KR20020026423A - 반경이 크게 차이나는 셀들 사이에서 소프트 핸드오프를실행하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

반경이 크게 차이나는 셀들 사이에서 소프트 핸드오프를실행하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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아젬 아흐마드
마이클 에스. 크로위
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샤히드 알. 차우드라이
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블레이어 에프. 모리슨
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Abstract

이동국이, 전달 지연을 가진 기지국에 의해, 시간 기준을 유도해낸 기지국과 이동국 간의 전달 지연보다 더 크거나 작은 이동국으로 전송된 코드를 찾도록 허가하는 방법이 제공된다.
IS-95 환경에서, PN 오프셋이 어떤 타겟 기지국 파일럿 신호들을 탐색할 것인지 식별하기 위해 이동국으로 보내진다.
실제 PN 오프셋과 다른 가상 PN 오프셋을 보냄으로써, 이동국은 정상적으로 신호들이 이동국의 탐색 윈도우 밖에 속하는 곳에서 타겟 기지국 신호들을 찾을 수 있다.

Description

반경이 크게 차이나는 셀들 사이에서 소프트 핸드오프를 실행하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SOFT HANDOFF BETWEEN CELLS OF LARGE DIFFERING RADII}
CDMA(코드 분할 다중 접속) 통신 시스템은 일반적으로 최대 약 55㎞의 셀 크기의 차이를 수용하도록 설계된다. 큰 서비스 면적과 같은 소정의 응용에 있어서는, 보다 큰 셀 크기의 차이에 대해서도 제공될 수 있고, 보다 큰 셀과 훨씬 작은 셀들 사이에서 핸드오프를 실행할 수 있는 것이 유리하다.
모든 기지국에 의해 송신되는, IS-95 PN (Pseudo-random number) 쇼트 코드(동위상 코드 및 직교 코드)와 같은 식별 코드 - 서로 다른 기지국의 서로 다른 섹터들은 PN 오프셋으로 알려진, 고유한 기지국 섹터 식별자를 제공하는, 서로 다른 시간 시프트를 갖는 동일한 쇼트 코드를 송신함 - 를 찾음으로써 CDMA 통신 시스템내의 기지국을 이동국(mobile station)이 탐색한다. 동작상태의 이동국은 연결되는 제1 기지국으로부터 시간 기준(time reference)을 획득한다. 이러한 시간 기준은 기지국과 이동국사이의 RF 전달 지연(propagation delay)만큼 지연된다. 소프트 핸드오프 이전에, 타겟 기지국에 대한 쇼트 코드의 서로 다른 시간 시프트가 서빙 (serving) 기지국에 의해 통지된 이동국은 이러한 타겟 기지국에 의해 생성된 쇼트코드를 검색할 시간을 알고 있다. 서빙 기지국은 이동국이 활성(active) 통신 채널을 가지는 기지국이다. 이동국의 시간 기준은 서빙 기지국으로부터 수신된 가장 초기의 경로에 따라 설정된다. 잠재적인 타겟 기지국은 예를 들면 서빙 기지국에 대한 근접도(proximity)에 기초하여 식별되는 핸드오프에 대한 후보들이다. 이동국은 탐색 윈도우로 알려진 시간 주기동안 코드에 대한 탐색을 실행한다. 이러한 탐색 윈도우는 서빙 기지국으로부터 유도된 이동국의 시간에 대한 개념에 따라 배치된다. 서빙 기지국이 변화된 후, 이동국의 탐색 윈도우는 새로운 기지국으로부터 유도된 시간 기준에 대해 중심이 되도록 서서히 이동한다. 기존 시스템이 가지는 문제는, 반경이 크게 차이나는 2개의 셀 사이에서 핸드오프가 실행될 경우, 첫번째(이동국과 타겟 기지국 간의 전달 지연)와 두번째(이동국과 이동국이 시간 기준을 미리 설정한 기지국 간의 전달 지연) 간에 지연상의 차이가 크다는 것이고, 이것은 상술한 바와 같이 이동국의 시간 기준이 서로 다른 기지국으로부터 유도되기 때문에 타겟 기지국의 쇼트 코드가 예상보다 빠르게 또는 늦게 도착되게 한다. 지연상의 차이가 충분히 클 경우, 타겟 기지국의 쇼트 코드는 탐색 윈도우 밖에 도달될 것이고, 이동국은 쇼트 코드를 식별할 수 없게 되며, 이동국은 타겟 기지국으로 소프트 핸드오프를 실행할 수 없을 것이다.
제안된 하나의 해결책은 지연상의 차이에 상관없이 쇼트 코드가 발견될 수 있도록 충분히 큰 탐색 윈도우 또는 탐색 윈도우 오프셋을 가지도록 이동국을 수정하는 것이다. 이것이 가지는 문제점은, 모든 이동국이 CDMA IS-95 표준을 따르지 않도록 변경되어야 하고, 또한 보다 큰 탐색 윈도우가 보다 긴 탐색 시간을 가져야 된다는 것이다.
공동 이용 가능성의 이유때문에 기존의 이동국을 크게 차이나는 반경을 가지는 셀들이 있는 환경에서 사용할 수 있게끔 하는 것이 유리하다.
<발명의 요약>
본 발명의 목적은 상기 기술된 하나 이상의 단점들을 제거 또는 완화하는 것이다.
본 발명은, 각각의 기지국이 기존의 식별 코드, 예를 들면, 개별적인 PN 오프셋을 가지는 CDMA 쇼트 PN 코드를 송신하는 시스템에서의 응용에 관한 것이다. 특정 오프셋으로 송신하고, 서빙 기지국의 셀 크기와 비교할 경우 셀 크기가 크게 차이나며, 타겟 기지국과 서빙 기지국 간의 큰 전달 지연 차이를 갖는 타겟 기지국의 식별 코드를, 이동국이 동작하는 방법에 어떠한 변화도 가져오지 않으면서, 이동국이 탐색하고 찾도록 허가하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 특정 오프셋과는 다른 오프셋을 갖는 식별 코드를 찾을 수 있게 하는 정보를 이동국에 제공하는 단계를 포함한다.
양호하게는, 첫번째(이동국과 타겟 기지국 간의 전달 지연)와 두번째(이동국과 이동국이 시간 기준을 미리 설정한 기지국 간의 전달 지연) 간의 차이를 보상하는 특정 오프셋과 차이를 가지도록 서로 다른 오프셋이 선택된다.
식별 코드가 CDMA 쇼트 PN 코드이고, 개별적인 오프셋이 PN 오프셋인 경우에, 이동국에 제공되는 정보는 타겟 기지국의 실제 PN 오프셋과 다른 특정 타겟 기지국에 대한 가상 PN 오프셋을 포함한다.
보다 일반적으로, 본 발명에 따르면, 제1 전달 지연을 가지며 송신되는 제1 신호와 제2 전달 지연을 가지며 송신되는 제2 신호사이의 전달 지연상의 큰 차이를 보상하기 위한 방법은 탐색 윈도우 크기의 ±1/2 이내에서 전달 지연상의 큰 차이에 의해 시프트된 제2 신호와 실질적으로 동일한 시간에 제2 신호에 대한 수신기 탐색을 실행하는 정보를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명은 반경이 크게 차이나는 셀들 사이에서 소프트 핸드오프를 실행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히 탐색 성능을 제한하는 탐색 윈도우 크기로 인해 유사한 셀 크기를 갖는 셀들 사이에서만 핸드오프를 실행할 수 있는 시스템에서의 응용에 관한 것이다.
도 1은 예시적인 전개 시나리오.
도 2는 도 1의 전개 시나리오에서 사용되는 탐색에 대한 종래 접근법의 타이밍도.
도 3은 본 발명의 실시예가 도 1의 전개 시나리오에 대해 서로 다른 탐색을 실행하는 타이밍도.
도 4는 가상 PN을 이용하는 소프트 핸드오프가 지원되는 타겟 기지국에서 포워드 링크 프레임들이 시프트되어야 하는 이유를 도시하는 타이밍도.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조로 하여 지금부터 설명될 것이다.
본 발명의 실시예에 의해 극복될 문제점은 도 1에 도시된 특정 전개 시나리오의 상황에서 설명될 것이다. 개별적인 셀(11, 13)에 서비스를 제공하는 2개의 기지국 BTS1(10) 및 BTS2(12)가 존재하고, BTS1(10)의 셀 크기는 BTS2(12)의 셀 크기보다 훨씬 크다. 2개의 기지국은 네트워크(17)의 나머지 부분에 연결되는 BSC(기지국 제어기)(16)와 같은 제어 노드에 모두 연결된다. BSC(16)는 파일럿 데이터 베이스(18)를 엑세스한다. 또한, MS(이동국)(15)은 BTS1(10)과 BTS2(12)의 셀 (11,13)이 오버랩되는 위치에 있는 것으로 도시되지만, 움직이고 있는 것은 물론이다.
CDMA에서, 모든 기지국은 서로 다른 기지국이 서로 다른 양만큼 PN 코드 오프셋을 전송하는 것을 제외하고는 하나의 PN 코드를 사용하여 전송한다. PN 코드, 또는 확정적인 "쇼트 코드"는 26.6ms마다 반복하고, 칩 길이는 215이다. IS-95에서, 칩 레이트(rate)는 1.2288MHz이며, 각 칩은 근사적으로 0.8μs동안 지속하며, "칩 거리(chip distance)"는 근사적으로 244미터이며, 이것은 칩이 지속하는 동안 빛이 이동하는 거리이다. 512개의 서로 다른 PN 코드 시프트 또는 오프셋은 이미 정의되어 있으며, 각 PN 코드 시프트는 이전 것에 대하여 추가의 64칩만큼 시프트된다. PN 오프셋이 0인 PN 코드는 어떠한 시프트도 없는 PN 코드로 구성된다. 더욱 일반적으로는, PN 오프셋이 k인 PN 코드는 k= 0 에서 511인 "PN-k"로 아래에서 언급되며, 64 곱하기 k칩만큼 시프트된 PN 코드를 식별한다. 이들 시프트된 PN 코드중의 하나는, 모든 기지국에 대해 동형이고 UTC(Universale Temps coordonne,Universal Coordinated Time) 시간으로 불리는 시간 기준에 따라 각 기지국(섹터화된 경우에는 각 섹터)에 의해 전송된다. 이러한 시간 기준은 예를들면, 전역 위치 시스템(global positioning system)으로부터 각 기지국에 의해 얻어진다. 소정의 기지국에 의해 전송된 PN 코드의 시프트는 특정 기지국을 식별하도록 사용될 수 있다. 각 기지국은 PN 코드에 얼라인(align)되고 PN 오프셋을 식별하는 Sync 채널을 전송한다.
도 1을 예를들면, BTS1(10)은 PN-12로 전송하며, BTS2(12)는 PN-40으로 전송하며, 그 둘은 UTC에 관련하는 것으로 가정한다.
이러한 예의 타이밍 도가 도 2에 도시된다. 도 2에서, 상부에 쓰여진 "UTC 시간"을 가로지르는 축은 모든 기지국이 사용하는 공통 표준의 시간 기준이며, UTC 시간에서 임의의 시간에서의 특정 영 시간 기준(zero time reference) To으로부터 PN 오프셋에서 측정된 것이다. 모든 기지국은 동일한 영 시간 기준 To를 가진다. 본원의 목적에 부합되는 To은 PN-0인 기지국이 초기에서부터 PN 코드를 전송하기 시작하는 임의의 시간이다. 이벤트의 순서는 타이밍 도의 위에서부터 아래로 진행한다. 각 이벤트는 아래에서 상세히 설명한다. MS에 의해 측정된 시간은 "이동 시간(Mobile Time)"이라고 쓰여진 타이밍도의 아래를 가로지르는 축 상에 있으며, 또한 PN 오프셋에서 MS의 영 시간 기준 TM에서부터 측정된다.
초기에 MS(15)로 전원공급되면, 예를들어, BTS1(10)의 셀(11)내의 임의의 지점 P1에서, UTC와 관련되지 않는 임의의 시간 기준이 나타난다. "파일럿 채널 탐지"로 언급된 종래 프로세스에서는, MS가 이 경우에는 BTS1(10)인 기지국의 PN 코드를 탐색하여 마침내 찾아내지만, 임의의 시간 기준이기 때문에, 코드를 전송한 기지국을 알지 못하여, PN 코드의 시프트를 알 수 없다. 도 2의 타이밍 도에서는, To+12 PN에서 일어나는 단계 A에서, BTS1(10)에 의한 PN 코드 전송의 시작이 나타난다. BTS1(10)이 계속적으로 PN 코드를 12 PN의 오프셋으로 전송하는 동안, 단계 A에서 BTS1(10)에 의해 PN-12 코드일 때의 전송의 시작이 나타나는 것은 물론이다. 도시하지는 않았지만, 또한 BTS1(10)는 To+12 PN의 앞·뒤에서 512 PN(26.6ms)마다 PN-12 코드의 전송을 시작한다. MS(15)는, 이 경우 BTS1(10)인 특정 기지국과 MS(15) 간의 거리 함수인 전달 지연 후에 단계 A에서의 전송을 수신한다. 한쪽 방향으로의 전달 지연은 PN 오프셋에서, 또는, 간단히, 각각이 640.8㎲ = 51.2㎲ 이거나 이와 동등한 15.6km인 "PN"에서 측정가능하다. 전술한 예에서, MS(15)가 단계 B에서 11 PN의 전달 지연 이후에 전송의 시작을 수신한 것으로 가정한다. 이것은, MS(15)가 BTS1(10)으로부터 11×15.6 = 172 km인 거리에 있다는 것을 의미한다. 이것은 UTC 시간에서 To+ 23 PN에서 발생한다.
다음으로, MS(15)는 PN 파일럿 채널에 얼라인되는 Sync 채널을 찾는다. Sync 채널은 실제 시간 기준을 정의하며, 특정 기지국의 PN 오프셋을 나타낸다. 이 경우, Sync 채널은 BTS1(10)이 PN-12를 포함하는 것을 식벽한다. MS(15)는 PN 오프셋 정보와 시간 기준 정보를, 이 경우에는 위에서 언급한 11 PN 전달 지연이후에 수신한다. 그러므로, MS는 시간 기준을 (전송 시간(Time of transmission) = UTC +12 PN) + (전달 지연 = 11 PN) - 12 PN의 PN 오프셋 = UTC + 11 PN으로 설정하며, 이것은 간단히 11 PN의 전달 지연만큼 지연된 BTS1(10)에서 사용된 시간 기준과 동일하다. 이러한 MS(15)에 대한 시간 기준의 설정은 단계 C에 나타난다. MS에 대한 영 시간 기준 TM은 To+11 PN과 같게 된다.
MS가 하나 이상의 기지국의 커버리지 영역에서 다른 기지국 또는 기지국들의 의 커버리지 영역으로 이동해 가면, 핸드오프가 수행되어야 한다는 것은 잘 알려져 있다. 본원의 예로는, MS(15)가 BTS1(10)의 커버리지 영역에서 BTS2(12)의 커버리지 영역으로 이동해 갈 수 있다. 핸드오프의 첫번째 단계는, 기지국이 서비스를 수행하여 인접 기지국의 리스트를 MS에 제공하는 것이다. 인접 기지국들은 예를들어, 페이징(paging) 채널을 통해 MS로 보낸 인접 리스트 메시지내의 PN 오프셋에 의해 식별된다. MS는, 콜 동안, 이렇게 식별된 기지국으로부터 수신한 신호의 파일럿 채널 강도를 모니터하고, 파일럿 채널 강도가 임계치 Tadd를 초과하면, 그 기지국은 MS와 활성(active) 통신을 하기 위한 기지국의 세트를 정의하는 활성 세트에 추가된다. 이와 유사하게, 파일럿 채널 강도가 임계치 Tdrop이하에 속하면, 그 기지국은 활성 세트에서 제거된다. 기지국은, 이러한 방식으로, 초기에 그리고 연이은 소프트 핸드오프의 완료 동안에 활성 세트에 추가되고 제거된다. 이것은 MS에 의해 식별되어 있는 기지국과 관련하여 핸드오프가 수행될 수 있는 여러가지 다른 방식중의 단지 하나일 뿐이다.
파일럿 채널의 신호 강도를 모니터하기 위해서, MS는 먼저 파일럿 채널을 탐색하여 위치시켜야 한다. 시작 시에, MS는, PN-0 코드가 MS 영 시간 기준 TM에서26.6ms 마다, 이 시간의 앞·뒤에서 시작한다는 가정에서, 기지국의 알고있는 PN 오프셋을 고려하여 탐색된 PN 코드를(잠재적인 타겟 기지국들을 식별하는 인접 리스트 메시지에서 확인됨) 식별한다. 다음으로, MS는 이와같이 식별된 PN 코드를 수신된 신호와 상관(correlation)시킨다. 타겟 기지국은, MS가 시간 기준을 유도한 기지국보다 더 가깝거나 더 멀게 될 수 있기 때문에, PN 코드는 예상보다 더 일찍 또는 더 늦게 도착할 수 있다. 만약 타겟 기지국이 더 멀리 떨어져 있으면, PN 코드는 예상보다 더 늦게 도착하게 될 것이며, 타겟 기지국이 더 가까우면 PN 코드는 더 일찍 도착할 것이다. 이러한 것들을 처리하기 위하여, MS는 자신의 영 시간 기준 이전과 이후의 시간 간격 동안에 코드를 찾으며, 여기서 시간 간격은 탐색 윈도우로 언급된다. 현재의 MS들은, 예상보다 3.53 PN 일찍, 그리고 예상보다 3.53 PN 늦게 도착하는 기지국으로부터의 전송을 찾기 위하여 설정되는 탐색 윈도우를 갖는다. 이것은 최대 약 55km 보다 더 가깝거나 더 먼 기지국의 전송을 찾아내는 능력으로 나타난다. 이것은 셀 사이즈가 대형일 필요가 있는 상황에서 셀 사이트(site)를 개발하는 경우와도 같이 소형 셀 다음으로 대형 셀을 개발하는 문제를 일으킨다.
상기 예로 다시 돌아가면, 그 영 시간 기준 TM에 대한 탐색기(searcher)를 배치하는 MS가 단계 D에서 지시된다. MS는, 11 PN 전달 지연이 있는 BTS1(10)의 매우 큰 셀(11)에서 1 PN 지연이 있는 PN-40을 가지는 BTS2(12)의 상대적으로 작은 셀(13)로 이동되고, 현재 BTS1(10) 및 BTS2(12) 둘 다의 커버리지 영역에 있는 지점에 있다고 가정된다. BTS2(12)에 의한 PN-40의 전송은 단계 E에서 지시된다. MS는 단계 F에서 1 PN의 전달 지연 후에 PN-40을 수신한다. 인접 리스트 메시지를 통해 PN-40을 가지는 타겟 기지국을 인식하는 MS는 그 시간 기준에 관한 PN-40에 탐색기를 위치시킨다. 이것은 단계 G에서 40 PN을 감산하거나, 또는 모든 기지국 신호를 "TM"으로 언급하는 것과 동일하다. 이것은 그 시간 기준에 대해 단계 D에서 미리 설정된 탐색 윈도우를 40 PN만큼 시프팅하는 것과 동일하다. 이 경우에, 새로운 기지국이 RF 전달 기간에 있어서 MS(15)에 10 PN 더 가깝기 때문에, BTS2(12)에 관한 MS(15) 시간 기준은 BTS1(10)에 관한 것보다 10 PN 늦을 것이고, BTS2(12) 전송은 MS에 의해 예측된 것보다 10 PN 더 빨리 도착할 것이다. 그러나, MS(15)는 3.53 PN 빠르거나 3.53 PN 늦은 신호에 대해서만 탐색하고, 이에 따라 MS(15)는 BTS2(12)의 전송을 찾지 못할 것이다.
본 발명에 따라서, 이 문제에 대한 해결법은 어떤 MS에서도 아무 변화가 생기지 않는 것이다. 인접 기지국을 식별하는 메시지(들)에 있어서 반경이 크게 차이나는 셀의 기지국의 실제 PN 오프셋만을 전송하기 보다는, MS가 종래의 탐색 윈도우내의 타겟 기지국의 신호를 MS가 찾을 수 있도록 지연 차이를 보상하기 위해 선택되는 가상 PN 오프셋이 또한 보내진다. 위에서 확인된 예에서, PN-32의 가상 PN이 BTS2(12)에 대해 사용된다면, MS(15)는 그 실제보다 8 PN 더 작게 오프셋된 코드를 찾을 것이다. 이것은 정상보다 8 PN 더 빠른 PN-40 코드를 찾는 것과 동일하다. TM= T0+ 11 PN의 MS의 시간 기준은 탐색 윈도우의 중심으로 사용되기 때문에, MS는 TM- 윈도우 크기/2 와 TM+ 윈도우 크기/2 사이의, 즉 (T0+ 11 PN) - 3.53 PN 과 (T0+ 11 PN) + 3.53 PN 사이의 임의의 시간 개시를 수신하는 PN-32 코드를 찾을 것이다.
이 예에 대한 타이밍도는 도 3에 도시되어 있다. 이 예에서, 단계 E는 BTS2(12)에 의해 전송되는 것으로 PN 코드를 개시하는 단계이다. MS(15)는 1 PN의 전달 지연후에 단계 F에서 PN 코드를 수신한다. MS는 단계 G에서 PN 코드를 제로-PN 코드로 변환하도록 32 PN만큼 시프트된다. PN-32 코드는 (전송 시간 = T0+ 40 PN) + (전달 지연 = 1 PN) - (가상 오프셋 = 32 PN) = T0+ 9 PN에 MS에 도착하기 때문에, 발견될 수 있을 것이다. MS의 시간 기준 TM= T0+ 11 PN을 상기하면, 위에서 식별된 탐색 윈도우 내에 있는 PN-32 코드는 TM- 2 PN에서 검출될 것이다.
상술된 설명 및 특정 예는 MS가, 각 초마다 MS에 대해 어떤 변형을 요구하지 않으며 셀 크기 시나리오를 크게 다르게 하는 BTS 전송을 탐색하여 위치시킬 수 있는 방법 및 시스템을 제공한다. 이 예는 모든 BTS에 의해 전송되는 공통의 PN 코드에서 IS-95 구현상에 초점을 맞춘다. 보다 일반적으로, 이 해결법은 전송이 수신기에서 인식되지 않는 전송의 어떤 지연에 기초해서 송신기를 식별할 때마다, 적용될 수 있다. MS가 정상과 다른 지연을 예상하는 것에 의해, MS 및 서로 다른 송신기들 사이의 전달 지연의 큰 차이는 보상될 수 있다.
특정한 구현에 따라서, 상술된 방법은 여러 다른 변화들이 이동 통신 시스템에서 이루어질 수 있을 것을 필요로 한다. 이는 예시적으로 IS-95 구현에 대해 본 명세서에서 기술된다.
<파일럿 데이터베이스>
PN 오프셋과 BTS들을 연관시키기 위한 어떤 시스템 구성 엔티티도, 가상 PN을 요구하는 핸드오프내에 잠재적으로 관련될 수 있는 BTS들에 대한 실제 PN 및 가상 PN 둘 다에 대해 공간(room)을 필요로 할 것이다. IS-95 예에 있어서, 이 추가적 정보는 양호하게 파일롯 데이터베이스에 저장된다. 대부분의 단일 가상 PN은 주어진 어떤 기지국에 대해서도 양호하게 제공된다. 보다 일반적으로, 다양한 가상 PN들을 사용하는 것은 다중 셀의 시나리오 및 크기를 변화시키는 섹터(sector)들을 용이하게 한다.
양호하게는, 인접 리스트 메시지의 내용을 생성하기 위해 응답할 수 있는 제어 노드는 다수의 송신기 각각에 대해서 각각의 실제 코드 식별자를 저장하기 위한 각각의 제1 메모리 필드를 가지고, 다수의 송신기 중의 적어도 하나에 대해서 각각의 가상 코드 식별자를 저장하기 위한 각각의 제2 메모리 필드를 가진다. 양호하게는, 제어 노드는 인접 리스트 메시지내에 포함될 타겟 기지국을 식별하기 위해서 프로세싱 요소를 포함하고, 서빙 기지국에 대해 타겟 기지국을 식별하기 위한 요구를 수신하기 위한 입력을 수신하는 입력부를 포함하고, 타겟 기지국의 실제 코드 식별자 및 타겟 기지국의 가상 코드 식별자를 포함하는 메시지를 서빙 기지국에 송신하기 위한 출력부를 포함하고, 이 메시지는 상기 예에서 인접 리스트 메시지이다.
<위상 기록>
MS는 파일럿 강도 측정 메시지에서 보이는 파일럿의 신호 강도를 기록한다. 이는 수신된 PN 시퀀스의 위상을 송신함으로써, 주어진 파일럿 강도와 상응하는 기지국을 연관시킨다. 위상은 가상 PN + 탐색 윈도우 내의 위치로서 식별되고, 칩으로 변환된다. 상술된 예에서, 위상은 (32 - 2 = 30) PN ×64 칩/PN = 1920 칩이다.
그리고, 제어 노드는 ""가 아래와 같이 나타낼 때, 다음 식을 사용해서 타겟 BTS의 PN 오프셋을 계산한다.
파일럿INC를 4로 가정하면, 상술된 식은 여기에 제시된 예에서 다음과 같이 된다.
제어 노드는 MS로부터 수신된 정보로부터 가상 PN을 계산하고, 어떤 BTS가 MS에 트래픽(traffic) 링크를 셋업하도록 지시되어야만 하는지를 결정하기 위해서 파일럿 데이터베이스내에서 가상 PN을 찾는다. 이 경우에, 제어 노드는 파일럿 데이터베이스내의 PN32를 찾아 내고, 이것이 BTS2에 대한 가상 PN인지를 결정하고, MS와 트래픽 링크를 셋업하기 위해 BTS2를 부르는 단계로 진행한다.
<가상 이동 PN 소프트 핸드오프의 경우에서의 TCE 셋업>
상술된 가상 PN 스킴(scheme)이 소프트 핸드오프를 하도록 사용될 때마다,예를 들어, 타겟 기지국내의 TCE(traffic channel element)와 같은 프레임 전송 회로는 일반적인 소프트 핸드오프와는 다르게 셋업될 필요가 있다. TCE는 소프트 핸드오프에 사용되는 가상 이동 PN 스킴의 지식을 포함하지 않는다. 이는 PN이 제어 노드에 의해 TCE 연결 메세지에 통과되는지를 체크한다. 이 PN이 상기 섹터내에 실질적으로 전송된 PN과 다르다면, TCE는 가상 PN 스킴이 사용되고, 제어 노드에 의해 통과되는 PN은 가상 PN이라고 가정한다. 다음의 알고리즘들은 TCE에서 포워드와 리버스 링크들을 셋업하는데 사용될 수도 있다.
<가상 이동 PN의 경우에서의 포워드 링크의 셋업>
<BTS 프레임 전송 타이밍>
BTS에 대한 가상 PN을 사용하여 BTS에 의해 MS로 전송된 프레임의 위치는 현실적으로 이동국이 실제 PN을 사용하는 반면 BTS2 전송이 가상 PN을 사용한다고 가정하고 있는 동안 가상 PN과 실제 PN간 차이의 양만큼 변화되어질 것이 요구된다. 이것은 MS가 포워드 링크 트래픽을 복조할 수 있게 할 것이다.
MS가 BTS 파일럿 신호를 복조하기 위해 가상 PN을 사용하고 있는 경우에, MS의 기준 시간의 개념은 실제 PN과 가상 PN간 차이의 양만큼 일그러진다. 그 상태가 도 4에 설명되어 있다. 다음의 4개의 단계는 도면 안에서 강조되어 있다:
1. BTS는 UTC 시간 기준 T0로부터의 실제 PN 오프셋의 거리에서 시작하는 파일럿 채널과 Sync 채널 메세지를 전달한다.
2. 가상 PN 스킴의 경우에 있어서, MS는 파일럿 신호를 복조하기 위하여 가상 PN을 사용한다. MS의 UTC의 개념은 실제 PN 보다는 가상 PN에 더 의존하게 될 것이다. 소프트 핸드오프의 경우에 있어서, MS는 이미 다른 BTS와 통신하고 있으며 그것은 이 새로운 BTS로부터 Sync 채널을 복조하지 않는다. 도면에서, "가상 TM"은 가상 PN을 이용하여 BTS가 전달되고 있다고 가정하고 있는 MS에 의해 유도된 MS의 효과적인 TM을 나타낸다. 따라서, 이 경계는 실제와 가상 PN간 차이에 의해 MS의 TM경계로부터 멀어질 것이다. 도면은 실제 PN보다 가상 PN이 더 작은 경우를 표현하고 있다.
3. 만약 포워드 링크가 조절되지 않으면, BTS는 BTS 시간 기준(프레임 오프셋 = 0 인 경우)과 동기하여 트래픽 프레임을 전송할 것이다.
4. 트래픽 프레임은 전달지연과 동등한 지연 후에 MS에 도착할 것이다. 대기 중에서, 전달지연은 또한 BTS T0와 MS의 TM간의 지연을 나타낸다 (MS가 실제 PN을 사용하고 있다면). MS는 프레임이 (실제 PN - 가상 PN) 후에 시작한다고 가정하고 있기 때문에, 그것은 가비지(garbage)를 복조할 뿐이다.
BTS가 (실제 PN - 가상 PN)만큼 트래픽 프래임의 전송을 지연시킨다면, MS는 MS의 가상 TM경계에서 트래픽 프레임들을 받을 것이고, 그것들은 정확하게 복조될 것이다.
트래픽 채널 소자는 소프트 핸드오프 요구의 경우에 포워드 트래픽 프레임들의 위치 결정을 위하여 다음의 알고리즘을 실행할 것을 필요로 한다:
-제어 노드로부터 받은 PN과, 그 섹터 즉, 실제 PN에 채워진 PN 데이터를 비교한다.
-제어 노드에 의해 통과된 PN이 실제 PN과 같으면, 일반적으로 행해지는 것과 같이 TCE를 셋업한다. 또는,
-제어 노드에 의해 통과된 PN이 실제 PN과 다르면, 그것을 가상 PN이라고 가정하고 (실제 PN - 가상 PN)을 계산한다.
-(실제 PN - 가상 PN)이 양이면, 이 양만큼 포워드 트래픽 프레임의 전송을 지연시킨다. 또는,
-(실제 PN - 가상 PN)이 음이면, 이 양만큼 포워드 트래픽 프레임의 전송을 진행시킨다.
MS가 이 소프트 핸드오프 후에 더욱 소프트한 핸드오프에 이르게 되는 경우,셀의 모든 섹터들에 대하여 (실제 PN - 가상 PN)의 값이 동일한 값인 한, 어떤 섹터의 포워드 트래픽 프레임을 위한 부가적인 조정도 필요없다.
<가상 이동 PN의 경우에서의 리버스 링크의 셋업>
<타겟 도달 시간>
타겟 기지국은 제어 노드에 의해서 타겟 기지국에 식별된 타겟 도달시간에 리버스 트래픽 프레임을 받기를 기대한다. 제어 노드에 의해 BTS2로 보내진 타겟 도달 시간은 가상 PN과 실제 PN간 차이만큼 멀어질 것이다. 타겟 기지국 소프트웨어가 제어 노드에 의해 보내진 PN을 사용하여 실제의 타겟 TOA를 계산하기 위해 요구될 것이다. 이것은 리버스 링크 진행을 얻기 위해 필요할 것이다. 이것은 BTS에서 탐색기를 중앙에 두기 위해 요구된다.
제어 노드는 다음의 식을 이용하여 소프트 핸드오프를 위하여 타겟 BTS에서 MS의 타겟 도달 시간을 계산한다:
BTS2에서의 타겟 TOA = RTD1(칩 안에서) + (BTS2의 위상-(64파일럿 PN))
여기에서, RTD1은 BTS1에서 보여진 MS의 라운드 트립 지연이고, "BTS2의 위상"은 MS에 의해 보여진 BTS2의 위상이다. 도 1 에 도시된 것과 같은 상황인 경우에,
MS에 의해 보고된 BTS2의 위상 = 1920 칩;
제어 노드는 다음의 식을 이용하여 타겟 셀의 PN 오프셋을 계산한다:
파일럿INC에 4가 사용된 것으로 가정하면, 이것은
로 계산된다.
BTS2에서의 타겟 TOA;
실제의 TOA는, TOA(실제)이었어야 한다;
따라서 BTS에 주어진 타겟 TOA는 실제와 가상의 PN간의 차이의 양 즉, (40 - 32)64 칩 만큼 떨어질 것이다. 다음의 알고리즘은 BTS에서 MS의 정확한 TOA를 결정하기 위해서 BTS에서 사용되어질 수 있다:
-제어 노드에 의해 통과된 PN이 실제 PN과 같으면, 제어 노드에 의해 통과된타겟 TOA는 정확한 TOA이다;
-제어 노드에 의해 통과된 PN이 실제 PN과 다르면, 그것은 가상 PN이라고 가정하고, 정확한 TOA = 제어 노드로부터의 타겟 TOA + (가상 PN - 실제 PN) 을 이용하여 타겟 TOA를 계산한다.
본 발명의 다수의 수정들과 변형들은 상술된 가르침안에서 가능하다. 따라서 첨부된 청구범위들의 범위내에서 본 발명은 여러가지로 실시될 수 있다.
양호하게는, 가상 PN이 실제 PN과 관련하여 정해지면, 가상 PN과 실제 PN이 둘다 인접하는 리스트 메세지에 포함된다. 이것은 어떤 PN을 포함시켜야 하는 지에 관해 이루어질 결정에 대한 요구조건을 제거한다. 대안적으로, 결정 프로세스는 어떤 PN을 보내야 하는지 결정하기 위해 실행될 수 있다.

Claims (19)

  1. 송신기들이 개개의 오프셋을 갖는 알려진 식별 코드를 각각 송신하는 시스템에서, 이동국에게 특정 오프셋을 갖고 송신되는 특정 송신기의 식별 코드를 탐색하고 찾도록 허가하는 방법에 있어서,
    상기 이동국이 상기 특정 오프셋과는 상이한 오프셋을 갖는 상기 식별 코드를 찾을 수 있게 하는 정보를, 상기 이동국에게 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상이한 오프셋은 상기 이동국과 상기 특정 송신기 간의 전달지연 및 상기 이동국과 상기 이동국이 사전에 시간 기준(time reference)을 설정한 노드 간의 전달 지연 간의 전달 지연 차이를 보상하기 위해 선택된 상기 특정 오프셋과는 차이를 갖도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 식별 코드는 CDMA 쇼트(short) PN 코드이고, 상기 개개의 오프셋은 PN 오프셋이며, 상기 이동국에 제공된 상기 정보는 상기 송신기의 실제 PN 오프셋과는 상이한 상기 특정 송신기용 가상 PN 오프셋을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 이동국에 제공된 상기 정보는 잠재적인 타겟 송신기들(potential target transmitters)의 PN 오프셋들을 식별하는 하나 이상의 메시지들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 특정 송신기가 상기 상이한 오프셋과 상기 특정 오프셋 간의 상기 차이만큼 시간 상 오프셋된 프레임들을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 특정 송신기에서, 예측되는 것과는 상이한 시간에서의 상기 이동국으로부터의 통신들을 수신하도록 준비하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 준비 단계는 수정된 타겟 도달 시간을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 송신기들이 개개의 오프셋을 갖는 알려진 식별 코드를 각각 송신하는 시스템에서, 크게 차이나는 반경들을 갖는 각 셀 내에서 서빙(serving) 송신기와 타겟 송신기 사이의 이동국 - 이동국들은 특정 송신기의 상기 식별 코드를 그의 특정 오프셋에 기초하여 탐색하고, 이동국은 표준 송신기 시간 기준과 상기 서빙 송신기와 상기 이동국 간의 전달 지연을 더한 것에 기초하는 시간 기준을 가짐-의 핸드오프를 조정하는 방법에 있어서,
    상기 이동국과 상기 서빙 송신기 간의 전달 지연 및 상기 이동국과 타겟 송신기 간의 전달 지연 간의 전달 지연 차이를 보상하는 상기 타겟 송신기의 실제 오프셋과는 구별되는 가상 오프셋을 상기 이동국에 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1 전달 지연을 갖고 전송된 제1 신호와 제2 전달 지연을 갖고 전송된 제2 신호 간의 큰 전달 지연 차이를 보상하기 위한 방법에 있어서, 이동 탐색 윈도우 크기의이내에서, 상기 제2 신호가 상기 큰 전달 지연 차이만큼 시프트된 시간과 사실상 동일하게 되는 시간에 수신기에게 상기 제2 신호를 탐색하게 하는 정보를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 다수의 송신기들의 제어에 관여하는 제어 노드에 있어서,
    상기 제어 노드는 상기 다수의 송신기들 각각에 대해서 각각의 실제 코드 식별자를 기억하기 위한 개개의 제1 메모리 필드 및 다수의 송신기들 중의 적어도 하나에 대해 각각의 가상 코드 식별자를 기억하기 위한 개개의 제2 메모리 필드를 포함하고,
    특정 송신기에 대해서, 이동 수신기와 특정 송신기 간의 전달 지연 및 이동 수신기와 상기 이동 수신기가 시간 기준을 유도한 송신기 간의 전달 지연 간의 큰 전달 지연 차이에도 불구하고 이동 수신기에게 상기 특정 송신기로부터 파일럿 송신을 찾도록 허가하는 방식으로, 상기 가상 코드 식별자와 상기 실제 코드 식별자를 다르게 하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 실제 코드 식별자들은 모든 상기 송신기들에 의해 공통으로 송신되는 것과는 다른 코드의 실제 오프셋을 식별하고, 상기 가상 코드 식별자는 가상 오프셋을 식별하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  12. 제10항에 있어서, 상기 가상 오프셋과 상기 실제 오프셋 간의 전달 지연 차이는 상기 이동 수신기와 상기 특정 송신기 간의 전달 지연 및 상기 이동 수신기와 상기 이동 수신기가 시간 기준을 유도한 송신기 간의 전달 지연 간의 전달 지연 차이에 비례하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  13. 제10항에 있어서,기지국의 일부를 구성하는 송신기들을 제어하기 위해,서빙 (serving) 기지국을 포함하고,
    상기 서빙 기지국을 위한 타겟 기지국들을 식별하라는 요구를 수신하기 위한 입력부;
    상기 타겟 기지국들을 식별하기 위한 프로세싱 소자; 및
    상기 타겟 기지국들의 상기 실제 코드 식별자들과 상기 타겟 기지국들의 상기 가상 코드 식별자들을 포함하는 메시지를 상기 서빙 기지국으로 전송하기 위한 출력부를 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 특정 타겟 기지국의 가상 코드 식별자 또는 상기 특정 타겟 기지국의 실제 코드 식별자 중의 하나인 수신된 코드 식별자에 따라 식별된 이동국에 의해 탐색하여 찾게된 상기 특정 타겟 기지국의 파일럿 강도(strength)를 수신하기 위한 추가 입력부를 더 포함하고,
    상기 프로세싱 소자는 상기 수신된 코드 식별자에 기초하여 상기 특정 타겟 기지국을 식별하고, 상기 특정 타겟 기지국에게 상기 이동국과의 트래픽 채널을 설정하도록 지시하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  15. 제14항에 있어서, 상기 제어 노드는 상기 특정 타겟 기지국에게 트래픽 채널을 설정하라고 지시했을 때 상기 수신된 코드 식별자들을 상기 특정 타겟 기지국으로 전송하는 것을 특징으로 하는 제어 노드.
  16. 기지국들과 결합된 청구항 제13항의 제어 노드를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 가상 코드 식별자들에 기초하여 성공적으로 식별된 기지국은 상기 실제 코드 식별자와 상기 가상 코드 식별자 사이의 차 함수인 시간만큼 그의 송신 프레임들을 오프셋하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 가상 코드 식별자들에 기초하여 성공적으로 식별된 기지국은 상기 실제 코드 식별자와 상기 가상 코드 식별자 간의 차 함수인 시간만큼 입력된 프레임들의 예측 도달 시간을 오프셋하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 시스템.
  19. 실제 코드 식별자와 가상 코드 식별자 간의 차이로 인해 사실상 서로 다른 기지국에 의존하는 시간 기준을 갖는 이동국과 통신하기 위한 기지국에 있어서,
    상기 기지국은 상기 이동국에 의해 예측될 때 상기 이동국에 의해 프레임들이 수신되도록 프레임들을 지연(delaying) 또는 선행(advancing) 출력하기 위한 프레임 송신 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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