KR20030030018A - 채널 품질에 기초한 페이징 모드 선택 - Google Patents

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KR20030030018A
KR20030030018A KR10-2003-7003909A KR20037003909A KR20030030018A KR 20030030018 A KR20030030018 A KR 20030030018A KR 20037003909 A KR20037003909 A KR 20037003909A KR 20030030018 A KR20030030018 A KR 20030030018A
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글라즈코세르게이
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Abstract

이동국은 고속 페이징 모드 (108) 또는 슬롯 페이징 모드 (110) 에서 선택적으로 동작한다. 채널의 품질이 임계치를 초과하면 (106), 이동국은 고속 페이징 모드에서 동작하고; 그렇지 않으면 슬롯 페이징 모드에서 동작한다. 여러 개의 선행 페이지 동안 (124), 바람직하기로는 약 10 초 (128) 의 기간에 걸쳐, 생성된 다양한 품질 메트릭 (quality metrics ; 112-120) 을 측정함으로써, 이동국은 채널 품질을 측정한다. 품질 메트릭 및 선행 페이지에는 모두 동일한 가중치 (122, 126) 가 제공되는 것이 바람직하다.

Description

채널 품질에 기초한 페이징 모드 선택{PAGING MODE SELECTION BASED ON CHANNEL QUALITY}
발명의 배경
기술 분야
본 발명은 기지국과 이동국 간의 무선 통신에 관한 것으로, 특히 이동국을 고속 페이징 모드 (quick paging mode) 에서 또는 슬롯 페이징 모드 (slotted paging mode) 에서 동작시킬지를 선택하는 것에 관한 것이다.
배경 기술
무선 통신 시스템은 기지국과 이동국을 포함한다. 셀룰러 또는 PCS 전화기로 전화를 거는 경우와 같이, 기지국으로부터 이동국으로 통신을 확립할 필요가 종종 있다. 이 경우, 기지국은 일반적으로 페이징 메시지를 전송하여, 응답하는 특정 이동국을 요청한다. 이동국은, 페이지 수신시에, 적절히 응답하며, 호를 설정하는 프로세스를 시작한다. 페이지는, 호가 진행중 임을 나타내는 이진 신호 뿐만 아니라 정확한 이동국이 (그리고 정확한 이동국만이) 응답할 것을 보장하기 위해 상당한 추가 정보를 포함한다.
이동국은 일반적으로 배터리-동작 (battery-operated) 된다. 이동국이 페이지를 대기하며 항상 턴온되어 있으면, 배터리 수명이 단축된다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 무선 통신 시스템은 시간을 슬롯으로 분할한다. 각 슬롯은, 80 msec 정도로 아주 짧으며, 일반적으로 1.28 초의 슬롯 사이클 후에 반복되는데, 슬롯 사이클의 인덱스 (slot cycle index) 는 0 이라 가정한다. 어떤 애플리케이션에서, 슬롯 사이클 인덱스는 1, 2 등 이며, 슬롯 사이클은 2 배, 4 배 등이 된다. 기지국은 특정 슬롯에 각각의 이동국을 할당하며, 그 슬롯 동안에만 페이지를 전송한다. 따라서, 이동국은 그 슬롯 동안에만 깨어 (wake up) 있으면 되고, 나머지 시간 동안에는 배터리를 소모할 필요가 없다. 이러한 프로세스를 "슬롯 페이징" 이라 한다.
"고속 페이징" 으로 공지된 프로세스는 슬롯 페이징을 개선한 것이다. 고속 페이징에서는, 이동국이, 페이지가 전송될 경우 페이지 수신을 준비하면서, 전체 슬롯 동안 턴온되어 있을 필요가 없다. 대신에, 슬롯 이전의 짧은 시간 동안, 기지국은 아주 간단한 "고속 페이지" 를 전송한다. 고속 페이지는, 다음 슬롯에 슬롯 페이지가 존재하는지를 나타내는 이진 신호이다. 이동 전화는 고속 페이지를 수신하기에 충분한 동안 만큼만 턴온 된다. 간혹, 고속 페이지는 슬롯 페이지가 수반됨을 나타낸다. 이 경우, 이동국은 슬롯 페이지를 수신하여 디코딩할 준비를 한다. 그러나, 대개의 경우, 고속 페이지는 슬롯 페이지가 수반되지 않음을 나타낸다. 이 경우, 이동국은 슬립 (sleep) 으로 돌아가 귀중한 배터리 전력을 보존한다.
고속 페이징은 (슬롯 페이징에 비해) 이동국이 대기 모드 (standby mode) 에 있는 경우에만 배터리 수명을 연장한다. 이동국이 기지국과 실질적으로 통화하고 있는 경우, 고속 페이징은 배터리 수명에 영향을 주지 않으며, 이동국에 복잡함을 더할 뿐이다. 따라서, 기지국이 고속 페이징 모드를 이용하고 있다 하더라도, 고속 페이징 모드가 특정 이동국에 대해 필수적인 것은 아니다. 이동국은 단순하게, 모든 고속 페이지에 대해 슬립하고 모든 슬롯 페이지 동안 깨어 있을 수 있다. 기지국이 특정 슬롯 동안 특정 이동국에 대해 슬롯 페이지를 전송하지 않는다면, 이동국은 이 사실을 인지하고 다음 슬롯이 될 때까지 그저 슬립할 것이다. 따라서, 고속 페이징은 과거 호환적 (backward compatible) 임을 알 수 있다. (고속 페이징이 표준이 되기 전에 제조된) 오래된 이동국도 (고속 페이징을 이용하는) 새로운 기지국과 만족스럽게 동작할 수 있다.
발명의 요약
출원인은, 페이징 채널에 잡음이 있다면, 고속 페이징이 실질적으로 배터리 수명을 감소시킨다는, 고속 페이징의 바람직스럽지 못한 역효과를 주목했다. 이러한 예상치 못한 역효과는, 고속 페이지가 미싱 (missing) 될 확률은 극히 낮아야 한다는 고속 페이지 시스템에 부여된 중요 요청사항으로부터 발생한다. (고속 페이지이든 또는 종래의 슬롯 페이지이든) 페이징 신호는 일반적으로, 호를 전달하는데 실제적으로 이용되는 통신 신호보다 훨씬 강하기 때문에, 이러한 점은 일반적으로 문제로 여겨지지 않는다. 그러나, 페이지가 전송되는 채널 (페이징 채널) 이 상당한 잡음으로 오염될 때가 있을 것이다. 이러한 일이 발생할 경우, 이동국은 고속 페이지의 부존재를 확인할 수 없어, 발생가능한 슬롯 페이지를수신하기 위해 대기할 것이다.
슬롯 페이지용 슬롯은 고속 페이지용 인터벌 세트 (interval set) 보다 훨씬 길고, 훨씬 신뢰성있게 정보를 전달한다. 이러한 추가적인 길이 (extra length) 는 장단점이 있다. 대개의 경우, 이러한 슬롯 페이지는 존재하지 않는다. 추가적인 길이로 인해 이동국은 슬롯 동안 유효한 슬롯 페이지가 존재하지 않음을 확인하게 된다. 그러나, 추가적인 길이는 또한, 이동국이 이것을 확인하는데 추가적인 배터리 수명을 소모했음을 의미한다. 게다가, 이동국은 고속 페이지의 수신 시도에도 귀중한 배터리 수명을 소모했다. 잡음이 있는 채널을 통해 송신된 고속 페이지는 본질적으로 가치가 없다. 이러한 잡음의 존재하에서는, 이동국이 단순히 슬롯 페이징 모드에서 (즉, 고속 페이지없이) 동작하는 것이 바람직하다. 이동국이 페이징 채널의 무잡음을 경험하였고, 이러한 경험을 이용하여 고속 페이징 모드에서 또는 종래의 슬롯 페이징 모드에서 동작할 지를 결정할 수 있는 것이 바람직하다.
본원의 광범위한 태양에서는,
하나 이상의 선행 슬롯 사이클 동안, 이동국이 페이지를 수신하는 단계 (102) 를 포함하며, 이동국을 고속 페이지 모드 또는 슬롯 페이지 모드에서 선택적으로 동작시키는 방법에 있어,
이동국이 선행 페이지에 대한 품질 측정치를 결정하는 단계 (104); 및
품질 측정치가 임계치를 초과하면 (106) 이동국이 고속 페이지 모드 (108) 에서 동작하고, 품질 측정이 임계치를 초과하지 않으면 이동국이 슬롯 페이지 모드 (110) 에서 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법을 개시한다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 채널 품질에 기초하여 페이징 모드를 선택하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 2 는 도 1 의 방법을 이용하는 장치에 대한 블록도이다.
바람직한 실시예에 대한 상세한 설명
도 1 은 채널 품질에 기초하여 페이징 모드를 선택하는 방법의 흐름도이다. 일반적으로 고속 페이지는, 각각이 밀리초 길이이고, 서로 떨어져 있으며, 슬롯 약간 전에 설정된 부분 (fraction) 일 뿐인 2 개의 고속 페이지 지시자 (quick page indicators) 를 갖는다. 제 1 고속 페이지 지시자가, 슬롯 페이지가 수반되지 않음을 명백히 지시하면, 이동국은 즉시 슬립으로 돌아간다. 제 1 고속 페이지 지시자가 불분명하거나 슬롯 페이지가 수반됨을 명백하게 지시하면, 이동국은 깨어서 제 2 지시자를 대기한다. 제 2 고속 페이지 지시자가 명백하게 슬롯 페이지가 수반되지 않음을 지시하면, 이동국은 즉시 슬립으로 돌아간다. 제 2 지시자가 불분명하거나 슬롯 페이지가 수반됨을 명백하게 지시하면, 이동국은 깨어서 슬롯을 대기한다. 제 1 또는 제 2 지시자 중 하나가 슬롯에 페이지가 수반됨을 지시하면, 이동국은 깨어서 페이지를 대기한다.
이동국이 고속 페이지 지시자를 위해 깨어 있을 경우, 검색기 (searcher) 는 파일럿 신호를 검색하여 찾아낸다. 그렇게 하는 과정에서, 검색기는 파일럿 신호의 에너지를 측정한다. 검색기가 파일럿 신호를 복조한 후, 이동국은 파일럿 신호의 강도에 대한 예측치를 갖는데, 이는 지시자 또는 페이지가 전송되지 않을 때에도 항상 존재하는 신호이다. 검색기 에너지 및 파일럿 강도 예측치는 각각 페이징 채널의 품질에 대한 좋은 측정치이다. 상술한 바와 같이, 고속 페이지는, 각각이 검색기 에너지 및 파일럿 강도 예측에 대한 측정치를 생성하는 2 개의 고속 페이지 지시자를 갖는다. 파일럿 채널 품질에 대한 2 개의 (또는 4 개의 모든) 측정치를 수신한 이동국은 고속 페이징 모드에서 또는 종래의 슬롯 페이징 모드에서 동작할지를 결정할 수 있다.
슬롯 페이지가 수반되지 않음을 이동국이 확인하기에, 고속 페이지가 불충분한 경우가 있을 수 있다. 이러한 상황에서, 이동국은 깨어서 슬롯을 대기하며, 수신되는 신호는 무엇이든 디코딩한다. 수신 신호가 실제로 페이지라면, 이동국은 페이징 모드를 벗어나 호를 취하기 시작한다. 수신 신호가 페이지가 아닌 경우라 하더라도, 이동국은 그 신호를 디코딩하며, 그 신호의 디코딩 프로세스는 RSSI (Received Signal Strength Indication) 를 발생한다. RSSI 는, 슬롯이 고속 페이지 인터벌보다 훨씬 길기 때문에, 고속 페이지 측정치 (검색기 에너지 및 파일럿 강도 예측치) 중의 어느 것보다 훨씬 정확한 수치이다. RSSI 가 존재한다면, RSSI 는 이동국에 페이징 채널의 품질에 대한 5 번째 측정치를 제공한다.
이동국이 제 1 고속 페이지 지시자만을 수신한 경우라면, 이동국은 페이징채널 품질에 대한 2 개의 측정치 (검색기 에너지 및 파일럿 강도 예측치) 를 갖는다. 이동국이 2 개의 고속 페이지 지시자를 수신한 경우라면, 이동국은 페이징 채널 품질에 대한 4 개의 측정치를 갖는다. 이동국이 슬롯 페이지를 디코딩한다면, 이동국은 5 번째 측정치 (RSSI) 를 갖는다. 이들 측정치를 어떻게 조합하여 전반적인 성능 지수 (figure of merit) 를 생성할 것인가?
놀랍게도, 측정치의 최상 조합은 이용가능한 측정치 모두를 동일하게 가중하는 것이다. RSSI 가 보다 긴 시간 주기에 걸쳐 측정되며, RSSI 가 고속 페이지 측정치의 어느 것보다 더 정확하긴 하지만, RSSI 에 과잉 가중치 (extra weight) 를 제공해서는 안된다.
물론, 측정치를 무시하고, 고속 페이징 모드에서 또는 슬롯 페이징 모드에서 동작하는지에 관계없이 결정하는 것보다는, 측정치에 대한 어떠한 가중화가 대체로 바람직하다. 이러한 가중화는 다이내믹하거나, 비선형 함수와 같이 약간 다른 방식으로 측정치가 조합될 수 있다. 그러나, 어떠한 다른 조합보다 동일 가중화가 보다 바람직하다.
이동국은, 선행 슬롯 사이클 동안에 측정된 측정치에 한정되지 않는다. 여러 개 선행 슬롯 사이클로부터의 측정치를 이용할 수 있다면, 이러한 슬롯 사이클 모두로부터의 측정치를 조합하여 페이징 채널의 품질에 대한 보다 바람직한 예측치를 제공할 수 있다.
좀더 떨어진 슬롯 사이클로부터의 측정치보다 보다 최근의 슬롯 사이클로부터의 측정치에 좀더 큰 가중치를 제공하는, 지수 가중화 (exponential weighting)가 자연스러워 보일 수 있다. 그러나, 사실은 그렇지가 않다. 합당한 주기에 관한 슬롯 사이클 모두로부터의 측정치에 동일 가중치를 제공해야 한다. 10 초 (슬롯 사이클 인덱스가 0 이라면 8 개의 슬롯 사이클) 가 바람직한 주기이다.
상술한 바와 같이, 바로 직전의 슬롯 사이클에 대해서만 측정치를 취하는 것보다, 여러 개의 슬롯 사이클에 대한 임의의 가중화 (또는 Markov 체인과 같은 다른 조합) 가 대체로 보다 바람직하다. 그러나, 이 또한, 상술한 바와 같이, 동일 가중화가 어떠한 다른 조합보다 보다 바람직하다.
이동국이, 단지 하나의 기지국으로부터의 페이지 - 고속, 슬롯, 또는 양자 모두이든 - 만을 고려할 필요는 없다. 여러 개의 기지국이 이동국을 페이징하고 있다면, 이용가능한 모든 페이지로부터의 측정치를, 이것들이 단일 기지국으로부터 오는 것과 마찬가지로, 고려해야 한다.
따라서, 이동국이 고속 페이지 모드 또는 슬롯 페이지 모드에서 선택적으로 동작한다고 볼 수 있다. 우선, 이동국은 하나 이상의 선행 슬롯 사이클 동안 페이지를 수신한다 (102). 복수의 선행 슬롯 사이클이 바람직하다. 그 다음, 이동국은 선행 페이지에 대한 품질 측정치를 결정한다 (104). 이동국은, 품질 측정치가 임계치를 초과하면 (106) 고속 페이지 모드 (108) 에서 동작하고, 품질 측정치가 임계치를 초과하지 않으면 슬롯 페이지 모드 (110) 에서 동작한다. 결정된 품질 측정치는, 품질 측정치 구성성분,
제 1 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (112);
제 1 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (114);
제 2 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (116);
제 2 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (118); 및
슬롯 페이지의 RSSI (120 ; Received Signal Strength Indication) 중에서 선택된 2 개 이상의 측정치들 간의 조합인 것이 바람직하다.
또한, 품질 측정치 구성성분들간의 조합은 품질 측정치 구성성분들의 동일-가중 평균 (equal-weighted averaging) 인 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 복수의 선행 슬롯 사이클 (124) 이 바람직하다. 이 경우, 결정된 품질 측정치는 복수의 선행 슬롯 사이클 각각의 페이지에 대한 페이지 품질 측정치들간의 조합이어야 하고, 복수의 선행 슬롯 페이지 품질 측정치들에 대한 동일-가중 평균 (126) 인 것이 바람직하다. 선행 슬롯 사이클은 총 약 10 초 (128) 동안 지속되어야 한다.
도 2 는 도 1 의 방법을 이용하는 장치의 블록도 (200) 이다. 이동국 (208) 은, 기지국 (202) 과 함께, 고속 페이지 모드 (204) 에서 또는 슬롯 페이지 모드 (206) 에서 선택적으로 동작하도록 구성되어야 한다. 이동국은 다음의 임어떠한 (바람직하기로는 모든) 방법도 수행하도록 구성되어야 하며, 집적 회로 수단인 것이 바람직하다.
산업적 애플리케이션
본 발명은 산업에 이용가능하며, 무선 통신 시스템의 이동국에 적용될 경우, 고속 페이징 모드와 슬롯 페이징 모드 간을 선택하는데 이용될 수 있다. 서로개별적으로 구별하여 취한, 본원에 개시된 장치와 방법의 산업적 구성은 전체가 종래 기술일 수 있어, 본 발명의 보호 범위로서 청구하고 있는 것은 이들의 조합이다.
장치 및 방법에 대한 다양한 모드를 설명하였지만, 본 발명의 진정한 정신과 범위는 여기에 한정되지 않으며, 본 발명으로 주장되고 있는, 다음의 청구항과 그 동등물에 의해서만 한정된다.

Claims (14)

  1. 이동국을 고속 페이지 모드 또는 슬롯 페이지 모드에서 선택적으로 동작시키는 방법으로서,
    (a) 상기 방법은, 하나 이상의 선행 슬롯 사이클 동안 이동국이 페이지를 수신하는 단계 (102) 를 포함하고,
    (b) 상기 방법은,
    (1) 상기 선행 페이지 동안, 이동국이 채널의 품질 측정치를 결정하는 단계 (104); 및
    (2) 상기 결정된 품질 측정치가 임계치를 초과하면 (106) 상기 이동국을 고속 페이지 모드 (108) 에서 동작시키고, 상기 결정된 품질 측정치가 상기 임계치를 초과하지 않으면 상기 이동국을 슬롯 페이지 모드 (110) 에서 동작시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동국의 선택 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정된 품질 측정치는, 품질 측정치 구성성분,
    (a) 제 1 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (112);
    (b) 제 1 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (114);
    (c) 제 2 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (116);
    (d) 제 2 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (118); 및
    (e) 슬롯 페이지의 RSSI (120 ; Received Signal Strength Indication) 중 2 개 이상으로부터 선택된 측정치들간의 조합인 것을 특징으로 하는, 이동국의 선택 동작 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 품질 측정치 구성성분들간의 조합은 상기 품질 측정치 구성성분들의 동일-가중 평균 (122) 인 것을 특징으로 하는, 이동국의 선택 동작 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 방법은, 상기 이동국이 복수의 선행 슬롯 사이클 (124) 동안 페이지를 수신하는 단계를 포함하고,
    (b) 상기 방법은, 상기 이동국이 상기 품질 측정치를 결정하는 단계는, 상기 이동국이,
    (1) 상기 복수의 선행 슬롯 사이클 각각 동안, 하나 이상의 채널 품질측정치를 측정하는 단계; 및
    (2) 상기 복수의 선행 슬롯 사이클 동안 측정된 상기 채널 품질 측정치들을 조합하는 것에 의해, 상기 품질 측정치를 결정하는 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 이동국의 선택 동작 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 페이지 품질 측정치들간의 조합은 상기 페이지 품질 측정치들의 동일-가중 평균 (126) 인 것을 특징으로 하는, 이동국의 선택 동작 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 선행 슬롯 사이클은 총 약 10 초 (128) 동안 지속되는 것을 특징으로 하는, 이동국을 선택적으로 동작시키는 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 선행 슬롯 사이클은 총 약 10 초 동안 지속되는 것을 특징으로 하는, 이동국을 선택적으로 동작시키는 방법.
  8. 고속 페이지 모드 (204) 에서 또는 슬롯 페이지 모드 (206) 에서 선택적으로 동작하도록 구성된 이동국 (208) 에 있어서,
    (a) 상기 이동국은, 하나 이상의 선행 슬롯 사이클 동안 페이지를 수신하도록 구성되고;
    (b) 상기 이동국은,
    (1) 상기 선행 페이지 동안, 채널의 품질 측정치를 결정하고;
    (2) 상기 결정된 품질 측정치가 임계치를 초과하면 고속 페이지 모드에서 동작하고, 상기 결정된 품질 측정치가 상기 임계치를 초과하지 않으면 슬롯 페이지 모드에서 동작하도록 구성된 집적 회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는이동국.
  9. 제 8 항에 있어서,
    품질 측정치 구성성분,
    (a) 제 1 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (112);
    (b) 제 1 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (114);
    (c) 제 2 페이지 지시자 동안 측정된 검색기 에너지 (116);
    (d) 제 2 페이지 지시자 동안 측정된 파일럿 강도 (118); 및
    (e) 슬롯 페이지의 RSSI (120) 중 2 개 이상으로부터 선택된 측정치들간의 조합으로서 상기 품질 측정치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 품질 측정치 구성성분들간의 조합은 상기 품질 측정치 구성성분들의 동일-가중 평균 (122) 인 것을 특징으로 하는 이동국.
  11. 제 8 항에 있어서,
    (a) 상기 이동국은 복수의 선행 슬롯 사이클 (124) 동안 페이지를 수신하도록 구성되고;
    (b) 상기 이동국은,
    (1) 상기 복수의 선행 슬롯 사이클 각각 동안, 하나 이상의 채널 품질측정치를 측정하고;
    (2) 상기 복수의 선행 슬롯 사이클 동안 측정된 상기 채널 품질 측정치들을 조합하는 것에 의해, 상기 품질 측정치 결정을 수행함으로써, 상기 품질 측정치를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 페이지 품질 측정치들간의 조합은 상기 페이지 품질 측정치들의 동일-가중 평균 (126) 인 것을 특징으로 하는 이동국.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 선행 슬롯 사이클은 총 약 10 초 (128) 동안 지속되는 것을 특징으로 하는 이동국.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 선행 슬롯 사이클은 총 약 10 초 동안 지속되는 것을 특징으로 하는 이동국.
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