KR20010014223A

KR20010014223A - 셀룰라 씨디엠에이-시스템의 섹터화

Info

Publication number: KR20010014223A
Application number: KR1019997012310A
Authority: KR
Inventors: 칼슨조나스; 런드스죄조한; 오베스죄프레드릭
Original assignee: 에를링 블로메, 타게 뢰브그렌; 텔레폰아크티에볼라게트 엘엠 에릭슨
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2001-02-26
Also published as: SE9702408D0; CN1268277A; CA2294224A1; EP0992169A1; WO1998059512A1; AU8044098A; JP2002508905A; AU742161B2; SE9702408L

Abstract

본 발명은 셀룰라 CDMA-시스템의 섹터화에 관한 것이다. CDMA-시스템에 있어서, 각 섹터화된 셀(CELL)은 겹치는 구역들을 가지는 다수의 안테나 섹터들(AS1-AS8)을 포함하고 있다. 각 셀은 다수의 적어도 두 가지 상이한 파일롯 채널들(P1, P2)로 할당된다. 공통의 겹치는 구역을 가지는 두 개의 안테나 섹터들은 같은 파일롯 채널을 이용하도록 허락되지 않는다. 어떤 공통의 겹치는 구역도 가지지 않는 적어도 두 개의 안테나 섹터들에 의해서, 상기 파일롯 채널들(P1, P2) 중 적어도 하나는 셀 내에서 재사용된다. 상기 같은 파일롯 신호를 사용하는 안테나 섹터들은 논리 섹터(LS1, LS2)로 구성된다. 이동국은, 하나 이상의 논리 섹터들내의 하나 이상의 안테나 섹터들을 사용함으로써, 셀내의 기지국과 통신할 수 있다. 이동국이, 동일한 논리 섹터내의 다수의 안테나 섹터들 내에서 기지국과 통신하면, 어떤 소프터 핸드오프도 안테나 섹터들 사이에서 요구되지 않는다.

Description

셀룰라 씨디엠에이-시스템의 섹터화{SECTORIZATION OF CELLULAR CDMA-SYSTEM}

CDMA-시스템에 있어서, 모든 유저(user)들은 동일 주파수 대역을 사용하여 일제히 신호들을 송신한다. 이 시스템에 있어서의 주국과 제2 국간의 개별접속은, 통신용 채널들을 사용하는데, 이 채널들은 분할된 확산 코드들에 의해서 규정된다. 주국은 기지국일 수 있고, 상기 제2 국은 이동국일 수 있다. 몇몇 정보는 셀내의 모든 이동국들에 도달되어야 한다. IS95-규격에 따른 CDMA-시스템에 있어서, 셀내의 모든 이동국은 특정 제어 채널 및 파일롯 채널을 수신한다. 파일롯 채널은, 특정 확산코드를 가지며, 트래픽 채널(traffic channel)들과 같은 주파수 대역을 이용한다. 상기 시스템에 있어서, 각 셀은 파일롯 채널들을 송신하고, 모든 셀들에 있어서의 파일롯 채널들은 상이한 확산 스펙트럼 코드 페이즈 오프셋 값(spread spectrum code phase offsets)을 가지는 동일 코드를 사용하는데, 이는 파일롯 채널들을 구분되도록 한다.

상기 파일롯 채널은, 이동국에 초기 시스템 동기화를 제공하도록 사용된다. 동기화 후에, 이동국은, 상기 파일롯 채널을, 기지국으로부터의 다른 신호들에 대한 복조를 위해 코히런트 캐리어 페이즈 기준(coherent carrier phase reference)으로 사용한다. 또한, 핸드오프(handoff)가 필요한지를 나타내는, 이동국에 의해 수행되는 전력측정 시에 상기 파일롯 채널을 사용한다. 이동국은, 다운링크(downlink)시, 수신 된 신호들의 코히런트 복조(coherent demodulation)를 수행한다. 이는, 기지국에서 송신한 파일롯 채널을 이용하여, 채널 특징들을 추정하는 것이다. 이때, 채널 추정은 셀내 트래픽 채널들의 채널 특징에 상응한다고 할 수 있다. 따라서, 트래픽 채널 및 파일롯 채널이 동일한 채널 특징을 가지는 것이 필수적이다.

CDMA-시스템에 있어서 용량을 증가시키고 간섭을 줄이도록, 각 셀은 섹터화될 수 있다. 이때, 각 셀은 다수의 지향성 안테나 빔(beam)들에 의해 커버된다. 하나의 안테나 빔에 의해 커버되는 구역은 이후에 안테나 섹터로 언급한다. 상기 섹터화는, 다수의 고정된 또는 고정되지 않은 안테나 빔을 발생하는 안테나 어레이들(antenna arrays) 또는 섹터 안테나(sector antenna)를 사용함으로써 이루어질 수 있다.

한 셀내의 안테나 섹터들은 겹치는 구역들을 가진다. 이동국은, 하나 이상의 좁은 안테나 빔들(narrow antenna beams), 즉 안테나 섹터들을, 이용하여 기지국과 통신함으로써, 각 이동국 만이 셀의 일부를 간섭하므로 시스템 내에서의 간섭은 감소한다.

한편, 다수의 안테나 섹터들은, 안테나 섹터들 간의 핸드오프, 이른바, 소프터핸드오프(softer handoff) 수를 증가시키게 된다. 소프터 핸드오프 상황에 있어서, 이동국은, 떠나게 될 안테나 섹터 뿐 아니라, 앞으로 사용하게 될 안테나 섹터 둘 다에 연결된다. 결국, 소프터 핸드오프를 수행하는 동안 두 개의 안테나 섹터들이 동시에 사용됨에 따라, 다수의 소프터 핸드오프들은 용량을 감소하게 한다.

트래픽 채널들은 좁은 안테나 섹터들로 송신될 수 있다. 파일롯 채널들은, 바람직하게는, 이동국 내에서 수신된 신호들의 코히런트 복조를 수행하기 위해, 트래픽 채널과 같은 안테나 섹터로 송신되어야 한다. 그러나, 파일롯 채널 및 트래픽 채널들의 채널 특징들이 겹치는 구역들 내에서 현저히 상이하기 때문에, 겹치는 안테나 섹터들 내에 같은 파일롯 채널을 송신하는 것이 불가능하다. 이는, 이동국 내에서 코히런트 복조 성능을 감소시킬 것이다.

IS95-규격에 따라, 셀들의 섹터화는 가능하다. 이때, 모든 안테나 섹터들은, 파일롯 채널들에 대해 사용된 PN-시퀀스(sequence) 내에서 상이한 페이즈 오프셋 값을 가지는 상이한 파일롯 채널들을 사용한다. 상기 시스템이 고 섹터화되고(highly sectorized), 상이한 파일롯 채널들을 모든 안테나 섹터들에 사용하려고 하면, 각 셀에 요구된 파일롯 채널들의 수는 증가할 것이다. 모든 파일롯 채널들이 동일 코드 및 상이한 오프셋 값을 사용함에 따라서, 상이한 파일롯 채널들의 수는 제한된다.

각 안테나 섹터가 그것 자신의 파일롯 채널을 사용하게 되는 고 섹터화된 CDMA-시스템에서의 단점은, 무선 통신 시스템내의 상이한 셀들에서 파일롯 채널들이 보다 자주 재 사용되어야 한다는 것이다. 재사용 간격을 낮추는 것은 채널 추정을 저하시키게 된다.

공개 특허 출원 WO 96/37969호에는, CDMA-시스템에 있어서의 파일롯 채널 송신방법이 설명되어 있다. 기지국은, 시간적으로 변화하는 방사 패턴(radiation pattern)을 사용함으로써, 즉 시간에 따라 방향을 변화하는 다소 좁은 안테나 빔을 사용하여, 이동국들에게 파일롯 채널을 송신한다. 변화하는 안테나 빔은 셀의 모든 부분들에 도착하도록 제어된다. 파일롯 채널은, 또한 서로 겹치지 않게 향하게 되는 다수의 변화 안테나 빔들로서 일제히 송신될 수 있다. 기지국은 파일롯 채널이 셀의 각 부분에 위치하는 시간을 각 이동국에 알린다.

본 방법의 단점은, 파일롯 채널을 전체 셀 커버리지 영역(cell coverage area)에 연속적으로 송신할 수 없다는 것이다. 파일롯 채널이 더 많은 신호방식(signaling)에 이르게 되는 다른 구역들로 송신될 때를 이동국들에게 알려야 한다. 다른 단점은 상기 방법이 IS95-시스템들에 제공될 수 없다는 것이다.

공개 특허 출원 WO 96/37969 호에는 CDMA-시스템에 있어서의 다른 파일롯 채널 송신 방법이 설명되어 있다. 상이한 정보를 포함하는 두 개의 상이한 파일롯 채널들이 송신된다. 제1 파일롯 채널은, 미리 정해진 방사 패턴, 이를테면 셀의 커버리지를 결정하는 전-방향성 방사 패턴(omni-directional radiation pattern)으로 송신된다. 선택여하에 따라서는, 제1 파일롯 채널을, 시간적으로 방향을 변화하는 좁은 안테나 로브(lobe)에 송신함으로써, 모든 셀을 소인(掃引)할 수 있다. 제2 파일롯 채널은 트래픽 신호와 같은 방식으로 이동국으로 향하게 되는 좁은 안테나 로브에 송신된다. 제1 파일롯 채널은 두 개의 기지국들 사이에서 핸드오프가 필요한 지를 검출하기 위해 사용된다. 제2 파일롯 채널은 트래픽 신호와 같은 안테나 로브에 송신됨으로써, 이동국 내에서 신호의 코히런트 검파(coherent detection)를 위한 페이즈 기준으로 이용될 수 있다.

이 방법의 단점은, 핸드오프의 필요성을 검출함과 아울러, 이동국에 있어서의 코히런트 검파를 위해, 두 개의 상이한 파일롯 채널이 사용된다는 것이다. 이는, 상기 방법이 IS95-규격 및 하나의 단일 파일롯 채널을 사용하는 다른 규격을 따르는 시스템에 제공될 수 없음을 의미한다.

본 발명은 셀룰라(cellular) 섹터화된(sectorized) CDMA 시스템 및 그 셀룰라 섹터화된 CDMA-시스템에 있어서의 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 각 셀(cell)을 다수의 안테나 섹터들(sectors)로 커버하고, 각 셀이 다수의 상이한 파일롯 채널들(pilot channels)을 사용하는, 셀룰라 CDMA-시스템 및 그 시스템에 있어서의 방법에 관한 것이다.

도 1은, 해결할 문제를 나타내는 예에 따른, 같은 파일롯 채널을 사용하는 7개의 안테나 섹터들로 분할된 하나의 셀을 예시하는 도면,

도 2는, 종래의 기술에 따른, 각 안테나 섹터내의 상이한 파일롯 채널들을 사용하는 7개의 안테나 섹터들로 분할된 하나의 셀을 예시하는 도면,

도 3은, 본 발명에 따른, 두 개의 상이한 파일롯 채널들을 사용하는 7개의 안테나 섹터들로 분할된 하나의 셀을 예시하는 도면,

도 4는, 한 셀내의 업링크 상황과 관련한 본 발명의 실시예에 따른 업링크 장치를 나타내는 도면,

도 5는, 한 셀내의 다운링크 상황과 관련한 본 발명의 실시예에 따른 다운링크 장치를 나타내는 도면,

도 6은, 업링크시 통신 방법에 대한 본 발명의 실시예 흐름도,

도 7은, 다운링크시 통신 방법에 대한 본 발명의 실시예 흐름도.

본 발명은, 각 안테나 섹터 내에서 상이한 파일롯 채널들을 이용하지 않고, 트래픽 채널들의 채널 특징들을 추정함과 아울러, 핸드오프를 수행할 때를 결정하기 위해, 파일롯 채널들을 이용할 수 있도록 CDMA-시스템에 있어서 셀을 섹터화하는 방법에 대한 문제를 다루고 있다.

다른 문제는, 많은 소프터 핸드오프들을 수행할 필요 없이 하나 이상의 안테나 섹터 내에서 이동국들과 통신하는 방법이다.

본 발명의 목적은, 트래픽 채널들의 채널특징을 추정함과 아울러, 핸드오프의 수행시기를 결정하기 위해, 각 안테나 섹터 내에서 상이한 파일롯 채널들을 사용하지 않고, 섹터화된 셀룰라 CDMA-시스템 내에서 파일롯 채널을 이용하는 것이다.

상기 문제는, 본 발명에 있어서, 공통의 겹치는 구역을 가지는 안테나 섹터들내에서 상이한 파일롯 채널들을 사용함으로써, 단지, 하나 이상의 안테나 섹터 내에서 상기 파일롯 채널들 중 적어도 하나를 사용함으로써 해결된다. 따라서, 한 셀에 있어서의 상이한 파일롯 채널들의 수는 셀에 있어서의 안테나 섹터들의 수보다 적다. 주국과 제2 국간의 통신은 하나 이상의 안테나 섹터들 내에서 수행된다.

보다 상세하게는, 상기 문제들은, 섹터화된 셀에 적어도 두 개의 상이한 파일롯 채널들을 할당함으로써 해결된다. 이때, 상이한 파일롯 채널들은, 공통의 겹치는 영역을 가지는 안테나 섹터에 전송된다. 파일롯 채널들 중 적어도 하나는, 본질적으로 어떤 공통의 겹치는 영역도 갖지 않는 적어도 두 개의 안테나 섹터들 내에서 사용된다. 같은 파일롯 채널을 가지는 안테나 섹터들은 논리 섹터(logical sector)를 형성하고 있다.

제2 국 또는 이동국은, 적어도 하나의 엑티브(active)인 논리 섹터들 내에서, 업링크 및 다운링크 시에, 셀내의 주국 또는 기지국과 통신한다. 논리 섹터가 엑티브 인지 아닌지에 대한 결정은, 측정된 업링크 및 다운링크 신호 품질 파라미터(signal quality parameter)에 바탕을 두고 있다.

업링크 통신에 있어서, 이동국으로부터의 신호들은 엑티브인 각 논리 섹터내의 안테나 섹터들로 수신된다. 각 수신 신호에 대해서 신호 품질 파라미터가 측정되고, 엑티브인 각 논리 섹터내의 적어도 하나의 안테나 섹터는 통신용으로 선택된다. 각 논리 섹터내 하나 이상의 안테나 섹터가 선택되면, 이들 선택된 안테나 섹터들로부터의 신호들은 결합된다.

하나이상의 논리 섹터가 엑티브이면, 엑티브인 각 논리 섹터로부터의 결합 신호들은 소프터 핸드오프 결합된다. 그 결과적인 신호는 복호화된다.

다운링크 통신에 있어서 신호가 발생된다. 하나이상의 논리 섹터가 엑티브이면, 발생된 신호는 엑티브인 각 논리 섹터로 소프터 핸드오프 분배된다. 엑티브인 각 논리 섹터내의 적어도 하나의 안테나 섹터는 업링크 시에 측정된 신호 품질 파라미터에 따라 통신용으로 선택된다. 동시에, 엑티브인 각 논리 섹터내의 선택 안테나 섹터들로 신호가 송신된다.

본 발명의 장점은, 안테나 섹터들의 수 만큼의 많은 상이한 파일롯 채널을 사용하지 않고, 셀이 섹터화될 수 있다는 것이다.

다른 장점은, 소프터 핸드오프에 대한 신호방식 없이 같은 논리 섹터에 속하는 하나 이상의 안테나 섹터 내에서 이동국이 기지국과 통신할 수 있다는 것이다. 결과적으로, CDMA-시스템내의 셀은, 소프터 핸드오프와 관련해 기지국의 복잡성을 증가시키지 않고 섹터화될 수 있다.

도 1에는, 겹치는 구역들을 가진 섹터화된 하나의 셀이 나타나 있다. 상기 셀은, 안테나 섹터(AS1-AS8) 각각을 커버하는 8개의 고정 안테나 로브들을 발생하는 안테나 수단을 포함하는 기지국(BS)을 포함하고 있다. 인접해 있는 안테나 섹터들은 겹치는 구역(R)을 가진다. 도 1에 나온 시스템은 본 발명에 의해 해결될 문제를 예시하는 예이다. 다운링크시, 같은 파일롯 채널(P)이 모든 안테나 섹터들로 송신된다. 이는, 파일롯 채널이 단지 핸드오프 지시용으로 사용될 경우, 섹터화된 시스템에 제공하고자 하는 본질적인 방법이었다.

파일롯 채널의 측정에 바탕을 둔 겹치는 구역에 있어서의 채널 특징들은, 그러나 안테나 섹터 내로 송신되는 트래픽 채널의 채널 특징과는 현저하게 상이할 것이다. 상기 로브들이 겹치기 때문에, 파일롯 채널로 송신되는 신호는, 트래픽 채널들의 안테나 패턴과는 상이한 안테나 패턴으로 되는 겹치는 구역에서 중복될 것이다. 다운링크시, 코히런트 검파용 파일롯 채널에 의한 채널 추정을 이용할 경우 성능손실은 심할 것이다. 따라서, 겹치는 구역들을 가진 안테나 섹터들 내로 같은 파일롯 채널을 송신하는 것은 불가능하다.

도 2에는 종래 기술에 따른 섹터화된 셀이 나와 있다. 그 셀은, 안테나 섹터(AS1-AS8) 각각을 커버하는 8개의 고정 안테나 로브들을 발생하는 안테나 수단을 포함하는 기지국(BS)을 갖추고 있다. 인접해 있는 안테나 섹터들은 겹치는 구역들을 가진다. 각 안테나 섹터는 그것들 자신의 파일롯 채널(P1-P8)을 가진다. 이는, 섹터를 8개의 상이한 파일롯 채널들로 할당함을 의미한다. 겹치는 구역들을 가진 어떠한 섹터도, 채널추정이 셀 내에서 정확한지를 나타내는 같은 파일롯 채널을 이용하지 않는다. 그러나, 셀 내에서 파일롯 채널의 수는, 안테나 섹터들의 수와 같다. 고 섹터화된 셀은, 따라서, 높은 수의 상이한 파일롯 채널들을 사용한다. 같은 파일롯 채널들을 가지는 두 셀들간의 재사용 간격은, 따라서 이와 같은 시스템에 있어서 증가된 간섭을 감소시킨다.

본 발명에 따라서, 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 각 셀은 적어도 4개의 안테나 섹터들로 분할된다. 각 셀은 하나의 기지국과 다수의 이동국들을 포함하고 있다. 기지국은, 안테나 수단, 이를테면 안테나 어레이 또는 섹터 안테나를 포함하고 있으며, 이 안테나 어레이 또는 섹터 안테나는 각기 셀내의 한 안테나 섹터를 커버하는 고정된 좁은 안테나 빔들을 발생한다. 상기 시스템에 있어서의 각 기지국은 적어도 두 파일롯 채널들로 할당된다.

공통의 겹치는 구역을 가진 두 개의 안테나 섹터들은 같은 파일롯 채널을 사용하도록 허용되지 않는다. 적어도 하나의 파일롯 채널은 한 셀내 하나 이상의 안테나 섹터들에서 재사용된다. 파일롯 채널이, 이때 트래픽 채널들과 같은 안테나 수단으로부터 송신될 수 있으므로, 같은 안테나 패턴 및 같은 채널 특징들을 가지고 있다. 이때, 정확한 코히런트 검파가 이동국들 내에서 수행될 수 있다. 같은 파일롯 채널을 사용하는 안테나 섹터들의 결합은 논리 섹터로서 언급한다.

도 3에는, 본 발명의 한 실시예에 따른 두 개의 상이한 파일롯 채널들(P1 및 P2)을 사용하는 섹터화된 셀(CELL)이 나와 있다. 본 실시예에 있어서, 셀은 8개의 안테나 섹터들(AS1-AS8)로 섹터화되어 있다. 두 개의 인접 안테나 섹터들은 겹치는 구역을 가진다. 본 실시예에 있어서는, 셀 내에서 단지 두 개의 상이한 파일롯 채널들을 사용할 수 있으므로, 4개의 겹치지 않은 안테나 섹터들에 각 파일롯 채널을 사용한다. 따라서, 제1 파일롯 채널(P1)과, 제2의 다른 파일롯 채널(P2)이 셀(CELL)에 할당된다.

인접 안테나 섹터들은, 따라서 상이한 파일롯 채널들을 사용한다. 파일롯 채널들(P1 및 P2)은 하나 이상의 안테나 섹터에 사용될 수 있고, 본 예에서는, 모든 다른 안테나 섹터들이 같은 파일롯 채널을 사용한다. 따라서, 제1 파일롯 채널(P1)은 안테나 섹터들(AS1, AS3, AS5, AS7)에 사용되고, 제2 파일롯 채널은 안테나 섹터들(AS2, AS4, AS6, AS8)에 사용된다. 그러므로, 본 예에서는, 셀이 두 개의 논리 섹터들(LS1, LS2)을 포함하고 있다.

본 발명의 한 실시예에 있어서, 이동국은 단지 하나의 안테나 섹터를 이용하여 기지국과 통신할 수 있다. 본 실시예는, 다운링크시 무선 통신 시스템에 있어서의 간섭은, 한 이동국과의 무선 통신이 좁은 셀의 안테나 섹터에서만 수행된다는 사실로 인해 로(low)를 유지한다. 한 안테나 섹터 내에서 다이버시티 결합(diversity combining)은 수행될 수 있지만, 상이한 안테나 섹터들 내에서 신호들의 다이버시티 결합은 이와 같은 실시예에서 수행될 수 없다.

본 발명의 다른 실시예에 있어서는, 이동국이 하나 이상의 안테나 섹터를 이용하여 기지국과 통신할 수 있다. 이동국으로부터 송신되는 신호가 반사되거나 또는 산란되면, 다른 안테나 섹터들로부터 도착되는 신호를 포함하는 몇몇 다경로 신호들은, 이때 기지국에 의해서 검출될 수 있다. 이와 같은 실시예에 있어서, 다른 안테나 섹터들로부터 도착하는 한이동국으로부터의 다경로 신호들은 기지국 내에서 다이버시티 결합될 수 있다. 동일 방법으로, 기지국은 하나 이상의 안테나 섹터로 같은 신호를 동시에 전송할 수 있고, 이를테면, 산란으로 인해 신호들은, 하나의 이동국에 의해서, 수신되고 다이버시티 결합될 수 있다.

다운링크시, 이동국이 파일롯 채널로서 신호 품질 측정을 손쉽게 수행한다. 신호 품질 측정들은, 이를테면, 신호강도 측정 및/또는 간섭 측정들일 수 있다. 이들 측정에 바탕을 두어, 하나 이상의 논리 섹터들은 엑티브로서 선택될 수 있다. 엑티브 논리 섹터내의 안테나 섹터들은, 이때 특정 이동국과의 통신을 위해 이용되어야 한다. 만약 단 하나의 논리 섹터가 엑티브로서 선택되면, 이 논리 섹터내의 몇몇 안테나 섹터들로부터의 신호들은, 소프터 핸드오프 결합을 수행하지 않고 결합될 수 있다. 이와 같은 경우에 있어서, 이동국은 하나 이상의 안테나 섹터와 통신하는 것을 알아차리지 못할 것이다. 이때는, 이동국과 기지국간의 신호방식이 소프터 핸드오프 상황보다 적게 요구된다.

도 4에는, 본 발명에 따른 하나의 섹터화된 셀내에서 업링크 신호들을 수신하는 업링크 장치에 대한 하나의 실시예가 나와 있다. 본 발명의 실시예에 있어서, 셀의 기지국내에 상기 업링크 장치가 포함됨을 짐착할 수 있다. 그러나, 상기 업링크 장치의 일부는, 이를테면, 기지국 제어기에 포함될 수 있음을 충분히 알 수 있다. 도 3에 도시한 바와 같은 방식으로, 상기 셀을, 두 개의 논리 섹터들을 형성하는 8개의 안테나 섹터들로 섹터화됨을 가정하자. 하나의 이동국이 셀내에 위치하여 기지국과 통신하고 있다고 가정하자. 본 링크 장치는 각 논리 섹터에 대해 업링크 통신 유닛(301a, 301b)을 포함하고 있다. 상기 장치는 어떤 논리 섹터들이 엑티브로 되는 지를 결정하는 제어 유닛(302)을 더 포함하고 있다. 본 예에 있어서, 양쪽 논리 섹터들이 엑티브라고 가정하자.

각 업링크 통신 유닛은, 4개의 수신기들(R1, R3, R5, R7 및 R2, R4, R6, R8)을 포함하고, 수신기들 각각은 각 수신기에 대해 하나의 안테나 로브를 발생하는 안테나 수단에 연결되어 있다. 각 안테나 로브는 하나의 안테나 섹터를 커버한다. 안테나 수단은, 이를테면, 안테나 어레이 또는 섹터 안테나일 수 있다. 상기 수신기들(R1, R3, R5, R7)로부터의 안테나 섹터들은 제1 논리 섹터를 커버하고, 나머지 수신기들(R2, R4, R6, R8)로부터의 안테나 섹터들은 제2 논리 섹터를 커버한다. 상기 수신기들은 도 3에 매겨진 번호에 따라 번호가 매겨진다.

수신기(R1-R8) 각각은 이동국의 통신 채널에 주목하여 그 채널상의 신호를 수신한다. 상기 업링크 장치는, 각 수신기에 대해 신호 처리 유닛(S1-S8)을 더 포함하고 있다. 이들 유닛은, 예를 들어, 수신된 각 신호를 기저대역(baseband)으로 다운컨버팅(downconverting)하는 수단, 각 신호의 시간 지연을 추정하는 수단, 신호를 역확산시키는(despreading) 수단 및, 각 신호에 대해서 SNIR-값(Signal to Noise and Interference Ratio)을 추정하는 수단을 포함하고 있다.

추정된 SNIR-값들은 판단 유닛(303a, 303b)으로 이동된다. 상기 판단 유닛은, 추정된 SNIR-값에 따라 어떤 안테나 섹터 또는 안테나 섹터들이 엑티브로서 간주될 것인지를 판단한다. 상기 판단 유닛은, 선택된 안테나 섹터들로부터 신호들을 선택하는 선택 유닛(304a, 304b)에 판단을 제공한다. 하나 이상의 신호가 선택되면, 선택 신호들은, 이때 결합 수단(C1, C2)에서 결합된다.

상기 시스템이 업링크 신호들에 의해 채널 추정과 채널 보상을 수행할 수 있으면, 이때 업링크 신호들의 코히런트 결합이 가능하다.

본 발명의 실시예에 있어서, 두 개의 논리 섹터들이 엑티브이다. 상기 업링크 통신 유닛(301a, 301b)들 각각의 출력은 결합된 신호이다. 상기 업링크 장치는, 소프터 핸드오프 결합 유닛(305)을 더 포함하고 있다. 이 유닛은, 하나 이상의 논리 섹터가 엑티브일 경우, 제어 유닛(302)에 의해서 작동된다. 소프터 핸드오프 결합 유닛(305)은, 알려진 소프터 핸드오프 결합 방법에 따라, 상이한 논리 섹터들로부터의 신호들을 결합한다. 상기 신호들의 소프터 핸드오프 결합은, 이를테면, 받아들일 수 있는 신호 강도를 가지는 신호들에 대해서만 수행된다. 상기 소프터 핸드오프 결합 유닛(305)은, 이때 신호들의 신호 강도를 점검할 수 있다.

단지 하나의 논리 섹터가 엑티브될 것으로 판단되면, 어떤 소프터 헨드오프도 수행되지 않아야 할 것이다. 하나의 논리 섹터내 하나 이상의 안테나 섹터가, 이때 소프터 핸드오프를 수행할 필요가 없이 이동국과의 통신에 이용될 수 있다. 이때, 어떤 소프터 핸드오프 신호방식도 이동국과 교환될 필요가 없다. 상기 업링크 장치는, 결과적인 결합 신호를 복조하기 위한 복조 유닛(306)을 더 포함하고 있다.

도 5에는 본 발명에 따른, 하나의 셀내에 다운링크 신호들을 전송하기 위한 다운링크 장치에 대한 한실시예가 나와 있다. 셀구성을 도 3에 나와 있는 경우로 가정하자.

상기 다운링크 장치는, 신호 발생기(401), 상이한 엑티브 논리 섹터들로 신호를 분배하는 소프터 핸드오프 분배 장치(402)와, 상기 소프터 핸드오프 분배 장치를 제어하는 제어 유닛(302)을 포함한다. 상기 제어 유닛은 도 4에 나와 있는 제어 유닛으로 짐작된다. 상기 다운링크 유닛은, 각 논리 섹터에 대해서 하나의 다운링크 통신 유닛(403a, 403b), 즉, 이 경우에는 두 개의 다운링크 통신 유닛을 포함한다.

각 다운링크 통신 유닛은 각기 송신기 각각에 대해서 하나의 안테나 로브를 발생하는 안테나 수단에 연결된 4개의 송신기들(T1, T3, T5, T7 및 T2, T4, T6, T8)을 포함하고 있다. 각 안테나 로브는 하나의 안테나 섹터를 커버한다. 송신기들은 도 3에 매겨진 번호에 따라 번호가 매겨진다.

상기 신호발생기(401)는 이동국으로 송신될 신호를 발생한다. 상기 제어 유닛(302)은, 도 4와 관련하여 서술한 바와 같은 방식으로 어떤 논리 섹터들이 엑티브되는 지를 결정한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 양측 논리 섹터들이 엑티브라고 가정하자.

상기 제어 유닛(302)은, 발생된 신호를, 각 엑티브 논리 섹터의 다운링크 통신 유닛(403a 및 403b)으로 분배하도록, 소프터 핸드오프 분배 유닛을 또한 제어한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 소프터 핸드오프 분배 유닛(402)은 신호를 양측 다운링크 통신 유닛들(403a 및 403b)로 분배한다.

다운링크 통신 유닛(403a 및 403b) 각각은, 본 실시예에 있어, 도 4에서와 같은 물리적 판단 유닛인 판단 유닛(303a 및 303b)을 포함한다. 판단 유닛(303a, 303b) 각각은 어떤 안테나 섹터 또는 안테나 섹터들이 다운링크 통신을 위해 사용되어야 하는 지를 판단한다. 이 판단은, 추정된 업링크 SNIR-값을 바탕으로 하고 있다. 이를테면, 도 4와 관련해 제공된 상이한 원리들에 따른다.

그러나, 다운링크에 있어서의 상황은 다소 업링크와는 상이하다. 업링크 통신에 있어서는, 최선의 신호들, 즉 최고 순시(instantaneous) SNIR-값을 가진 신호들이 결합된다는 점이 훨씬 유리하다. 다운링크에 있어서는, 시간의 주기에 걸쳐 몇몇 추정된 SNIR-값 평가에 대한 판단을 기초로 두고 있음이 보다 신뢰성 있다. 판단 유닛(303a, 303b)은, 이때 시간의 주기에 걸쳐 SNIR-값들을 저장한다.

판단 유닛(303a, 303b)은, 신호를 하나 이상의 송신기들(T1-T8)로 분배하는 분배 유닛(404a, 404b)을 제어한다. 송신기(T1-T8) 각각은, 이를테면, 신호를 기저대역로부터 무선 주파수 대역으로 업 컨버팅(up converting)하는 업 컨버터(up converter)들과 전력 증폭기들을 포함하고 있다. 상기 신호들은, 이때 선택된 안테나 섹터를 커버하는 송신기들(T1-T8)로부터 송신된다.

도 6에는, 업링크시 통신을 위한 본 발명의 실시예 흐름도가 나와 있다. 이전에 언급된 것처럼. 기지국은 다운링크시 파일롯 채널로 수행된 신호 품질 측정에 따라 하나 또는 한 세트의 엑티브 논리 섹터들을 선택한다.

이동국이 트래픽채널 상의 정보를 송신할 경우, 엑티브 논리 섹터들내의 모든 안테나 수단은 상기 채널에 주목하여 모든 안테나 섹터에 대한 신호를 수신한다(501). RAKE-결합은, 하나의 안테나 섹터 내에서 상기 채널상의 몇몇 신호들을 결합하기 위해 이용될 수 있다. 수신된 각 신호에 대해서 SNIR-값이 추정된다. 상기 신호는 알려진 방법들에 따라 더욱더 처리된다. 수신된 각 신호에 대해서 시간 지연 추정과 역확산이 수행된다. 채널 추정 및 채널 보상은, 또한 이와 같은 운영이 가능한 시스템 내에서 수행될 수 있다.

이동국과 업링크 통신을 위해 각 엑티브 논리 섹터 내에서 N개의 안테나 섹터들이 선택된다(503). 상기 선택은, 본 발명의 실시예에 있어서, 다음의 방법들 중 한방법으로 추정 SNIR-값에 바탕을 두고 있다.

기지국이 특정 이동국과의 통신에 사용할 수 있는 안테나 섹터들(N)의 수는 본 발명의 제1 실시예에 따라 고정될 수 있다. 이와 같은 실시예에 있어서, 최고 SNIR-값을 갖는, 같은 논리 섹터에 속하는, 논리 섹터 내의 N개 안테나 섹터들을 통신을 위해 선택할 수 있다. 이들 안테나 섹터들로부터의 수신 신호는 결합될 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따라서, 미리 정해진 임계값을 초과하는 SNIR-값을 가진, 같은 논리섹터에 속하는 안테나 섹터들은 통신을 위해 선택된다. 이들 안테나 섹터들로부터의 수신 신호들은 결합될 것이다.

본 발명의 제3 실시예에 따라서, 고정된 백분율(P)에 대해서 최대 추정 SNIR의 P 퍼센트를 초과하는 SNIR-값을 가지는, 엑티브 논리 섹터 내의 안테나 섹터들이 통신을 위해 선택된다. 이들 안테나 섹터들로부터의 수신 신호들은 결합될 것이다.

선택된 안테나 섹터들 내에서 수신된 신호는 결합된다(504). 채널 추정 및 채널 결합이 수행되면, 상기 신호들은 코히런트하게(coherently) 결합될 수 있다. 하나 이상의 논리 섹터가 엑티브이면(505에서 Y), 각 엑티브 논리 섹터들내에서의 결합 후 결과 신호는 알려진 방법에 따라 소프터 핸드오프 결합된다(506).

이후, 상기 결과 신호는 복호화되고(507), 알려진 방법에 따라 더욱더 처리된다. 단지 하나의 논리 섹터만이 엑티브(505에서 N)이면, 이 논리 섹터내에서의 결합후 결과 신호는, 복호화되고(507), 알려진 방법에 따라 더욱더 처리된다.

파일롯 채널에 의한 신호 품질 측정은 계속해서 수행되고, 논리 섹터가 엑티브인지 아닌지에 대한 판단은, 결국 호출동안에 변화할 수 있다.

도 7에는,다운링크시, 한셀 내에서 통신을 위한, 본 발명에 있어서의 한방법인 실시예 흐름 계획이 나와 있다. 엑티브인 논리 섹터 또는 섹터들이 결정되었다고 가정하자.

신호를 발생한다(106). 하나 이상의 논리 섹터가 엑티브이면(602에서 Y), 엑티브 논리 섹터들 각각으로 신호의 소프터 핸드오프 분배(603)를 알려진 방법에 따라 수행한다. 하나 이상의 안테나 섹터들은, 다운링크시, 이동국과의 통신을 위해 선택된다(604). 상기 선택은, 도 6에 나온 단계(502)와 관련한 설명에 따라 수신된 업링크 신호들에 대해서 추정되는 SNIR-값에 바탕을 두고 있다.

상기 선택은, 도 6과 관련해서 설명한 바와 같은 양자택일에 따른 SNIR-값들에 바탕을 둘 수 있다. 이동국이 시간 주기에 걸쳐 만족할 만한 품질의 신호를 수신한 안테나 섹터내로 신호들을 송신하도록, 다운링크시 시간의 주기에 걸쳐 SNIR-값을 고려하는 것이 보다 신뢰성 있을 수 있다.

이때, 그 신호들은, 알려진 방법에 따라, RF-대역으로의 업 컨버젼(up coversion) 및 전력 증폭을 포함하여 더욱더 처리된다. 이때, 상기 처리된 신호는 선택된 안테나 섹터들 각각으로 송신된다(605).

본 발명은, 핸드오프 측정을 수행하도록, 그리고 모든 안테나 섹터 내에서 상이한 파일롯 채널들을 사용함이 없이 다운링크시 신호들의 코히런트 복조를 위해, 파일롯 채널을 이용하는 CDMA-시스템에 있어서 셀의 섹터화를 가능하게 한다.

하나 이상의 안테나 섹터로부터의 신호들을 결합할 수 있고, 단지 하나의 논리 섹터로부터의 신호들이 결합되면, 어떤 소프터 핸드오프도 수행되지 말아야 한다.

본 발명에 따른 CDMA-시스템은, 바람직한 실시예에 있어서, 기지국들과 이동국들을 포함하는 바와 같이 설명되었다. 일반적으로, 기지국을 주국으로서 생각할 수 있고, 이동국을 제2 국으로 생각할 수 있다.

Claims

각기 셀(CELL)의 안테나 섹터(AS1-AS8)를 커버하는 적어도 4개의 지향성 안테나 빔을 발생하는 안테나 수단을 포함하는 적어도 하나의 주국(BS) 및, 적어도 하나의 제2 국을 포함하고, 각 안테나 섹터가 적어도 하나의 다른 안테나 섹터에 의해 부분적으로 겹치며, 섹터화된 각 셀이 적어도 두 개의 상이한 파일롯 채널들(P1, P2)로 할당되는, 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서,

상기 주국은, 할당된 파일롯 채널로부터 상이한 파일롯 채널들(P1, P2)을, 공통의 겹치는 구역을 가지는 안테나 섹터들 내로 송신함과 아울러, 본질적으로 어떤 공통의 겹치는 구역도 가지지 않는 적어도 두 개의 안테나 섹터들 내로 파일롯 채널들 중 적어도 하나를 송신하는 수단(T1-T8)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항에 있어서, 같은 파일롯 채널(P1, P2)을 가지는 안테나 섹터들(AS1, AS3, AS5, AS7; AS2, AS4, AS6, AS8)은, 논리 섹터(LS1, LS2)를 구성하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항 및 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 셀내의 제2 국에 대해서, 적어도 하나의 논리 섹터(LS1, LS2)를 엑티브로서 선택하는 제어 유닛(302)과;

업링크 및 다운링크시, 상기 적어도 하나의 논리 섹터 내에서 상기 제2 국과 통신하는 수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 수단은 안테나 어레이들을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 수단은 섹터 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 업링크시 상기 제2 국과 통신하는 상기 수단은:

하나의 논리 섹터(LS1, LS2)내의 안테나 섹터들(AS1-AS8)로부터 신호들을 수신함과 아울러, 상기 신호들을 결합하는 각 논리 섹터(LS1, LS2)용 업링크 통신 유닛(301a, 301b)과;

상이한 논리 섹터들로부터의 신호들을 결합하는 소프터 핸드오프 결합 유닛(305)과;

수신된 신호들을 복호화하는 복호화 유닛(306)을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제6항에 있어서, 상기 업링크 통신 유닛(301a, 301b)은:

제2 국으로부터 업링크 신호들을 수신하기 위한, 각 안테나 섹터들(AS1-AS8)에 대한 수신기(R1-R8)와;

시간 지연을 추정하고, 상기 수신 신호를 역확산시키며, 신호 품질 파라미터(SNIR)를 측정하기 위한, 각 안테나 섹터에 대한 신호 처리 유닛(S1-S8)과;

상기 측정된 신호 품질 파라미터(SNIR)에 따라, 어떤 안테나 섹터가 업링크 통신을 위해 이용되어야 하는지를 판단하는 판단 유닛(303a, 303b)과;

업링크 통신을 위해 사용되어야 하는 안테나 섹터들로부터의 수신 신호들을 선택하는 선택 유닛(304a, 304b)과;

하나 이상의 안테나 섹터로부터의 신호들이 선택되면, 이 선택된 신호들을 결합하는 결합 유닛(C1, C2)을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제6항 및 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 업링크 통신 유닛(301a, 301b)은, 상기 논리 섹터(LS1, LS2)내에서 수신된 신호의 코히런트 결합을 수행하는 수단을 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 다운링크시에, 상기 제2 국과 통신하는 상기 수단은:

신호를 발생하는 신호 발생 유닛(401)과;

엑티브 논리 섹터들(LS1, LS2)로 상기 신호를 분배하는 소프터 핸드오프 분배 유닛(402)과;

엑티브 논리 섹터내의 적어도 하나의 안테나 섹터(AS1-AS8)를 선택함과 아울러, 상기 선택된 안테나 섹터 내의 제2 국으로 신호를 송신하는, 각각의 논리 섹터에 대한 다운링크 통신 유닛(403a, 403b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제9항에 있어서, 상기 다운링크 통신 유닛은:

어떤 안테나 섹터가 상기 제2 국과 통신하기 위해 사용되어야 하는 지를 판단하는 판단 유닛(303a, 303b)과;

상기 신호를, 다운링크 통신을 위해 사용되어야 하는 안테나 섹터 각각으로 분배하는 분배 유닛(404a, 404b)과;

다운링크 통신 시에, 안테나 섹터가 이용되면, 신호들을 송신하는, 안테나 섹터(AS1-AS8) 각각에 대한 송신기(T1-T8)를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주국은 기지국인 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 국은 이동국인 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템.
각기 셀(CELL)의 안테나 섹터(AS1-AS8)를 커버하는 적어도 4개의 지향성 안테나 빔을 발생하는 안테나 수단을 포함하는 적어도 하나의 주국(BS) 및, 적어도 하나의 제2 국을 포함하고, 각 안테나 섹터가 적어도 하나의 다른 안테나 섹터에 의해 부분적으로 겹치며, 섹터화된 각 셀이 적어도 두 개의 상이한 파일롯 채널들(P1, P2)로 할당되는, 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법에 있어서, 각 섹터화된 셀에 관한 방법은:

b) 상이한 파일롯 채널들(P1, P2)을, 할당된 파일롯 채널들로부터 공통의 겹치는 구역을 가지는 안테나 섹터들 내로 송신하는 단계와;

c) 본질적으로 어떤 공통의 겹치는 구역도 가지지 않는 적어도 두 개의 안테나 섹터들(AS1-AS8) 내로 파일롯 채널들(P1, P2) 중 적어도 하나를 송신하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제13항에 있어서, 같은 파일롯 채널(P1, P2)을 가지는 안테나 섹터들(AS1, AS3, AS5, AS7; AS2, AS4, AS6, AS8)은 논리 섹터(LS1, LS2)를 구성하고; 상기 방법은,

업링크 및 다운링크 시에, 적어도 하나의 논리 섹터(LS1-LS2)내 제2 국과 통신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제14항에 있어서, 적어도 하나의 논리 섹터 내의 제2 국과 통신하는 상기 단계는:

a) 파일롯 채널(P1, P2)의 신호 품질 파라미터를 측정하는 단계와;

b) 상기 측정된 신호 품질 파라미터에 따라, 적어도 하나의 논리 섹터(LS1, LS2)를 엑티브로 선택하는 단계와;

c) 업링크 및 다운링크시에, 각 엑티브 논리 섹터(LS1, LS2)내의 적어도 하나의 안테나 섹터(AS1-AS8)내 제2 국과 통신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제15항에 있어서, 업링크시, 각 논리 섹터(LS1, LS2)내의 적어도 하나의 안테나 섹터(AS1-AS8)내 제2 국과 통신하는 상기 단계는:

a) 각 엑티브 논리 섹터 내의 안테나 섹터들내 제2 국으로부터 신호들을 수신하는 단계(501)와;

b) 상기 수신된 신호들에 대해서 신호 품질 파라미터를 추정하는 단계(502)와;

c) 상기 추정된 품질 파라미터에 따라, 통신을 위한 적어도 하나의 안테나 섹터를 선택하는 단계(503)와;

d) 하나 이상의 안테나 섹터가 선택되면, 각 엑티브 논리 섹터내 선택된 안테나 섹터들로부터의 수신 신호들을 결합하는 단계(504)와;

e) 하나 이상의 논리 섹터가 엑티브이면(505에서 Y), 모든 엑티브 논리 섹터들로부터의 결합된 신호들을 소프터 핸드오프 결합하여(506), 하나의 신호로 되는 단계와;

f) 상기 결과 신호를 복호화 하는 단계(507)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제15항에 있어서, 단지 하나의 논리 섹터(LS1, LS2) 만이 엑티브로 선택되도록 허락되고, 업링크시, 각 논리 섹터(LS1, LS2)내의 적어도 하나의 안테나 섹터(AS1-AS8)내 제2 국과 통신하는 상기 단계는:

a) 각 엑티브 논리 섹터내의 안테나 섹터들내 제2 국으로부터 신호들을 수신하는 단계(501)와;

b) 상기 수신된 신호들에 대해서 신호 품질 파라미터를 추정하는 단계(502)와;

c) 상기 추정된 품질 파라미터에 따라, 통신을 위한 적어도 하나의 안테나 섹터를 선택하는 단계(503)와;

d) 하나 이상의 안테나 섹터가 선택되면, 선택된 안테나 섹터들로부터의 수신 신호들을 결합하는 단계(504)와;

e) 상기 결과 신호를 복호화하는 단계(507)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제16항 및 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 각 논리 섹터(LS1-LS2)내의 수신 신호들이 코히런트 결합되는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
다운링크시, 각 논리 섹터(LS1-LS2)내의 적어도 하나의 안테나 섹터(AS1-AS8)내 제2 국과 통신하는 상기 단계는:

a) 신호를 발생하는 단계(601)와;

b) 하나 이상의 논리 섹터가 엑티브이면(602에서 Y), 상기 신호를 모든 엑티브 논리 섹터들로 소프터 핸드오프 분배하는 단계(603)와;

c) 업링크 신호들의 추정된 품질 파라미터에 따라, 다운링크 통신을 위한 적어도 하나의 안테나 섹터를 선택하는 단계(604)와;

d) 상기 신호를 상기 선택된 안테나 섹터들내의 제2 국으로 송신하는 단계(605)를 포함하는 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제13항 및 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주국은 기지국인 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.
제13항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 국은 이동국인 것을 특징으로 하는 셀룰라 CDMA-시스템에 있어서의 방법.