KR20010101591A - 코드 분할 다중 접속 시스템에서 고전력 전송용 조정 방법 - Google Patents

코드 분할 다중 접속 시스템에서 고전력 전송용 조정 방법 Download PDF

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Abstract

간섭 완화 방법에 있어서, 고전력 전송을 수신할 가입자들은 주위의 기지국으로 경고 메시지를 발생시킨다. 주위 기지국은 새 전송을 발생시키기 전에, 그 기지국과 새 전송을 수신할 제2 가입자 간의 거리를 결정한다. 그 거리가 간섭 임계값 보다 큰 경우에는, 상기 기지국은 상기 제1 고-전력 전송이 완료될 때까지 상기 새 전송을 지연시킨다. 상기 방법은 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 방지한다.

Description

코드 분할 다중 접속 시스템에서 고전력 전송용 조정 방법{ARBITRATION METHOD FOR HIGH POWER TRANSMISSIONS IN A CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS SYSTEM}
CDMA 시스템은 "논리 채널"로 수신기에 다수의 다른 정보 신호를 전송한다. 논리 채널은 통상적으로 하나의 무선 채널 상에서 동시에 전송된다. 각 논리 채널은 "채널 코드"라 불리는 직교(또는 준-직교) 코드에 의해 변조된 정보 신호를 포함한다. 논리 채널은 전송을 위한 전체 신호를 구축하도록 합산된다. 수신되면, CDMA 수신기는 수신된 전체 신호와 채널 코드를 동기적으로 상호연관 시키므로써 논리 채널로부터 정보 신호를 받아들인다. 상호연관 기능 때문에, 모든 다른 논리 채널들은 저레벨 잡음까지 감소되고, 한개의 논리 채널에 대한 채널 코드는 상쇄된다. 따라서 논리 채널로부터의 정보 신호가 검색된다(다른 논리 채널의 신호 처리가 완전히 상쇄되지는 않기 때문에 CDMA 시스템은 "간섭 제한"으로 일컬어 진다).
CDMA 시스템은 다양한 스케일의 공간 지역에서 사용될 수 있다. 사무실 내에 무선 CDMA LAN을 제공하는 방식이 공지되어 있다. 공지된 "IS-95" 시스템과 같은CDMA 셀룰러 시스템은 도시-범위 또는 국가 범위를 기반으로 사용될 수 있다. CDMA 시스템은 전세계적인 범위를 제공할 수도 있다.
셀룰러 시스템에서, 공간 영역은 각각 자신의 기지국 전송기/수신기("기지국")를 갖는 다수의 셀들로 분할될 수 있다. 기지국은 하나 이상의 이동국("이동국" 또는 "가입자들")과 통신한다. 한 기지국의 채널들을 다른 기지국의 채널들과 구별하기 위해, 한 기지국에 대한 논리 채널의 총합은 전송 전에 "기지국 코드"라 불리는 다른 코드에 의해 변조된다. 기지국들 중에서, 서로 다른 기지국 코드는 직교 또는 준-직교이다. 셀룰러 CDMA 수신기는 2개의 상호연관 기능을 수행한다. 제1 상호연관 기능은 제1 기지국으로부터의 신호를 수신된 다른 기지국 신호로부터 격리시키고, 다른 기지국들로부터의 신호는 저레벨 잡음으로 감소된다. 제2 상호연관 기능은 기지국에 의해 전송된 제1 논리 채널로부터의 신호를 그 기지국에 의해 전송된 다른 논리 채널로부터 격리시키고, 다른 논리 채널로부터의 신호들은 저레벨 잡음으로 감소된다. 결국, 분산 영향이 추가적인 잡음에 기여한다.
CDMA 시스템의 용량은 다른 논리 채널에 의해 발생된 저레벨 잡음이 수신기가 튜닝되는 한개의 논리 채널로부터 얻어지는 정보 신호의 품질을 떨어뜨릴 수도 있기 때문에 저레벨 "간섭 제한적"이라고 한다. 다른 신호로부터 얻어진 간섭의 양은 그 신호의 수신된 전력과 직접적으로 관련되어 있다. 따라서, 많은 CDMA 시스템은 CDMA 신호의 불필요한 전송 전력을 제한하고 "혼선", 제1 논리 채널이 다른 논리 채널 상에 어써트되는 간섭을 피하기 위해 흔히 사용되는 전력 제어 기술을 사용한다.
물론, 정보 신호가 검색되기 위해서, 제1 논리 채널은 충분한 에너지를 가지고 전송되어야 한다. 따라서, 다른 논리 채널에 야기시키는 간섭에 상관없이, 기지국에서 2개의 셀의 경계에 있는 원거리 가입자로의 전송은 그 원거리 가입자에게 지능 정보를 전달하기 위해 충분한 전력을 가지고 전송되어야 한다.
CDMA 통신 시스템에서는 원거리 가입자를 위해 고전력 전송이 이루어지는 반면에 시스템의 총 전송 전력을 최소화하는 향상된 간섭 완화제가 요구된다.
본 발명은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 통신 시스템에서의 간섭 제어 기술에 관한 것이다.
도 1은 본 발명을 사용하기에 적절한 CDMA 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 방법의 동작에 대한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 용도에 적절한 또다른 CDMA 시스템을 도시한다
본 발명의 실시예는 고전력 전송을 수신할 가입자들이 주변 기지국에 경고 메시지를 발생시키는 CDMA 시스템을 위한 간접 완화 방법을 제공한다. 주변 기지국은 새 전송을 발생시키기 전에, 그 기지국과 상기 새 전송을 수신할 제2 가입자와의 거리를 결정한다. 거리가 간섭 임계값보다 큰 경우에는, 기지국은 제1 고전력 전송이 종결될 때까지 새 전송을 지연시킨다. 상기 방법은 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 방지한다.
본 발명은 저장 및 전송 특징을 갖는 CDMA 셀룰러 시스템에서의 관리 기술을제공한다. 본 발명에 따라, 메시지가 제1 셀의 원거리 가입자에게 전송되면, 가입자는 일반적으로 어드레스된 메시지를 고전력에서 전송한다. 가입자의 메시지는 다른 기지국들, 대부분의 경우 근접 셀들에 의해 수신된다. 그 기지국들은 제1 가입자에게 어드레스된 메시지의 가능한 길이에 해당하는 시간 동안 기지국에서 원거리 제2 가입자에게 어드레스된 임의의 새로 수신된 메시지의 전송을 지연시키기 위해 메시지 초기화를 채용한다. 따라서, 이 메시지 스케줄링 시스템은 2개의 고전력 CDMA 신호가 근접 셀들에서 동시에 전송되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명을 사용하기에 적절한 CDMA 셀룰러 시스템을 도시한다. CDMA시스템은 메시징 서비스를 제공한다. 즉, 시스템이 수행하는 정보 트래픽의 전부 또는 일부는 갑작스런(bursty), 고 데이터 속도 신호로 구성된다. 예시적인 트래픽은 페이지 메시지 및 패킷 데이터를 포함한다. 갑작스런 트래픽은 또한 고속 정보 신호가 짧은 기간(예컨대, 20ms) 동안에 전송기에서 수신기로 전송되는 다운로드된 컴퓨터 정보 및 음성 트래픽까지 포함할 수 있고, 정보 신호는 확장된 시간(예컨대, 1-5초) 동안에는 정보를 전송하지 않는다. CDMA 시스템은 최대 길이의 메시지 전송을 나타내는 소정의 메시지 길이를 포함한다. 메시지 길이보다 긴 정보 신호는2개 이상의 메시지 신호를 통해 전송된다.
도 1은 수개의 셀들 셀 A-E를 포함하는데, 각 셀은 각각의 기지국 B1-B5가 점거한다. 가입자(S)가 셀 A 내이긴 하지만 셀 A 과 셀 B 및 D 사이의 경계에 근접하여 도시된다. 도 1의 예에서, 기지국(B1)은 "시작 기지국"이고, 원거리 가입자(S1)에게 어드레스된 메시지 신호를 수신한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 원거리 가입자(S1)에 대한 방법의 동작을 설명하는 흐름도이다. 시작 기지국(B1) 및 원거리 가입자(S1) 간의 통신 링크는 CDMA 시스템에 적용가능한 임의의 주지된 설정 프로시져에 따라 설정된다. 설정 프로시저의 몇몇 포인트에서, 상기 시작 기지국(B1)은 원거리 가입자(S1)에 채널 코드를 할당한다. "채널 코드"는 새 논리 채널을 상기 시작 기지국(B1)이 전송하고 있는 다른 논리 채널과 구분하는 직교 또는 준-직교 코드이다.
원거리 가입자(S1)는 그 채널 코드를 수신한다(스텝 1010). 채널 코드를 수신하면, 원거리 가입자(S1)는 통상적으로 기지국(B1)으로부터 수신된 신호의 길이를 측정하므로써 시작 기지국으로부터의 거리를 결정한다. 원거리 가입자(S1)는 소정의 거리 임계값을 기준으로 측정된 거리를 테스트하고(스텝 1030), 측정된 거리가 거리 임계값을 초과하면, 원거리 가입자(S1)는 고전력으로 경고 메시지를 전송한다(스텝 1040). 경고 메시지는 고전력 메시지가 원거리 가입자(S1)에게 당장에라도 전송될 것임을 나타낸다. 스텝(1040)이 종료되거나, 측정된 거리가 거리 임계값을 초과하지 않는 경우에, 원거리 가입자(S1)는 통상적인 기술에 따라 논리 채널을 수신 및 디코딩한다(스텝 1050).
실시예에 따라서, 원거리 가입자(S1)는 접속 채널의 경고 메시지를 전송한다. 다수의 CDMA 시스템에서 공지된 바와 같이, "접속 채널"은 가입자에 의해 시작된 제어 기능을 위해 사용되는 논리 채널이다. 예컨대, IS-95 시스템에 따라 동작하는 CDMA 시스템은 가입자가 셀룰러 통화를 시작하거나, 기지국이 셀룰러 통화를 시작할때 기지국으로부터의 메시지에 응답하거나 또는 가입자가 시작한 기지국을등록하도록 하는 접속 채널을 제공한다.
경고 메시지의 전파(propagation)가 도 1에 "A"로 표시된다. 이 예에서, 경고 메시지는 셀(B 및 D)의 기지국(B2 및 B4) 에 의해 수신된다. 경고 메시지는 셀 (C 및 E)의 기지국(3 및 5)에 의해 수신되지는 않는다.
도 3은 원거리 가입자(S1)로부터의 경고 메시지를 수신하는 도 1의 기지국(B1 및 B4)의 동작을 설명한다. 메시지가 수신되면, 기지국(가령, B2)은 딜레이 타이머(스텝 2010)를 초기화한다. 딜레이 타이머는 메시지 길에 해당하는 시간을 카운트한다.
본 발명에 따라, 타이머가 만료되기 전에, 기지국(B2)이 가입자(가령, S2)로 전송된 새 정보 신호를 수신하는 경우에는, 기지국(B2)은 기지국(B2)에서 가입자(S2)로의 거리를 결정한다(스텝 2020). 기지국은 그 거리를 간섭 임계 거리와 비교하고(스텝 2030), 그 거리가 임계값을 초과하는 경우에는, 기지국(B2)의 딜레이 타이머가 만료할 때까지 메시지의 전송을 지연시킨다(스텝 2040). 딜레이 타이머가 만료하거나 또는 스텝(2030)에서, 거리가 임계값을 초과하지 않는 경우에는, 기지국(B2)은 통신 링크를 설정하고 통상적인 기술에 따라 새 메시지를 가입자(S2)에게 전송한다.
본 발명의 실시예에 따라, 도 3의 방법(2000)은 또한 시작 기지국(B1)에 의해 구현된다. 즉, 시작 기지국(B1)은 딜레이 타이머가 만료할 때가지 새로운 메시지가 다른 가입자에게 전송되지 못하도록 한다. 그러나, 선택적으로, 시작 기지국(B1)은 원거리 가입자(S1)에게 전송할 실제적인 메시지가 허용되는 메시지길이보다 짧다고 결정한 경우는 그 자연스러운 만료 전에 딜레이 타이머를 종료시킨다.
본 발명은 2개의 고전력 메시지가 동일한 셀 또는 근접한 셀에서 동시에 전송되는 것을 방지한다. 본 발명은 제1 고전력 신호가 종결될 때까지 제2 고전력 신호를 지연시키므로써 시스템에서의 신호 품질을 보존한다. 메시지가 실시간이 아닌 "거의 실시간"으로 전송되는 저장 및 전송 CDMA 시스템에 있어서, 그러한 전송 딜레이는 허용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 응용에 적절한 또다른 CDMA 시스템을 도시한다. 도 1에서와 같이, CDMA 시스템은 다수의 셀들 M-Q에 의해 점거되고, 각 셀에는 각각의 기지국(B11-B15)이 제공된다. 다수의 가입자들(S11-S13)이 도시되어 있다. 가입자(S11)는 셀 M 내의 셀 M 과 셀 N 및 P의 경에 근접한 곳에 제공된다. 기지국(B11)은 "시작 기지국"이다.
도 4의 실시예에서, 셀 M-Q는 섹터화된 셀들이다. 주지된 바와 같이, 섹터화된 셀의 기지국들은 셀의 하부 구역으로 향하는 방향성 안테나를 포함한다. 결과적으로, 제1 섹터에 있는 기지국(가령, B12) 및 가입자(S12) 간의 전송은 제2 섹터의 기지국(B12) 및 가입자(S13) 간의 전송으로부터 고립된다. 도 4의 예에서, 각 셀은 3개의 섹터들을 포함한다. 셀의 다른 섹터 디비전은 공지되어 있다.
이 실시예에서, 가입자(S1)는 도 2의 방법(1000)에 따른 원거리 가입자 임을 결정할 수 있다. 기지국(B12)은 각 섹터에 대해 개별적으로 도 4의 방법(2000)을 수행할 수 있다. 즉, 기지국(B12)은 섹터1, 섹터2 및/또는 섹터3의 경고 메시지를수신하였는지를 판단한다. 새 메시지가 설정될 때, 딜레이 타이머는 한 섹터(가령, 셀 N의 섹터2)에 대해서 사용되고, 다른 섹터(가령, 셀 N의 섹터1및3)에 대해서는 사용되지 않는다. 따라서, 기지국(B12)은 가입자가 위치한 섹터 및 가입자의 기지국으로부터의 거리에 따라 메시지를 전송할지(스텝 2050) 또는 메시지를 지연시킬지(스텝 2040)를 판단한다. 도 4의 실시예는 근접한 셀들에서 2개의 고전력 전송이 동시에 발생하는 것을 허용하지만, 여전히 조절 가능한 레벨로 시스템의 평균 전력을 유지시킨다.
도 1 및 4의 시스템들을 비교해 본다. 이들 2가지 예에서, 가입자들(S2 및 S3)은 기지국(B2)으로부터 등거리에 있고, 각각 가입자들(S12 및 S13)과 동일한 위치에 있다. 도 1의 실시예에서, 기지국(B2)이 가입자들(S2 또는 S3)의 기지국으로부터의 거리 만을 기초로 새 메시지를 전송할 지를 판단하고, 기지국(B2)은 새 메시지가 가입자(S2 및 S3) 둘 다로 전송되는 것을 막을 것이다. 대조적으로, 도 4의 시스템에서, 기지국(B12)이 가입자(S11)로부터의 경고 메시지를 섹터(2)에서는 수신하고 섹터(3)에서는 수신하지 않은 경우에, 가입자(S13)에는 어드레스되고 가입자(S12)에는 어드레스되지 않은 새 메시지를 지연시킨다. 따라서, 본 발명은 비섹터화된 셀룰러 시스템에 비해 섹터화된 셀룰러 시스템에 적용될 때 더 큰 메시지 효율을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따라, 본 발명의 전송기 및 수신기는 하나 이상의 다음 통신 공업 협회(Telecommunication Industry Association) 협정 기준 즉, 협정 기준 95, "광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템에 대한 이동국 기지국 호환성기준"(1993년 7월), 협정 기준 99, "광대역 확산 스펙트럼 디지털 셀룰러 시스템에 대한 데이터 서비스 옵션 기준"(1995년 7월), 및/또는 협정 기준 637, "광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 서비스에 대한 단 메시지 서비스"(1996년 8월) 중 하나와 함께 사용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 저장 및 전송 CDMA 시스템에서의 전력 레벨을 조절한다. 시스템은 동일하거나 근접한 섹터 또는 동일하거나 근접한 셀들에서 2개의 고전력 메시지가 동시에 전송되는 것을 방지하므로써 전력 레벨을 조절한다. 본 발명은 상기 제1 전력 신호가 종료될 때까지 제2 고전력 신호를 지연시키므로써 시스템에서의 신호 품질을 보존한다.

Claims (20)

  1. CDMA 시스템에서의 조절 방법으로서,
    가입자 유닛에서,
    논리 채널 할당을 포함하는 기지국으로부터의 전송을 수신하는 단계;
    상기 기지국으로부터의 상기 가입자의 거리를 결정하는 단계; 및
    상기 가입자의 거리가 소정의 임계값을 초과하는 경우에는, 경고 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경고 메시지는 접속 채널에서 전송되는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 셀룰러 시스템인 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 무선 LAN 시스템인 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 위성 시스템인 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 상기 기지국으로부터의 전송의 수신된 전력을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 기지국으로부터의 전송은 파일럿 채널인 것을 특징으로 하는 조절 방법.
  8. CDMA 시스템용 간섭 완화 방법으로서,
    기지국에서,
    경고 메시지를 수신하는 단계;
    딜레이 타이머를 사용하는 단계;
    새 메시지가 수신되는 상기 딜레이 타이머의 기간 동안,
    상기 기지국에서 상기 새 메시지에 의해 어드레스된 가입자까지의 거리를 결정하는 단계; 및
    상기 거리가 간섭 임계값보다 큰 경우에는, 상기 딜레이 타이머가 복사될 때까지 상기 메시지의 전송을 지연시키고, 그 다음 상기 메시지를 상기 가입자에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 상기 가입자에서 상기 기지국까지 전송된 메시지의 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 딜레이 타이머는 상기 CDMA 시스템에 의해 전송된 메시지의 최대 길이에 해당하는 시간의 길이를 카운트하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 셀룰러 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 무선 LAN 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  13. 제8항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 위성 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  14. 제8항에 있어서, 상기 기지국은 다수의 셀 섹터에서 동작하고, 상기 방법을 각 섹터에 대해서 독립적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  15. 다수의 기지국들 및 다수의 가입자들을 포함하는 CDMA 시스템 용 간섭 완화 방법으로서,
    제1 가입자에서,
    논리 채널 할당을 포함하는 시작(originating) 기지국으로부터의 전송을 수신하는 단계;
    상기 제1 가입자에서 상기 시작 기지국까지의 거리를 결정하는 단계;
    상기 제1 가입자에서 상기 시작 기지국까지의 거리가 소정의 임계값을 초과하는 경우에는, 경고 메시지를 전송하는 단계;
    상기 경고 메시지를 수신하는 각 기지국에서,
    상기 딜레이 타이머 기간 동안, 제2 가입자에게 어드레스된 새 메시지가 수신되는 경우에는 딜레이 타이머를 사용하는 단계;
    상기 기지국에서 상기 제2 가입자까지의 거리가 간섭 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 기지국에서 상기 제2 가입자 까지의 거리를 결정하는 단계; 및
    상기 딜레이 타이머가 만료될 때까지 상기 제2 가입자로의 상기 새 메시지의 전송을 지연시키고, 그 다음에 상기 새 메시지를 상기 제2 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  16. 섹터화된 셀들을 제공하는 기지국에 의해 점거된(populated) CDMA용 간섭 완화 방법으로서,
    적어도 하나의 섹터 상에 수신된 경고 메시지에 응답하여, 상기 경고 메시지가 수신된 섹터들에 대해 딜레이 타이머를 사용하는 단계;
    가입자에게 어드레스된 새 메시지가 수신될 때,
    상기 가입자가 위치한 상기 한 섹터를 결정하는 단계;
    상기 딜레이 타이머가 상기 하나의 섹터에 대해 사용되는지를 결정하고, 상기 딜레이 타이머가 상기 하나의 섹터에 대해 사용되는 경우에는,
    상기 기지국에서 상기 가입자까지의 거리를 결정하는 단계;
    상기 기지국에서 상기 가입자까지의 거리가 간섭 임계값을 초과하는 경우에는, 상기 딜레이 타이머가 만료될 때까지 상기 새 메시지의 전송을 지연시키는 단계; 및
    상기 한 섹터의 상기 새 메시지를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 딜레이 타이머는 상기 CDMA 시스템에 의해 전송되는 비 실시간 메시지의 최대 길이에 해당하는 시간의 길이를 카운트하는 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 셀룰러 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 무선 LAN 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 CDMA 시스템은 위성 시스템인 것을 특징으로 하는 간섭 완화 방법.
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