KR20030020311A - 무선 통신 시스템에서 빔을 스위칭하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 빔을 스위칭하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

다양한 비율로 전송이 가능한 CDMA 데이터 통신 시스템에서, 빔을 스위칭하는 기술의 사용은 셀과 인접섹에서 가입자국에 대한 기지국의 전송에 의해 야기되는 평균 간섭을 감소시킨다. 기지국은 섹터 구간에 상응하여 전송 신호를 형성하기 위해 크기 및 위상이 제어된 신호를 각각 전송하는 다중 전송 안테나를 사용한다. 데이터 및 참조 신호는 가입자국에서 측정된 반송파 대 간섭비(C/I)를 최대화시킴으로서 시스템 용량 및 데이터율을 증가시키기 위해 고정된 타임슬롯에 따라 교대로 변화하는 섹터 구간 빔을 따라 전송된다.

Description

무선 통신 시스템에서 빔을 스위칭하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR BEAM SWITCHING IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
현재 통신 시스템은 다양한 응용을 지원하도록 요구된다. 그러한 통신 시스템의 하나가 본 명세서에서 IS-95 표준으로 참조되는 "TIA/EIA/IS-95 양방향 광대역 스펙트럼 확산 셀룰러 시스템을 위한 이동국-기지국간 잠정 표준"과 같은 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 시스템이다. CDMA 시스템은 육상 링크를 통한 사용자간의 음성 및 데이터 통신을 허용한다. 다중 액세스 통신 시스템에서 CDMA 기술의 사용은 "위성 또는 지상 중계기를 사용하는 스펙트럼 확산 다중 액세스 통신 시스템"이라는 명칭으로 미국 특허 제 4,901,307호와 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 신호 파형을 생성하기 위한 시스템 및 방법"이라는 명칭으로 미국 특허 제 5,103,459호에 개시되어 있으며 두 특허 모두는 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기에서 참조로서 통합된다.
본 명세서에서, 기지국은 가입자국과 통신하는 하드웨어를 말한다. 셀은 그용어가 사용된 문맥에 따라 하드웨어 또는 지역적인 커버리지 영역을 말한다. 섹터는 셀의 일부분이다. 서브섹터는 섹터의 일부분이다. CDMA 시스템의 섹터 및 서브섹터가 셀의 특성을 지니기 때문에 셀의 관점에서 설명된 이론은 섹터 및 서브섹터로 쉽게 확장될 수 있다.
CDMA 시스템에서, 사용자간의 통신은 하나 또는 그이상의 기지국을 통해 수행된다. 한 가입자국의 제 1 사용자는 역방향 링크에서 데이터를 기지국에 전송함에 따라 제 2 가입자국의 제 2 사용자와 통신한다. 기지국은 데이터를 수신하며 데이터를 다른 기지국에 라우팅할 수 있다. 데이터는 동일한 기지국 또는 제 2 기지국의 순방향 링크에서 제 2 가입자국으로 전송된다. 순방향 링크는 기지국으로부터 가입자국으로의 전송을 말하며, 역방향 링크는 가입자국으로부터 기지국으로의 전송을 말한다. IS-95 시스템에서, 순방향 링크 및 역방향 링크는 개별적인 주파수에 할당된다.
가입자국은 통신하는 동안 적어도 하나의 기지국과 통신한다. CDMA 가입자국은 소프트 핸드오프 동안 다중의 기지국과 동시에 통신할 수 있다. 소프트 핸드오프는 이전 기지국을 사용하는 링크를 차단하기 이전에 새로운 기지국을 사용하는 링크를 확립하는 과정이다. 소프트 핸드오프는 통화가 절단되는 가능성을 최소화한다. 소프트 핸드오프 과정중에 하나 이상의 기지국을 통해 가입자국과의 통신을 제공하기 위한 방법 및 시스템은 "CDMA 셀룰러 전화 시스템에서 소프트 핸드오프를 사용하는 이동국"이라는 명칭으로 미국 특허 제 5,267,261호에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로써 통합된다. 소프터 핸드오프는 동일한기지국에 의해 서비스되는 다중 섹터를 통해 통신이 발생하는 과정이다. 소프터 핸드오프의 과정은 "동일 기지국의 섹터간에 핸드오프를 재형성하기 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 미국 특허 제 5,625,876호에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로써 통합된다.
무선 데이터 응용에 대한 요구가 증가함에 따라, 매우 효율적인 무선 데이터 통신 시스템에 대한 요구가 상당히 증가 되었다. IS-95 표준은 순방향 및 역방향 링크를 통해 데이터 트래픽 및 음성 트래픽을 전송할 수 있다. 고정된 크기의 코드 채널 프레임에서 데이터 트래픽을 전송하기 위한 방법은 "전송하기 위한 데이터의 포맷팅을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 미국 특허 제 5,504,773호에 상세히 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로써 통합된다. IS-95 표준에 따라, 데이터 트래픽 또는 음성 트래픽은 14.4Kbps 보다 높은 데이터율을 가지는 20msec 폭의 코드 채널 프레임으로 분할된다.
순방향 및 역방향 링크를 통한 고비율의 데이터 트래픽 및 음성 트래픽의 전송은 고비율 데이터 표준에서 제안된다. 제안된 고비율 데이터 표준에 따라서, 데이터 트래픽 또는 음성 트래픽은 다양한 간격의 타임슬롯으로 분할된다. 코드 채널 프레임은 1개 내지 16개의 타임슬롯을 포함한다. 인접셀에서 가입자 국에 대한 기지국의 전송에 의해 야기된 간섭을 감소시키기 위한 빔형성 기술은 "무선 시스템에서 빔형성을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 1999년 9월 1일에 특허된 미국 특허 제 09/388,267호에 상세히 새시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로서 통합된다.
음성 서비스 및 데이터 서비스간의 중요한 차이는 음성 서비스가 엄격하고 고정된 지연 요구를 강요한다는 사실이다. 일반적으로, 음성 프레임의 전체 단방향 지연은 100msec보다 작아야만 한다. 대조적으로, 데이터 지연은 데이터 통신 시스템의 효율을 최적화하기 위해 사용된 다양한 파라미터가 될 수 있다. 특히, 음성 서비스에 의해 허용될 수 있는 지연보다 더 큰 지연을 요구하는 더 효율적인 에러 정정 코딩 기술이 사용될 수 있다. 데이터에 대해 예시적으로 효율적인 코딩 방식은 "컨벌루션 인코딩된 코드워드을 디코딩하기 위한 소프트 결정 출력 디코더"라는 명칭으로 1996년 11월 6일에 특허된 미국 특허 출원 제 08/743,688호에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로서 통합된다.
음성 서비스 및 데이터 서비스간의 다른 중요한 차이는 음성 서비스가 모든 사용자에 대해 고정되며 공통 서비스 등급(GOS)을 요구한다는 것이다. 일반적으로, 음성 서비스를 제공하는 디지털 시스템에서, 음성 서비스는 모든 사용자에 대한 고정되고 동일한 전송율과 음성 프레임의 에러율에 대한 최대 허용값으로 해석할 수 있다. 대조적으로 데이터 서비스에서, GOS는 사용자에서 사용자로 달라질 수 있으며, 데이터 통신 시스템의 전체 효율을 증가시키도록 최적화된 파라미터가 될 수 있다. 데이터 통신 시스템의 GOS는 전형적으로 이후에 데이터 패킷으로서 참조되는 소정의 데이터양을 전송하는데 초래된 전체 지연으로서 정의될 수 있다.
음성 서비스 및 데이터 서비스간의 다른 중요한 차이는 음성 서비스가 예시적인 CDMA 통신 시스템에서 소프트 핸드오프에 의해 제공되는 신회할만한 통신 링크를 요구한다는 것이다. 그러나, 이러한 추가적인 신뢰성은 에러로 수신된 데이터 패킷이 재전송 될 수 있기 때문에 데이터 전송을 위해 요구되지는 않는다. 데이터 서비스에 대하여, 소프트 핸드오프를 지원하는데 사용된 전송 전력은 추가 데이터를 전송하는데 더 효율적일 수 있다.
데이터 통신 시스템의 품질 및 효과를 측정하는 파라미터는 데이터 패킷 및 시스템의 평균 스루풋율을 전송하도록 요구되는 전송 지연이다. 전송 지연은 음성 통신을 위해 동작할 때 데이터 통신에서와 동일한 영향을 가지지는 않지만, 데이터 통신 시스템의 품질을 측정하기 위한 중요한 메트릭이다. 평균 스루풋율은 통신 시스템의 데이터 전송 능력의 효율을 측정한 것이다.
셀룰러 시스템에서 임의의 주어진 사용자의 반송파 대 간섭비 C/I는 커버리지 영역 내의 사용자 위치의 함수로서 알려져 있다. 주어진 서비스 레벨을 유지하기 위해, TDMA 및 FDMA 시스템은 주파수 재사용 기술을 재구분하며, 즉 모든 주파수 채널 및/또는 타임슬롯이 각 기지국에 사용되는 것은 아니다. CDMA 시스템에서, 동일한 주파수 할당이 시스템의 각 셀에서 재사용되며, 그에 따라 전체 효율이 증가한다. 임의의 주어진 사용자의 가입자국이 성취하는 C/I는 기지국으로부터 사용자의 가입자국까지 이러한 특정 링크를 위해 지원될 수 있는 정보의 비율을 결정한다. 전송을 위해 사용된 특정 변조 및 에러 정정 방식에서, 주어진 성능 레벨은 C/I와 일치하는 레벨에서 성취된다. 육각형 셀배치를 가지며 각 셀에서 공통 주파수를 사용하는 이상적인 셀룰러 시스템에 대하여, 이상적인 셀 내에서 성취된 C/I의 분포가 계산될 수 있다. 무선 시스템에서 고비율의 디지털 데이터 전송을 위한 예시적인 시스템은 "고비율 패킷 데이터 전송을 위한 방법 및 장치"(하기에서 '386특허출원)이라는 명칭으로 1997년 11월 3일에 특허된 계류중인 미국 특허 출원 제 08/963,386호에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로서 통합된다.
사용된 CDMA 시스템에서 다량의 신호 간섭은 동일한 CDMA 시스템에 속해있는 송신기에 의해 야기되는것으로 알려져 있다. 간섭을 줄임으로서 용량 및 데이터율을 증가시키기 위해, 셀은 종종 더 낮은 전력에서 동작하는 섹터 또는 더 작은 셀로 분할된다. 그러나, 종래의 방법은 비용이 많이들며 매우 다양한 신호 전파 특성을 가지는 지역에 적응시키기에 어렵다. 종래의 방식은 또한 전형적으로 섹터 경계에 인접하여 더 낮은 신호 품질을 갖는다. 따라서 시스템의 엘리먼트 간의 상호 간섭을 감소시키는 반면에 시스템 용량 및 데이터율을 증가시키는 간략화된 방법이 요구된다.
본 발명은 무선 데이터 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 고비율 패킷 데이터 전송을 위한 신규적이고 개선된 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 한 실시예에 따라 구성된 육상 기지국의 다이어그램이다.
도 2는 한 실시예에 따라 분할된 섹터들을 도시한다.
도 3A는 주어진 시간에서 활성화된 짝수 시간 슬롯과 비활성화된 홀수 타임슬롯의 예를 도시한다.
도 3B는 주어진 활성화된 짝수 전송 타임 슬롯동안 0 및 2의 짝수로 세어지는 빔에서 발생한 기지국 전송을 도시한다.
도 3C는 주어진 활성화된 짝수 전송 타임 슬롯동안 1 및 3의 홀수로 세어지는 빔에서 발생하지 않는 기지국 전송을 도시한다.
도 4는 가입자국에서 측정된 반송파 대 간섭비(C/I)를 최대화함으로서 시스템 용량 및 데이터율을 증가시키기 위한 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5는 한 실시예에 따라 구성된 기지국 장치의 블럭도를 도시한다.
도 6은 한 실시예에 따라 구성된 CDMA 역방향 링크 가입자국 장치의 일부분의 다이어그램이다.
개시된 실시예는 가입자국에서 측정된 반송파 대 간섭비(C/I)를 최대화함으로써 CDMA 데이터 통신 시스템 용량 및 데이터율을 증가시키는 신규적이고 개선된 방법을 제공한다. 빔을 스위칭하는 기술의 사용은 셀의 섹터 및 인접 셀에서 가입자국에 대한 기지국의 전송에 의해 야기되는 간섭을 감소시킨다. 기지국은 섹터 분할 또는 서브섹터와 상응하는 전송 신호 빔을 형성하기 위해 조절된 크기 및 위상에서 각각 신호를 전송하는 다중 전송 안테나를 사용한다. 데이터 및 참조 신호는 인접 빔으로부터의 간섭 없이 가입자국에 에너지를 집중시키기 위해 고정된 타임 슬롯에 따라 교대로 화하는 섹터 분할 빔을 따라 전송된다.
따라서, 본 발명은 다음 도면을 참조로하여 상세히 설명될 것이다.
개시된 실시예는 목적 가입자국에게 강한 순방향 링크 신호를 제공하는 반면에 다른 가입자국에는 최소 간섭을 야기함에 따라 CDMA 시스템의 효율을 개선시킨다.
개시된 실시예는 육상 무선 응용에서의 사용을 위해 고정된 빔의 스위칭 기술을 적응시킴으로서 고비율 데이터 무선 시스템의 용량을 최대화하기 위한 접근을 제공한다. 개시된 실시예에 따라, 각 기지국에서 다중 전송 안테나를 사용하는 셀룰러 시스템이 설명된다. 각 기지국으로부터, 동일하지만 서로 다른 위상 쉬프트 및 파워 레벨을 가지는 신호는 서브섹터, 즉 가입자국이 위치한 섹터의 부분에서 에너지를 집중시키기 위해 각 안테나로부터 전송된다. 의도된 신호(보통 단일 가입자국)의 수신기의 반송파 대 간섭비(C/I)를 최대화하기 위해 전송 안테나 각각으로부터 전송되는 신호의 크기 및 위상은 적절하게 셋팅되어야 한다.
측정된 C/I를 기반으로 하는 임의의 신호 품질 메트릭은 가입자국에 의해 기지국에 대한 피드백으로서 사용될 수 있다. '386 출원에서 서명된 예시적인 고비율 데이터 무선 통신 시스템에서, 가입자국은 측정된 C/I를 기반으로 패킷을 성공적으로 수신할 수 있는 데이터율을 결정한다. C/I 측정 대신에, 데이터율은 데이터율 제어(DRC) 신호의 형태로 기지국에 전송된다. DRC 정보는 가입자국에 의해 전송된 역방향 링크 신호에 포함된다. 기지국은 또한 가입자국에 데이터를 전송하기 위한 타임 슬롯을 결정하기 위해 DRC 신호의 변화를 이용할 수 있다.
종래에는, 단일 빔은 섹터내의 수신기 위치에 관계없이 전체 섹터를 커버하는 섹터에 전송된다. 단일 빔은 가입자국이 단일 빔을 수신할 수 없으며 다른 사용자들을 간섭하는 곳으로 에너지를 소비한다. 개시된 실시예는 섹터를 서브섹터로 분할하고, 간섭을 줄이기 위해 비인접한 서브섹터간에 교대로 가입자가 위치한 각 서브섹터에 고정된 빔을 즉시 전송함에 따라 가입자국에서 반송파 대 간섭비(C/I)를 최대화한다.
도 1은 3개 섹터의 셀에서 구성된 육상 기지국의 다이어그램을 도시한다. 셀(100)은 3개의 섹터(102, 104, 106)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 기지국(108)은 셀(100)의 각 섹터내에 위치된다. 다른 실시예에서, 단일 기지국은 한 셀 중 둘 또는 그이상의 섹터를 제공할 수 있다. 기지국(108)은 4개의 안테나(110)를 통해 고정된 빔을 전송한다. 각 기지국(108)이 4개의 전송 안테나(110)을 사용하는 것으로 도시되지만, 개시된 실시예는 지향성 안테나 어레이를 사용하는 안테나를 포함하여 하나 또는 그이상의 전송 안테나를 가지는 기지국에 적합할 수 있다. 또한, 당업자는 예를 들면 전방향성 및 지향성 안테나를 포함하여 다양한 형태 및 전파의 안테나가 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 기지국으로부터 전송을 우해 사용된 안테나는 동일한 기지국에 의해 의해 사용된 다른 안테나와 서로 다른 형태가 될 수 있다.
안테나 엘리먼트(110)는 섹터(102, 104, 106)당 고정된 빔의 갯수를 생성하기 위해 구성된 각 섹터(102, 104, 106)에 대한 위상 배열을 형성한다. 도시된 특정 실시예에서, 섹터(102, 104, 106)당 4개의 고정된 빔이 존재한다. 단일 기지국(108)의 복수의 안테나(110)를 통해 전송된 신호는 전송 크기 및 위상에서의 차이를 제외하면 유리하게 식별가능하다. 신호를 전송할 때, 기지국(108)은 기지국(108)이 제공하는 섹터(102, 104, 106)의 고정된 부분 또는 서브섹터에서 관리된 고정된 신호 빔을 형성하기 위해 안테나(110)를 통해 전송된 신호의 크기 및 위상을 조절한다.
일반적으로, 빔의 스위칭을 사용하여 서브섹터 부분에 전송하는 기지국(108)은 단일 안테나를 통해 전체 섹터(102, 104, 106)에 전송하는 기지극(108)보다 인접 섹터의 가입자국에 대해 더 적은 간섭을 야기한다.
도 2는 3개의 섹터(202, 204, 206)를 포함하는 예시적인 셀(200)을 설명한다. 4개의 서브섹터 0(207), 1(209), 2(211), 3(213)으로 분할된 섹터(204)가 도시된다. 각 서브섹터(207, 209, 211, 213)는 섹터(204)를 제공하는 기지국(도시되지 않은)의 안테나 엘리먼트에 의해 생성된 고정된 전송 빔(208, 210, 212, 214)에 의해 (각각) 커버된다. 유리하게, 서브섹터(207, 209, 211, 213)를 교대로 변화시키는 것은 짝수 또는 홀수로 지정된다. 서브섹터 0(207) 및 2(211)는 짝수 서브섹터로서 지정된 반면에, 서브섹터 1(209) 및 3(213)은 홀수 서브섹터로서 지정된다. 유리하게, 데이터 전송 슬롯 또한 짝수 및 홀수로서 식별된다. 서브섹터 전송 빔(208, 210, 212, 214)은 섹터(204)내의 가입자국(216)의 위치에 관계없이 고정된다. 가입자국(216)은 사용가능한 파일럿의 C/I를 측정하여 최대 빔(208, 210, 212, 214)을 선택한다. 개시된 실시예에서, 전송은 CDMA 신호이며, 상기 다른 가입자국 및 셀 영역에 제공하는 기지국의 전송은 종종 수신 가입자국(216)에 의해 경험된 간섭의 대다수를 야기한다. 개시된 실시예에서 각 가입자국(216)은 C/I 또는 반송파 대 간섭비의 측정을 수행한다. C/I 측정 정보의 결과는 데이터율 제어(DRC) 신호로 변환된다. 그후에, C/I 측정 대신에 DRC는 각 가입자국(216)으로부터 제공하는 기지국으로 전송된다. 기지국은 고정된 전력 레벨로 전송하지만 가입자국(216)으로부터 수신된 DRC 정보에 따라 각 가입자국(216)에 전송하기 위해 사용된 데이터율을 변화시킨다. 가입자국(216)은 순방향 링크에서의 전송을 위해데이터율을 선택하는데 사용된 가입자국의 기지국 DRC 정보를 전송하기 위해 C/I의 측정을 수행한다. 만약 가입자국(216)에 대한 간섭량이 많다면, 기지국은 낮은 데이터율로 가입자국(216)에 전송할 것이다. 대조적으로, 가입자국(216)에 대한 간섭이 적다면, 기지국은 높은 데이터율로 가입자국(216)에 전송할 것이다.
종래의 셀룰러 통신 시스템에서 가입자국(216)에 대한 간섭은 빔이 중첩되는 셀 및 섹터 경계에서 더 커진다. 종래에는, 서브섹터 경계에서 가입자국(216)은 서브섹터 전송 빔 중 하나와 통신하지만 인접 빔은 C/I가 낮아지도록 서로간에 간섭을 미칠 것이다. 개시된 실시예는 홀수 및 짝수 전송 타임 슬롯 동안 짝수(208, 212) 및 홀수(210, 214)로 세어지는 서브섹터 빔의 교대 전송의 간단한 방법을 사용하여 서브 섹터 경계 근처의 간섭을 제거한다. 짝수 타임 슬롯 동안, 오직 짝수 빔(208, 212)만이 전송된다. 홀수 단일 빔(210, 214)의 크기 및 위상 계수는 짝수 타임 슬롯 동안 0으로 셋팅된다. 홀수 전송 타임 슬롯 동안, 오직 홀수 빔(210, 214)만이 전송된다. 짝수 신호 빔(208, 212)의 크기 및 위상 계수는 홀수 전송 타임 슬롯 동안 0으로 셋팅된다. 주어진 타임슬롯에서, 4세트의 빔중 2세트만이 활성화된다. 간섭(I)을 제거하는 것은 시스템 용량 및 데이터율을 증가시켜 C/I를 증가시킨다. 주어진 타임 슬롯동안 12개의 서브섹터 셀전송중 6개의 서브섹터를 사용하는 개시된 실시예의 교대로 빔을 스위칭하는 방법은 경계 간섭을 가지는 종래의 6개의 섹터 셀 구성보다 더 우수하다. 개시된 실시예의 교대로 빔을 스위칭하는 방법은 가입자국(216)이 더 높은 데이터율을 요구할 수 있도록 우수한 수신 신호 품질을 가지고 경계 근처에 위치된 가입자국(216)을 제공한다.
당업자는 셀이 본 발명의 사상을 벗어나지 않고 섹션 또는 임의의 변경한 섹터 및 서브섹터로 임의적으로 분할될 수 있음을 이해할 것이다.
도 3A, B 및 C는 고정된 전송 타임 슬롯에 따라 교대하는 고정된 서브섹터 분할 빔을 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
도 3A는 주어진 시간에서 활성화된 짝수 시간 슬롯과 비활성화된 홀수 타임슬롯의 예를 도시한다.
도 3B는 주어진 활성화된 짝수 전송 타임 슬롯동안 0 및 2의 짝수로 세어지는 빔에서 발생한 기지국 전송을 도시한다.
도 3C는 주어진 활성화된 짝수 전송 타임슬롯동안 1 및 3의 홀수로 세어지는 빔에서 발생하지 않는 기지국 전송을 도시한다.
개시된 실시예는 유리하게 짝수 및 홀수 전송 타임 슬롯과 이에 상응하는 짝수 및 홀수 서브 섹터 전송 빔을 식별한다. 짝수로 세어지는 신호 빔은 오직 짝수로 세어지는 전송 타임 슬롯 동안에만 전송된다. 홀수로 세어지는 신호 빔은 오직 홀수로 세어지는 전송 타임 슬롯 동안에만 전송된다. 임의의 주어진 타임 슬롯동안, 서브섹터 전송 빔의 절만이 활성화되는 반면에 서브섹터 전송빔의 절반은 비활성화될 것이다. 인접한 접송 빔으로부터의 간섭은 개시된 실시에의 교대로 빔을 스위칭하는 방법을 사용하여 유리하게 제거될 수 있다.
기지국은 가입자국으로부터 수신된 DRC 메세지를 사용하여 가입자국의 서브섹터 커버리지 영역에 위치된 가입자국을 인식한다. 동일한 신호는 가입자국의 위치에 관계없이 섹터의 모든 서브 섹터로 전송된다. 복잡한 추적 방식 및 C/I를 개선시키기 위한 효과적인 안테나 방식에 대한 요구는 개시된 실시예의 평이성에 의해 제거될 것이다.
도 4는 한 실시예에 따른 방법의 단계를 도시한다. 전술된바와 같이 시스템 용량 및 데이터율은 가입자국에서 측정된 C/I를 최대화함에 따라 증가된다. C/I는 빔을 스위칭하는 방법을 사용하여 최대화된다.
단계(402)에서, 홀수의 서브섹터 빔은 홀수 타임 슬롯동안 순방향 링크의 기지국으로부터 전송된다. 짝수의 전송 슬롯동안 데이터를 수신하는 가입자국(도시되지 않은)은 데이터 패킷을 수신하며, 수신된 데이터의 C/I를 기반으로 DRC를 생성한다. 각 전송 타임 슬롯에서, 순방향 링크에서 전송된 파일럿 신호, 또는 알려진 신호의 버스트가 존재한다. 가입자국은 다음 타임 슬롯에서 수신할 데이터의 C/I를 예측하기위해 파일럿 신호를 사용한다.. 측정된 C/I를 기반으로 하여, 가입자국은 지원할 수 있는 데이터율을 결정한다. 주어진 C/I에 대하여 가입자 스테이션이 지원할 수 있는 최대 데이터율이 존재한다. 가입자 스테이션은 최대 데이터율을 찾기위해 검색 테이블을 사용하여 다음의 활성화된 슬롯에서 C/I를 예측하기 위해 각각의 활성화된 타임 슬롯에서 전송된 파일럿 신호를 사용한다.
단계(404)에서, 짝수의 전송 슬롯 동안 데이터를 수신하는 가입자국은 역방향 링크의 홀수의 타임 슬롯동안 역방향 링크의 기지국에 DRC를 전송한다. 매 홀수 타임 슬롯마다, 짝수의 전송 슬롯 동안 데이터를 수신하는 가입자국은 수신할 수 있는 데이터율을 지시하여 기지국에 DRC 메세지를 전송한다. 그후에 기지국은 다음 짝수 타임슬롯 동안 지시된 비율로 가입자국에 전송한다.
단계(406)에서, 짝수의 서브 섹터 빔은 짝수 타임 슬롯 동안 순방향 링크에서 기지국으로부터 전송된다. 짝수의 전송 슬롯 동안 데이터를 수신한 가입자국은 데이터 패킷을 수신하며 수신된 데이터의 C/I를 기반으로 DRC를 생성한다.
단계(408)에서, 홀수의 전송 타임슬롯동안 데이터를 수신한 가입자국은 역방향 링크의 짝수의 타임 슬롯 동안 역방향 링크에서 기지국에 DRC를 전송한다. 매 짝수의 타임 슬롯마다, 홀수의 전송 슬롯동안 데이터를 수신하는 가입자국은 수신할 수 있는 데이터율을 지시하는 기지국에 DRC 메세지를 전송한다. 기지국은 다음 홀수의 타임 슬롯동안 지시된 비율로 가입자국에 전송한다.
도 5는 다중 전송 안테나를 통해 하나 또는 그이상의 가입자국에 교대의 서브섹터 빔 신호를 전송하기위해 사용되는 CDMA 기지국의 예시적인 실시예의 블럭 다이어그램을 도시한다. 제안된 제 3세대 CDMA 시스템에서, 신호는 직교 위상 편이 변조(QPSK)를 사용하여 변조된다. 제안된 고비율 데이터 시스템에서, 신호는 QPSK 변조에 따라 8진 위상 편이 키잉(8PSK) 및 16진 직교 진폭 변조(16QAM)를 사용하여 변조된다. QPSK 신호의 동상(I) 및 직교 위상(Q) 성분에서의 부하를 조절하기 위해, 복소 PN 확산 방식이 사용된다. 복소 PN 확산 기술은 "CDMA 무선 통신 시스템에서 감소된 피크 대 평균 전송 전력을 가진 고비율 데이터"라는 명칭으로 1997년 5월 14일에 특허된 미국 특허 출원 제 08/856,428호에 개시되어 있으며, 본 발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로서 통합된다.
전송된 데이터는 복소 의사잡음(PM) 확산기(502)에 입력으로서 제공되는 대역 내 샘플(I) 및 직교(Q) 샘플의 스트림 형태로 생성된다. 복소 PN 확산기(502)는 짧은 PN 코드 생성기(504)에 의해 생성된 짧은 PN 코드 샘플을 사용하여 I 및 Q 샘플을 합성한다. PN 확산 샘플 스트림의 출력은 가입자국(도시되지 않은)에서 상향 변환되고 전송되도록 베이스밴드 복소 샘플 스트림을 생성하기 위해 베이스 밴드 유한 임펄스 응답(FIR) 필터(506)에 의해 필터링된다. 미국 특허 출원 제 08/856,428호에 따르면, 베이스 밴드 FIR (506)에 제공된 신호는 다음 등식에 따라 스프레딩된다.
상기 I는 디지털 동상 샘플이고, Q는 디지털 직교 위상 샘플이며, PN1은 동상의 짧은 PN 시퀀스이고, PNQ는 직교 위상의 짧은 PN 시퀀스이며, XI및 XQ는 각각 동상 및 직교 위상 채널로 변조되기 위한 신호이다. 등식(1)에 의해 표시된 신호는 FIR 필터(506A)에 의해 필터링되고, 등식(2)에 의해 표시된 신호는 FIR 필터(506B)에 의해 필터링된다. FIR 필터(506)는 전송 파형을 할당된 대역폭에 적합하도록 형성하고 부호간 간섭을 최소화 하도록 동작한다.
FIR 필터(506)에 의한 신호 출력은 안테나 전송 서브시스템(524), 즉 단일 전송 안테나(522)를 포함하는 각 안테나 전송 서브시스템에 제공된다. 슬롯 TDM 타이밍 생성기(507)는 각 전송 슬롯내의 다양한 시간 분할 다중화(TDM) 전송 주기와 일치하는 타이밍 신호를 생성한다. 슬롯 TDM 타이밍 생성기(507)는 짝수 및 홀수 서브섹터 신호 빔상의 짝수 및 홀수 TDM 주기와 일치하는 신호를 선택저으로 전송하도록 신호를 사용하는 빔형성 제어 프로세서(508)에 출력 신호를 제공한다.
기술분야에서, 빔 형성 제어 프로세서(508)는 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 주문형 집적회로(ASIC), 이산 게이트 로직, 펌웨어, 현장 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA), 프로그램 가능한 로직 디바이스(PLD), 또는 임의의 종래의 프로그램가능한 소프트웨어 모듈 및 마이크로프로세서를 포함한다. 소프트웨어 모듈은 기술분야에서 알려진 프로세서, RAM 메모리, 플래쉬 메모리, 레지스터, 또는 임의의 다른 형태의 저장 장치에서 존재한다. 선택적으로, 필요한 크기 및 위상 제어 신호를 생성하고 조절할 수 있는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 상태 기계 또는 다른 장치는 마이크로프로세서를 대신할 수 있다. 당업자는 이러한 사실이 전송 장치에 이미 존재하는 다른 프로세서 내에서 빔 형성 제어 프로세서(508) 기능을 실행하는 것을 방해하지 않을 것임을 인식할 것이다.
슬롯 TDM 타이밍 생성기(507)로부터의 신호를 기반으로, 빔형성 제어 프로세서(508)는 각 안테나 전송 서브시스템(524)에 개별적인 위상 및 크기의 제어신호를 제공한다. 각 안테나 전송 서브시스템(524)에서 위상 및 크기 제어 신호 계수를 조절함에 따라, 빔형성 제어 프로세서(508)는 서브섹터 빔을 생성하고 짝수 및 홀수 타임 슬롯에 따라 기지국의 서브섹터 전송 빔을 온(on) 및 오프(off)로 스위칭한다. 고정된 위상 및 크기의 계수 세트는 서브섹터 빔을 형성한다. 활성 타임 슬롯 동안, 빔 계수는 집중된 서브섹터 빔 신호를 형성하기 위해 사용된다. 비활성 타임슬롯동안, 신호 계수는 서브섹터 빔을 턴 오프하기 위해 0에 셋팅된다. 도시된 바와 같이, 빔형성 제어 프로세서(508)는 안테나 전송 서브시스템(524A)에 크기 제어 신호및 위상 제어 신호를 제공하고 안테나 전송 서브시스템(524n)에 크기 제어 신호및 위상 제어신호를 제공한다.
한 실시예에서, 빔형성 제어 프로세서(508)는 기지국의 커버리지 영역에ㅓ 각 서브섹터 빔에 최적인 빔 형성 파라미터의 데이터 베이스를 유지한다.
각 안테나 전송 서브시스템(524)은 한 전송 안테나(522)를 통한 신호의 상향변환, 위상 제어, 증폭, 및 전송에 필요한 요소를 포함한다. 베이스밴드 FIR(506A)에 의해 제공된 신호는 위상 제어된 오실레이터(510A)에 의해 제공된 합성 신호와 함께 합성기(512A)에서 합성된다. 베이스밴드 FIR(506B)에 의해 제공된 신호는 위상 제어된 오실레이터(518A)에 의해 제공된 합성신호와 함께 합성기(514A)에서 합성된다. 지시된 바에 따라, 위상 제어된 오실레이터(510 및 518)는 출력 합성 신호의 위상 및 크기를 변화시키기 위해 사용되는 빔형성 제어 프로세서(508)로부터 크기 및 위상 제어 신호를 수신한다. 합성기(512A 및 514A)의 출력 신호는 덧셈기(516A)에서 함께 더해지며, 전송 안테나(522A)를 통한 전송을 위한 증폭기(520A)에 제공된다. 당업자는 전송 서브시스템(524N) 및 다른 전송 서브시스템(도시되지 않은)이 전송 서브시스템(524A)와 유사하게 동작한다는 것을 인식할 것이다.
각 안테나 전송 서브시스템(524)에 대해 증폭 및 전송 이전에 디지털 신호를 아날로그 포맷으로 변환하기 위해 요구되는 디지탈-아날로그 변환기(DAC)는 도시되지않는다. 당 업자는 본 발명의 사상으로부터 벗어나지않고 실행될 수 있는 아날로그 포맷으로의 변환이 다양하다는 것을 인식할 것이다.
한 실시예에서, 각 안테나 전송 서브시스템(524)은 덧셈기(516) 및증폭기(520)사이에 위치된 DAC를 포함한다. 이러한 실시예에서, 합성기(512 및 514)는 디지털 합성기이고, 위상 제어 오실레이터(510 및 518)는 디지털 오실레이터 신호를 생성한다. 각각의 DAC는 덧셈기(516)의 디지털 출력이 증폭기에 의해 증폭되고 전송되도록 아날로그 신호로 변환한다.
대안적인 실시예에서, 안테나 전송 서브시스템(524)에 제공된 입력 신호는 이미 아날로그 포맷(안테나 전송 서브시스템(524)에 제공되기 이전에 아날로그로 변환된)이다. 이 대안적인 실시예에서, 위상 제어 오실레이터(510 및 518)는 아날로그 합성 신호를 생성하고, 합성기(512 및 514)는 아날로그 합성기이며, 덧셈기(516)는 아날로그 덧셈기이다.
당업자는 또한 각각의 안테나를 통해 전송된 신호의 크기 제어가 서로다른 방식으로 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예시적인 실시예에서, 빔형성 제어 프로세서(508)는 각 안테나 전송 서브시스템(524)의 각각의 개별적인 증폭기(521)에 크기 제어 신호를 제공한다.
당업자는 위상 제어 오실레이터(510 및518)가 다양한 방식으로 실행될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 예시적인 실시예에서, 위상 제어 직접 디지털 동기화기(DDS)가 더 우수한 위상 해답을 가지는 디지털 사인파 신호를 생성하기 위해 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 다른 실시예에서, 오실레이터(510 및 518)는 위상 제어되지는 않지만, 위상 쉬프터는 덧셈기(516)및 증폭기(520)사이에 위치된다는 것을 인식할 것이다.
두개의 안테나 전송 서브시스템(524A, 524N)이 도 5에 도시되어있지만, 하나또는 그이상의 안테나 전송 서브시스템이 빔형성 기지국에서 실행될 수 있다. 한 기지국이 4개의 서브섹터로 분할된 한 섹터를 제공하는 전형적인 구성에서, 4개의 안테나 전송 서브시스템(524)이 실행된다.
도 6은 한 실시예에 따라 구성된 예시적인 역방향 링크 구조의 다이어그램이다. 데이터는 데이터 패킷으로 분할되며 인코더(612)에 제공된다. 각 데이터 패킷에 대하여, 인코더(612)는 CRC 패리티 비트를 생성하며, 코드 단부 비트를 삽입하며, 그리고 데이터를 인코딩한다. 한 실시예에서, 인코더(612)는 앞서 언급된 미국 특허 출원 제 08/743,688호에 개시된 인코딩 포맷에 따라 패킷을 인코딩한다. 또한 다른 인코딩 포맷이 사용될 수 있다. 인코더(612)로부터 인코딩된 패킷은 패킷의 코드 심볼을 재주문하는 인터리버(614)에 제공된다. 인터리빙된 패킷은 월쉬 커버를 사용하여 데이터를 커버링하는 곱셈기(616)에 제공되며 이득 엘리먼트(618)에 커버링된 데이터를 제공한다. 이득 엘리먼트(618)는 데이터가 데이터율에 관계없이 일정한 비트당 에너지 Eb를 유지하도록 스케일링한다. 이득 엘리먼트(618)로부터 스케일링된 데이터는 PN_Q 와 PN_I 시퀀스 각각을 사용하여 데이터를 확산시키는 곱셈기(650b 및 650d)에 제공된다. 필터(652a 및 652b)로부터 필터링된 신호는 덧셈기(654a)에 제공되고 필터(652c 및 652d)로부터 필터링된 신호는 덧셈기(654b)에 제공된다. 덧셈기(654)는 데이터 채널로부터의 신호와 파일럿/DRC 채널로부터의 신호를 더한다. 덧셈기(654a 및654b)의 출력은 동상의 사인파 COS(wct) 및 직교 위상의 사인파 SIN(wCt)를 사용하여 각각(순방향 링크에서와 같이) 변조되며 전송 이전에 더해지는(도시되지 않은) IOUT 및 QOUT를 각각 포함한다. 예시적인 실시예에서, 데이터 트래픽은 사인파의 동상 및 직교 위상 모두에서 전송된다.
예시적인 실시예에서, 데이터는 긴 PN 코드 및 짧은 PN 코드를 사용하여 확산된다. 긴 PN 코드는 수신하는 기지국이 전송하는 가입자국을 식별할 수 있도록 데이터를 스크램블한다. 짧은 PN 코드는 시스템 대역폭을 통해 신호를 확산한다. 긴 PN 시퀀스는 긴 코드 생성기(642)에 의해 생성되며 곱셈기(646)에 제공된다. 짧은 PNI및 PNQ시퀀스는 짧은 코드 생성기(644)에 의해 생성되며 또한 PN_I 및 PN_Q 신호를 각각 생성하기 위해 2개의 시퀀스 세트를 곱하는 곱셈기(646a 및 646b)에 각각 제공된다. 타이밍/제어 회로(640)는 PN 코드 생성기(642, 644)에 타이밍 참조를 제공한다. PN 시퀀스의 생성 및 사용은 미국 특허 제 5,103,459호에서 공지되고 설명된다.
도 6에 도시된 것과 같은 데이터 채널 구조의 예시적인 블럭 다이어그램은 역방향 링크상의 데이터 인코딩 및 변조를 지원하는 다수의 구조중 하나이다. 고비율 데이터 전송을 위해 다중 직교 채널을 사용하는 순방향 링크의 구조와 유사한 구조가 또한 사용될 수 있다. IS-95 표준을 따르는 CDMA 시스템에서, 역방향 링크 트래픽 채널에 대한 구조와 같은 다른 구조들이 또한 고려되며 본 발명의 사상 내에 있다.
예시적인 실시예에서, 역방향 링크 데이터 채널은 테이블 1에서 제표된 4개의 데이터율을 지원한다. 추가적인 데이터율 및/또는 서로다른 데이터율이 지원될수 있다. 예시적인 실시예에서, 역방향 링크에 대한 패킷 사이즈는 도 1에 도시된 바와 같은 데이터율에 의존한다. 전술된 미국 특허 출원 제 08/743,688호에서 설명된 바와 같이, 개선된 디코더 성능이 더 큰 패킷 사이즈를 위해 획득될 수 있다. 따라서, 테이블 1에 열거된 패킷 사이즈와 서로 다른 패킷 사이즈는 성능을 개선 시키기 위해 사용될 수 있다. 또한 패킷 사이즈는 데이터율에 독립적인 파라미터로 구성될 수 있다.
테이블 1에 도시된바와 같이, 역방향 링크는 복수의 데이터율을 지원한다. 예시적인 실시예에서, 최저 데이터율 9.6Kbps는 기지국과 함께 등록한 각각의 가입자국에 할당된다. 예시적인 실시예에서, 가입자국은 기지국으로부터 허가를 요청하지 않고 임의의 타임 슬롯에서 최저 비율의 데이터 채널에 데이터를 전송할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 더 높은 데이터율로 데이터를 전송하는 것은 시스템로딩, 공정성, 및 전체 스루풋과 같은 시스템 파라미터의 세트를 기반으로 선택된 기지국에 의해 주어진다. 고비율 데이터 전송을 위한 예시적인 스케쥴링 메카니즘은 "순방향 링크 비율 스케쥴링을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 1997년 2월 11일에 출원된 미국 특허 출원 제 08/798,951호 및 "역방향 비율 스케쥴링을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 1997년 8월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제 08/914,928호에 상세하게 설명되며, 모두는 본 발명의 양수인에게 양수되며, 여기에서 참조로서 통합된다.
파일럿/DRC 채널의 예시적인 블럭 다이어그램이 도 6에 도시된다. DRC 메세지는 소정의 코딩 포맷에 따라 메세지를 인코딩하는 DRC 인코더(626)에 제공된다. DRC 메세지의 코딩은 정확하지 않은 순방향 링크 데이터율 결정이 시스템 스루풋 성능에 영향을 주기 때문에 DRC 메세지의 에러 확률은 충분히 낮아야만 하므로 중요하다. 예시적인 실시예에서, DRC 인코더(626)는 DRC 메세지를 코드 워드로 인코딩하는 비율(8,4)블럭 인코더이다. 인코딩된 DRC 메세지는 DRC 메세지가 감시되는 목적 기지국을 유일하게 식별하는 월쉬 코드를 가지는 메세지를 커버하기 위해 곱셈기(628)에 제공된다. 월쉬 코드는 월쉬 생성기(624)에 의해 제공된다. 커버링된 DRC 메세지는 파일럿 데이터를 가지는 메세지를 다중화하는 다중화기(MUX)(630)에 제공된다. DRC 메세지 및 파일럿 데이터는 각각 PN_I 및 PN_Q 신호를 가지는 데이터를 확산하는 곱셈기(650a 및 650c)에 제공된다. 따라서, 파일럿 및 DRC 메세지는 사인파의 동상 및 직교 위상 모두에 전송된다.
예시적인 실시예에서, DRC 메세지는 선택된 기지국에 전송된다. 이는 선택된 기지국을 식별하는 월쉬코드를 가지는 DRC 메세지를 커버링함으로서 획득된다. 예시적인 실시예에서, 월쉬 코드는 128 칩길이이다. 128칩 월쉬 코드의 유도는 기술분야에서 공지된다. 1개의 동일한 월쉬코드가 가입자국과 통신하는 각 기지국에 할당된다. 각 기지국은 할당된 월쉬 코드를 가지는 DRC 채널상에 신호를 디커버링한다. 선택된 기지국은 DRC 메세지를 디커버링하고 그에 따라 순방향 링크의 요청 가입자국에 데이터를 전송할 수 있다. 선택된 기지국이 서로 다른 월쉬 코드에 할당되기 때문에 다른 기지국은 요청된 데이터율이 선택된 기지국에 관련되지 않았음을 결정할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 데이터 통신 시스템에서 모든 기지국에 대한 역방향 링크 짧은 PN 코드는 동일하며 짧은 PN 시퀀스에서 서로 다른 기지국을 구별하기 위한 오프셋은 전혀 없다. 데이터 통신 시스템은 유리하게 역방향 링크의 소프트 핸드오프를 지원한다. 오프셋을 가지지 않는 동일한 짧은 PN 코드를 사용하는 것은 다중 기지국이 소프트 핸드오프동안 가입자국으로부터 동일한 역방향 링크 전송을 수신하도록 허용한다. 따라서, 짧은 PN 코드는 스펙트럼 확산을 제공하지만 유리하게 기지국의 식별을 고려하지는 않는다.
예시적인 실시예에서, DRC 메세지는 가입자국에 의해 요구된 데이터율을 전달한다. 대안적인 실시예에서, DRC 메세지는 순방향 링크 품질(예를 들면, 가입자국에 의해 측정된 것과 같은 C/I 정보)의 지시를 전달한다. 획득동안, 가입자국은 하나 또는 그이상의 서브섹터 빔으로부터 순방향 링크 파일럿 신호를 동시에 수신할 수 있고, 각각의 수신된 파일럿 신호에서 C/I 측정을 수행할 수 있다. 획득중에, 가입자국은 짝수 및 홀수의 타임슬롯 모두에서 파일럿 신호에 대해 검색하고 측정한다. 가입자국은 최고 C/I를 가지는 빔을 선택한다. 그후에 가입자국은 상반되는 역방향 링크 타임슬롯 동안 데이터를 수신하는 순방향 링크 타임 슬롯으로부터 역방향 링크상의 DRC 메세지를 전송한다. 가입자국은 새로운 서브섹터로 교차한다면, 짝수에서 홀수 타임슬롯(또는 그반대로)으로 스위칭한다. 획득 이후에, C/I는 데이터가 수신될 때 오직 교대의 짝수 또는 홀수 타임슬롯에서 측정되었다는 것을 제외하고 미국 특허 제 5,504,773호에서 설명된 바와 같이 가입자국에 의해 측정된다. 그후에 가입자국은 현재 및 이전의 C/I 측정을 포함할 수 있는 파라미터 세트를 기초로 하여 최대 서브섹터 빔을 선택한다. 비율 제어 정보는 몇가지 실시예 중 하나에서 기지국에 전달될 수 있는 DRC 메세지로 포맷된다.
제 1 실시예에서, 가입자국은 요청된 데이터율을 기반으로 DRC 메세지를 전송한다. 요청된 데이터율은 가입자국에 의해 측정된 C/I에서 만족할만할 성능을 산출하는 최고로 지원된 데이터율이다. C/I 측정으로부터, 먼저 가입자국은 만족할만한 성능을 산출하는 최대 데이터율을 계산한다. 그후에 최대 데이터율은 지원된 데이터율 중 하나로 양자화되며 요구된 데이터율로 지정된다. 요청된 데이터율에 상응하는 데이터율 지수는 선택된 기지국에 전송된다. 지원된 데이터율 및 상응하는 데이터율 지수의 예시적인 세트는 테이블 1에 도시된다.
다른 실시예에서, 상기 가입자국은 선택된 기지국에 순방향 링크 품질의 지시를 전송하며, 가입자국은 C/I 측정의 양자화 값을 나타내는 C/I 지수를 전송한다. C/I측정은 테이블에서 맵핑될 수 있으며, C/I 지수와 관련될 수 있다. C/I지수를 표현하기 위해 더 많은 비트를 사용하는 것은 더 좋은 C/I 측정의 양자화를 허용한다. 또한, 맵핑은 선형이거나 미리 왜곡될 수 있다. 선형 맵핑에 대하여, 각각의 C/I 인덱스 지수의 증가는 C/I 측정에서의 상응하는 증가를 나타낸다. 예를 들면, C/I 인덱스의 각 단계는 C/I측정에서 2.0dB증가를 나타낼수 있다. 미리왜곡된 맵핑에 대하여, C/I 인덱스에서의 각각의 증가는 서로 다른 C/I 측정의 증가를 나타낼수 있다. 한 예로서, 미리 왜곡된 맵핑은 C/I 분포의 누적 분포 함수(CDF) 커브를 매칭하기위해 C/I 측정을 양자화 하도록 사용될 수 있다. 가입자국으로부터 기지국으로 비율 제어 정보를 전달하기 위한 다른 실시예가 고려되며, 본 발명의 사상내에 있다. 또한, 비율 제어 정보를 나타내기 위한 서로 다른 비트수의 사용은 본 발명의 사상 내에 있다.
예시적인 실시예에서, C/I 측정은 CDMA 시스템에서 사용된 것과 유사한 방식으로 순방향 링크 파일럿 신호에서 수행될 수 있다. C/I 측정을 수행하기 위한 방법 및 장치는 "스펙트럼 확산 통신 시스템에서 링크 품질을 측정하기 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 1996년 9월 27일에 특허된 미국특허 출원 제 08/722,763에 개시되며, 본발명의 양수인에게 양수되고 여기에서 참조로서 통합된다. 파일럿 신호에서 C/I측정은 짧은 PN 코드를 사용하여 수신된 신호를 역확산함으로써 획득될 수 있다.
대안적인 실시예에서, C/I 측정은 순방향 링크 트래픽 채널에서 수행될 수 있다. 먼저 트래픽 채널 신호는 긴 PN 코드와 짧은 PN 코드를 사용하여 역확산되고 월쉬 코드를 사용하여 디커버링된다. 데이터 채널의 신호에서 C/I 측정은 전송전력의 더 큰 퍼센트데이터율이 데이터 전송을 위해 할당되기 때문에 더 정확할 수 있다. 또한 가입자국에 의해 수신된 순방향 링크 신호의 C/I를 측정하기 위한 다른 방법이 고려되며, 본 발명의 사상내에 있다.
예시적인 실시예에서, DRC 메세지는 타임슬롯의 전반에서 전송된다. 1.667msec의 예시적인 타임슬롯에 대하여, DRC 메세지는 최초의 1024칩 또는 0.83msec의 타임슬롯을 포함한다. 남아있는 1024칩의 타임은 DRC 메세지를 복조하고 디코딩하기 위해 기지국에 의해 사용된다. 타임 슬롯의 전반부에서 DRC 메세지의 전송은 기지국이 동일한 타임 슬롯 내에서 DRC 메세지를 디코딩하도록 허용하며, 가능하게 바로 연속하는 타임 슬롯에서 요청된 데이터데이터율로 데이터를 전송한다. 짧은 처리 지연은 통신 시스템이 동작 환경에서 변화를 신속하게 받아들이도록 한다.
대안적인 실시예에서, 요청된 데이터데이터율은 절대적인 참조와 상대적인 참조를 사용하여 기지국에 전달된다. 이러한 실시예에서, 요정된 데이터데이터율을 포함하는 절대적인 참조는 주기적으로 전송된다. 절대적인 참조는 기지국이 가입자국에 의해 요청된 정확한 데이터데이터율을 결정하도록 허용한다. 절대적인 참조의 전송 사이의 각 타임슬롯에 대하여, 가입자국은 예정된 타임 슬롯에 대한 요구된 데이터데이터율이 이전의 타임슬롯에 대한 요구된 데이터데이터율보다 높은지, 낮은지, 또는 동일한지를 지시하는 기지국에 대한 상대적인 참조를 전송한다. 주기적으로, 가입자국은 절대적인 참조를 전송한다. 데이터데이터율 지수의 주기적인 전송은 요청된 데이터데이터율이 알려진 상태로 셋팅되도록 허용하며, 상태적인 참조의 잘못된 수신이 누적되지 않음을 보장한다. 절대적인 참조와 상대적인 참조의 사용은 기지국에 대한 DRC 메세지의 전송 비율을 감소시킬 수 있다. 요청된 데이터율을 전송하기 위한 다른 프로토콜이 또한 고려되며, 본 발명의 사상내에 있다.
현재 개시된 실시예는 셀 및 인접 셀내의 가입자국에 대한 기지국의 전송에 의해 야기되는 평균 간섭을 감소시키기 위해 서브 섹터 빔의 스위칭을 사용하는 방법을 제공한다.
따라서, 개선된 순방향 링크 데이터 전송을 위한 신규하고 개선된 방법 및 장치가 설명된다. 당업자는 상기 설명을 통해 참조될 수 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 심볼, 및 칩이 유리하게 전압, 전류, 전자파, 자계 또는 자성체, 광학계 또는 광학체, 또는 그들의 결합에 의해 표시될 수 있음을 이해할 것이다. 당업자는 여기에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명된 로직 블럭, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 둘의 결합으로서 실행될 수 있다는 것을 더 인식할 것이다. 다양한 설명의 요소, 블럭, 모듈, 회로 및 단계는 일반적으로 그들의 기능성의 관점에서 설명되어왔다. 기능성이 하드웨어로서 실행되는지, 소프트웨어로서 실행되는지는 전체 시스템에서 부과된 특정 응용 및 설계의 제약에 의존한다. 당업자는 이러한 환경하에서 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 교환성과 각 특정 응용에 대해 설명된 기능성을 얼마나 우수하게 실행할 수 있는지를 인식한다. 그 예로서, 본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명한 로직 블럭, 모듈, 회로 및 알고리즘 단계는 여기에서 설명된 기능을수행하기 위해 설계된 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 응용 집적 회로(ASIC), 프로그램 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램 가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 예를 들면 레지스터 및 FIFO와 같은 이산 하드웨어 요소, 펌웨어 지시 세트를 실행하는 프로세서, 임의의 종래의 프로그램가능한 소프트웨어 모듈 및 프로세서, 또는 그들의 결합으로 실행되거나 수행될 수 있다. 프로세서는 유리하게 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 기술분야에서 알려진 RAM 메모리, 플래쉬 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 소거가능한 디스크, CD-ROM, 또는 임의의 다른 형태의 저장 매체에서 존재할 수 있다. 프로세서는 ASIC(도시되지 않은)에서 존재할 수 있다. ASIC은 전화기(도시되지 않은)에서 존재할 수 있다. 대안적으로 프로세서는 전화기 내에 존재할 수 있다. 프로세서는 DSP와 마이크로프로세서의 결합, DSP 코어와 관련된 두개의 마이크로프로세서 등으로서 실행될 수 있다.
상기 바람직한 실시예에 대한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당 업자에세 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며,여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (9)

  1. 제 1 및 제 2 섹션 세트의 교대의 섹션에 의해 한정된 셀에서 신호를 전송하기 위한 방법으로서,
    제 1 타임 슬롯에서 상기 제 1 섹션 세트의 섹션에서 상기 신호를 전송하는 단계; 그리고
    제 2 타임 슬롯에서 상기 제 2 섹션 세트의 섹션에서 신호를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 데이터율 제어 메세지가 제 1 역방향 링크 타임슬롯 동안 가입자국으로부터 수신될 때, 상기 제 2 섹션 세트에서 상기 신호를 전송하는 단계; 그리고
    데이터율 제어 메세지가 제 2 역방향 링크 타임슬롯 동안 가입자국으로부터 수신될 때, 상기 제 1 섹션 세트에서 상기 신호를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 섹션 세트에서 전송된 신호의 상기 신호 세트는 상기 제 2 섹션 세트에서 전송된 상기 정보와 동일한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 섹터 및 서브섹터 구간으로 분할된 셀내에 위치된 적어도 하나의 기지국을 가지는 무선 통신 시스템에서 빔을 스위칭하기 위한 방법으로서,
    상기 기지국은 전송 타임 슬롯동안 상기 서브섹터 구간에 고정된 신호빔을 전송하도록 구성되고, 상기 신호 빔의 1/2는 홀수로서 식별되고 상기 신호 빔의 다른 1/2는 인접하여 위치하지 않은 식별된 빔과 같이 짝수로서 식별되며, 상기 타임 슬롯의 1/2는 홀수로서 식별되고, 상기 타임 슬롯의 다른 1/2는 짝수로서 구별되며:
    상기 방법은 홀수로 식별된 타임 슬롯 동안에만 상기 홀수로 식별된 빔을 전송하는 단계; 그리고
    짝수로 식별된 타임 슬롯 동안 오직 상기 짝수로 식별된 빔을 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 가입자국이 순방향 링크를 통해 데이터를 수신하고 있는는 타임슬롯의 식별자와 정반대인 식별자를 가지는 역방향 링크 전송 타임슬롯 동안 가입자국으로부터 역방향 링크를 통해 전송된 데이터율 제어 메세지를 상기 기지국에서 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 홀수로 식별된 빔은 상기 짝수로 식별된 빔에 포함된 정보와 동일한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 무선 신호를 전송하기 위한 장치로서,
    a) 적어도 하나의 안테나 전송 서브시스템을 포함하는데, 상기 각각의 안테나 전송 서브시스템은:
    1) 복수의 위상 제어신호 중 하나를 기초로 하여 위상 제어된 상향변환 신호를 생성하기 위해 구성된 신호 발생기,
    2) 상기 신호 발생기에 접속되며, 증폭된 신호를 생성하는 상기 위상 제어된 상향 변환 신호를 증폭하며, 그리고
    3) 상기 증폭기에 접속되며, 상기 증폭된 신호를 공중에서 전송하는 전송 안테나를 포함하며, 그리고
    b) 상기 적어도 하나의 안테나 전송 서브시스템에 접속되고 상기 복수의 위상 제어 신호의 각각을 생성하기 위해 구성되며 제 1 및 제 2 셀 구분 세트를 교대로 전송하기 위해 상기 적어도 하나의 안테나 전송 서브시스템의 각각에 상기 위상 제어 신호를 제공하기 위한 빔형성 제어 프로세서를 포함하는 장치
  8. 제 7항에 있어서, 상기 교대의 전송은 소정의 전송 타임슬롯에 따라 교대되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 적어도 하나의 기지국에 고비율으로 데이터 전송을 하기 위한 전송기로서,
    교대의 타임 슬롯 세트동안 데이터 패킷을 수신하도록 구성된 인코더; 그리고
    제 1 또는 제 2의 교대의 타임 슬롯 세트동안 전송을 위해 상기 수신된 데이터 패킷으로부터 유도된 채널 상태 정보에 응답하여 생성된 데이터율 제어 메세지를 인코딩하도록 구성된 데이터율 제어 인코더를 포함하는 전송기.
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