다. 따라서 선택적 동기 채널을 가지는 파일럿 박스를 포함하는 기지국의 유효범위 내에서 파워업될 때, 이동국은 먼저 파일럿 신호를 요구하게 되고 다음으로 프로토콜 수정이 너무 오래된 것이기 때문에 이동국이 CDMA 모드 내의 기지국과 통신할 수 없다는 것을 나타내는 동기 채널로부터의 정보를 조사한다. 이어서 이동국은 원래의 기술의 동작 모드로 스위치하며 그 모드에서 호출을 개시 및 수신한다.
또다른 실시예에서, 파일럿 박스(350)는 (도2의 점선으로 도시된 바와 같이) 원래의의 시스템 제어기(200) 또는 CDMA 시스템 제어기(202)중 어느 것으로의 접속된다. 이 접속은 동작하는 파일럿 박스(350)의 상태를 모니터하는 최소 데이터 율의 접속일 수 있으며 파라미터들이 파일럿 박스(350) 내에서 세트되도록 할 수 있다. 그런 연결의 주요 동작들 중의 하나는 일어날 수 있는 어떤 오류 상태의 신속한 감지 및 정정을 용이하게 하기 위하여 파일럿 박스(350) 내의 오류를 모니터링하는 것일 수 있다.
도2의 시스템은 유효범위(C2A-C2R)에 상응하는 경계 기지국들이 하나의 분할된 기지국인 것으로 볼 수 있다. 표준적인 환경에서, 이렇게 일반화하는 것이 가능하다. 통상적으로 경계 기지국들은 좀더 외곽 영역에 위치되며, 여기에서 예상된 통신량의 부하를 수용하기 위하여 기지국을 분할하는 것은 요구되지 않는다. 그러나, 도1에서와 같이, 시스템 내의 일부 기지국들이 분할되는 것이 일반적이다. 그런 경우, 경계와 접하는 유효범위을 가지며 원래의의 기술만이 사용되는 기지국들의 각 섹터는 파일럿 신호를 생성한다. 경계와 접하는 유효범위을 가지지 아니하는 경계 기지국 내의 그 섹터들은 파일럿 신호를 전송할 필요가 없다. 대부분의 기본적인 구현에서, 경계와 접하는 각 경계 기지국의 각 섹터는 그 자체의 파일럿 박스를 가진다. 그러나 대안적인 바람직한 실시예에서, 기지국이 경계와 접하는 다수의 섹터들을 가진다고 해도 각 기지국이 단일 파일럿 박스를 가진다. 이 경우, 동일한 기지국에 대한 다수의 섹터들은 동일한 파일럿 신호를 보낸다. 이동국이 공통의 파일럿 신호를 받았다는 것을 나타내는 메시지를 보낼 때, 그 시스템은 이동국이 그 기지국의 어떤 섹터로 액세스할 것인지를 결정하기 위하여 다른 방법들을 사용하여야 한다. 예를 들어, 시스템은 이동국이 현재 통신하고 있는 기지국 섹터 또는 기지국을 인식하고, 따라서 이동국의 물리적 위치를 알게된다.
또다른 대안적인 실시예에서, 높은 신뢰성의 시스템을 구현하기 위하여, 두 개의 분리된 파일럿 박스들이 각 기지국 또는 섹터에 설치된다. 각 파일럿 박스는 그 기지국 또는 섹터에 할당된 공칭 오프셋에서 파일럿 신호를 보낸다. 그러나 파일럿 박스 중의 하나는 고정된 양만큼 지연된다. 이 고정된 양은 인접 기지국 사이의 표준 오프셋과 관련하여 작은 것이어서 시스템이 지연된 또는 지연되지 아니한 오프셋을 동일한 기지국에 매핑시키게 된다. 고정된 양은 시스템의 다중경로 효과(multipath effects) 때문에 지연 및 지연되지 아니한 파일럿 신호들의 간섭을 방지할 만큼 충분히 커야한다. 이러한 방식으로, 하나의 파일럿 박스가 실패하면 다른 것이 이동국에 의하여 감지를 위한 파일럿 박스를 계속 제공한다는 측면에서 시스템의 신뢰성은 증가된다.
전술 및 도3으로부터 명백해진 것은 파일럿 박스가 적절한 파일럿 오프셋을 위한 I 및 Q 채널 쇼트코드 발생기를 조절하기 위하여 공통 시간 동기 입력을 요구한다는 것이다. 바람직한 실시예에서, 각 기지국은 식별하기 위하여 사용된 파일럿 시퀀스에 있는 오프셋 및 유일한 오프셋에서 동일한 파일럿 시퀀스를 전송하고 기지국 파일럿 신호들을 인식하기 때문에, 시스템 내의 다른 기지국과 관련하여 시간 조절되지 아니한 한 파일럿 생성 절차는 의미가 없다. 도3의 파일럿 박스는 비싸지 않은 장치이다. 한편, 공통 시간 입력을 생성하는데 사용된 회로는 비쌀 수 있으며 만약 지구위치측정시스템(Global Position System(GPS))이 사용된다면 각 기지국에서 부가적인 안테나를 요구할 수도 있다.
그러나, 파일럿 시퀀스가 그 시스템에서 전송된 다른 신호들과 관련하여 시간 정렬되어야 하지만, 파일럿 신호가 높은 정밀도로 정렬될 것이 필수적인 것은 아니다. 지상 환경은 신호가 기지국으로부터 이동국으로 전송될 때 자연적인 또는 미지의 경로 지연을 야기한다. 그러므로, 이동국은 기지국들의 인접 세트에 상응하는 파일럿 신호들의 공칭 수신 시간 주의의 시간 오프셋 윈도우를 찾는다. 따라서 파일럿 박스로부터의 파일럿 신호가 시간정열되는 경우의 정밀도는 단지 이동국이 파일럿 신호를 찾는 시간 윈도우 내에 파일럿 신호가 이동국에 도달하는 것을 보장하기 위하여 요구되는 정밀도에 상응하는 것이다.
파일럿 신호가 미세한 정밀도를 가지고 발생될 필요가 없다는 사실 때문에, 비싸고 부피가 큰 GPS 회로를 제거할 수 있는 이점이 있다. 이런 것을 가능하게 하는 한가지 방법은 도4에 도시된 시분할 듀플렉스, 시간 트래킹 회로를 구현하는 것이다. 이동국과 기지국 사이의 지연이 변할 때 그 기지국으로부터 파일럿 신호를 요구했던 이동국이 파일럿 신호를 추적할 수 있듯이, 기지국은 인접 기지국들의 파일럿 신호를 추적할 수 있다.
예를 들어, 도 2에서 기지국(140)은 CDMA에서 사용하기 위한 연속적인 파일럿 신호를 전송하고 GPS 수신기 또는 기지국(140)에 정확한 절대시간을 제공하는 다른 장비를 구비한다. 기지국(145)은 본 발명의 시분할 듀플렉스(TDD)를 구비한다. 기지국(140) 및 기지국(145) 사이의 거리 및 이에 상응하는 지연은 측정가능한 양이며 배치 시에 측정 절차를 통하여 결정될 수 있다.
도4는 본 발명의 시분할 듀플렉스 파일럿 기술을 나타내고 있다. 전술과 같이, CDMA 시스템 내의 각 기지국은 공통의 주파수 대역을 사용하여 파일럿 시퀀스를 전송한다. 그러므로 자신의 파일럿 신호를 생성하는데 사용하기 위한 시스템 시간을 얻기 위하여 기지국(145)이 기지국(140)의 파일럿 시퀀스를 추적하기 위하여, 기지국(145)은 동일한 주파수 대역에서 송신 및 수신을 하여야 한다. 그러나, 동작을 위한 충분한 이격 거리를 가지고 동일한 주파수에서 동시에 전송 및 수신할 수 있는 장비를 구축한다는 것은 어려운 일이다. 파일럿 신호를 생성하는 절차는 어떤 시스템 동작의 특성을 이해함으로써 단순화될 수 있다.
이동국이 인접 세트의 구성 기지국의 파일럿 신호를 탐색할 때, 이동국은 상응하는 파일럿 시퀀스 오프셋의 세트를 통하여 연속적으로 탐색한다. 주어진 오프셋에서 만약 파일럿 시퀀스를 만나지 못한다면, 이에 상응하는 기지국은 기지국의 인접 세트의 구성원으로 남아있고 상응하는 오프셋에서 다른 탐색이 그 이동국에 의하여 다음에 이루어진다. 따라서, 한 기지국이 그 파일럿 신호의 전송을 일시 중단하려 한다면, 그 기지국의 유효범위에 새로이 접근하는 이동국에 대하여 그 기지국의 파일럿 신호의 인식에 있어서의 지연을 야기할 것이다. 그러나 결국 파일럿 신호는 그 기지국이 파일럿 신호의 전송을 재개할 때 그 이동국에 의하여 얻어질 수 있다.
전술과 같이, 기지국의 파일럿 신호는 시스템 시간과 정밀하게 조정될 필요가 없다. 따라서 기지국으로부터의 파일럿 신호에서의 작은 시간 오프셋 에러는 지역 환경에 의한 경로 지연 때문에 생기는 파일럿 신호의 변화를 추적하기 위하여 이동국에서 동일한 방식으로 자연히 추적된다.
따라서 본 발명의 파일럿 발생 방법 및 장치는 시분할 듀플렉스(TDD)의 사용을 고려했으며, 거기에서 TDD 파일럿 생성 박스를 포함하는 경계 기지국은 파일럿 신호의 장기간의 전송과 인접 기지국의 파일럿 신호의 단기간 수신을 교대로 행하게 한다. 도4는 본 발명에 따른 블록도를 도시하고 있다. 안테나(400)는 CDMA 파일럿 신호의 전송 및 수신용이다. TDD 스위치(402)는 안테나(400)를 전송 동안에는 파일럿 발생기(414)로 그리고 수신동안에는 탐색기 및 복조기(404)로 연결시키기 위한 것이다. 탐색 및 복조기(404)는 적어도 하나의 인접 기지국의 파일럿 신호를 추적한다. 전술과 같이, 탐색 및 복조기(404)는 인접 기지국에 상응하는 PN 오프셋을 필요로 하며 지연에 대한 조정을 위하여 지형적 지연에 관하여 알고 있어야 한다. 탐색 및 복조기(404)는 절대 시간을 나타내는 신호를 비교기(406)에게 보내준다. 비교기(406)는 측정된 절대 시간과 안정 발진기(412)에 의하여 발생되는 시간 동기 입력을 비교한다. TDD 스위치(402)가 탐색 및 복조기(404)에 연결되어 있고 파일럿 신호의 수신이 일어나고 있는 동안, 제2의 TDD 스위치(408)는 비교기(406)의 에러 신호 출력을 안정 발진기(412)의 제어 입력과 연결시킨다. 전송기간 동안 제2 TDD 스위치(408)가 오픈일 때 에러신호를 유지한다. 안정 발진기(412)의 조정된 출력은 파일럿 발생기(414)의 공통 시간 입력을 제어한다. 파일럿 발생기(414)는 파일럿 신호를 TDD 스위치(402)를 통하여 안테나(400)에게 제공한다.
기지국(145)은 기지국으로부터 시스템 시간을 추적함으로써 용이하게 시간을 얻을 수 있다. 예를 들어, 이상적인 육각형 구성에서 기지국(145)은 기지국(140) 및 기지국(155)으로부터 동일한 크기의 신호를 받을 수 있다. 기지국(145)은 기지국(155) 및 기지국(140)으로부터 수신된 파일럿 신호를 용이하게 추적할 수 있으며 비교기(406)로의 입력을 생성하기 위하여 두 개의 절대 시간 표시를 함께 필터할 수 있다. 만약 TDD 파일럿 박스가 오직 하나의 파일럿 신호를 추적하도록 구성된다면, 최소량의 지연을 가지는 파일럿 신호를 추적하여야 한다.
어떤 시스템 구성에 있어서, TDD 파일럿 박스는 절대 시간의 표시를 얻기 위하여 인접 기지국들로부터 원래의에 또는 계속적으로 복조된 동기화 채널을 필요로할 수 있다.
다수로 분할된 기지국 또는 두 개의 CDMA 주파수 대역들이 할당된 시스템의 기지국에서, 오직 하나의 섹터 또는 주파수 대역들 중의 하나 절대시간을 얻기 위하여 사용될 필요가 있으며 이 절대시간은 다른 파일럿 생성회로를 제어하기 위하여 사용될 수 있다. 인접 기지국으로부터의 파일럿 신호를 얻어낼 수 있는 주파수로 전송하는 각 섹터는 인접 파일럿 신호의 수신동안 전송을 중단할 필요가 있을 수 있다. 이 기술은 섹터들 중의 어느 하나가 인접 기지국들로부터 약한 신호만을 수신하는 경우에 특히 유용할 수 있다.
파일럿 신호를 수신하는데 소비한 시간에 대한 파일럿 신호의 송신에 소비한 시간의 비율은 높을 수 있으며, 그것은 50배 정도일 수 있다. 원래의의 배치에서, TDD 파일럿 박스는 파일럿 신호를 처음에 얻기 위하여 약간 연장된 기간동안 수신 모드를 유지할 필요가 있을 수 있다. 그러나, 일단 그 신호를 얻으면, TDD 특성은 안정상태에서 파일럿 신호를 추적하는데 사용될 수 있다. 이동국 내에서 어떤 주기적인 동작과 함께 발생할 수 있는 비트 패턴(beating pattern)을 피하기 위하여 수신 시에 랜덤 또는 의사-랜덤하게 디서(dither)하는 것이 유용할 수 있다.
신호처리 전력을 절약하기 위하여 TDD 경계와 다른 시스템 동작 경계를 조정하는 것이 가능할 것이다. 예를 들어, 만약, TDD 경계들이 전송된 신호 내에서 프레임 경계들과 조정되어 있다면, 하나의 프로세서 인터럽트가 사용될 수 있다.
어떤 시스템에서, 어떤 이동국들은 슬롯된 모드(slotted mode)에서 동작할 수 있고, 거기에서 이동국들은 기지국과 간헐적인 통신을 할 수 있다. 기지국들은 슬롯된 모드 동작을 인식하며 이동국이 메시지를 모니터링할 때 "액티브 시간 슬롯" 동안 이동국과의 접속만을 시도한다. 만약 이동국에게 액티브 슬롯의 세트가 할당된 것과 동일한 방식으로 TDD 파일럿 박스에게 액티브 슬롯들의 한 세트가 할당되면, TDD 파일럿 박스는 그 시간 슬롯동안 그것을 의도하는 입력 메시지들을 모니터할 수 있다. 액티브 시간 슬롯들은 TDD 파일럿 박스 수신 시기로 조정될 수 있어서 액티브 시간 슬롯들은 이중 목적을 위하여 사용된다. TDD 파일럿 박스는 CDMA 또는 원래의 시스템 제어기로부터 보내진 것처럼 인접 기지국으로부터 메시지를 수신하기 위하여 액티브 시간 슬롯을 짧은 메시지의 서비스 기구로써 사용할 수 있다. 도5는 파일럿 신호를 제공하는 기지국으로부터의 입력 메시지들을 모니터하는 복조 및 메시지 디코딩기(416)를 포함하는 TDD 파일럿 박스를 도시하고 있다. TDD 파일럿 박스로 전송될 메시지들은 동작 메시지, 관리메시지, 및 유지메시지(OA&M)를 포함한다. 슬롯된 모드에 관한 더 많은 정보는 본 발명의 양수인에게 양도되었고, 여기에서 인용문헌으로 사용된 1995.2.21에 특허된 미국특허 제5,293,287호의 "APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING POWER CONSUMPTION IN A COMMUNICATION RECEIVER"에 있다.
위의 '287 특허에서, 각 이동국은 이동국 식별번호가 할당되어 있다. 시스템에 등록 시, 이동국은 이동국 식별번호를 포함한 정보를 시스템 제어기에게 전송한다. 이동국 식별번호 및 날짜로부터, 시스템 제어기 및 이동국 모두는 의사-랜덤 액티브 시간 슬롯의 세트를 독립적으로 결정할 수 있고, 그 동안 이동국은 페이지들을 모니터한다. 기지국은 액티브 시간 슬롯 동안 이동국에게 메시지를 보내려는 시도만을 한다. 이 경우, TDD 파일럿 박스는 아날로그형의 이동국 식별번호가 할당될 수 있고, 그에 기초하여 시간 슬롯의 액티브 세트는 해시 함수를 이용하는 것과 같은 시스템 제어기(또는 기지국) 및 TDD 파일럿 박스 모두에 의하여 결정될 수 있다. 또한 액티브 슬롯들은 파일럿 수신 시기들로 사용될 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명에 대한 명백한 다른 변형이 있을 수 있는데, 예컨대 TDD 스위치(402)를 단순한 별도의 회로로 교체하는 것과 같은 단순한 구조적 변경과 같은 것을 들 수 있다. 바람직한 실시예에 관한 상기 설명은 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 개시되어 있다. 이 실시예들을 다양하게 변경하는 것은 당업자에게 자명할 것이며, 여기에서 설명된 종개념의 원리는 발명적인 능력 없이도 다른 실시예에 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에서 제시한 실시예에 한정되는 것이 아니며 여기에서 개시된 원리 및 신규한 특성과 일치하는 최광의 범위까지 미칠 것이다.

Claims (22)

  1. 코드분할다중액세스(CDMA) 통신을 하며 물리적으로 함께 결합되어 있는 제1 기지국들 및 다른 액세스 통신 기술을 사용하여 통신을 하며 상기 제1 기지국들을 둘러싸고 있는 제2 기지국들을 포함하며, 상기 제2 기지국들의 서브 세트인 경계 세트를 형성하며, 상기 경계 세트의 각 기지국은 상기 제1 기지국들 중의 하나의 기지국에 상응하는 유효범위과 접하는 경계를 가지는 유효범위을 가지며, 적어도 하나의 이동국과 통신을 하기 위한 시스템에서, 상기 CDMA 통신으로부터 상기 다른 액세스 통신 기술로 핸드오프하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1 기지국들의 각 기지국으로부터 제1 주파수대역으로 식별파일럿신호 및 CDMA 호출 신호를 전송하는 단계;
    (b) 상기 경계 세트에 있는 각 기지국에서, 상기 제1 기지국들 중의 하나에 의하여 전송된 식별파일럿신호를 간헐적으로 수신하는 단계;
    (c) 상기 수신된 식별파일럿신호로부터 절대 시스템 시간의 크기를 결정하는 단계;
    (d) 상기 경계 세트에 있는 각 기지국에서, 상기 제1 주파수 대역으로 상기 절대 시간의 크기로 조정된 식별파일럿신호를 또한 다른 주파수 대역으로 다른 액세스 통신 기술의 호출 신호들을 전송하는 단계,
    상기 경계 세트에 있는 각 기지국은 상기 식별파일럿신호의 전송이 중지된 동안에만 상기 식별파일럿신호를 수신하며;
    (e) 제1 이동국에서, 상기 제1 이동국에 근접한 유효범위을 가지는 기지국들을 포함하는 인접 세트에 상응하는 각각의 상기 식별파일럿신호의 강도를 측정하는 단계;
    (f) 상기 제1 이동국에서, 상기 경계 세트에 속하며 또한 상기 인접 세트에 속하는 표적 기지국에 상응하는 제1 식별파일럿신호를 수신하는 단계;
    (g) 상기 제1 이동국에서, 상기 제1 기지국들 중의 적어도 하나의 기지국을 통하여 상기 제1 식별파일럿신호의 수신을 나타내는 메시지를 CDMA 시스템 제어기로 전송하는 단계; 그리고
    (h) 다른 액세스 기술의 시스템 제어기와 함께 상기 CDMA 시스템 제어기에 의하여 상기 제1 이동국에 대한 핸드오프 절차가 개시되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법
  2. 제 1항에 있어서,
    (i) 상기 제1 이동국에 대한 다른 액세스 통신 기술에서의 동작을 위한 정보를 상기 다른 액세스 기술 시스템 제어기로부터 상기 CDMA 시스템 제어기로 전송하는 단계; 및
    (j) 상기 제1 이동국에 대한 다른 액세스 통신 기술에서의 동작을 위한 정보를 상기 제1 기지국들 중의 적어도 하나를 통하여 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    (k) 상기 제1 주파수 대역으로 상기 경계 세트의 각 기지국으로부터 동기화 채널 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 동기화 채널 신호는 상기 기지국에 의하여 지원되는 최소의 수정 수준에 관한 표시를 포함하며, 상기 표시는 상기 제1 이동국과 호환될 수 없는 수정의 수준을 나타내는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기지국들의 각 기지국은 다수의 섹터들을 포함하며 상기 섹터들 각각으로부터 다른 식별파일럿신호를 전송하며, 상기 경계 세트의 각 기지국은 다수의 섹터들을 포함하며 상기 섹터들 각각에서 동일한 식별파일럿신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 기지국들의 기지국에 상응하는 유효범위과 접하는 경계를 가지는 다수의 섹터들을 포함하는 상기 경계 세트의 기지국들 중 하나는 오직 하나의 절대 시스템 시간의 크기만을 결정하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 신호를 간헐적으로 수신하는 단계(b)는 랜덤 형식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 신호를 간헐적으로 수신하는 단계(b)는 의사-랜덤 형식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 수신된 식별파일럿신호로부터 절대 시스템 시간의 크기를 결정하는 단계(c)는
    (i) 상기 수신된 식별파일럿신호 및 상기 수신 기지국에 상응하는 상기 기지국으로부터의 전송 지연 시간을 나타내는 지형적 시간 지연 입력을 수신하는 단계;
    (ii) 절대 시간의 현재의 크기를 결정하기 위하여 수신된 식별파일럿신호를 복조하는 단계:
    (iii) 에러 신호를 발생시키기 위하여 상기 절대 시간의 크기와 상기 절대 시간의 현재의 크기를 비교하는 단계; 그리고
    (iv) 상기 에러 신호에 따라 상기 수신된 식별파일럿신호를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 식별파일럿신호 각각은 동일한 일련의 의사잡음 코드 칩들을 포함하며, 시간 오프셋이 각각의 상기 식별파일럿신호들 사이를 구별하기 위하여 사용되며, 상기 절대 시간의 크기는 상기 경계 세트의 상기 각 기지국으로부터 전송된 상기 동일한 일련의 의사잡음 코드 칩들을 상기 제1 기지국들의 세트로부터 전송된 상기 동일한 일련의 의사잡음 코드 칩들과 관련하여 조정하기 위하여 사용되는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  11. 적어도 하나의 이동국과 통신을 하기 위한 셀룰러 통신 시스템에 있어서,
    (a) 코드분할다중액세스(CDMA) 통신 신호를 제공하기 위하여 물리적으로 함께 결합되어 있으며 식별파일럿신호를 전송하는 제1 기지국들; 및
    (b) 다른 액세스 통신 기술을 사용하여 통신을 하며 상기 제1 기지국들을 둘러싸고 있는 제2 기지국들의 서브 세트인 경계 세트를 포함하며,
    상기 경계 세트의 각 기지국은 상기 제1 기지국들 중의 하나의 기지국에 상응하는 유효범위과 접하는 경계를 가지는 유효범위을 가지며,
    상기 경계 세트의 각 기지국은,
    i) 공통 시간의 표시를 얻기 위하여 상기 제1 기지국 각각에 의하여 전송된 적어도 하나의 상기 식별파일럿신호를 간헐적으로 복조 및 중지시키기 위한 필터 회로 그리고 탐색기 및 복조기; 그리고
    ii) 상기 탐색기 및 복조기 그리고 필터회로가 중지된 동안 전송파일럿신호를 전송하기 위한 파일럿 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    전송파일럿신호를 제공하기 위한 장치인 상기 파일럿 발생기는,
    (a) 오프셋 시에 I 채널 확산 시퀀스를 생성하고 상기 공통 시간을 수신하기 위한 I 채널 쇼트 코드 생성 수단;
    (b) 상기 I 채널 확산 시퀀스를 수신하고 필터된 I 채널 확산 시퀀스를 제공하기 위한 제1 베이스밴드 필터;
    (c) 상기 필터된 I 채널 확산 시퀀스를 변조하고 변조된 I 출력 신호를 생성하기 위한 제1 혼합기;
    (d) 오프셋 시에 Q 채널 확산 시퀀스를 생성하고 상기 공통 시간을 수신하기 위한 Q 채널 쇼트 코드 생성 수단;
    (e) 상기 Q 채널 확산 시퀀스를 수신하고 필터된 Q 채널 확산 시퀀스를 제공하기 위한 제2 베이스밴드 필터;
    (f) 상기 필터된 Q 채널 확산 시퀀스를 변조하고 변조된 Q 출력 신호를 생성하기 위한 제2 혼합기;
    (g) 합산된 변조 신호를 생성하기 위하여 상기 변조된 I 출력 신호 및 상기 변조된 Q 출력 신호를 합산하기 위한 합산기; 그리고
    (h) 상기 합산된 변조 신호를 수신하고 상기 전송파일럿신호를 생성하기 위한 업컨버트 및 증폭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 기지국들의 적어도 하나의 기지국은 다수의 섹터들을 포함하며 상기 적어도 하나의 기지국의 각 섹터는 유일한 상기 식별파일럿신호를 전송하며, 상기 경계 세트의 적어도 하나의 기지국은 다수의 섹터들을 포함하며 상기 경계 세트의 적어도 하나의 기지국의 각 섹터는 동일한 상기 전송파일럿신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 경계 세트의 적어도 하나의 기지국은 제2 파일럿 발생기를 포함하여 상기 파일럿 발생기의 상기 시간 오프셋으로부터 쉬프트된 시간 오프셋을 가지는 제2 전송파일럿신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 필터회로 그리고 탐색기 및 변조기는
    i) 현재의 절대 시간의 표시를 생성하기 위하여 측정 지연 상수 및 현재의 파일럿 신호 오프셋 측정치를 결합하기 위한 복조기;
    ii) 에러 신호를 생성하기 위하여 상기 절대시간의 표시와 상기 공통 시간을 비교하기 위한 비교기; 그리고
    iii) 상기 에러 신호에 따라 상기 공통 시간을 조절하기 위한 가변 시간 발생회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 통신 시스템.
  16. 코드분할다중액세스(CDMA) 통신을 하며 물리적으로 함께 결합되어 있는 제1 기지국들 및 다른 액세스 통신 기술을 사용하여 통신을 하며 상기 제1 기지국들을 둘러싸고 있는 제2 기지국들을 포함하며, 상기 제2 기지국들의 서브 세트인 경계 세트를 형성하며, 상기 경계 세트의 각 기지국은 상기 제1 기지국들 중의 하나의 기지국에 상응하는 유효범위과 접하는 경계를 가지는 유효범위을 가지며, 적어도 하나의 이동국과 통신을 하기 위한 시스템에서, 상기 CDMA 통신으로부터 상기 다른 액세스 통신 기술로 핸드오프하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 제1 기지국들의 각 기지국으로부터 제1 주파수대역으로 식별파일럿신호 및 CDMA 호출 신호를 전송하는 단계;
    (b) 상기 경계 세트에 있는 각 기지국에서, 상기 제1 기지국들 중의 하나에 의하여 전송된 식별파일럿신호를 간헐적으로 수신하는 단계;
    (c) 상기 수신된 식별파일럿신호로부터 절대 시스템 시간의 크기를 결정하는 단계;
    (d) 상기 경계 세트에 있는 각 기지국에서, 상기 제1 주파수 대역으로 상기 절대 시간의 크기로 조정된 식별파일럿신호를 또한 다른 주파수 대역으로 다른 액세스 통신 기술의 호출 신호들을 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 경계 세트에 있는 각 기지국은 상기 식별파일럿신호의 전송이 중지된 동안에만 상기 식별파일럿신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 기지국들의 기지국에 상응하는 유효범위과 접하는 경계를 가지는 다수의 섹터들을 포함하는 상기 경계 세트의 기지국들 중 하나는 오직 하나의 절대 시스템 시간의 크기만을 결정하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 신호를 간헐적으로 수신하는 단계(b)는 랜덤 형식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 신호를 간헐적으로 수신하는 단계(b)는 의사-랜덤 형식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 수신된 식별파일럿신호로부터 절대 시스템 시간의 크기를 결정하는 단계(c)는
    (i) 상기 수신된 식별파일럿신호 및 상기 수신 기지국에 상응하는 상기 기지국으로부터의 전송 지연 시간을 나타내는 지형적 시간 지연 입력을 수신하는 단계;
    (ii) 절대 시간의 현재의 크기를 결정하기 위하여 수신된 식별파일럿신호를 복조하는 단계:
    (iii) 에러 신호를 발생시키기 위하여 상기 절대 시간의 크기와 상기 절대 시간의 현재의 크기를 비교하는 단계; 그리고
    (iv) 상기 에러 신호에 따라 상기 수신된 식별파일럿신호를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  21. 제 16항에 있어서,
    상기 신호를 간헐적으로 수신하는 단계(b)는 상기 경계 세트의 각 기지국에 할당된 식별 번호 및 상기 절대 시간의 크기에 기초하여 확정적 형식으로 행해지는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 경계 세트의 적어도 하나의 기지국에서, 상기 제1 기지국들 중의 하나에 의하여 전송되는 상기 식별파일럿신호를 수신하는 동안 상기 제1 기지국들 중의 하나에 의하여 전송되는 메시지 신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 핸드오프 방법.
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