KR20000057112A - 무선 전화 핸드셋에 초기 전력 추정을 제공하는 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 전화 시스템은, 다수의 무선이며, 배터리를 전력으로 하는 핸드셋 및, 베이스 트랜시버를 구비하는 베이스 유닛을 구비한다. 각 핸드셋은 베이스 트랜시버를 경유하는 베이스 유닛과 공유된 채널상에 무선 회선을 확립하기 위한 핸드셋 트랜시버를 구비하고, 상기 베이스 트랜시버는 순방향 데이터 메시지가 베이스 트랜시버에 의해 송신되는 순방향 전력 레벨을 확인하는 순방향 전력 정보를 포함하는, 순방향 데이터 메시지를 주어진 핸드셋 트랜시버에 송신한다. 수신기는 순방향 데이터 메시지를 로크하고 수신한다. 송신기는 순방향 전력 레벨 정보에 따라 결정된 복귀 전력 레벨에서 복귀 데이터 메시지를 베이스 트랜시버에 송신한다.

Description

무선 전화 핸드셋에 초기 전력 추정을 제공하는 방법{PROVIDING INITIAL POWER ESTIMATE TO WIRELESS TELEPHONE HANDSETS}
본 발명은 다중 라인 무선 전화 시스템, 특히, 무선 전화 시스템에서 배터리 작동 무선 핸드셋에서 전력을 보존하기 위한 기술에 관한 것이다.
무선 전화 시스템을 포함하는, 전화기와 전화 시스템의 사용은 널리 퍼져있다. 무선 전화 시스템에서, 전화선 없는 즉, 무선 전화 핸드셋 유닛은 일반적으로 표준 전화선을 경유하여 외부 전화 네트워크에 연결되는 베이스 유닛과 아날로그나 디지털 무선 신호를 통하여 통신한다. 이러한 방법으로, 사용자는 베이스 유닛과 전화 네트워크를 통하여 또 다른 사용자와 전화 통화를 끌어들이기 위해서 무선 전화를 사용할 수도 있다.
다중 라인 무선 전화 시스템(multi-line wireless telephone system)은 또한 많은 전화 사용자의 사업 같은 다양한 상황에서 사용 중에 있다. 그러한 시스템은 일반적으로 대역 확산인, 시분할 다원 접속(TDMA: time division multiple access) 같은 디지털 통신 구성으로, 동시에 N개 핸드셋에 이르기까지 통신하는 핸드셋을 사용한다. 시분할 다원 접속(TDMA) 시스템에서는, 단일 RF 채널이 사용되고, 각 핸드셋은 전 사이클이나 구간내의 전용 시간 슬라이스나 또는 시간 슬롯 동안에 데이터를 송신하고 수신한다. 상기 구간의 다른 시간 슬롯 동안에, 핸드셋은 전력을 보존하기 위해 오프 상태가 된다.
그러한 시스템에서는, 핸드셋은 일반적으로 배터리를 전력으로 한다. 그러므로 효과적인 전력 사용은 부분적으로 핸드셋 배터리 전력을 보존하기 위하여 무선 시스템에서 중요하다. 부가적으로, 핸드셋으로부터 신호를 송신하기 위해 사용된 너무 많은 전력은 수신기의 포화 상태 같은 통신 문제를 야기한다.
이렇듯, 다양한 기술은 일반적으로 디지털 무선 전화 시스템의 핸드셋 같은 무선 핸드셋에서 전력을 보존하기 위해 사용되어진다. 예를 들어, 어떤 기술에서, 핸드셋은 감시 계기(watchdog) 기능을 제외한 다른 기능이 정지되는 슬리프(sleep) 모드에 있다. 그러나, 그러한 시스템에서, 핸드셋은 마지막으로 베이스 유닛과 통신할 때에 위치로부터 이동될 수도 있다. 이것은 통신이 재확립될 필요성이 있을 때 핸드셋이 너무 많은 전력을 사용하게 한다. 이러한 과도한 초기 전력 사용은 베이스 유닛 수신기, 지연 동조(delay synchronization)를 포화시킬 수 있고, 핸드셋 배터리로부터 불필요 전력을 소모시킬 수 있다.
무선 전화 시스템은, 다수의 무선이며, 배터리를 전력으로 하는 핸드셋 및, 베이스 트랜시버를 구비하는 베이스 유닛을 구비한다. 각 핸드셋은 베이스 트랜시버를 경유하는 베이스 유닛과 공유된 채널상에 무선 회선을 확립하기 위한 핸드셋 트랜시버를 구비하고, 상기 베이스 트랜시버는 순방향 데이터 메시지가 베이스 트랜시버에 의해 송신되는 순방향 전력 레벨을 확인하는 순방향 전력 정보를 포함하는, 순방향 데이터 메시지를 주어진 핸드셋 트랜시버에 송신한다. 수신기는 순방향 데이터 메시지를 로크하고 수신한다. 송신기는 순방향 전력 레벨 정보에 따라 결정된 복귀 전력 레벨에서 복귀 데이터 메시지를 베이스 트랜시버에 송신한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라서, TDMA 다중 라인 무선 전화 시스템의 블록도.
도 2는 도 1의 시스템의 TDMA 구성에서 사용되어진 필드, 데이터 패킷 및 오디오 패킷 구조의 개략적인 표시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서, 도 1의 시스템의 작동 방법을 도시하는 흐름도.
〈도면 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
116: 외부 네트워크 110: 베이스 유닛
229: 데이터 패킷 헤더 231: 오디오 패킷 헤더
지금 도 1을 언급함에 있어서, 본 발명의 실시예에 따라서, TDMA 다중 라인 무선 전화 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. TDMA 시스템(100)은 수신기와 송신기 유닛(112 및 111)을 각각 구비하는 베이스 유닛(110)을 포함하고, 전화 선(들)(115)을 경유하여 외부 전화 네트워크(116)에 연결된다. 시스템(100)은 또한 N개 무선 핸드셋(1201, 1202,...120N))을 포함한다. 각각은, 핸드셋(1201)의 송신기(121) 및 수신기(122) 같은 송신기와 수신 유닛(트랜시버), 및 배터리(123) 같은 배터리를 구비한다. 어떤 소정의 주어진 시간에, 몇몇 갯수(또는 전혀 없는)의 핸드셋은 작동되거나 또는 오프 훅(즉, 전화 호출을 처리하는 과정에 있는)이 된다. 그러므로 시스템(100)은 기지국(110)과 각 핸드셋{120i(1≤i≤N)} 사이의 무선 네트워크를 제공한다. 하나의 실시예에서는, 시스템(100)은 동시에 모두 작동될 수 있는 4개의 핸드셋(1201내지 1204)을 포함한다. 또 다른 실시예에서는, 시스템(100)은 예를 들어, 8개가 동시에 작동될 수 있는 예를 들어, N=12인 다른 갯수의 핸드셋을 포함한다.
여기에 사용된 것처럼, 핸드셋은 회선이 베이스 유닛과 회선 연결이 확립될 때 "작동"("active")된다. 작동 핸드셋은 오프 훅(전화 호출을 처리하는)이 되거나 온 훅(전화를 처리하는 것이 아니고 여전히 작동되는)이 될 수도 있다. 비작동 핸드셋은 핸드셋에 전력이 공급되고 베이스 유닛과 로크(lock)되어 동기화되기 까지 베이스 유닛으로부터 호출이나 데이터를 수신할 수 없다. 핸드셋은 회선이 여러 가지 이유로 단절될 때면 언제나 비작동적이 된다. 예를 들어, 회선은 핸드셋과 베이스 사이의 거리가 너무 커지거나, 그 둘 사이에 오는 방해물이 있기 때문이거나; 또는 베이스 유닛에서의 AC전력 손실 때문이거나, 핸드셋 배터리가 방전되거나 제거되었기 때문에 단절 될 수도 있다. 부가적으로, 오프 훅/온 훅에 스위칭되는 핸드셋의 정상 "온/오프" 버튼 외에, 주 전력 스위치가 핸드셋에 모든 전력이 오프되게 스위칭하여 회선이 단절되게 할 수 있고, 그리하여, 베이스 유닛과 TDMA 통신하기 위한 핸드셋이 비작동적이 되게 할 수 있다. 비작동적이 된 핸드셋은 통신이 재개될 수 있기 전에 베이스 유닛과 회선을 확립(또는 재확립)해야 한다. 이것은 일반적으로 특정한 핸드셋에 대한 전용 TDMA 구간 데이터 슬롯 동안에, 다운 회선이나 순방향 채널(forward channel)이 베이스 유닛으로부터 로크되고, 복귀 채널 회선이나 업 회선이 핸드셋에서 베이스 유닛으로 재전송되고 베이스 유닛에 의하여 로크되는 것을 요구한다. 베이스 유닛으로부터 핸드셋으로 송신되는 신호나 데이터 메시지는 순방향 신호로 언급될 수 있고, 핸드셋으로부터 베이스 유닛으로 송신되는 신호나 데이터 메시지는 복귀 신호로 언급될 수 있다.
위에서 설명한 것처럼, 유효 전력 사용은 핸드셋이 일반적으로 배터리를 전력으로 하기 때문에 무선 전화 시스템에서 중요하다. 그러므로, 하나의 실시예에서, 본 발명은 단일 채널에 의해서 베이스 스테이션에 다중 트랜시버를 연결하기 위한 프로토콜과 TDMA 시스템을 포함한다. 특히, 시스템(100)은 아래에서 더 세부적으로 기술된 것처럼, 각 작동 핸드셋이 대부분의 TDMA 구간 동안에 감시 계기 기능(즉, 데이터를 송신하지 않거나 수신하지 않는 상태, 그러므로 배터리(123) 같은 핸드셋 배터리로부터 많은 배터리 전력을 사용하지 않는 상태)을 제외한 "오프"에 있고, 자신의 할당 시간 슬라이스나 슬롯 동안에만 "온" 되기 때문에, 전력이 효과적으로 사용되어 지도록 하는, 아래에서 세부적으로 기술된 것과 같은 디지털 TDMA 구성을 사용한다. 하나의 실시예에서는, 단 하나의 시계와 미리 결정된 슬롯 시간에 CPU를 작동시키기에 충분한 감시 계기 회로나 연상 타이머(associated timer)에 전력이 온 된 채 남아있는 동안에는, 적어도 CPU와 트랜시버(수신기와 송신기) 유닛에 전력을 오프하는 스위칭에 의해 핸드셋은 전력이 오프된다.
그러나, TDMA 같은 시분할 다중화(TDM) 기술의 사용 및, 자신의 시간 슬롯 동안에만 각 트랜시버(핸드셋)를 스위칭 온 하는 것은 여러 가지 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 신호가 기지국(110)으로부터 핸드셋 중 하나로 송신될 때를 감지하기 위하여 핸드셋은 RF 에너지 검출기를 사용하기 때문에, 하나의 핸드셋을 위한 통신은 다른 핸드셋을 작동시켜서 다른 핸드셋에서 불필요한 배터리(123)가 소모되게 할 수 있다. 그러므로, 본 발명에서, 핸드셋은 조심스럽게 동조되어서 각 핸드셋이 자신의 시간 슬롯에서의 송신을 단지 "청취"만 한다.
이제 도 2를 언급하면, 도 1의 TDMA 시스템(100)의 TDMA 구성 필드로 본 개략도(200)가 도시된다. 필드(210)는 하나의 TDMA 구성 필드인데, 데이터 패킷 구조(220)와 오디오 패킷 구조(230)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 디지털 데이터의 2ms 필드(210)는 총 9개의 패킷, 즉, 데이터 패킷(220)과 오디오 패킷(230) 같은 8개의 오디오 패킷을 포함한다. 각 데이터 패킷은 다른 핸드셋이 시스템 데이터 채널 상에 데이터를 송신하거나 수신하지 않는 시간 동안에 분리된 시간 슬라이스 중에, 베이스 유닛로부터 주어진 핸드셋으로 송신되거나 또는 역으로 송신되는 한 세트의 데이터이다. 각 오디오 패킷은, 다시 시스템 데이터 채널 상에서 다른 핸드셋이 데이터를 송신하거나 수신하지 않는 시간, 전 "구간" 구성에서 주어진 시간 슬라이스 동안에, 베이스 유닛(110)으로부터 주어진 핸드셋(120i)으로 송신되거나 또는 역으로 송신되는 한 세트의 오디오 데이터이다. 도 2에서 도시되어진 상기 데이터 패킷(220)은 아래에서 세부적으로 기술되는, (또한 "서명 패킷"이라 불리는) 동기 데이터 메시지로서 작용한다.
"오프"와 "온" 상태는 모두 작동 중인 핸드셋, 즉 회선이 이미 확립되어진 핸드셋의 사이클 부분이라는 것이 인식되어질 것이다. 오프 훅인, 작동 핸드셋은 단지 TDMA 구간의 부분 동안에만 "온"됨으로써 사용하는 전력을 보존한다. 그러므로, 오프 훅인, 작동 핸드셋은 오디오와 데이터를 모두 수신하고 송신하기 위한 각 TDMA 구간 동안에 미리 결정된 데이터와 오디오 시간 슬롯에서 전력이 온 된다. 온 훅(또는 슬리프 모드)인, 작동 핸드셋은 핸드셋이 심지어 더 많은 TDMA 구간에서 오프되는 "슬리프 모드"를 입력함으로써 심지어 더 많은 전력을 보존한다. 슬리프 모드에서, 핸드셋은 핸드셋이 호출을 수신하기 위해 "오프 훅"이 되어야 하는 착신 전화 호출(incoming phone call) 같은 착신 데이터, 또는 사용자를 위해 국부적으로 디스플레이하기 위한 착신 호출자 ID 정보를 알아차리기 위하여, 정기적으로만 즉, 할당된 수신 데이터 슬롯 동안인, 각 TDMA 구간마다 하나 또는 몇몇 TDMA 구간마다 하나로만 나타난다. 오프 훅 또는 온 훅(슬리프 모드) 중 어느 한 쪽의 작동 모드(active mode)에서는, 핸드셋은 전체 TDMA 사이클 동안에 전력이 온 되는 것이 아니고, 전력을 보존하기 위해서, 전 사이클 중 일부 동안만 전력이 온 된다; 그러나, 핸드셋이 어떠한 오디오 패킷 슬롯 동안이나 심지어는 각 구간마다의 데이터 패킷 슬롯 동안에 나타날 필요가 없기 때문에, 핸드셋이 온 훅(즉, 슬리프 모드에서)일 때 더 많은 전력이 절감된다.
도시된 것처럼, 각 형태의 패킷은 다양한 하위 필드나 구역을 포함한다. 예를 들어, 데이터 패킷(220)은 패킷 동기 바이트 필드(packet sync bytes field)(229), 4 비트 슬롯 번호 필드(226), 4 비트 전력 레벨 필드(227), 반복 동기 필드(228), 순방향 오류 정정(FEC: forward error correction) 필드(222), 및 보호 시간 필드(223)를 포함한다. 데이터 패킷(220) 안의 데이터는 베이스 유닛과 특정 핸드셋 사이에서 통신하기 위하여 사용되고, 아래에서 더 기술된 것처럼, 호출자 ID 형태 정보, 범위 및 전력 정보 기타 등등 같은 다양한 형태의 정보를 포함한다.
오디오 패킷(230)은 오디오 패킷 헤더(231)와, 순방향 오류 정정(FEC) 데이터 구역(232), 및 보호 시간(233)을 포함한다. 예를 들어, 오디오 패킷 헤더(231)는 (핸드셋 같은) 오디오 패킷, 구간 내의 현재 위치(current place) 기타 등등을 확인하는 정보를 포함한다.
하나의 작동 모드에서, 각 작동적, 오프 훅인 핸드셋은 핸드셋이 오디오 데이터를 수신하기 위해 할당된 구간의 각 시간 슬라이스동안 16개 4비트 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM: adaptive differential pulse code modulation) 샘플을 수신하고, 핸드셋이 오디오 데이터를 송신하기 위한 할당된 구간의 각 시간 슬라이스 동안 베이스 유닛에 16 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 샘플을 송신한다. 또 다른 작동의 모드에서, 샘플의 수는, 각 샘플의 품질을 2 비트 샘플의 품질로 떨어뜨림으로써, 시간 슬라이스 당 32개로 두배가 될 수 있다. 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM)및 관련된 기술적 논쟁점은, 국제 통신 협약(ITU: international telecommunication union), @http://www.itu.ch의 권고장 G.727,(12/1990)에 있는 A5-, 4-, 3- 및 2비트 샘플이 끼워진, 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM)에 상세하게 기술되어 있다. 슬리프 모드에서, 작동 핸드셋은 오디오 패킷을 수신하거나 송신하기 위해서 일어나지 않는다.
그러므로, 오디오 패킷(230)은 또한 16개 4비트 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 샘플(고품질), 또는 32개 2비트 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 샘플(저품질)을 각각 포함하는, 주요한 64비트 "오디오 데이터" 부분을 포함한다. 이해할 수 있는 것처럼, 2ms 필드를 위해서, 고품질(오디오 패킷이나 시간 슬라이스 당 16 4비트 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM) 샘플)은 32Kbps 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM)(디폴트 오디오 데이터)를 제공하고, 저품질(오디오 패킷당, 2개의 핸드셋 사이에 공유된 32개 2비트 샘플)은 16 Kbps를 제공한다.
아래에서 더 세부적으로 기술된, 본 발명에서, 동기 데이터 메시지는 회선을 확립하거나 재확립하기 위하여 비작동 핸드셋, 또는 적당한 복귀 채널 전력 레벨을 계속적으로 유지하기 위하여 비작동 핸드셋에 의해 사용되어 질 수 있는 전력 레벨 정보를 포함한다.
TDMA 구성(200)은 일단 이미 베이스 유닛(110)과 회선이 확립되면, 즉, 작동 상태가 되면, 주어진 핸드셋(120i)에 의해 사용되어진다. 그러나, 각 핸드셋이 독립적으로 움직일 수 있고 베이스 유닛(110)에 대해 여러 가지 물리적 장소에 있을 수 있기 때문에, 여러 가지 파라미터는 핸드셋과 베이스 유닛(110)에 의해 서로간에 회선을 확립하기 위해서 서로 동기되는 것이 필요하다. 핸드셋(120i)에 의해 확립되어야 하는 하나의 파라미터는 복귀 채널 회선이나 상향회선 상에 송신하기 위한 적당한 전력 레벨이다.
회선의 확립(또는 재확립) 동안에, 본 발명이 없다면, 핸드셋(120i)은 베이스 유닛(110)으로부터 신호나 다운회선을 수신하고 동기할 수 있다. 데이터 패킷(220) 같은 동기 데이터 메시지의 이러한 다운회선은 특정 핸드셋에 할당된 TDMA 구간의 적당한 데이터 슬롯 동안에 수신된다. 그러나, 핸드셋(120i)이 회선(복귀 채널 회선, 또는 상향회선)을 완료하기 위해서 RF 신호로 응답할 때에, 회선이 확립될 수 있기 전에 적당한 전력 레벨에서 응답해야 한다. 본 발명이 없다면, 핸드셋(120i)은 여러 가지 반송파 오프셋(carrier offset), 전력 레벨, 및 다른 파라미터 및 순열을 포함하는, 수 천 또는 그 이상이 될 수 있는 여러 가지 파라미터 조합을 해야한다. 베이스 유닛(110)이나 핸드셋(120i)으로부터 송신을 위한 전력 레벨은 예를 들어, 1㎽로부터 1W까지 바꿀 수 있다. 이러한 과정은 회선을 확립할때 수 초 정도의 지연을 야기할 수 있고, 복귀 채널 회선동안에 핸드셋(120i) 에 의해 아주 큰 전력이 송신될 때에 베이스 유닛(110)을 포화시킬 수 있어서, 착신 신호의 디지털 스펙트럼이 훼손되게 한다. 이것은 또한 너무 높은 전력 레벨이 사용될 때에 핸드셋 배터리(123) 전력을 소비한다.
본 발명은 신호의 동작 범위 때문에 신호 강도에서 변화의 트랙킹(tracking)이나 로킹(locking)으로 돕는 독립적인 자동 이득 제어(AGC: automatic gain control)를 사용한다. 그러나, 자동 이득 제어는 일반적으로 예를 들어, 100㏈의 동작 범위를 가질 수 있는, 본 시스템(100) 같은 매우 넓은 작동 범위로 시스템 상에 추적할 수 없다. 아래에서 기술된 것처럼, 본 발명은 자동 이득 제어만을 사용함으로 가능한 것보다는 훨씬 더 넓은 작동 범위가 시스템에서 처리되고 추적되도록 한다.
본 발명에서는, 베이스 유닛(110)은 동기 데이터 메시지 전력 레벨 정보를 포함한다. 이것은 비작동 핸드셋에 의해 검출되어지고 회선을 확립하기 위해서 사용되어지거나, 또는 작동중인 핸드셋에 의해서 검출되어지고 그 때문에 적당한 전력 레벨을 유지하기 위해서 사용되어진다. 지금 도 3에서 언급한 것처럼, 본 발명의 실시예에 따라서, 도 1의 시스템(100)의 작동 방법(300)을 도시하는 흐름도를 도시한다.
핸드셋(120i)이 비작동적 일 때, 베이스 유닛(110)은 특정 핸드셋을 위한 적당한 TDMA 구간 데이터 동안에, 연속적으로 고 전력 레벨에서 동기 데이터 메시지를 다운회선 하도록 시도하기 위해 정기적으로 송신한다. 하나의 실시예에서, 핸드셋(120i)이 비작동적일 때에, 베이스 유닛(110)은 가장 낮은 전력 레벨에서 시작하여, 사이클이 반복된 후에 최대치에 도착할 때까지 각 연속적인 데이터 패킷(220)이 연속적으로 더 높은 전력 레벨에서 송신되게끔, TDMA 구간 당 한번, 데이터 패킷(220) 같은 동기 데이터 메시지를 송신한다. 선택적인 실시예에서, 핸드셋(120i)이 비작동적일 때, 베이스 유닛(110)은 몇몇 TDMA 구간마다, 즉, 각 제 4번째 TDMA 구간 마다 한번 동기 데이터 메시지(220)를 송신한다.
하나의 실시예에서, 이 사이클동안 베이스 유닛(110)은 회선이 확립되지 못하고 (예를 들어, 핸드셋(120i)이 범위 밖이거나 배터리 전력이 소진일 수 있다.) 최대 출력이 사용된 후에 사이클이 반복될 때까지나, 회선이 확립될 때까지 20dB 단계로 출력을 연속적으로 높인다. 베이스 유닛(110)은 동기 데이터 메시지 내에 현재 동기 데이터 메시지의 송신 전력 레벨에 대한 정보를 포함한다. 그러므로, 동기가 얻어질 때까지, 베이스 유닛(110)은 다음 동기 데이터 메시지(순방향 패킷이나 순방향 데이터 메시지)로 전력 레벨을 인코딩하고 나서 현재 전력 레벨으로 송신한다(단계 301, 302). 복귀패킷이 최종적으로 수신될 때 동기가 달성되고(단계 303, 304), 하지만 수신되지 않는다면, 베이스 유닛(110)은 현재 전력 레벨이 최대치에 있는지 확인하기 위해서 체크한다(단계 305). 만약 그렇다면, 전력 레벨은 최저 레벨에서 초기화되고 복귀 패킷이 최종적으로 수신될 때까지 사이클을 반복한다(단계 306). 만약 그렇지 않다면, 전력 레벨은 2 다음 더 높은 전력 레벨에 증가되고 사이클은 복귀 패킷이 최종적으로 수신될 때까지 반복된다(단계 306).
핸드셋(120i)이 연결되기 위해 시도되고 작동상태가 될 때에, 마침내 적당한 전력 레벨을 구비하는 다운회선 동기 데이터 메시지 중 하나에 로크(lock on) 될 것이다(단계 311). 상기 메시지로부터, 핸드셋(120i)은 메시지가 베이스 유닛(110)에 의해 송신되는 전력 레벨 필드(227)의 4비트로부터 결정될 수 있다(단계 312). 그러고 나서 핸드셋(120i)은 복귀 채널 회선이나 상향회선에 대해 자신의 전력 레벨을 적당하게 설정하기 위한 이러한 끼워 넣은 전력 레벨 정보를 사용하고, 그 후 성공적으로 로크된 순방향 패킷으로부터 판독된 현재 순방향 패킷 전력 레벨에 따라 설정되는 전력 레벨에서 복귀 패킷을 송신한다(단계 313, 314). 이것은 너무 많은 RF 전력으로 베이스를 포화시키는 것을 방지하고 또한 핸드셋(120i) 배터리를 보존한다.
초기 회선이 복귀 채널 회선이 다운회선에서 끼워진 전력 레벨 정보를 사용한 곳에 확립되면, 미세 동조 범위는 그 후에 AGC 레벨 정보를 바꾸는 핸드셋과 베이스 양쪽에 의해서 이루어지고 굳건한 회선을 유지하기 위해서 사용하는 최적 전력 레벨을 확립할 수 있다.
그러므로, 본 발명에서, TDMA 구성(200)은 특정 핸드셋이 비작동일 때면 언제나 동기 데이터 메시지로서 데이터 패킷(220)을 송신하기 위해 사용되어진다. 특정 핸드셋(120i)이 비작동적(회선은 현재 확립되지 않는)일 때, 베이스(110)는 다음 정보, 즉
1. 2개의 데이터 패킷 동기 바이트{패킷 동기 바이트 필드(229)};
2. 슬롯 정보를 구비한 4비트 워드{슬롯 번호 필드(226)};
3. 송신된 4비트 워드 지정 전력 레벨{전력 레벨 필드(227)}; 및
4. 개시에 잠겨진 핸드셋(120i) 로킹 핸드셋(120i)을 지원하기 위한, 잉여 동기 정보 바이트{반복 동기 필드(228)}를 담는, 동기 데이터 메시지(220)를 주기적으로 송신한다.
본 발명은 이러한 3개의 루프나 블록과 결합된 복조 파라미터와 상태를 독립적으로 추적하기 위하여 독립 AGC, 반송파 트랙킹 루프(CTL: carrier tracking loops), 및 각 회선용의 등화기 루프(equalizer loop)를 이용한다. 동기를 허용하거나 개선시키기 위해서 조정되는 이러한 3개의 루프와 결합된 상기 상태와 파라미터는 일반적으로, 복조 파라미터로서, 본 명세서에서 언급된다. 각 핸드셋은 독립적으로 움직이고 잠재적으로 유일한 위치에 있기 때문에, 여러 가지 파라미터가 적당한 전력 레벨을 포함하여, 그 핸드셋을 위한 시간 슬라이스의 시작에서 각 핸드셋과 동기화하기 위해서 베이스 유닛(110)에 의해 필요하게 된다. 그러므로, 동기 데이터 메시지에 포함되는 전력 레벨 정보는 또한 연속적으로 자신의 전력을 갱신하고 회선을 유지하기 위해 이미 작동적인 핸드셋에 의하여 사용될 수 있다.
따라서, 핸드셋(120i)이 작동적이지만 슬리프 모드에 있을 때에는, 핸드셋(120i)은 주기적으로 채널을 알아채고, 즉, 송신된 동기 데이터 메시지(220)에 로크하고, 타이밍 동기를 맞추고 성공적으로 시스템을 로크하는 것은 처리하는 베이스 전송전력을 저장한다. 이러한 알아챔은 특정 핸드셋에 할당되는 TDMA 구간 데이터 슬롯 동안 각 구간마다 한번 행하여질 수 있는 때 즉, 몇 구간은 건너뛰게 되고 단지 몇몇 구간마다 인식하게 된다. 비작동 핸드셋에 관해 위에서 기술한 것처럼, 핸드셋이 슬리프 모드(즉, 작동적이나 온 훅상태인)에 있을 때, 베이스 유닛(110)은 TDMA 구간마다 또는 몇몇 TDMA 구간마다 한번 동기 데이터 메시지(220)를 송신한다. 회선이 이미 확립되고 적당한 전력 레벨이 다운회선과 복귀 채널 회선 양쪽 모두에 알게되기 때문에, 회선 각 측의 전력 레벨에서 어떠한 변화도 통신 채널이 변화가 없다면 발생할 필요가 없다. 예를 들어, 슬리프 모드동안에, 핸드셋(120i)이 베이스 유닛(110)으로부터 더 멀리 이동한다면, 핸드셋(120i)은 너무 약하게 얻은(SNR 임계 아래로 떨어져 시작하는) 수신 신호로부터 인식될 수 있어서 자신의 송신의 전력 레벨이 증가되는 것이 필요하다. 끼워 넣은 전력 레벨 정보로부터, 베이스 유닛(110)으로부터 수신된 너무 약한 신호의 전력 레벨을 알기 때문에, 핸드셋은 자신의 전력 레벨이 얼마나 증가하는지 결정하기 위한 이러한 전력 레벨 정보를 사용할 수 있다. 핸드셋(120i)은 또한 베이스 유닛(110)에 전력 레벨이 증가할 것이 필요가 있음을 통보할 수 있다. 비슷한 조절은 전력 레벨이 너무 높아지고 포화가 발생하기 시작하면 이루어질 수 있다.
베이스(110)의 전력이 너무 낮아서 신호가 SNR 임계 아래로 떨어지기 때문에 회선이 잃어버리게 되거나, 또는 전력이 너무 높아서 수신기(122 또는 112) 중 하나에 포화 때문에 회선이 잃어버리게 되면, 핸드셋(120i)은 로크를 잃어버리고 위에서 기술된 초기 과정은 시작한다. 그러므로, 로크가 잃어버리게 되면, 핸드셋(120i)은 베이스 유닛(110)으로부터 다른 전력 레벨 신호를 기다린다. 베이스 유닛(110)은 마침내 핸드셋(120i)으로부터 기대된 승인 메시지를 수신하지 않을 때 로크가 잃어버리게 되었음을 알아차리고, 위에서 기술된 것처럼 전력 레벨의 순서를 통하여 사이클을 시작한다. 하나의 실시예에서, 최저 전력 레벨으로부터 새로이 시작하는 것 대신에, 로크를 잃어버리게 된다면, 베이스 유닛(110)은 가장 마지막으로 사용된 전력 레벨에서부터 시작하여, 각 연속적인 동기 데이터 메시지(220)로 단계를 상승시키기 시작하여 최대 전력이 도착될 때, 사이클이 최저 전력 레벨에서 다시 시작된다.
본 발명은 많은 장점을 제공한다. 첫 번째, 복귀 채널 회선을 위한 정확한 전력 레벨이 초기화되기 전에 공지되기 때문에, 비교적 빠른 회선 확립이나 재확립 을 제공한다. 두 번째, 대부분의 경우에서는, 핸드셋이 회선이 확립 가능한 적당한 합리적인 전력 레벨에서 복귀 채널 회선을 초기화시킬 것이기 때문에, 핸드셋 배터리 전력은 보존된다.
일 예로, 전력 레벨(1)이 가장 약하고 전력 레벨(10)은 최대 전력 레벨으로 베이스 유닛(110)과 핸드셋(120i) 모두에 대해 10개 전력 레벨을 사용한다고 가정해보자. 적당한 전력 레벨이 다른 요소가 적당한 전력 레벨에 영향을 미침에도 불구하고, 기본적으로 베이스 유닛(110)과 핸드셋(120i) 사이의 거리의 기능이다. 상기 예에서, 핸드셋(120i)이 베이스 유닛(110)으로부터 대략 50 피트(15m) 멀리 위치해있고, 베이스 유닛(110)으로 회선을 재확립하는 것이 필요하다고 가정해보자. 이것은 예를 들어, 핸드셋(120i)이 모든 전력이 없어진 후에 작동되거나 전력이 상승할 때의 경우가 될 것이다. 핸드셋(120i)에 할당된 TDMA 시간 슬롯에서, 베이스 유닛(110)은 점점 높아지는 전력 레벨에서 연속적인 동기 데이터 메시지를 송신한다. 베이스 유닛(110)은 적당한 메시지가 핸드셋(120i)으로부터 다시 수신될 때까지, 10개 전력 레벨 각각에서 최고 10개의 그러한 메시지를 상승하여 송신한다. 전력 레벨(5)이 충분하고 핸드셋(120i)과 베이스 유닛(110) 사이의 거리와 경로로 주어진 적당한 전력 레벨을 추정해보자. 많은 문맥에서, 다운회선에 적절한 전력 레벨은 복귀 채널 회선에 적절한 레벨과 동일하다고 가정할 수 있다. 그러므로, 베이스 유닛(110)이 제 5 동기 데이터 메시지를 송신할 때에, 핸드셋(120i)은 이러한 데이터 메시지를 로크시킬 것이고 또한 끼워 넣은 전력 레벨 정보로부터 전력 레벨(5)이 적절한 전력 레벨로 사용되었을지를 결정할 것이다. 회선을 완성하기 위한 승인 메시지를 되돌려 보낼 때에, 핸드셋(120i)은 적당한 전력 레벨이 될 것 같은, 전력 레벨(5)에서 응답할 것이다.
선택적인 실시예에서, 10개 이상의 전력 레벨이 있을 수 있고, 베이스 유닛(110)과 핸드셋(120i)에 이용할 수 있는 최대 전력 레벨과 전력 레벨의 수는 동일하게 될 필요가 없다. 그러므로, 일반적으로, 핸드셋(120i)은 베이스 유닛(110)에 의해 송신되고, 핸드셋이 로크하는 메세지내에서 끼워진 전력 레벨 정보에 기초되는 자신의 초기 전력 레벨을 설정한다. 예를 들어, 역으로 베이스/핸드셋 송신에 대해 평균적으로, 전력의 두 배만큼 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에서, 전력 레벨(8)이 베이스 유닛(110)에 의해 사용되어진다면, 핸드셋(120i)은 예를 들어, 전력 레벨(4)(선형적 전력 레벨 단계를 추정하여)을 사용할 것이다.
윗 글에서 기술된 것처럼 무선 전화 시스템의 디지털 통신에 부가하여, 본 발명은 또한 예를 들어, BPSK, QPSK, CAP 및 QAM 뿐만 아니라 미국에서 사용하기 위해 제안된 대 연맹 고선명 텔레비젼(HDTV: high definition television)에 의해 사용된 것 같은 VSB 변조 시스템에 적용 가능하다. 당업자는 바람직한 변조 구성에 대해 공지된 송신기 변조 시스템을 적용하기 위하여 어떤 디자인 변화가 요구된다는 것을 인식할 것이고, 바람직한 변조 구성과 작동하기 위하여 도시된 요소를 어떻게 디자인 할 것인가 이해할 것이다.
당업자는 본 발명의 원리에 따라 위에서 기술된 무선 시스템이 베이스 유닛(110)이 셀룰러 전화 네트워크에서 셀 중의 하나의 기능을 제공하는 기지국을 나타내는 셀룰러 시스템일 수 있다는 것을 인식할 것이다.
본 발명의 특성을 설명하기 위해서 위에서 기술되고 도시된 부분의 상세 사항, 재질, 및 배열의 여러 가지 변화가 다음 청구항에 있어서 본 발명의 원리와 범위로부터 벗어남이 없이 당업자에 의해 만들어 질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 제 2 트랜시버와 통신하기 위한 트랜시버에 있어서,
    상기 제 2 트랜시버에 의해 송신되는 순방향 데이터 메시지를 수신하고 로크하는 수신기(a)로서, 상기 순방향 데이터 메시지는 상기 순방향 데이터 메시지가 상기 제 2 트랜시버에 의해 송신되는 순방향 전력 레벨을 확인하는 순방향 전력 레벨 정보를 포함하는, 상기 수신기와(a),
    상기 순방향 전력 레벨 정보에 따라 결정된 복귀 전력 레벨에서 복귀 데이터 메시지를 상기 제 2 트랜시버에 송신하는 송신기(b)에 의한 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수신기와 송신기에 전력을 공급하기 위한 배터리에 의한 것을 더 특징으로 하는 트랜시버.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 복귀 전력 레벨은 상기 순방향 전력 레벨과 대략 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 트랜시버는 제 1 무선 핸드셋의 핸드셋 트랜시버이며,
    상기 제 2 트랜시버는 베이스 유닛의 베이스 트랜시버이고,
    상기 제 1 무선 핸드셋과 상기 베이스 유닛은 다수의 다른 무선 핸드셋을 더 포함하는 무선 전화 시스템의 일부인데, 각 핸드셋은 상기 베이스 트랜시버를 경유하여 상기 베이스와 공유된 채널상에서 무선 회선을 확립시키기 위해 핸드셋 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 무선 회선은 각 핸드셋이 핸드셋에 시간 슬롯을 할당하는 TDMA 구성의 독점적인 시간 슬롯 동안에 통신되는, 시분할 다원 접속(TDMA: time-division multiple access)인 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 순방향 데이터 메시지는 통신회선이 확립되기 전에 상기 제 2 트랜시버에 의해 송신되는 다운회선 데이터 패킷을 포함하고, 상기 복귀 데이터 메시지는 상기 트랜시버가 상기 순방향 신호와 로크한 후 상기 트랜시버에 의해 송신된 복귀 채널 회선 데이터 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 트랜시버는 제 1 무선 핸드셋의 핸드셋 트랜시버이고, 상기 제 2 트랜시버는 베이스 유닛의 베이스 트랜시버이며, 상기 통신 회선이 상기 베이스 트랜시버와 상기 핸드셋 트랜시버 사이에 확립되지 않을 때, 상기 핸드셋 트랜시버는 최대 전력 레벨이 도달될 때까지 연속적으로 더 높은 전력 레벨에서 연속적인 다운회선 데이터 패킷을 주기적으로 송신하고, 각 연속적인 다운회선 데이터 패킷은 각 상기 연속적 다운회선 데이터 패킷이 송신되는 상기 전력 레벨을 확인하기 위한 전력 레벨 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 순방향 메시지는 상기 순방향 전력 레벨 정보를 포함하는 다중 비트 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜시버.
  9. 수신기와 송신기를 구비하는 트랜시버에 제 2 트랜시버와 통신하는 방법에 있어서,
    수신기로 상기 제 2 트랜시버에 의해 송신된 순방향 데이터 메시지를 수신하고 로크하는 단계(a)로서, 상기 순방향 데이터 메시지는 상기 순방향 데이터 메시지가 상기 제 2 트랜시버에 의해 송신된 순방향 전력 레벨을 확인하는 순방향 전력 레벨 정보를 포함하는, 상기 수신 및 로크 단계(a)와,
    송신기로 상기 순방향 전력 레벨 정보에 따라 결정된 복귀 전력 레벨에서 상기 제 2 트랜시버에 복귀 데이터 메시지를 송신하는 단계(b)에 의한 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 트랜시버 배터리로 상기 수신기와 송신기에 전력을 공급하는 단계에 의한 것을 더 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 복귀 전력 레벨은 상기 순방향 전력 레벨과 대략 동일하다는 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 트랜시버는 제 1 무선 핸드셋의 핸드셋 트랜시버이고,
    상기 제 2 트랜시버는 베이스 유닛의 베이스 트랜시버이고,
    상기 제 1 무선 핸드셋과 상기 베이스 유닛은 다수의 다른 무선 핸드셋을 더 포함하는 무선 전화 시스템의 일부인데, 각 핸드셋은 상기 베이스 트랜시버를 경유하는 상기 베이스 유닛으로 공유된 채널상 무선 회선을 확립하기 위한 핸드셋 트랜시버를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 무선 회선은 각 핸드셋이 핸드셋에 시간 슬롯을 할당하는 TDMA 구성의 독점적인 시간 슬롯 동안에 통신되는, TDMA 회선인 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 송신하는 방법.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 순방향 데이터 메시지는 통신회선이 확립되기 전에 상기 제 2 트랜시버에 의해 송신되는 다운회선 데이터 패킷을 포함하고, 상기 복귀 데이터 메시지는 상기 트랜시버가 상기 순방향 신호와 로크한 후에 상기 트랜시버에 의해 송신되는 복귀 채널 회선 데이터 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 송신하는 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 트랜시버는 제 1 무선 핸드셋의 핸드셋 트랜시버이고, 상기 제 2 트랜시버는 베이스 유닛의 베이스 트랜시버인데, 상기 핸드셋 트랜시버로, 통신회선이 상기 베이스 트랜시버와 상기 핸드셋 트랜시버 사이에 확립되지 않을 때, 최대 전력 레벨이 도달될 때까지 연속적으로 더 높은 전력 레벨에 연속적인 다운회선 데이터 패킷을 주기적으로 송신하는 단계를 더 포함하는데, 각 연속적인 다운회선 데이터 패킷은 상기 각 연속적인 다운회선 데이터 패킷이 송신되는 상기 전력 레벨을 확인하기 위한 전력 레벨 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  16. 제 9항에 있어서, 상기 순방향 데이터 메시지는 상기 순방향 전력 레벨 정보를 포함하는 다중 비트 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제 2 트랜시버로 통신하는 방법.
  17. 무선 전화 시스템에 있어서,
    베이스 트랜시버를 구비하는 베이스 유닛(a)과
    다수의 무선 핸드셋(b)으로서, 각 핸드셋은 상기 베이스 유닛과 무선 회선을 확립하기 위한 핸드셋 트랜시버를 포함하고, 상기 핸드셋 트랜시버는:
    상기 베이스 트랜시버에 의해 송신되는 순방향 데이터 메시지를 수신하고 로크하기 위한 수신기(1)로서, 상기 순방향 데이터 메시지가 상기 베이스 트랜시버에 의해 송신되는 상기 순방향 전력 레벨을 확인하는 순방향 전력 레벨을 포함하는 수신기(1)와 상기 순방향 전력 레벨 정보에 따라 결정된 복귀 전력 레벨에서 복귀 데이터 메시지를 상기 베이스 트랜시버에 송신하는 송신기(2)를 포함하는 상기 다수의 무선 핸드셋(b)에 의한 것을 특징으로 하는 무선 전화 시스템.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 복귀 전력 레벨은 상기 순방향 전력 레벨과 대략 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 전화 시스템.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 순방향 데이터 메시지는 통신 회선이 확립되기 전에 상기 베이스 트랜시버에 의해 송신되는 다운회선 데이터 패킷을 포함하고, 상기 복귀 데이터 메시지는 상기 트랜시버가 상기 순방향 신호와 로크된 후에 상기 트랜시버에 의해 송신되는 복귀 채널 회선 데이터 패킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전화 시스템.
  20. 제 17항에 있어서, 통신 회선이 상기 베이스 트랜시버와 소정의 핸드셋 트랜시버 사이에 확립되지 않을 때, 상기 핸드셋 트랜시버는 최대 전력 레벨이 도달될 때까지 연속적으로 더 높은 전력 레벨에 연속적인 다운회선 데이터 패킷을 주기적으로 송신하고, 각 연속적인 다운회선 데이터 패킷은 각 상기 연속적인 다운회선 데이터 패킷이 송신되는 상기 전력 레벨을 확인하는 전력 레벨 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 전화 시스템.
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