KR20030015859A

KR20030015859A - 셀 선택

Info

Publication number: KR20030015859A
Application number: KR1020020048061A
Authority: KR
Inventors: 서닐케샤브지배드가마
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-08-16
Filing date: 2002-08-14
Publication date: 2003-02-25
Also published as: EP1284583A3; DE60217027D1; EP1284583B1; CN1407822A; JP2003134550A; US20030083069A1; EP1284583A2; GB0120033D0; US7277709B2; JP4287102B2; ATE349871T1; DE60217027T2

Abstract

셀룰러 통신 시스템에 이용되는 셀 선택 기술이 개시된다. 데이터 송신을 위해 셀을 이용할지 여부에 관한 결정은 셀의 혼잡 레벨의 측정에 따라 이루어진다. 결정은 셀 선택 결정의 일부가 되거나, 셀 선택 결정을 무효로 하는데 이용될 수 있다. 그러한 기술은 고속 셀 사이트(site) 선택에 이용될 수 있다.

Description

셀 선택{CELL SELECTION}

본 발명은 셀룰러 이동 통신 시스템에서의 셀 선택에 관한 것으로, 특히 소프트 핸드오버동안의 고속 셀 사이트 선택에 관한 것이다.

셀룰러 이동 통신 시스템에서, 각 기지국은 특정 지역("풋프린트")을 커버링하는 셀을 자신과 연관시킨다. 셀의 커버리지 영역 내의 이동 유닛은 셀과 연관된 기지국에 무선 신호를 송신하고, 기지국으로부터 무선 신호를 수신함으로써 시스템과 통신한다. 다른 셀들의 형태 및 크기는 상이할 수 있고, 시간에 따라 가변될 수도 있다. 일반적으로, 인접 셀들의 각 커버리지 영역들은 서로 중첩하여, 임의의 주어진 시간에 이동 유닛은 하나 이상의 기지국과 통신할 수도 있다.

각 셀내에서는, 기지국이 멀티-사용자 및 멀티 경로 환경에서 각 원하는 사용자(즉, 각 액티브 이동 유닛)에게 송신할 필요가 있다. 낮은 비트 에러 레이트에서 만족할만한 신호 검출을 달성하기 위해서는, 종종 멀티플 액세스 간섭(MAI)으로도 불리는 멀티-사용자 간섭(MUI)이 수용가능한 레벨로 감소되어야 된다. 셀에 발생하는 간섭량은 그 셀의 로드 정도, 즉 사용자 수 및 그 사용자들의 데이터 레이트에 좌우된다. 로드가 증가됨에 따라 통상 간섭량은 비선형으로 증가한다. 통상적으로, 셀의 최대 로드를 지정하는 임계값이 설정된다.

예를 들면, 콜 셋업, 네트워크 획득 또는 셀간 핸드오버와 같은 여러 경우에, 이동 유닛이 셀 선택 동작을 수행할, 즉 통신할 기지국을 선택할 필요가 있다. 주지의 셀 선택 기술에서, 어느 셀을 사용할 지에 대한 결정은 셀 내의 신호 품질의 측정에 기초하고 있다. 예를 들면, 콜을 셋업하거나 네트워크를 획득하거나 핸드오버(하드 또는 소프트 핸드오버 중 하나)를 수행하고자 하는 이동 유닛은 여러 기지국으로부터 수신된 신호의 품질을 측정하고, 그 측정을 이용하여 통신할 기지국을 선택한다.

주지의 고속 셀 사이트 선택(FCSS) 기술에 있어서, 소프트 핸드오버 영역 내에 있는(즉, 둘 이상의 기지국과 통신하는) 이동 유닛은 모든 무선 프레임에서 데이터 통신이 실시되는 단일 기지국을 선택한다. 그 선택은 액티브 기지국으로부터 수신된 신호의 품질에 기초하는 것이다. 이동 유닛은 선택된 기지국의 식별 번호를 통신 상태에 있는 모든 기지국으로 송신한다. 기지국 각각은 식별 번호를 수신하고, 그것이 선택된 기지국인지 여부를 결정한다. 그 다음, 선택된 기지국은 다음 무선 프레임에서 이동 유닛에 데이터를 송신하는데, 그 동안 다른 기지국들은 상기 무선 프레임에서 상기 이동 유닛으로의 데이터 송신을 금지한다.

FCSS는 송신되는 채널의 수를 줄임으로써 셀룰러 통신 시스템의 전체적인 성능을 개선할 수 있어, 다른 사용자에 대한 간섭을 줄일 수 있다. 또한, 그 기술은 채널 상에서 통신이 페이드되는 것을 막는다. (네트워크 보다 오히려) 기지국들 그 자체가 데이터를 송신할지 여부를 결정하기 때문에, 셀 선택이 신속하게 수행될 수 있고, 그 결과 시스템이 환경적 조건의 변화에 대해 신속하게 반응할 수 있다.

주지된 셀룰러 통신 시스템에서의 문제점은, 선택된 셀이 과도하게 로드된 경우, 이동 유닛이 상기 셀과 통신을 시작하면, 바람직하지 않은 큰 간섭 증가가 발생할 수도 있다는 점이다. 이것은, 간섭이 셀 로드에 대해 비선형으로 증가한다는 사실 때문이다. 또한, 이미 과도하게 로드된 셀에 추가 이동 유닛을 부가함으로써, 셀이 그 로드 임계값에 도달할 위험이 있다. 이 결과, 예를 들면 접속이 드롭되어, 일부 사용자들이 그 셀로부터 차단되고, 일부 사용자들의 데이터 레이트가 감소되거나, 시스템의 대기 시간이 패킷 버퍼링으로 인해 증가된다. 상기 문제들은, 선택된 기지국과 이동 유닛간의 고속 데이터 통신이 일어나는 경우에, 더욱 커지게 된다.

셀룰러 통신 시스템에서의 다른 문제점은, 로드 임계값은 셀의 최대 용량보다 다소 작은 레벨로 통상 설정된다는 점이다. 이것은 일부 예비 용량을 허용하기 위한 것으로, 새로운 이동 유닛이 셀에 들어오는 경우, 예비 용량이 이용되어 (일시적으로 로드 임계값을 초과함으로써) 그 이동 유닛이 셀로부터 차단되는 것을 방지한다. 그러나, 로드 임계값을 낮은 레벨로 선택하는 것이 더 높은 임계값이 설정되는 경우에 비해 셀 용량을 덜 효율적으로 사용하게 한다.

특히, 고속 데이터 레이트 셀룰러 통신 시스템에서 발생할 수 있는 또 다른 문제점은 로딩 레벨이 빠르게 변할 수 있고, 시스템이 그 변화에 신속하게 응답하기 어려울 수 있다는 것이다.

그러므로, 상기 문제점들의 일부 또는 전부가 해소된 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.

후지쯔의 국제특허 공개번호 제WO 99/59366호에는, 참고로 전반적인 주된 문제들이 포함되어 있으며, 이동 유닛이 2개 이상의 기지국과 송신할 수 있는 경우에, 송신용 기지국은 어느 기지국이 가장 적은 간섭을 발생시키는지에 기초하여 선택된다는 기술이 개시되어 있다. 이러한 기술은 시스템의 간섭 레벨을 감소시키는데는 효율적이지만, 상기 설명한 로드 임계값과 관련된 문제를 해결하지는 못한다.

후지쯔의 국제 특허공개번호 제WO 99/59367호 역시 참고로 이용되고, 여기에는 전반적인 주된 문제들이 참고로 포함되며, 본 발명과 관련된 배경 기술을 포함하고 있다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 셀룰러 통신 시스템을 제공하는데, 그 시스템은,

복수의 셀로부터 데이터 송신을 위한 셀을 주기적으로 선택하는 수단, 및 기지국에 선택 결과를 송신하는 수단을 포함하는 사용자 장비; 및

선택 결과를 수신하는 수단, 그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단, 및 그 기지국이 선택된 기지국인지가 결정되었는지의 여부에 따라 이동유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 수단을 각각 포함하는 복수의 기지국

을 포함하며,

사용자 장비에서의 선택 수단은 셀의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 데이터 송신을 위한 셀을 선택하도록 배열된다.

본 발명은 이동 유닛이 통신할 수 있는 셀이 2개 이상 존재하는 경우에 셀 선택은 일부는 어느 셀이 더 적게 로드되는지에 기초한다는 장점을 제공할 수 있다. 더 적게 로드된 셀을 선택함으로써, 과도하게 로드된 셀이 선택되는 경우에 비해 간섭 양이 줄어드고, 셀이 과도하게 로드될 위험이 감소된다. 시스템이 패킷 스위칭형 시스템인 경우, 송신 이전에 패킷이 버퍼링되는 시간이 감소되어, 시스템의 대기 시간(latency)을 감소시킨다. 또한, 본 발명은 셀에 대해 더 높은 로드 임계값이 설정되도록 하는데, 이는 이동 유닛이 셀을 과도하게 로드하지 않기 때문이다.

또한, 본 발명은 데이터 송신이 (네트워크 레벨 보다는) 기지국에 의해 제어되기 때문에, 시스템이 혼잡 레벨의 변화에 빠르게 응답할 수 있다는 장점을 제공할 수도 있다. 반대로, 데이터 송신이 무선 네트워크 제어기에 의해 제어된다면, 셀 선택 시스템의 대기 시간이 상당히 길어지게 되어, 시스템은 혼잡 레벨의 변화에 빠르게 응답할 수 없다.

양호하게는, 선택 수단은 추가로 셀의 신호 품질의 측정에 기초하여, 데이터 송신을 위한 셀을 선택하도록 배열되어, 선택 절차를 개선할 수 있고, 시스템이 환경적 조건의 변화에 빠르게 응답하게 할 수 있다. 예를 들면, 하나의 셀이 다른셀보다 매우 덜 혼잡하지만 약간 나쁜 신호 품질을 갖는다면, 더 낮은 혼잡을 가지는 셀을 이용하는 것이 바람직하다. 그러나, 더 낮은 혼잡을 가지는 셀이 매우 나쁜 신호 품질을 가지는 경우, 더 나은 신호 품질을 가지는 셀이 바람직하다. 따라서, 선택 수단은 두 개의 셀들 사이의 신호 품질 측정에 있어서의 차이가 특정 임계값 이하일 때, 최저 혼잡 레벨을 갖는 셀을 선택하도록 배열될 수 있다.

신호 품질의 측정은 예를 들면 수신된 신호 세기(RSS) 또는 전력 측정, 비트 에러 레이트(BER) 또는 프레임 에러 레이트(FER) 측정, 또는 신호 대 간섭비(SIR) 또는 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정이 될 수 있다. 측정은 공통 파일럿 채널(CPICH) 신호와 같이 기지국에 의해 브로드캐스팅되는 파일럿 신호 또는 다른 임의의 적절한 신호에 기초하고 있다. 신호 품질의 측정 및 혼잡 레벨의 측정 중 어느 하나 또는 둘다에 가중이 부여될 수도 있다.

최대 신호 품질을 가지지 않지만 가장 낮은 혼잡 레벨을 갖는 셀이 선택되는 경우, 데이터 레이트는 예를 들면, 적응 변조 및 코딩을 이용하여, 만족할 만한 데이터 송신을 보장하도록 감소된다.

한 실시예에서, 기지국은 혼잡 레벨 측정 수단 및 혼잡 레벨의 측정을 사용자 장비로 송신하는 수단을 포함한다. 이러한 실시예에서, 혼잡 레벨 측정 수단은 혼잡 레벨의 측정을 산출하기 위해, 소정 시간 주기(양호하게는, 다음 시간 주기)에 걸쳐 기지국에 의해 송신되는 데이터량을 결정하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 혼잡 레벨은 송신될 데이터를 포함하는 버퍼의 점유 기간(occupancy)에 기초하여 측정될 수 있다. 예를 들어, 소정 기간은 하나 이상의 무선 프레임일 수 있고,셀 선택 결정이 수행된 간격 이하이거나, 그 간격과 동일하거나, 또는 그 간격보다 클 수 있다. 혼잡 레벨을 측정하는 이러한 기술은 그 측정이 끊임없이 송신될 데이터량에 기초하여 실시되므로, 미래 혼잡 레벨이 예측될 수 있다는 장점을 제공할 수 있다.

버퍼의 점유 기간뿐만 아니라 또는 대신에 혼잡 레벨을 측정하기 위해 하나 이상의 다음 파라미터들이 사용될 수 있다: 패킷의 폐기 레이트; 재송신되는 패킷의 퍼센트; 송신기의 전체 출력 전력; 다운링크 효율; 및/또는 임의의 다른 파라미터. 파라미터들의 임의의 조합은 적절한 가중치가 주어져 사용될 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 송신 수단은 혼잡 레벨의 측정을 브로드캐스트 채널로 송신하도록 배열된다. 이는, 임의의 사용자 장비가 혼잡 레벨의 측정을 얻기위해 방송 채널을 수신할 수 있도록 하고, 측정을 셀 내의 2개 이상의 사용자 장비에 분리하여 송신할 필요를 없앨 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 사용자 장비 자체는 혼잡 레벨을 측정하는 수단을 포함한다. 이러한 실시예에 있어, 혼잡 레벨을 측정하는 수단은 예를 들어, 공유된 송신 채널의 사용에 기초하여 혼잡 레벨을 측정하도록 배열될 수 있다. 이러한 예에 있어서, 사용자 장비는 공유 채널을 모니터링하여 임의의 타임 슬롯이 공유 채널 내에서 비어 있는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 사용자 장비는 특정 기지국에 의해 송신된 신호의 개수를 결정하거나, 또는 혼잡 레벨을 측정하기 위해 사용될 수 있는 다른 기술들을 결정할 수도 있다. 이러한 실시예는 상기 측정이 송신될 필요가 없다는 장점을 제공할 수 있다. 그러나, 일부 상황에서, 제1 실시예는기지국이 사용자 장비에 비해 혼잡 레벨의 측정을 보다 더 정확하게 산출할 수 있기 때문에 바람직하다.

기지국에서의 제어 수단은 사용자 장비로부터 기지국에 의해 수신되는 선택 결과를 포함하는 신호의 품질에 따라, 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 선택 결과를 포함하는 신호의 품질이 나쁘다면, 기지국은 데이터를 사용자 장비에 송신하지 않도록 결정한다. 이 결정은 사용자 장비와의 통신 링크가 충분히 좋지 않기 때문이거나, 기지국이 선택 결과를 신뢰성있게 검출할 수 없기 때문에 취해지고, 따라서 그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정할 수 없다. 제어 수단은 예를 들어, 선택 결과를 포함하는 신호의 품질이 임의의 임계값(고정 또는 가변) 이하인 경우, 데이터 송신을 막도록 배열될 수 있다. 신호 품질은 예를 들면 신호의 에러 개수 또는 신호 대 잡음비 또는 다른 수단에 의해 결정될 수 있다.

선택 수단은 추가로 상기 사용자 장비가 그 기지국을 선택하지 않도록 명령하는, 기지국에 의해 상기 사용자 장비에 송신되는 명령에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열된다. 예를 들면, 기지국은 기지국과 무선 네크워크 제어기 간 링크가 혼잡하거나, 기지국이 일부 다른 이유 때문에 데이터를 송신할 수 없거나 송신하지 않기 때문에, 사용자 장비가 그 기지국을 선택하지 말도록 명령한다.

선택 수단은 추가로 송신될 데이터의 우선 순위에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열된다. 예를 들어, 데이터가 높은 우선 순위를 갖는 데이터인 경우, 그 셀이 높은 혼잡 레벨을 가지고 있더라도 양호한 신호 품질을 가지는 셀에서 데이터를 송신하는 것으로 결정된다. 데이터가 낮은 우선 순위를 갖는 데이터인 경우, 최대 신호 품질은 아니지만 낮은 혼잡 레벨을 가지는 셀에서 그 데이터를 송신하는 것으로 결정된다. 후자의 경우에, 데이터 레이트가 감소되어 예를 들면 적응 변조 및 코딩(AMC)을 이용하여 만족할만한 데이터 송신을 보장한다. 데이터의 우선 순위의 표시는 임의의 적절한 방식으로, 기지국에서 사용자 장비로 송신되고, 또한, 데이터의 우선 순위는 이전 데이터의 우선 순위로부터 추론될 수 있다.

기지국에서의 제어 수단은 예를 들어 셀 선택 결정을 무효로함으로써, 송신될 데이터의 우선 순위에 따라 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열된다.

선택 결과는 선택된 기지국의 식별 번호를 포함하고, 결정 수단은 수신된 식별 번호를 기지국의 식별 번호와 비교하도록 배열된다. 식별 번호는 소프트 핸드오버 및/또는 셀 선택을 목적으로 기지국에 할당된 일시적인 식별 번호일 수 있다.

사용자 장비는 데이터 송신을 위한 셀을 선택하고, 수퍼프레임(3G 사양에서 26 프레임) 당 하나 이상의 레이트에서 선택 결과를 송신하도록 배열된다. 예를 들어, 선택은 13, 10, 5, 3, 2 또는 1 무선 프레임과 같은 각각의 수 무선 프레임에 적어도 한 번 또는 각각의 수 개의 타임 슬롯 또는 심지어 각각의 타임 슬롯마다 적어도 한 번 수행될 수 있다. 선택은 이러한 값들보다 큰 간격이 이용될 수도 있지만, 예를 들면 240, 120, 60, 30, 20 또는 10ms 중 적어도 하나에서 수행될 수 있다. 유사하게, 기지국에서의 결정 수단은 수퍼프레임 당 하나 이상의 레이트 또는 상술된 레이트 중 임의의 것에서 선택된 기지국인지 여부를 결정하도록 배열된다.

본 발명은 사이트 선택 다이버시티 기술, 예를 들면 고속 셀 사이트 선택(FCSS)으로 알려진 기술, 또는 전체 내용을 참고로 첨부한 제3 세대 파트너십 프로젝트(3GPP) 기술 스펙 문서 3G TS 25. 214 V3.3.3, 5.2.1.4 "사이트 선택 다이버시티 송신 전력 제어"에 기술된 사이트 선택 다이버시티 송신(SSDT)으로 알려진 기술과 관련하여 이용된다. 그러한 기술에서, 이동 유닛이 인접 셀들이 중첩되는 영역(소프트 핸드오버 영역)에 있는 경우에, 다음 수 타임 슬롯이나 무선 프레임 동안에 데이터 통신을 위해 이용할 기지국에 관한 결정이 수행된다. 결정은 이동 유닛에 의해 수신된 무선 신호의 품질에 기초하여 이동 유닛에 의해 이루어지고, 이동 유닛으로부터 여러 기지국에 송신된다. 그리고 나서, 데이터 통신이 다음 수 타임 슬롯 또는 무선 프레임동안 선택된 기지국과 발생하고, 그런 다음에 새로운 신호 품질 값에 기초하여 또 하나의 결정이 이루어진다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 셀룰러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 기지국이 제공되는데, 기지국은,

기지국에 의해 지원되는 셀의 혼잡 레벨을 측정하는 수단;

사용자 장비에 혼잡 레벨의 측정을 송신하는 수단;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 수단 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단; 및

그 기지국이 선택된 기지국인지 결정된 여부에 따라, 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제1 양태의 특징 중 일부는 제2 양태에 적용될 수도 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 셀루러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티를 수행하는 사용자 장비가 제공되는데, 사용자 장비는,

복수의 셀에서 혼잡 레벨을 측정하는 수단;

셀에서의 혼잡 레벨 측정에 기초하여, 복수의 셀로부터 셀을 선택하는 수단; 및

선택 결과를 기지국으로 송신하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제1 또는 제2 양태의 특징 중 일부는 제3 양태에 적용될 수도 있다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 셀룰러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 기지국이 제공되는데, 기지국은,

기지국에 의해 지원되는 셀에서 혼잡 레벨의 측정을 실행하는 수단;

기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단; 및

기지국이 선택된 기지국인지의 결정 여부 및 셀에서 혼잡 레벨의 측정에 따라, 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 셀 선택의 결정을 실시할 때 가용한 혼잡 레벨 측정을 사용자 장비가 보유하고 있지 않을 때 조차, 혼잡 레벨에 따라 적어도부분적으로는 사용자 장비로의 데이터 송신 여부에 대한 결정이 여전히 실시될 수 있다는 장점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 사용자 장비는 신호 품질의 측정에 기초하여 셀을 선택할 수 있다. 기지국에서의 제어 수단은 혼잡 레벨의 측정이 임의의 임계값 이상인 경우, (비록 선택된 기지국일지라도) 사용자 장비로의 데이터 송신을 막도록 배열된다.

기지국은 선택 결과의 한계 정도 표시를 수신하는 수단을 포함하고, 제어 수단은 한계 정도의 표시에 따라, 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열된다. 한계의 정도 표시(즉, 셀 선택 결정이 얼마나 근접했는가에 대한 표시)를 수신함으로써, 기지국은 사용자 장비와 데이터 통신을 수행해야 할지 여부를 결정할 때 그 셀의 상대적인 가치를 고려할 수 있다.

예를 들어, 한계 정도가 높으면, 예컨대 선택된 셀과 다음 최상 셀 간의 신호 품질에 있어 큰 차이를 표시하고, 그 때 데이터 송신은 혼잡 레벨에 관계 없이 선택된 기지국과 사용자 장비 사이에서 발생한다. 한계 정도의 표시는 결정이 근접했는가 아니면 그렇지 않은가를 나타내는 다수의 비트 또는 단일 비트를 포함할 수 있다. 단일 비트의 경우에, 이러한 비트는 기지국으로의 허용을 제공하는 플래그로서 간주되어, 사용자 장비에 의해 수행되는 선택 결정을 무시한다.

제어 수단은 추가로 상기 사용자 장비로부터 기지국에 의해 수신된 선택 결과를 포함하는 신호 품질에 따라 데이터의 송신을 제어하도록 배열된다. 제어 수단은 추가로 송신될 데이터의 우선 순위에 따라, 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열된다. 기지국은 사용자 장비(또는 복수의 사용자 장비들)가 그 기지국을 선택하지 않도록 지시하는 명령을 송신하는 수단을 포함한다.

결정 수단은 수퍼프레임 당 하나 이상의 레이트에서 상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하도록 배열된다. 기지국은 고속 셀 사이트 선택을 수행하도록 배열된다.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제4 양태 및 사용자 장비에 따른 기지국을 포함하는 셀룰러 통신 시스템이 제공되는데, 사용자 장비는,

복수의 기지국으로부터의 송신 신호를 수신하는 수단;

기지국으로부터 수신된 신호의 품질 측정을 실행하는 수단;

신호의 품질 측정에 기초하여 셀을 선택하는 수단; 및

셀 선택 결정 결과를 기지국에 송신하는 수단을 포함한다.

사용자 장비 내에 있는 선택 수단은 추가로 선택 결과의 송신으로부터 특정 기간 내에 상기 선택된 기지국으로부터 상기 사용자 장비에 의해 신호가 수신되는지 여부에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열된다. 그러한 신호는 기지국이 선택된 기지국이라는 것을 승인하는 기지국으로부터의 승인 신호일 수 있고, 또는 단순히 송신된 데이터일 수 있다. 그러므로, 선택된 기지국이 기간에 응답하지 않는다면, 사용자 장치는 다른 기지국을 선택한다. 이와 같이, 셀 선택 결정이 기지국에 의해 무시된다면, 사용자 장비는 특정 기간 이후에 다른 셀을 선택한다. 기간은 미리 정해지거나, 예를 들어 신호 품질의 차이 또는 기지국과 사용자 장비 사이의 거리에 따라 가변될 수도 있다.

사용자 장비는 셀 선택 결정의 한계 정도를 결정하는 수단, 및 한계 정도의표시를 기지국에 송신하는 수단을 더 포함한다.

제1 내지 제3 양태의 특징은 제4 및 제5 양태에 적용될 수도 있다.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 셀룰러 통신 네트워크용 사이트 선택 다이버시티 방법이 제공되는데, 사이트 선택 다이버시티 방법은,

사용자 장비에서, 복수의 셀로부터 데이터 송신을 위한 셀을 주기적으로 선택하고, 그 선택 결과를 기지국에 송신하는 단계; 및

기지국에서, 선택 결과를 수신하고, 그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하고, 그 기지국이 선택된 기지국인지 결정되었는지 여부에 따라, 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 단계를 포함하며,

데이터 송신을 위한 셀은 셀에서 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 선택된다.

본 발명의 제7 양태에 따르면, 셀룰러 통신 네트워크의 기지국에서 사용하기 위한 사이트 선택 다이버시티 방법이 제공되는데, 기지국에서의 사이트 선택 다이버시티 방법은,

기지국에 의해 지원되는 셀에서 혼잡 레벨을 측정을 수행하는 단계;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 단계 -그 선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 단계; 및

그 기지국이 선택된 기지국인지 결정되었는지 여부에 따라, 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제8 양태에 따르면, 셀룰러 통신 네트워크의 사용자 장비에서 사용하기 위한 사이트 선택 다이버시티 방법이 제공되는데, 사용자 장비에서의 사이트 선택 다이버시티 방법은,

복수의 셀에서 혼잡 레벨을 측정하는 단계;

셀에서의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 복수의 셀로부터 셀을 선택하는 단계; 및

선택 결과를 기지국에 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제9 양태에 따르면, 셀룰러 통신 네트워크에서 사용하기 위한 사이트 선택 다이버시티 방법이 제공되는데, 사이트 선택 다이버시티 방법은,

기지국에 의해 지원되는 셀에서 혼잡 레벨의 측정을 실행하는 단계;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 단계 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용되는 기지국을 표시함-;

그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 단계; 및

그 기지국이 선택된 기지국인지 결정되었는지 여부, 및 셀에서의 혼잡 레벨의 측정에 따라, 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하는 단계를 포함한다.

상술한 양태들 중에서, 송신된 데이터는 음성 또는 비디오 전화 데이터, 또는 인터넷으로부터 다운로드된 웹페이지 등의 멀티미디어 데이터 등과 같은, 기지국 및 사용자 장비 사이에 송신될 임의의 형태를 갖는 데이터이다. 데이터는 패킷 형태 또는 임의의 다른 형태일 수 있고, 패킷 채널, 스위치된 채널, 또는 임의의 다른 형태의 채널에 의해 송신될 수 있다. 데이터 송신은 양방향 또는 단방향으로 발생할 수 있다.

상술한 양태들 중에서, "혼잡 레벨"이라는 용어는 방송전파(airwave) 혼잡, 장비 혼잡, 라인 혼잡 또는 상술한 것들의 임의의 조합을 나타낼 수 있다.

상술한 양태들 중에서, 사용자 장비는 데이터 송신을 위한 하나의 기지국 또는 하나 이상의 기지국을 선택할 수 있다.

본 발명의 하나의 양태의 특징은 또 다른 양태들에 적용될 수 있다. 장치 특징 중 하나는 임의의 방법 양태에 적용될 수 있고, 그 반대일 수도 있다.

상술한 양태들 중에서, 다양한 특징들은 하드웨어에서 구현될 수 있고, 또는 하나 이상의 프로세서를 실행하는 소프트웨어 모듈로서 구현될 수도 있다.

본 발명은 여기서 기술된 임의의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램과 컴퓨터 프로그램 제품, 및 여기서 기술된 임의의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 매체를 제공할 수 있다. 본 발명을 구현하는 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되어 있거나, 예를 들어 인터넷 웹 사이트로부터 제공된 다운로드가능한 데이터 신호 등의 신호 형태 또는 임의의 다른 형태로 저장되어 있을 수 있다.

본 발명의 양호한 특징이 지금부터 예를 통해 첨부한 도면을 참조로 하여 완전하게 기술될 것이다.

도 1은 이동 통신 시스템의 개관을 도시한 도면.

도 2는 무선 네트워크 서브시스템의 일부를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기지국의 일부를 도시한 도면.

도 4는 제1 실시예에 따른 이동 유닛의 일부를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기지국의 일부를 도시한 도면.

도 6은 제2 실시예에 따른 이동 유닛의 일부를 도시한 도면.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기지국의 일부를 도시한 도면.

도 8은 제3 실시예에 따른 이동 유닛의 일부를 도시한 도면.

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 이동 유닛의 일부를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명>

50 : 기지국

84 : 듀플렉서

86 : 수신기

88, 90, 92, 94 : 역확산기

96 : 선택기/조합기

97 : 승인 유닛

98, 100 : 혼잡 레벨 표시기

102, 104 : 빔 품질 표시기

106 : 셀 선택기

108 : 피드백 신호 발생기

110 : 멀티플렉서

112 : 확산기

114 : 송신기

도 1은 셀룰러 이동 통신 시스템의 개관을 도시하고 있다. 시스템은 특히 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 지상 액세스 네트워크(UTRA) 표준에 이용되도록 설계되어 있다. UTRA 표준의 더 상세한 내용은 Harri Holma및 Antti Toskala에 의해 편집된 "WCDMA for UMTS Radio Access for Third Generation Mobile Communications" ISBN 0 471 48687 6, 및 3GPP Organisational Partner's Publications Offices로부터 가용한 제3세대 파트너십 프로젝트(3GPP) 기술 사양에서 찾을 수 있으며, 참고로 이들 전체 내용을 첨부하였다.

도 1을 참조하면, 시스템은 코어 네트워크에 접속된 복수의 무선 네트워크 서브 시스템(RNS)으로 구성된다. 무선 네트워크 서브 시스템은 모든 무선-관련 기능을 핸들링하고, 코어 네크워크는 호의 스위칭 및 라우팅과, 외부 네트워크로의 데이터 접속을 담당한다. 각 무선 네트워크 서브 시스템은 복수의 기지국(BS)에 접속된 무선 네트워크 제어기(RNC)를 포함한다. 기지국은 그 커버리지 영역(셀)내의 이동 유닛과의 무선 링크를 관리한다. 무선 네트워크 제어기는 그 셀의 무선 리소스의 사용을 관리하며, 예를 들면, 핸드오버 결정 및 로드 제어를 담당한다.

데이터는 코드 분할 멀티플 액세스(CDMA)를 이용하여 공기를 통해 기지국과 이동 유닛 사이에 송신된다. CDMA에서, 송신될 각 채널은 고유 확산 코드를 이용하여 넓은 스펙트럼 상으로 확산된다. 수신기에서, 수신된 신호는 확산 코드의 복사를 이용하여 원래 신호로 역확산된다. 다른 채널에 대해 다른 확산 코드를 이용함으로써, 여러 채널이 동일한 주파수 대역에서 동시에 송신될 수 있다. 일반적으로, 확산 코드는 채널간 간섭을 최소화하기 위해 직교되도록 선택된다. CDMA는 주파수 분할 멀티플렉싱 및 시분할 멀티플렉싱과 같은 다른 멀티플렉싱 기술과 조합하여 이용될 수 있다. 각 송신 채널은 전용 채널(단일 사용자를 위함), 공통 채널(셀 내의 모든 사용자에 의해 사용됨), 또는 공유 채널(시분할 멀티플렉싱 기반으로 다수의 사용자들간에 공유됨) 중의 하나가 될 수 있다.

도 2는 무선 네트워크 서브 시스템의 더 상세한 부분을 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 무선 네트워크 제어기(24)는 각각이 대응하는 셀(18, 20, 22)을 담당하는 기지국(12, 14, 16)에 접속된다. 각 기지국(12, 14, 16)은 셀(18, 20, 22)내에 배치된 이동 유닛에 신호를 송신하고 이동 유닛으로부터 신호를 수신할 수 있다. 기지국으로부터 이동 유닛으로의 송신을 다운링크 송신이라 부르고, 이동 유닛으로부터 기지국으로의 송신을 업링크 송신이라 부른다. 사용자 장비가 반드시 이동형일 필요가 없고 단순히 셀룰러 통신 시스템을 구비한 무선 통신일 수도 있다는 것을 잘 알고 있을 것이지만, 본 명세서에서는, "이동 유닛"이란 용어는 사용자 장비를 기술하는데 이용된다.

무선 네트워크 제어기(24)에서, 채널 리소스(즉, 트래픽 채널 또는 트래픽 채널의 일부)를 여러 사용자에게 할당하는 패킷 스케줄러(30)가 제공된다. 채널 리소스는 셀 내의 간섭 레벨, 셀 로드, 데이터 양, 및 데이터의 성질(예를 들면, 시간 결정적인지 여부)과 같은 여러 인자에 좌우되어 할당된다. 개별 사용자의 데이터가 송신되는 레이트는 시스템 성능에 대한 여러 요구조건이 충족되는 것을 보장하도록 조정될 수 있다. 패킷 스케줄러(30)는 송신을 위한 패킷들을 하나 이상의 기지국(12, 14, 16)에 송신하여, 이동 유닛으로의 송신을 위한 적절한 채널로 삽입한다.

이동 유닛은 2개 이상의 셀들이 중첩하는 영역에 배열되는 경우에, 이들 셀들 사이에서 소프트 핸드오버가 발생할 수 있다. 소프트 핸드오버 동안에, 이동유닛은 2개 이상의 기지국과 동시에 통신중에 있다. 예를 들면, 도 2에서, 이동 유닛(26)은 기지국(12, 14)에 의해 지원되는 영역에 있으므로 이들 기지국 모두와 통신할 수 있는데 대해, 이동 유닛(28)은 모두 3개의 기지국(12, 14, 16)에 의해 지원되는 영역에 배치되어 모두 3개의 기지국과 통신할 수 있다. 소프트 핸드오버는 이동 유닛이 하나의 셀로부터 다른 셀로 이동하는 경우에 제어된 핸드오버가 발생할 수 있도록 하고, 셀 커버리지를 중첩하여 신호 품질을 증가시키는 것을 활용하는데 이용된다. 이동 유닛이 소프트 핸드오버 영역에 남아있다면, 기지국 다이버시티를 계속해서 무한하게 활용할 수 있게 한다.

소프트 핸드오버 동안에, 이동 유닛은 소프트 핸드오버 동작에 연관된 액티브 기지국의 리스트를 유지한다. 액티브 리스트는 하나의 기지국으로부터의 신호가 약화되고 다른 기지국으로부터의 신호가 강화될 때 업데이트된다. 하나의 가능한 알고리즘에서, 그 신호가 일정 임계값을 초과하는 모든 기지국이 액티브 셋트에 추가된다. 다른 알고리즘에서, 여러 신호의 상대적 세기가 고려되어, 이동 유닛이 모든 기지국으로부터 약한 신호만을 수신할 수 있다는 사실을 보충한다.

고속 셀 사이트 선택(FCSS)으로서 알려진 기술에서, 이동 유닛이 소프트 핸드오버 영역에 있는 경우, 이동 유닛은 데이터 통신이 발생하는 단일 기지국을 주기적으로 선택한다. 기지국이 선택된 경우, 다음 무선 프레임에서 바로 그 기지국과의 데이터 통신이 발생하고, 그 다음에 다른 선택 결정이 수행된다. 선택은 액티브 기지국으로부터 수신된 신호의 품질에 기초하고 있다. 이 기술은 송신되는 채널의 개수를 감소시켜 다른 사용자로의 간섭을 감소시킴으로써 전체 시스템 성능을 개선할 수 있다. 기술은 또한 통신이 패이딩된 채널상에서 발생하는 것을 방지할 수 있다.

FCSS에서, 각 액티브 기지국에 임시 식별 번호(ID)가 할당된다. 이동 유닛은 각 액티브 기지국으로부터 다운링크 무선 채널 품질을 측정하고 최대 무선 채널 품질을 가지는 기지국을 선택한다. 그리고 나서, 이동 유닛은 선택된 기지국의 식별 번호를 모든 액티브 기지국에 송신한다. 응답시, 선택된 기지국은 선택 메시지의 승인을 이동 유닛에 송신한다. 그리고 나서, 선택된 기지국은 다음 무선 프레임에서 패킷을 이동 유닛에 송신하는데 대해, 다른(비선택된) 기지국은 이동 유닛으로 패킷을 송신하는 것을 중지한다. 그러나, 이동 유닛이 기지국으로부터 신호의 품질을 계속해서 모니터링하여 임의의 변화에 응답하도록, 제어 채널이 계속해서 송신된다.

이동 유닛은 통상적으로 선택된 기지국의 ID를 각각의 무선 프레임으로 송신한다. 선택 결과는 무선 네트워크 제어기에 통과되기 보다, 기지국 그 자체에 의해 실시되므로, 셀 선택 결정은 예컨대 각각의 무선 프레임에 대해 빠르게 실시될 수 있다. 이는 시스템이 환경적 조건의 변화에 대해 신속하게 응답하도록 한다. 반대로, 무선 네트워크 제어기가 송신할 기지국들을 지시하는 경우, 사용자 장비, 무선 네트워크 제어기 및 기지국들 간의 통신에 수반되는 가외 시간(extra time)으로 인해, 시스템의 대기 시간이 상당히 길어진다.

제1 실시예

본 발명의 제1 실시예에서, 상술된 FCSS 기술이 수정되어, 데이터 송신을 위한 셀 선택은 적어도 부분적으로는 액티브 셀에 있어 혼잡 정도에 따른다. 이러한 실시예에서, 각 기지국은 다음 하나 이상의 무선 프레임동안에 그 혼잡 레벨을 규칙적인 간격(예컨대, 각각의 무선 프레임)으로 브로드캐스트한다. 이동 유닛은 이들 브로드캐스트 메시지를 수신하고, 2개의 셀간의 신호 품질의 차이가 일정 임계값 이하인 경우에는 언제나, 이동국은 가장 낮은 혼잡도를 가지는 셀을 선택한다.

본 실시예는 하나의 액티브 셀이 다른 액티브 셀보다 더 적게 로드된 경우에, 그 셀 내의 신호 품질이 다른 셀만큼 좋지 않더라도 실제 일부 상황에서는 더 적게 로드된 셀을 이용하는 것이 바람직하다는 인식에서 출발한다.

이동 유닛에 신호를 송신하기 위한 제1 실시예의 기지국의 일부가 도 3에 도시되어 있다. 기지국(50)은 데이터 버퍼(52, 52', 52"), 혼잡 레벨 측정 유닛(CLMU, 54), 멀티플렉서(56), 확산기(60, 62), 조합기(64), 송신기(66), 듀플렉서(68), 안테나(70), 수신기(72), 역확산기(74), 디멀티플렉서(76) 및 제어기(78)를 포함한다.

동작시, 이동 유닛으로의 송신을 위한 데이터 패킷이 무선 네트워크 제어기(도 3에 도시되지 않음)로부터 수신되어 버퍼(52)에 버퍼링된다. 다른 퍼버(52', 52")는 송신을 위한 데이터를 다른 이동 유닛에 버퍼링한다. 각 버퍼(52, 52', 52")는 버퍼에 현재 저장된 패킷의 개수를 나타내는 신호를 혼잡 레벨 측정 유닛(54)에 출력한다. 혼잡 레벨 측정 유닛(54)은 저장된 패킷의 개수를 나타내는 신호를 이용하여 기지국에 의해 지원되는 셀내의 혼잡 레벨을 추정한다. 예를 들면, 많은 패킷이 버퍼링되어 버퍼에 도착하는 패킷과 송신되는 패킷 사이에서 하나이상의 무선 프레임의 지연이 발생한다면, 셀이 과도하게 로드된 것으로 추정된다. 상대적으로 적은 패킷이 버퍼링되면, 셀이 수월하게 로드된 것으로 추정된다. 혼잡 레벨 측정 유닛(54)은 다음 수 개의 무선 프레임에 걸쳐 예상되는 혼잡 레벨을 고려하여 피드백 지연을 허용한다. 다음 수 개의 무선 프레임에 걸친 혼잡 레벨은 버퍼에 기억된 데이터 량에 의존하므로, 이러한 방식으로 혼잡 레벨을 측정하면 다음의 하나 이상의 무선 프레임에 걸친 혼잡 레벨이 예견될 수 있다.

버퍼링된 패킷의 개수뿐만 아니라 또는 대신에 혼잡 레벨 측정 유닛(54)에 의해 다른 파라미터가 이용되어, 셀내의 혼잡 레벨의 측정을 얻을 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 다음 파라미터들이 이용될 수 있다.

·송신기의 전체 출력 전력.

·다운링크 효율. 이것은 각 다운링크 채널의 할당된 비트 레이트를 가산함으로써 계산될 수 있다.

·패킷의 폐기 레이트. 예를 들면, 패킷은 지시자가 유지되는 시간(TTL)을 가지고, 이것이 경과하면 패킷이 폐기된다. 패킷이 이와같이 폐기되는 레이트는 혼잡 레벨의 측정으로서 이용될 수 있다.

·에러를 가지고 수신된 패킷의 재송신 레이트(즉, 재송신되는 패킷의 백분율).

상기 또는 다른 파라미터의 임의의 조합은 셀 내의 혼잡 레벨의 측정을 얻는데 이용될 수 있다. 하나 이상의 파라미터에 적절하게 가중치가 주어질 수 있다.

혼잡 레벨 측정 유닛(54)은 셀 내의 혼잡 레벨을 나타내는 신호를 출력한다.가능한 혼잡 레벨의 개수는 하나 이상이 될 수 있다. 단순한 경우에, 셀 내의 혼잡 레벨이 일정 임계값 이상인 경우에는 언제나 혼잡 플래그가 설정되거나, 다르게는 혼잡 레벨이 임계값 이하인 경우에는 언제나 "혼잡되지 않은" 플래그가 설정된다. 임계값은 미리 설정되거나 무선 네트워크 제어기의 무선 리소스 관리 알고리즘에 의해 다이나믹하게 제어될 수도 있다. 더 복잡한 경우에, 출력은 다수의 다른 레벨을 취할 수도 있는 디지털 값으로 구성된다.

혼잡 레벨 측정 유닛(54)의 출력이 멀티플렉서(56)에 피딩되어, 브로드캐스트 채널(BCH)로서 알려진 채널에 부가된다. 브로드캐스트 채널은 셀 내의 모든 기지국에 정보를 송신하는데 이용되는 공통 트랜스포트 채널이다. 예를 들면, 브로드캐스트 채널은 어느 확산 코드 및 타임 슬롯이 그 셀에서 가용한 지와 같은 정보, 및 기지국의 식별 번호를 브로드캐스팅하는데 이용될 수 있다. 본 실시예에서, 브로드캐스트 채널은 셀에 대한 측정된 혼잡 레벨을 브로드캐스트하는데도 이용될 수 있다. 그리고나서, 브로드캐스트 채널은 확산기(60)에 피딩되어, 그 채널에 이용되는 확산 코드로 브로드캐스트 채널을 확산시킨다.

데이터 패킷은 제어기(78)로부터의 신호에 의존하여 버퍼(52)로부터 피딩 아웃된다. 출력 데이터 패킷은 멀티플렉서(58)에 피딩되어, 데이터 패킷을 제어 정보로 멀티플렉싱하여 이동 유닛으로의 송신을 위한 채널을 생성한다. 시간 멀티플렉싱 또는 코드 멀티플렉싱과 같은 임의의 적절한 형태의 멀티플렉싱 방법이 이용될 수 있다. 후자의 경우에, 멀티플렉서(58)는 생략되고 분리된 확산기가 제어 채널에 제공된다. 공유 채널이 이동 유닛으로의 송신에 이용되는 경우,멀티플렉서(58)로부터의 출력이 추가 멀티플렉서(도시되지 않음)에서 다른 이동 유닛에 대한 제어 및 데이터 신호로 멀티플렉싱된다. 송신 채널은 확산기(62)에 피딩되어, 그 채널에 이용되어야 할 확산 코드에 따라 그 채널을 확산시킨다.

셀에 송신되어야 할 다른 확산 신호와 함께, 확산기(60, 62)의 출력은 조합기(64)에서 조합되어 송신기(66) 및 듀플렉서(68)를 통해 이동 유닛으로의 송신을 위해 안테나(70)에 피딩된다. 빔 형성기(도시되지 않음)는 신호를 송신하기 위한 지향성 송신 빔을 생성하는데 이용될 수 있다.

이동 유닛으로부터의 신호는 수신기(72)에 의해 수신되어 역확산기(74)에 피딩된다. 역확산기(74)의 출력은 이동 유닛에 의해 송신된 피드백 신호를 추출하는 디멀티플렉서(76)에 피딩된다. 이하에 설명되는 바와 같이, 피드백 신호는 데이터통신을 위해 이동 유닛에 의해 선택된 각 기지국의 식별 번호를 포함한다. 피드백 신호는 제어기(78)에 피딩되고, 이것은 데이터 버퍼(52, 52', 52")로부터 데이터를 피딩하는데 이용하는 스케줄링 알고리즘과 정책(policy)을 포함한다. 스케줄링 알고리즘의 예는 상기 인용된 Holma 등에 의한 "WCDMA for UTMS"의 Chapter 10.4에 주어져 있다. 제어기(78)는 또한 피드백 신호에 의존하여 버퍼(52)를 제어한다.

피드백 신호가 기지국(50)의 식별 번호를 포함하는 경우, 데이터 패킷이 버퍼(52)로부터 피딩 아웃되어 멀티플렉서(58)에 의해 제어 채널로 멀티플렉싱됨으로써, 제어 및 데이터 채널 모두가 이동 유닛에 송신된다. 기지국은 또한 피드백 신호의 승인을 이동 유닛에 송신할 수도 있다. 피드백 신호가 다른 기지국의 식별 번호(기지국(50)의 번호는 아님)를 포함하는 경우, 데이터 패킷은 버퍼(52)로부터피딩 아웃되지 않으므로, 제어 채널만이 이동 유닛에 송신된다. 이와 같이, 기지국(50)이 데이터 송신을 위해 이동 유닛에 의해 선택된 기지국이라면, 데이터 패킷만이 이동 유닛에 송신된다.

업링크 품질이 좋지 않은 경우, 기지국은 피드백 신호를 신뢰성있게 검출할 수 없을 수도 있다. 본 실시예에서, 이동 유닛으로부터 수신된 신호의 품질이 특정 임계값 이하라면, 기지국은 선택된 기지국이 아니라고 가정하고, 데이터 패킷을 송신하지 않는다. 이러한 가정은 다운링크 신호 품질이 업링크 신호 품질과 관련되므로 맞을 것이다. 그러나, 가정이 틀리다면, 이동 유닛은 기지국으로부터 피드백 신호의 승인을 수신하지 않고, 그 경우에 이동 유닛은 다른 기지국을 선택한다.

본 실시예에서, 데이터 패킷이 기지국에 의해 송신되지 않고 있는 경우에도 제어 채널이 이동 유닛에 송신된다. 이와 같이, 제어 채널은 신호 품질을 모니터링하는 이동 유닛에 의해 이용될 수 있다. 그러한 제어 채널은 예를 들면 고속 전력 제어와 같은 임의의 경우에 필요하다. 다른 실시예에서, 공통 파일럿 채널과 같은 공유 채널은 신호 품질을 모니터링하는 이동 유닛에 의해 이용될 수 있고, 이 경우에 제어 채널은 비선택된 기지국에 의해 송신될 필요가 없다.

제1 실시예에 따른 이동 유닛의 일부가 도 4에 도시되어 있다. 이동 유닛(50)은 안테나(82), 듀플렉서(84), 수신기(86), 역확산기(88, 90, 92, 94), 선택기/조합기(96), 승인 검출기(97), 혼잡 레벨 지시자(98, 100), 빔 품질 지시자(102, 104), 셀 선택기(106), 피드백 신호 발생기(108), 멀티플렉서(110), 확산기(112) 및 송신기(114)를 포함한다.

동작시, 안테나(82)는 여러 기지국으로부터 무선 주파수 신호를 수신하고 이들 신호를 듀플렉서(84)에 송신하여, 수신된 신호 및 송신된 신호를 분리한다. 수신기(86)는 수신된 신호를 다운 컨버팅하여 디지털화한다. 수신된 신호는 역확산기(88, 90, 92, 94)에 의해 역확산된다.

각 역확산기(88, 90)는 액티브 기지국의 브로드캐스트 채널에 할당되고, 각 역확산기(92, 94)는 액티브 기지국으로부터 전용(또는 공유) 송신 채널에 할당된다. 각 역확산기(88, 90, 92, 94)는 할당된 채널에 의해 이용된 확산 코드의 복사를 이용하여 수신된 신호를 역확산한다. 그러므로, 역확산기(88, 90)는 각 기지국으로부터 브로드캐스트 채널을 출력하고, 역확산기(92, 94)는 각 기지국으로부터 전용(또는 공유) 송신 채널을 출력한다. 추가 역확산기는 존재하는 경우, 브로드캐스트 채널 및, 다른 액티브 기지국의 전용(또는 공유) 송신 채널에 할당된다.

역확산기(92, 94)의 출력은 선택기/조합기(96)에 피딩되어, 신호를 선택하거나 조합하여 추가 프로세싱을 위한 출력 신호를 산출한다. 역확산기(92, 94)의 출력은 빔 품질 지시자(102, 104)에도 피딩된다. 빔 품질 지시자(102, 104)는 여러 기지국으로부터 수신된 신호의 품질의 측정을 생성한다. 임의의 적절한 품질 측정이 생성될 수 있고, 예를 들면 수신된 신호 크기(RSS) 또는 전력 측정, 비트 에러 레이트(BER) 또는 프레임 에러 레이트(FER) 측정, 또는 신호 대 간섭 비(SIR) 또는 신호 대 간섭 및 잡음비(SINR) 측정이 생성될 수 있다. 측정은 기지국에 의해 브로드캐스팅된 파일럿 신호에 기초할 수 있다. 예를 들면, 파일럿 신호의 세기는 신호 품질의 측정으로서 취해질 수 있고, 또는 기지국은 데이터 채널의 송신 전력비를 파일럿 채널에 브로드캐스팅할 수도 있고, 이러한 비는 신호 품질의 측정을 얻는 파일럿 신호 세기와 조합하여 이용될 수 있다. 다르게는, 측정은 다운링크 전력 제어 목적을 위해 이동 유닛에 생성된 송신 전력 제어(TCP) 정보(예를들면, 전력 상승/전력 하강 명령)로부터 도출될 수 있다. 임의의 측정은 수개의 측정 기간에 걸쳐 취해진 측정의 히스토리 또는 평균에 기초할 수 있으므로, 2개 이상의 송신 경로가 대략 동일한 순간 품질을 가지는 경우에 가능한 불안정성을 피할 수 있다. 빔 품질 지시자(102, 104)에 의해 생성된 측정은 셀 선택기(106)에 피딩된다.

역확산기(88, 90)의 출력은 추가 처리를 위해 이용된 각 기지국으로부터 브로드캐스트 채널을 산출한다. 역확산기(88, 90)의 출력은 혼잡 레벨 표시기(98, 100)에게도 피딩된다. 혼잡 레벨 표시기(98, 100)는 각 액티브 기지국에 의해 지원되는 혼잡 레벨의 측정을 생성한다. 본 실시예에서, 혼잡 레벨 표시기(98, 100)는 액티브 기지국으로부터 수신된 브로드캐스트 채널로부터 혼잡 레벨의 측정을 추출한다. 혼잡 레벨의 측정은 셀 선택기(106)에 피딩된다.

혼잡 레벨 표시기(98, 100) 및 빔 품질 지시자(102, 104)로부터 수신된 신호에 기초하여, 셀 선택기(106)는 데이터 통신이 일어나는 기지국이 될 액티브 기지국들 중 하나를 선택한다. 선택은 이하와 같이 수행된다.

·2개의 기지국간 신호 품질의 차이가 특정 임계값(예를 들면, 0.5 또는 1dB)보다 큰 경우, 최상 신호 품질을 가지는 기지국이 선택된다. 임계값은 미리 결정되거나, 네트워크로부터 이동 유닛에 주기적으로 송신된 제어 신호를 이용하여네트워크에 의해 제어될 수도 있다. 임계값은 송신될 데이터의 우선 순위에 따라 가변될 수도 있다.

·2개의 기지국간 신호 품질의 차이가 임계값보다 작으면, 최소의 혼잡 레벨을 가지는 기지국이 선택된다.

·기지국이 둘다 동일하거나 유사한 신호 품질 및 혼잡 레벨을 가지는 경우, 기지국을 선택하는데 다른 기준이 이용된다. 예를 들면, 통신이 마지막으로 일어난 기지국이 선택되어, 데이터 통신을 위해 새로운 트랜스포트 채널을 설정할 필요을 없앤다. 다르게는, 예를 들면 2개의 기지국으로부터의 신호 품질이 낮은 경우에는, 액티브 기지국 둘다(또는 모두)가 선택될 수 있다.

다른 구현에서, 각 기지국으로부터의 혼잡 레벨은 하나의 가중이 주어지고, 대응하는 신호 품질은 다른 가중이 주어지며, 최대 전체 측정을 가지는 기지국이 데이터 통신을 위해 선택된다.

선택 결과는 피드백 신호 발생기(108)에 피딩된다. 피드백 신호 발생기(108)는 이동 유닛으로부터 기지국으로의 송신을 위한 피드백 신호를 생성하고, 그 피드백 신호는 선택된 기지국의 식별 번호를 포함한다. 피드백 신호는 멀티플렉서(110)에 피딩되어, 이동 유닛으로부터 기지국으로의 송신을 위한 신호에 삽입된다. 피드백 신호는 시그널링 채널에 송신되어, 충분한 송신 전력과 포워드 에러 정정 코딩을 이용하여 대부분의 환경에서 신호가 모든 액티브 기지국에 의해 정확하게 수신될 수 있도록 보장한다. 시그널링 채널은 확산기(112)에 의해 확산되어 송신기(114), 듀플렉서(84) 및 안테나(82)를 통해 액티브 기지국에 송신된다.선택된 기지국은 데이터 패킷을 이동 유닛에 송신하는데 대해, 비 선택된 기지국은 송신하지 않는다.

상기 선택 절차는 주기적으로, 예를 들면 수 타임 슬롯마다 한번 또는 매 무선 프레임마다 한번(UMTS 표준에서 10ms) 또는 매 수 무선 프레임마다 한번 수행된다. 이와 같이, 시스템은 신속하게 반응하여 셀 내의 혼잡 레벨을 변경시키고 송신 조건을 변경시킨다. 예를 들면, 기지국으로부터의 신호가 고속 페이딩되는 경우, 데이터 송신을 위한 그 기지국의 적합성이 수개의 무선 프레임에 걸쳐 변경될 수 있다. 뿐만 아니라, 패킷 데이터는 본질상 일반적으로 버스트 성이고, 따라서 그러한 데이터가 송신되는 경우에, 셀 내의 혼잡 레벨이 신속하게 변경될 수 있다. 신호 품질과 혼잡 레벨을 계속적으로 측정함으로써, 어느 한 시각에서의 송신을 위한 최적 셀이 결정될 수 있다.

승인 유닛(97)은 선택된 기지국으로부터 수신된 승인 메시지를 모니터링한다. 일정 시간(예를 들면, 수 타임 슬롯 또는 하나 이상의 무선 프레임) 후에 선택된 기지국으로부터 어떠한 승인 메시지도 수신하지 못하는 경우, 승인 유닛(97)은 셀 선택기(106)에 명령하여 혼잡 레벨 및 신호 품질에 관계없이 다른 기지국을 선택하도록 한다.

제1 실시예의 변형에서, 측정된 혼잡 레벨은 브로드캐스트 채널보다는 전용 또는 공유 트랜스포트 채널로 송신된다. 예를 들면, 측정된 혼잡 레벨은 도 3의 멀티플렉서(58)에서 데이터 패킷으로 멀티플렉싱되는 제어 채널의 일부가 될 수 있다. 그 경우에, 도 4의 혼잡 레벨 표시기(98, 100)는 역확산기(92, 94)의 출력으로부터 혼잡 레벨의 측정을 추출할 수 있다.

데이터 송신을 위한 기지국의 선택은 신호 품질 및 혼잡 레벨뿐만 아니라 데이터의 특성에 기반할 수 있다. 그러므로, 송신되는 데이터가 높은 우선 순위를 가지는 경우, 그 셀이 혼잡하더라도 최적 신호 품질을 가지는 셀이 선택될 수 있다. 데이터가 더 낮은 우선 순위를 가지는 경우, 더 나쁜 품질이지만 더 적게 로드된 셀이 이용될 수 있다. 후자의 경우에, 데이터 레이트는 선택된 셀에서 수용가능한 데이터 송신이 발생하는 것을 허용하도록 감소될 수 있다. 이것은 예를 들면 적응성 변조 및 코딩(AMC)을 이용하여 달성될 수 있다. 데이터 타입은 선택 결정에서 또 다른 가중 인자가 될 수 있다.

본 실시예에서, 셀이 선택되었지만 그 셀의 이용이 혼잡으로 인해 금지되는 상황은 더 낮은 혼잡 레벨을 가지는 셀을 이용함으로써 회피될 수 있다. 이것은 무선 네트워크 제어기가 더 높은 로드 임계값을 설정할 수 있도록 함으로써, 시스템 용량을 개선시킨다.

특정 환경에서, 이동국은 무선 링크상의 혼잡 이외의 이유로 인해 특정 기지국을 이용하는 것이 금지될 수 있다. 예를 들면, 무선 네트워크 제어기와 기지국 간의 링크가 혼잡하여, 이동국이 그 기지국을 이용하는 것이 방지되거나, 기지국에 리소스가 부족할 수도 있다. 그러한 상황에서, 기지국은 그 기지국을 선택하지 말라고 표시하는 금지 명령을 이동 유닛에 송신할 수 있다. 그러한 금지 명령은 개별 이동 유닛 또는 이동 유닛의 그룹(예를 들면, 더 낮은 서비스 우선 순위를 가지는 이동 유닛), 또는 특정 서비스 클래스(예를 들면, 더 낮은 우선 순위 트래픽,또는 높은 데이터 레이트 서비스, 또는 비-시간 임계적 서비스)를 가지는 이동 유닛에 송신될 수 있다.

기지국으로부터 이동 유닛으로의 데이터 송신을 예를 들어 상기 설명했지만, 데이터는 다르게 또는 추가로 이동 유닛으로부터 기지국에 송신될 수 있다는 것을 잘 알고 있을 것이다.

제2 실시예

본 발명의 제2 실시예에서, 상술한 FCSS 기술이 수정되어, 데이터 송신을 위한 셀 선택은 적어도 부분적으로는 액티브 셀에 있어서의 혼잡 정도에 따른다. 그러나, 제2 실시예에서, 이동 유닛 그 자체가 셀 혼잡 레벨을 측정한다.

제2 실시예에서, 기지국으로부터 수개의 이동 유닛에 데이터를 송신하는데 공유 송신 채널이 이용된다. 소프트 핸드오버 영역내에 있는 이동 유닛은 액티브 기지국으로부터 공유 송신 채널을 모니터링하여 셀 혼잡 레벨의 측정을 얻는다. 2개의 셀간의 신호 품질의 차이가 특정 임계값 이하인 경우에는 언제나, 이동 유닛은 가장 낮은 혼잡을 가지는 셀을 선택한다.

이동 유닛에 신호를 송신하기 위한 제2 실시예의 기지국 일부가 도 5에 도시되어 있다. 기지국(120)은 데이터 버퍼(122, 122', 122"), 멀티플렉서(128), 확산기(130), 송신기(132), 듀플렉서(134), 안테나(136), 수신기(138), 역확산기(140), 디멀티플렉서(142) 및 제어기(144)를 포함한다.

동작시, 3개의 다른 이동 유닛으로의 송신을 위한 데이터 패킷은 무선 네트워크 제어기로부터 수신되어 버퍼(122, 122', 122")에 버퍼링된다. 데이터 패킷은제어기(144) 내에 존재하는 스케줄링 알고리즘과 정책에 따라 버퍼(122, 122', 122")로부터 피딩 아웃된다. 여러 가지 출력 데이터 패킷은 멀티플렉서(도시되지 않음)에서 제어 정보로 멀티플렉싱되어 멀티플렉서(128)에 피딩된다. 멀티플렉서(128)는 시분할 멀티플렉싱을 이용하여 여러 이동 유닛에 송신되는 신호를 멀티플렉싱하여 공유 채널을 생성한다. 공유 채널은 예를 들면 UMTS 표준에서 정의되는 다운링크 공유 채널(DSCH) 또는 향상된 다운링크 공유 채널(E-DSCH)일 수 있다. 공유 채널은 확산기(130)에 피딩되어, 그 채널에 이용될 확산 코드에 따라 신호를 확산시킨다. 확산기(30)의 출력은 여러 이동 유닛으로의 송신을 위해 송신기(132) 및 듀플렉서(134)를 통해 안테나(136)에 피딩된다.

이동 유닛으로부터의 신호는 수신기(138)에 의해 수신되어 역확산기(140)에 피딩된다. 역확산기(140)의 출력은 이동 유닛에 의해 송신된 피드백 신호를 추출하는 디멀티플렉서(142)에 피딩된다. 제1 실시예와 같이, 피드백 신호는 데이터 통신을 위해 이동 유닛에 의해 선택된 그 또는 각 기지국의 식별 번호를 포함한다. 피드백 신호는 제어기(144)에 피딩되어, 피드백 신호에 따라 버퍼(122, 122', 122") 및 멀티플렉서(128)를 제어한다. 피드백 신호가 기지국(120)의 식별 번호를 포함하는 경우, 데이터 패킷이 버퍼(122)로부터 피딩 아웃되어 멀티플렉서(128)에 의해 다른 데이터 패킷으로 멀티플렉싱된다. 피드백 신호가 다른 기지국의 식별 번호(기지국(120)의 식별 번호는 아님)를 포함하는 경우에는, 데이터 패킷이 버퍼(122)로부터 피딩 아웃되지 않는다. 하나의 구현에서, 그렇지 않았다면 버퍼(122)로부터 데이터 패킷에 할당되었을 타임 슬롯이 빈 상태로 남아있다. 다르게는, 스케줄러 알고리즘은 피드백 신호에 기초하여 적응되므로, 예를 들면 다르게는 비어있을 일부 타임 슬롯이 버퍼(122', 122")로부터의 패킷에 의해 채워진다.

제공되는 버퍼(122, 122', 122")의 개수는 공유 채널을 이용하여 데이터 패킷이 송신될 이동 유닛의 개수에 의존한다. 데이터 패킷이 소수의 이동 유닛에만 송신되어야 되는 경우, 멀티플렉서(128)의 출력은 빈 타임 슬롯을 가지는 경향이 된다. 설명되는 바와 같이, 이것은 셀 내의 혼잡 레벨의 지시자로서 이동 유닛에 의해 이용될 수 있다.

제2 실시예에 따른 이동 유닛의 일부가 도 6에 도시되어 있다. 이동 유닛(150)은 안테나(152), 듀플렉서(154), 수신기(156), 역확산기(158, 160), 디멀티플렉서(162, 164), 선택기/조합기(166), 혼잡 레벨 측정 유닛(168, 170), 빔 품질 표시기(172, 174), 셀 선택기(176), 피드백 신호 발생기(178), 멀티플렉서(180), 확산기(182) 및 송신기(184)를 포함한다. 제1 실시예의 것에 대응하는 승인 유닛(도시되지 않음)이 제공될 수도 있다.

각 역확산기(158, 160)는 액티브 기지국의 공유 송신 채널에 할당되고, 그 채널에 의해 이용되었던 확산 코드의 복사를 이용하여 수신된 신호를 역확산시킨다. 역확산기(158, 160)의 출력은 디멀티플렉서(162, 164)에 각각 피딩되어, 공유 채널을 디멀티플렉싱하여 이동 유닛(150)을 위한 데이터 신호를 얻는다. 이들 신호들은 선택기/조합기(166)에 의해 선택되거나 조합되어 추가 처리를 위한 출력 신호를 발생시킨다.

역확산기(158, 160)의 출력은 혼잡 레벨 측정 유닛(168, 170)에 피딩된다.혼잡 레벨 측정 유닛은 공유 송신 채널을 모니터링함으로써 각 셀내의 혼잡 레벨을 측정한다. 공유 송신 채널이 빈 타임 슬롯인 경우, 이것은 셀이 가볍게 로드된 표시로 간주된다. 빈 타임 슬롯이 전혀 없거나 매우 적은 경우, 셀이 과도하게 로드된 표시로서 간주된다. 측정된 혼잡 레벨은 셀 선택기(176)에 피딩된다.

상기 설명한 것에 대한 다른 기술이 혼잡 레벨을 측정하는데 이용될 수 있다. 예를 들면, 이동 유닛은 특정 기지국으로부터 수신할 수 있는 송신 채널의 개수를 결정하고, 이것을 셀 내의 혼잡 레벨의 표시로서 이용하거나, 혼잡 레벨의 표시로서 데이터 패킷을 수신할 때의 지연의 측정을 이용할 수도 있다. 이동 유닛은 패이딩의 영향을 보상하기 위해, 혼잡 레벨의 측정으로서 공유 다운링크 채널의 전체 전력을 이용하거나, 파일럿 채널에 대한 공유 채널의 전력비를 이용할 수도 있다. 혼잡 레벨을 결정하는데 이용될 수 있는 다른 기술은 특정 무선 패킷에 요구되는 재송신의 개수를 측정하는 것과, 에러로 수신되는 무선 프레임의 비율을 측정하는 것을 포함한다. 임의의 기술들의 조합이 혼잡 레벨의 측정을 얻는데 이용될 수도 있다.

역확산기(158, 160)의 출력은 빔 품질 표시기(172, 174)에 피딩되어, 여러 기지국으로부터 수신된 신호의 품질 측정을 생성한다. 제1 실시예와 같이, 임의의 적절한 품질 측정이 생성될 수 있다. 빔 품질 표시기(172, 174)에 의해 생성된 측정은 셀 선택기(176)에 피딩된다.

혼잡 레벨 측정 유닛(168, 170) 및 빔 품질 표시기(172, 174)로부터 수신된 신호에 기초하여, 셀 선택기(176)는 데이터 통신이 발생할 기지국일 액티브 기지국중 하나를 선택한다. 선택은 제1 실시예를 참조하여 설명한 방법들 중 임의의 것으로 수행될 수 있다. 선택의 결과는 피드백 신호 발생기(178)에 피딩되어, 선택된 기지국의 식별 번호를 포함하는 피드백 신호를 생성한다. 피드백 신호는 멀티플렉서(180)에 의해 송신을 위한 신호로 멀티플렉싱된 후, 확산기(182), 송신기(184), 듀플렉서(154), 및 안테나(152)를 통해 액티브 기지국에 송신된다. 그리고 나서, 선택된 기지국은 데이터 패킷을 이동 유닛에 송신하는데 대해, 비선택된 기지국은 송신하지 않는다.

제1 실시예와 비교한 제2 실시예의 장점은 혼잡 레벨이 기지국에 의해 브로드캐스팅될 필요가 없다는 점이다. 그러나, 제1 실시예는 혼잡 레벨이 이동 유닛보다 기지국에서 더 정확하게 결정될 수 있고, 이동 유닛이 덜 복잡하다고 하는 장점을 가지고 있다.

제3 실시예

본 발명의 제3 실시예에서, 상술한 FCSS 기술은 데이터 송신을 위한 셀 선택에 사용되고, 또한, 셀에서의 혼잡 레벨이 기지국에 의해 측정된다. 이동 유닛이 데이터 송신을 위한 기지국을 선택하더라도, 선택된 셀이 너무 혼잡한 것으로 측정되면, 특정 이동 유닛으로 데이터를 송신하지 않는다. 기지국은 그 셀이 덜 혼잡하여 데이터 패킷을 송신할 수 있을 때까지 대기하거나, 데이터 패킷은 다른 기지국에 의해 송신될 수 있다.

신호를 이동 유닛에 송신하기 위한 제3 실시예의 기지국 일부가 도 7에 도시되어 있다. 기지국(200)은 데이터 버퍼(202), 혼잡 레벨 측정 유닛(CLMU, 204),멀티플렉서(205, 205', 205"), 확산기(206), 조합기(208), 송신기(210), 듀플렉서(212), 안테나(214), 수신기(216), 역확산기(218), 디멀티플렉서(220) 및 제어기(222)를 포함한다.

동작시, 이동 유닛으로의 송신을 위한 데이터 패킷은 무선 네트워크 제어기로부터 수신되어 버퍼(202)에 버퍼링된다. 다른 이동 유닛으로의 송신을 위해 데이터를 버퍼링하는 다른 버퍼(202', 202")가 또한 제공된다. 각 버퍼들(202, 202', 202")은 버퍼에 현재 저장된 패킷의 개수를 나타내는 신호를 혼잡 레벨 측정 유닛(204)에 출력한다. 혼잡 레벨 측정 유닛(204)은 저장된 패킷의 개수를 나타내는 신호를 이용하여 기지국에 의해 지원되는 셀의 혼잡 레벨을 추정한다. 다르게는, 기지국의 전체 송신 전력이 셀의 혼잡 레벨의 측정으로서 이용될 수 있고, 또는 제1 및 제2 실시예를 참조하여 상기 설명한 것들과 같은 임의의 다른 기술들이 혼잡 레벨을 추정하는데 이용될 수 있다. 혼잡 레벨 측정 유닛(204)의 출력이 제어기(222)에 피딩된다.

데이터 패킷은 제어기(222)로부터의 신호에 기초하여 버퍼(202)로부터 피딩 아웃된다. 출력된 데이터 패킷은 멀티플렉서(205)에 의해 제어 정보로 멀티플렉싱되어 송신을 위한 채널을 발생시킨다. 그리고 나서, 송신 채널이 확산기(206)에 피딩되어, 그 특정 채널에 이용될 확산 코드에 따라 신호를 확산시킨다. 유사하게, 버퍼(202', 202")의 출력은 제어 정보로 멀티플렉싱되어 각 확산 코드로 신호를 확산시키는 확산기(206', 206")에 피딩된다. 그리고 나서, 확산기(206, 206', 206")의 출력은 조합기(208)에서 조합되어, 송신기(210) 및 듀플렉서(212)를 통해이동 유닛으로의 송신을 위해 피딩된다.

이동 유닛으로부터의 신호는 수신기(216)에 의해 수신되어 역확산기(218)에 피딩된다. 역확산기(218)의 출력은 이동 유닛에 의해 송신된 피드백 신호를 추출하는 디멀티플렉서(220)에 피딩된다. 제1 및 제2 실시예와 같이, 피드백 신호는 데이터 통신을 위한 이동 유닛에 의해 선택된 그 또는 각 기지국의 식별 번호를 포함한다. 그러나, 본 실시예에서, 피드백 신호는 셀의 혼잡 레벨을 고려하지 않고 신호 품질에 기초하여 선택된 기지국의 식별 번호를 포함한다.

피드백 신호는 혼잡 레벨 측정 유닛(204)으로부터의 출력에 따라 제어기(222)에 피딩된다. 제어기(222)는 피드백 신호 및 혼잡 레벨 측정에 기초하여 버퍼(202)를 제어한다. 제어는 이하와 같이 수행된다.

·피드백 신호가 기지국(200)의 식별 번호를 포함하고, 셀의 혼잡 레벨이 특정 임계값 이하인 경우, 데이터 패킷은 버퍼(202)로부터 피딩 아웃된다. 임계값은 미리 설정되거나, 예를 들면 무선 리소스 관리 알고리즘에 의해 제어될 수도 있다.

·피드백 신호가 기지국(200)의 식별 번호를 포함하지만 셀의 혼잡 레벨이 임계값 이상이라면, 데이터 패킷은 버퍼(202)로부터 피딩 아웃되지 않는다.

·피드백 신호가 다른 기지국의 식별 번호(기지국(200)의 것은 아님)를 포함하는 경우, 데이터 패킷은 버퍼(202)로부터 피딩 아웃되지 않는다.

기지국(200)이 선택된 기지국이지만 어떠한 데이터도 송신하지 않는 제2 경우는 결국 데이터 패킷이 이동 유닛에 전혀 송신되지 않는다. 이러한 상황은 이하의 하나 이상의 방법에 의해 다루어질 수 있다. 혼잡 레벨이 단지 일시적으로(하나의 타임 슬롯 또는 하나의 무선 프레임 동안) 높다면, 혼잡 레벨이 떨어질 때, 혼잡 레벨 측정 유닛(204)의 출력이 임계값 이하로 떨어지고, 제어기(222)는 데이터 패킷을 버퍼(202)로부터 피딩하기 시작한다. 혼잡 레벨이 더 길게 높게 유지되는 경우, 데이터 패킷은 결국 버퍼(202)로부터 누락되고, 이것이 발생했다는 것을 나타내는 신호가 무선 네트워크 제어기(도 2의 블록(24))에 송신된다. 그리고 나서, 무선 네트워크 제어기는 다른 기지국을 통해 데이터 패킷을 라우팅하는 것을 시도한다.

다르게는, 기지국은 셀이 너무 혼잡하다는 것을 나타내는 신호를 이동 유닛에 송신한다. 이 신호는 예를 들면 멀티플렉서(205)에 의해 데이터로 멀티플렉싱되는 제어 정보의 일부로서 송신될 수 있다. 이러한 신호를 수신한 경우에, 이동 유닛은 데이터 송신을 위해 또 하나의 기지국을 선택한다.

다르게는, 기지국이 데이터가 송신될 때 선택된 기지국이라는 것을 승인하는 승인 메시지를 기지국은 이동 유닛에 송신할 수도 있지만, 데이터가 송신되지 않을 때는 이러한 승인 메시지를 송신하지 않는다. 이동 유닛은 승인 메시지의 수신을 모니터링하고, 특정 기간동안에 수신되지 않으면, 또 하나의 기지국을 선택한다. 다르게는, 이동국은 선택된 기지국으로부터 데이터 패킷을 수신할 때의 지연을 모니터링하고, 이 지연이 특정 기간 이상이면, 다른 기지국이 신호 품질의 측면에서 두 번째로 최적일지라도 또 하나의 기지국을 선택한다.

상기 어느 경우든, 기간은 미리 설정되거나, 예를 들면 각 기지국으로부터 수신된 신호의 품질 차이에 기초하여 가변될 수도 있다. 그러므로, 신호 품질 차이가 작은 경우에 짧은 기간이 설정되고, 신호 품질의 차이가 큰 경우에 긴 기간이 설정된다.

상기 설명한 제어 메카니즘은 데이터의 우선 순위를 고려할 수도 있다. 그러므로, 데이터가 높은 우선 순위인 경우, 기지국은 혼잡 레벨에 관계없이 데이터를 송신할 수 있는데 대해, 데이터가 낮은 우선 순위인 경우에, 기지국은 혼잡 레벨이 낮은 경우에만 데이터를 송신할 수 있다.

제3 실시예에 이용될 이동 유닛은 도 8에 도시되어 있다. 이동 유닛(230)은 안테나(232), 듀플렉서(234), 수신기(236), 역확산기(238, 240), 선택기/조합기(242), 승인 유닛(243), 빔 품질 표시기(244, 246), 셀 선택기(248), 피드백 신호 생성기(250), 멀티플렉서(252), 확산기(254) 및 송신기(256)를 포함한다. 이동 유닛의 동작은 도 4 및 도 6을 참조하여 상기 설명한 이동 유닛과 유사하므로 여기에서는 상세하게 설명하지 않는다. 그러나, 셀 선택기(248)는 혼잡 레벨을 고려하지 않고 최적의 신호 품질을 가지는 기지국을 선택한다.

제3 실시예는 혼잡 레벨이 더 정확하게 결정될 수 있는 기지국에서 측정되고, 혼잡 레벨을 브로드캐스팅할 필요는 없다는 장점을 제공한다. 그러나, 특정 상황에서, 임의의 데이터 패킷이 이동 유닛에 송신하기 전에 시간 지연이 있을 수 있다.

제4 실시예

셀 선택 기술의 제4 실시예에서, 셀의 혼잡 레벨은 제3 실시예와 같이 기지국에 의해 측정된다. 그러나, 선택된 기지국의 식별 번호를 송신할 뿐만 아니라,이동 유닛은 결정의 한계의 정도 표시를 송신하고, 이것은 데이터를 이동 유닛에 송신할지 여부를 결정하는 경우에 기지국에 의해 고려된다.

제4 실시예에 이용되는 이동 유닛이 도 9에 도시되어 있다. 이동 유닛(260)은 안테나(262), 듀플렉서(264), 수신기(266), 역확산기(268, 270), 선택기/조합기(272), 빔 품질 표시기(274, 276), 셀 선택기(278), 한계 정도 표시기(280), 피드백 신호 발생기(282), 멀티플렉서(284), 확산기(286) 및 송신기(288)를 포함한다.

안테나(262), 듀플렉서(264), 수신기(266), 역확산기(268, 270), 선택기/조합기(272) 및 빔 품질 표시기(274, 276)는 도 4 및 도 6을 참조하여 상기 설명한 대응 부분과 유사한 기능을 가지므로, 여기에서 다시 설명하지 않는다. 그러나, 본 실시예에서, 빔 품질 표시기(274, 276)의 출력은 셀 선택기(278) 및 한계 정도 표시기(280) 둘다에 피딩된다. 셀 선택기(278)는 최적 신호 품질(빔 품질 표시기(274, 276)에 의해 결정됨)을 가지는 기지국을 선택하고, 선택 결과를 피드백 신호 발생기(282)에 출력한다. 한계 정도 표시기는 측정된 빔 품질이 다른 정도를 나타내는 신호를 출력한다. 예를 들면, 한계 정도 표시기는 측정된 빔 품질들간의 실제 차이 또는 차이량을 나타내는 일부 다른 값을 출력한다. 이 값은 또한 피드백 신호 발생기(282)에도 피딩된다.

피드백 신호 발생기(282)는 결정의 한계 정도의 표시와 함께 선택된 기지국의 식별 번호를 포함하는 피드백 신호를 생성한다. 피드백 신호는 멀티플렉서(284)에 의해 송신을 위한 신호로 멀티플렉싱된 후 확산기(286),송신기(288), 듀플렉서(264) 및 안테나(262)를 통해 액티브 기지국에 송신된다.

제4 실시예에 이용하기 위한 기지국은 도 7에 도시된 것에 기초하고 있다. 그러나, 제4 실시예에서, 도 7의 제어기(222)는 버퍼(220)로부터 데이터 패킷을 피딩 아웃할지 여부를 결정하는 경우에 선택 결정의 한계 정도를 고려한다. 본 실시예에서, 제어는 이하와 같이 수행된다.

·피드백 신호가 기지국(200)의 식별 번호를 포함하고, 한계 정도가 특정 한계 임계값(예를 들면, 0.5 또는 1dB)보다 큰 경우에, 셀의 혼잡 레벨에 관계없이 데이터 패킷이 버퍼(202)로부터 피딩 아웃된다.

·피드백 신호가 기지국(200)의 식별 번호를 포함하고, 셀의 혼잡 레벨이 특정 혼잡 레벨 임계값보다 작은 경우, 데이터 패킷은 한계 정도에 관계없이 버퍼(202)로부터 피딩 아웃된다.

·피드백 신호가 기지국(200)의 식별 번호를 포함하고, 한계 정도가 한계 임계값보다 작으며, 셀의 혼잡 레벨이 혼잡 임계값 이상인 경우에, 데이터 패킷이 버퍼(202)로부터 피딩 아웃되지 않는다.

·피드백 신호가 또 다른 기지국의 식별 번호를 포함하지만, 한계 정도가 한계 임계값(또는 일부 다른 임계값)보다 작고, 셀의 혼잡 레벨이 혼잡 임계값(또는 일부 다른 임계값)보다 작은 경우, 선택적으로 데이터 패킷은 버퍼(202)로부터 피딩 아웃된다.

·피드백 신호가 다른 기지국의 식별 번호(기지국(200)의 식별 번호는 아님)를 포함하는 모두 다른 경우에, 데이터 패킷이 버퍼(202)로부터 피딩 아웃되지 않는다.

상기 실시예들에서와 같이, 선택 메카니즘은 데이터의 우선 순위를 고려할 수도 있다.

제4 실시예에서, 선택된 기지국이 데이터 송신이 가능한 유일한 기지국인 경우(왜냐하면, 선택된 기지국이 매우 좋은 신호 품질을 가지므로), 선택된 기지국은 혼잡 레벨에 관계없이 데이터 송신에 이용된다. 또 다른 기지국과의 데이터 송신이 가능하다면, 셀이 혼잡하지 않은 경우에 선택된 기지국만이 데이터 송신에 이용된다. 기지국이 선택된 기지국이 아니지만 기지국과 신호 품질의 차이가 크지 않은 경우라도, 셀이 혼잡하지 않은 경우라도 기지국은 데이터 송신에 이용될 수 있다. 이것은 선택된 셀이 혼잡하더라도 데이터 송신이 발생할 수 있도록 허용한다.

제4 실시예는 결과적으로 데이터 패킷이 2개의 기지국들에 의해 송신되거나(셀들이 둘다 유사한 신호 품질 및 낮은 혼잡 레벨을 가지는 경우), 데이터 패킷이 전혀 송신되지 않게 된다(셀들이 둘다 유사한 신호 품질 및 높은 혼잡 레벨을 가지는 경우). 후자의 경우에, 상기 상황은 제3 실시예를 참조하여 상기 설명한 것과 유사한 방식으로 다루어질 수 있다.

상기 설명한 여러 실시예는 예를 들면 디지털 신호 프로세서 또는 임의의 프로세서 타입과 같은 프로세서에서 운용되는 소프트웨어 모듈을 이용하여 구현될 수 있다. 그러한 모듈의 프로그래밍은 여러 함수의 기술로부터 숙련자에게는 잘 알려져 있다. 숙련자라면, 임의의 적절한 프로그래밍 언어를 이용하여 그러한 모듈이 임의의 적절한 프로세서 상에서 프로그래밍될 수 있다는 것은 자명하다. 다르게는, 상기 설명한 일부 또는 모든 기능들이 전용 하드웨어를 이용하여 구현될 수도 있다.

일부 환경에서, 기지국은 자신이 지원하는 영역을 복수의 섹터로 분할한다. 여기에 이용되는 "셀"이란 용어는 기지국의 커버리지의 임의의 영역을 의미하는 것으로 받아들여야 하며, 그 영역은 그 기지국의 커버리지만의 영역이거나 수개의 섹터 중 하나와 같이 수개의 영역 중 하나가 될 수 있다. 기지국이 2개 이상의 섹터로부터 선택 명령을 수신한다면, 선택 명령의 검출을 개선하기 위해, 선택 명령이 최대 비율 조합을 이용하여 조합될 수도 있다.

상기 설명은 본 발명의 하나의 예를 설명한 것으로 세부 내용의 변형은 본 발명의 범주에 든다는 것은 자명하다. 예를 들면, 본 발명은 CDMA 이외의 다른 멀티플렉싱 기술, 즉 시분할 멀티플 액세스(TDMA), 주파수 분할 멀티플렉싱(FDM), 하이브리드 TDMA/CDMA, 또는 임의의 다른 적절한 멀티플렉싱 기술에 이용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 셀의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 복수의 셀로부터 하나의 셀을 선택하는 것을 포함하는 셀룰러 통신 시스템에 이용되는 셀 선택 방법이 제공될 수 있다.

Claims

사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 셀룰러 통신 시스템에 있어서,

복수의 셀로부터 데이터 송신을 위한 셀을 주기적으로 선택하는 수단, 및 기지국에 선택 결과를 송신하는 수단을 포함하는 사용자 장비; 및

선택 결과를 수신하는 수단, 그 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단, 및 그 기지국이 선택된 기지국인지가 결정되었는지의 여부에 따라 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 수단을 각각 포함하는 복수의 기지국

을 포함하며,

사용자 장비에서의 선택 수단은 셀의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 데이터 송신을 위한 셀을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 선택 수단은 추가로 셀의 신호 품질의 측정에 기초하여 데이터 송신을 위한 셀을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제2항에 있어서, 상기 선택 수단은 두 개의 셀 간의 신호 품질에 대한 측정 차이가 특정 임계값 이하인 경우, 최저 혼잡을 갖는 셀을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 각각의 기지국은 혼잡 레벨을 측정하는 수단과, 혼잡 레벨의 측정을 사용자 장비로 송신하는 수단을 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
제4항에 있어서, 혼잡 레벨을 측정하는 상기 수단은 소정 시간 주기에 걸쳐 기지국에 의해 송신되는 데이터량을 결정하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제4항에 있어서, 혼잡 레벨을 측정하는 상기 수단은 송신될 데이터를 포함하는 버퍼의 점유 기간(occupancy)에 기초하여 혼잡 레벨을 측정하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제4항에 있어서, 상기 송신 수단은 혼잡 레벨의 측정을 브로드캐스트 채널로 송신하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 사용자 장비는 혼잡 레벨을 측정하는 수단을 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
제8항에 있어서, 상기 혼잡 레벨 측정 수단은 공유된 송신 채널의 사용에 기초하여 혼잡 레벨을 측정하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 기지국에서의 상기 제어 수단은 사용자 장비로부터 기지국에 의해 수신되는 선택 결과를 포함하는 신호의 품질에 따라, 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 선택 수단은 추가로 상기 사용자 장비가 그 기지국을 선택하지 않도록 명령하는, 기지국에 의해 상기 사용자 장비에 송신되는 명령에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 선택 수단은 추가로 선택 결과의 송신으로부터 특정 기간 내에 상기 선택된 기지국으로부터 상기 사용자 장비에 의해 신호가 수신되는지 여부에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 선택 수단은 추가로 송신될 데이터의 우선 순위에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 기지국에서의 상기 제어 수단은 송신될 데이터의 우선 순위에 따라 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 선택 결과는 상기 선택된 기지국의 식별 번호를 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 상기 사용자 장비는 데이터 송신을 위한 셀을 선택하고, 수퍼프레임 당 하나 이상의 레이트에서 선택 결과를 송신하도록 배열되고, 상기 결정 수단은 상기 기지국이 수퍼프레임 당 하나 이상의 레이트에서 선택되었는지 여부를 결정하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제1항에 있어서, 고속 셀 사이트 선택을 수행하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
셀룰러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 기지국에 있어서,

상기 기지국에 의해 지원되는 셀의 혼잡 레벨을 측정하는 수단;

사용자 장비에 혼잡 레벨의 측정을 송신하는 수단;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 수단 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단; 및

상기 기지국이 선택된 기지국인지 결정된 여부에 따라, 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 수단

을 포함하는 기지국.
셀룰러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티를 수행하는 사용자 장비에있어서,

복수의 셀에서 혼잡 레벨을 측정하는 수단;

상기 셀에서 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 상기 복수의 셀로부터 셀을 선택하는 수단; 및

기지국으로 상기 선택 결과를 송신하는 수단

을 포함하는 사용자 장비.
셀룰러 통신 시스템에서 사이트 선택 다이버시티 방법을 수행하는 기지국에 있어서,

상기 기지국에 의해 지원되는 셀에서 혼잡 레벨의 측정을 수행하는 수단;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 수단 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 수단; 및

상기 기지국이 선택된 기지국인지 결정되었는지 여부 및 상기 셀에서의 혼잡 레벨의 측정에 따라, 상기 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하는 수단

을 포함하는 기지국.
제20항에 있어서, 상기 제어 수단은 혼잡 레벨의 측정이 임의의 임계값 이상인 경우, 사용자 장비로의 데이터 송신을 막도록 배열되는 기지국.
제20항에 있어서, 선택 결과의 한계 정도 표시를 수신하는 수단을 포함하고, 제어 수단은 한계 정도의 표시에 따라, 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열되는 기지국.
제20항에 있어서, 제어 수단은 사용자 장비로부터 기지국에 의해 수신되는 선택 결과를 포함하는 신호의 품질에 따라, 추가로 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열되는 기지국.
제20항에 있어서, 상기 제어 수단은 추가로 통신될 데이터의 우선 순위에 따라, 상기 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하도록 배열되는 기지국.
제20항에 있어서, 사용자 장비가 그 기지국을 선택하지 않도록 지시하는 명령을 송신하는 수단을 더 포함하는 기지국.
제20항에 따른 기지국 및 사용자 장비를 포함하는 셀룰러 통신 시스템에 있어서,

상기 사용자 장비는,

복수의 기지국으로부터의 송신 신호들을 수신하는 수단;

상기 기지국으로부터 수신된 신호의 품질 측정을 실행하는 수단;

신호 품질의 측정에 기초하여 셀을 선택하는 수단; 및

셀 선택 결정 결과를 기지국에 송신하는 수단

을 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
제26항에 있어서, 상기 사용자 장비에서의 상기 선택 수단은 추가로 선택 결과의 송신으로부터 특정 기간 내에 상기 선택된 기지국으로부터 상기 사용자 장비에 의해 신호가 수신되는지 여부에 기초하여 기지국을 선택하도록 배열되는 셀룰러 통신 시스템.
제26항에 있어서, 상기 사용자 장비는 셀 선택 결과의 한계 정도를 결정하는 수단, 및 한계 정도의 표시를 상기 기지국으로 송신하는 수단을 더 포함하는 셀룰러 통신 시스템.
셀룰러 통신 네트워크용 사이트 선택 다이버시티 방법에 있어서,

사용자 장비에서의, 복수의 셀로부터 데이터 송신을 위한 셀을 주기적으로 선택하는 단계와, 기지국에 선택 결과를 송신하는 단계; 및

기지국에서의, 선택 결과를 수신하는 단계와, 상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 단계와, 상기 기지국이 선택된 기지국인지가 결정되었는지의 여부에 따라 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 단계

를 포함하며,

데이터 송신을 위한 셀은 셀의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 선택되는 사이트 선택 다이버시티 방법.
셀룰러 통신 네트워크의 기지국에서 사용하기 위한 사이트 선택 다이버시티 방법에 있어서,

기지국에 의해 지원되는 셀의 혼잡 레벨의 측정을 생성하는 단계;

사용자 장비로부터의 선택 결과를 수신하는 단계 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 기지국이 선택된 기지국인지의 결정 여부에 따라, 상기 이동 유닛으로의 데이터 송신을 제어하는 단계

를 포함하는 사이트 선택 다이버시티 방법.
셀룰러 통신 네트워크의 사용자 장비용 사이트 선택 다이버시티 방법에 있어서,

사용자 장비에서,

복수의 셀의 혼잡 레벨을 측정하는 단계;

상기 셀들의 혼잡 레벨의 측정에 기초하여 상기 복수의 셀로부터 셀을 선택하는 단계; 및

상기 선택 결과를 기지국으로 송신하는 단계

를 포함하는 사이트 선택 다이버시티 방법.
셀룰러 통신 네트워크용 사이트 선택 다이버시티 방법에 있어서,

기지국에 의해 지원되는 셀의 혼잡 레벨의 측정을 생성하는 단계;

사용자 장비로부터 셀 선택 결정의 결과를 수신하는 단계 -선택 결과는 데이터 송신을 위해 사용될 기지국을 표시함- ;

상기 기지국이 선택된 기지국인지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 기지국이 선택된 기지국인지의 결정 여부 및 상기 셀의 혼잡 레벨의 측정에 따라, 상기 사용자 장비로의 데이터 송신을 제어하는 단계

를 포함하는 사이트 선택 다이버시티 방법.