KR20030081488A - 무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템(10)에서 신호를 추적하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 일실시예에서, 기지국(12)은 다중 핑거를 갖는 레이크 안테나(20, 22)를 포함한다. 임의의 핑거가 로크 상태에서 나갈 때, 기지국은 미리 결정된 시간 기간(40) 동안 대기하고, 로크 검출 필터(30)를 조정한다. 그 조정은 수신된 신호 에너지를 조정된 에너지 임계치(38)에 비교한 결과(34)에 근거한다. 그 비교는 필터의 에너지 레벨을 증가시킨다. 일실시예에서, 만약 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있다면(104), 기지국은 핑거의 상태를 무시하며(108), 수신된 신호 에너지에 근거해서 전력 제어 정보를 전송한다(110). 만약 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있지 않다면, 미리 결정된 전력 제어 패턴이 단계적인 전력 조정을 위해 적용된다(106).

Description

무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRACKING SIGNALS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

무선 통신 시스템에서, 기지국과 이동 사용자 사이의 통신은 지리적인 통신가능 영역의 환경뿐만 아니라 이동 사용자(들)의 이동에 의해서 영향을 받는다. 기지국으로부터 이동 사용자(들)로의 통신 링크는 순방향 링크로 지칭된다. 이동 사용자(들)로부터 기지국으로의 통신 링크는 역방향 링크로 지칭된다. 기지국은 역방향 링크를 통해서 수신되는 신호에 의해 이동 사용자(들)를 추적한다. 역방향 링크의 열화는 기지국이 이동 사용자(들)를 추적하고 또한 그들과 통신하는 능력에 매우 좋지 않은 영향을 준다. 열화는 섀도잉(shadowing), 주파수간 검색(interfrequency searching), 페이딩, 블록킹, 다른 시스템을 모니터링하는 것과 같은 모니터링, 및 기타 다른 영향에 의해서 발생될 수 있다. 기지국이 순방향 링크를 잃었을 때, 기지국은 더 이상 이동 사용자(들)를 추적할 수 없게 된다. 일단 링크가 손실되면, 복구는 어렵게 된다.

그러므로, 실질적인 손실이 있기 전에 기지국으로 하여금 역방향 링크의 예상되는 손실을 검출하도록 하기 위한 방법 및 장치가 필요하다. 또한, 기지국으로 하여금 문제를 확인하였을 때 수신기의 동작을 조정하도록 하기 위한 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 통신에 관한 것이다. 더 상세히는, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템을 블록도 형태로 나타내는 도면.

도 2 및 도 3은 도 1과 같은 기지국의 부분을 블록도로 나타내는 도면.

도 4a는 기지국의 동작에 대한 상태도.

도 4b는 기지국이 동작하는 동안의 상태 전환에 대한 타이밍도.

도 5는 무선 통신 시스템에서의 신호 추적에 대한 타이밍도.

도 6 및 도 7은 무선 통신 시스템에서의 신호 추적 방법을 나타내는 흐름도.

도 8은 무선 통신 시스템의 레이크 유형 수신기를 나타내는 도면.

개선된 실시예는 무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 신규하고 향상된 방법을 제공한다. 한 양상에 따르면, 다중 핑거를 갖는 레이크 수신기를 구비하고 있는 무선 통신 시스템에서, 방법은 다중 핑거들 각각에 고유 경로를 할당하는 단계와; 모든 핑거가 로크 상태에 있는지 여부를 결정하는 단계와; 다중 핑거의 경로 할당을 유지하는 단계와; 수신된 신호의 에너지를 임계치에 비교하는 단계와; 그 비교 결과에 따라 로크 필터를 조정하는 단계를 포함한다.

다른 양상에서, 트랜시버는 다중경로 신호를 수신하도록 적응되는 복수의 핑거를 갖는 레이크 안테나와; 상기 레이크 안테나에 접속되면서, 수신된 신호를 필터링하도록 동작하고 핑거의 로크 상태에 근거해서 필터링을 조정하도록 동작하는 로크 검출기를 구비한다.

또 다른 양상에서, 무선 통신 시스템에서 이동국을 추적하기 위한 방법은 이동국이 소프트 핸드오프 상태인지를 결정하는 단계와; 이동국이 소프트 핸드오프 상태인 경우에는 핑거의 로크 상태를 무시하는 단계와; 이동국이 소프트 핸드오프 상태가 아닌 경우에는 미리 결정된 전력 제어 패턴을 전송하는 단계를 포함한다.

도 1은 기지국(12, 14) 및 이동국(16)을 포함하는 무선 통신 시스템(10)을 나타내고 있다. 이동국(16)은 그 시스템(10)의 지리적인 환경 내에서 이동한다. 무선 에어 인터페이스(radio interface)는 순방향 링크(들) 및 역방향 링크(들)를 제공한다. 이후 "IS-95 표준"으로 지칭되는 "TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", 이후 "cdma2000 표준"으로 지칭되는 "TIA/EIA/IS-2000 Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems", 및 이후 "HDR 표준"으로 지칭되는 "TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"을 포함하는 표준에 상세히 설명되어 있는 CDMA 시스템과 같은 스펙트럼 확산 전송 시스템에서는, 스펙트럼 확산 신호는 동일한 채널 대역폭을 점유하고, 여기서 각각의 신호는 고유의 독특한 PN(Pseudorandom Noise) 시퀀스를 갖는다. CDMA 시스템의 동작은 미국 특허 제 4,901,307호 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATER" 및 미국 특허 제5,103,459호 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"에 설명되어 있고, 상기 두 미국 특허는 본 특허 출원의 양수인에게 양도되었으며 따라서 특별히 참조로서 병합된다. 스펙트럼 확산 시스템에서, 여러 사용자는 동일한 채널 대역폭을 통해 메시지들을 동시적으로 전송한다. 각각의 기지국(12, 14)은 여러 수신된 신호를 분류하기 위한 레이크 유형 수신기를 구비한다.

CDMA 시스템에서, 자원은 모든 동시 사용자에게 할당되는데, 전송 전력은 정해진 신호 대 잡음비(SNR)를 유지하는데 필요한 최소의 전력으로 제어된다. SNR은 통상적으로 원하거나 필요한 성능 레벨에 의해서 결정된다. 다른 사용자로부터의 신호는 정해진 인코딩 신호를 복조하는 동안에 간섭을 일으킨다. 또한, 신호가 지리적인 환경 내에서 전송될 때, 지형 및 물체는 전송되는 신호가 반사 및 굴절되도록 함으로써 수신기에서 중복된 신호 즉 다중경로를 수신하게 만든다. 다중경로는 물체로부터의 반사 그룹으로 이루어지는데, 그 다중경로 중 어느 것도 우세하지 않다. 다른 반사 경로는 다른 시간에 수신기에 도착하며, 다른 진폭 및 위상을 가질 수 있다.

각각의 전파 경로의 구조는 서로 구별될 때 식별되고 잠재적으로는 이용될 수 있다. 의사랜덤 잡음(PN) 코드와 같은 의사랜덤 시퀀스를 사용하는 스펙트럼 확산 시스템에서, 확산 신호의 각각의 비트나 칩의 지속시간(T_C)은 확산 대역폭에 반비례한다. T_C는 칩 지속시간으로 지칭된다는 것을 주시하자. 각각의 전파 경로는 T_C보다 더 큰 지연에 의해서 서로 분리되는 경우에 구별될 수 있다. 정해진 경로에 있는 신호의 진폭은 지형, 빌딩, 및 환경의 다른 소자의 반사 및/또는 굴절 특성뿐만 아니라 상대적인 전파 거리 등에 따라 다르다. 일부 경우에 있어서, 구별가능한 다중경로 성분은 실질적으로는 진폭이 변하는 구별할 수 없는 경로의 선형적인 결합일 것인데, 그 진폭은 균일하게 분포된 위상을 가지고 레일리-분포된 것처럼 보인다. 다중경로 성분의 식별을 통해서, 그 다중경로 성분의 에너지가 획득되어 수신된 신호의 복조에 사용될 수 있다.

스펙트럼 확산 시스템의 다이버시티를 활용하기 위해서 레이크 유형 수신기 구조를 이용하는 것이 가능하다. 레이크 수신기는 R.프라이스 및 P.E.그린, 쥬니어에 의해서 1958년에 IRE의 간행물(vol.46, 555 내지 570쪽)에 기재된 "A Communication Technique for Multipath Channels"에 상세히 설명되어 있으며, 그 문헌은 명백히 참조로서 병합된다. 레이크 유형 수신기는 통상적으로 검색기 엘리먼트와 다수의 핑거 프로세서를 구비한다. 도 8은 레이크 수신기(200)를 나타내는데, 수신된 신호가 곱셈기(202 및 204)에 제공된다. 수신된 신호는 곱셈기(202, 204) 각각에서 반송파 성분(I 및 Q)으로 처리되고, 그 결과는 파형 매칭 필터(206, 208) 각각에 제공된다. 파형 매칭 필터(206, 208)의 출력은 병렬 복조기(210)에 제공된다. 병렬 복조기(210)는 다중 전파 경로에 최적화된다. 다중경로 성분 복조기 각각은 레이크 수신기(200)의 "핑거"로 지칭된다. 병렬 복조기(210)는 가중되었고 위상 조정되었으며 지연 조정된 성분을 형성한다. 병렬 복조기(210)는 L 개의 핑거로 구성된다. 핑거는 다중경로를 처리하기 위해서 할당됨으로써, 그러한 다중경로에 대해 복조된 심볼을 생성하도록 한다. 다음으로, 레이크 수신기(200)는 전송된 데이터의 추정치인 복구된 심볼을 생성하기 위해서 모든 할당된 핑거 프로세서로부터의 복조된 심볼을 합산 노드(212)에서 결합한다. 레이크 수신기(200)는 다중 신호 경로를 통해 수신되는 에너지를 효율적으로 결합한다. 레이크 수신기(200)는 기지국, 이동국, 엑세스 터미널, 엑세스 네트워크, 원격국 등의 수신기나 트랜시버에서 사용될 수 있다. 레이크 수신기(200)는 하나의 안테나 엘리먼트나 또는 안테나 어레이와 같은 여러 안테나 엘리먼트로 구현될 수 있다.

도 1을 참조하면, 시스템(10)은 기지국(12, 14)이나 이동국(16)에서 도 8의 수신기(200)와 같은 레이크 수신기를 이용할 수 있다. 도 2는 일실시예에 따른 레이크 수신기를 구비하는 기지국(12)의 수신기 부분을 나타낸다. 안테나 어레이(20)는 역방향 링크(RL)를 통해 신호를 수신하며, 순방향 링크(FL)를 통해 신호를 전송한다. 안테나 어레이(20)는 여러 신호를 동시에 수신하기 위해 다중 핑거를 구비한다. 안테나 어레이(20)는 시스템(10) 내의 이동국(16)에 의해서 생성된 다중경로 신호를 수신한다. 안테나 어레이(20)는 레이크 수신기(22) 및 통신 버스(21)를 통해서 트랜시버 회로(28)에 접속된다. 레이크 수신기(22)는 도 8의 레이크 수신기(200)와 유사할 수 있거나 다른 구성을 가질 수 있다. 레이크 수신기(22)는 스펙트럼 확산 무선 통신 시스템에서 다중경로를 처리하도록 동작한다. 레이크 수신기(22)는 기지국(12)으로 하여금 정해진 채널로 전송되는 신호의 다중경로를 이용할 수 있게 한다. 레이크 수신기(22)는 모든 경로의 신호 에너지를 복조하고 사용한다. 레이크 수신기(22)는 수신된 신호를 처리하며, 그 정보를 통신 버스(21)에 제공한다.

트랜시버 회로(28)는 안테나 어레이(20)의 다중 핑거로부터 오는 신호를 처리하기 위한 프로세서를 구비한다. 트랜시버 회로(28)는 로크 검출기(lock detector)(24) 및 임계치 계산 유닛(26)과 통신한다. 안테나 어레이(20)의 각 핑거에 대해서, 로크 검출기(24)는 수신된 신호를 에너지 임계치에 비교한다. 수신된 신호가 에너지 임계치보다 클 때, 로크 검출기는 수신 경로가 수신하기에 양호하다고 결정하고 그 신호의 현재 경로를 "로크 상태"로 한다. 수신된 신호가 에너지 임계치보다 작을 때, 로크 검출기(24)는 현재 경로가 신호를 수신하기에 양호하지 않다고 결정하고, 그로 인해, 안테나의 대응하는 핑거는 다른 경로의 신호를 수신하도록 조정될 수 있다. 필터 계수(들)나 다른 필터 구성(들)을 수반하는 조정(들)은 아래에 논의되는 바와 같이 로크 검출기(24)에서 수행될 수 있다.

트랜시버 회로(28)는 임계치 계산 유닛(26)에 또한 접속된다. 임계치 계산 유닛(26)은 수신된 신호의 에너지 레벨 변화에 따라 로크 검출기(24)에 의한 비교에 사용되는 임계치를 조정한다. 한 시나리오에 있어서는, 잡음 레벨이 증가하면 임계치 레벨이 더 높아져야 한다. 임계치 계산 유닛(26)은 시스템(10)의 목표 동작 및 전송의 필요조건에 따라 여러 에너지 임계치를 생성한다.

도 2에서, 레이크 수신기(22), 로크 검출기(24), 및 임계치 계산 유닛(26)은 더 잘 이해하도록 하기 위해서 개별적인 기능 블록으로 도시되어 있다. 다른 실시예는 예컨대 레이크 수신기(22) 내에서처럼 다른 방식으로 그러한 블록의 기능을결합할 수 있다. 기능상, 레이크 수신기(22), 로크 검출기(24), 및 임계치 계산 유닛(26)은 다른 다중경로 성분에 대해서는 로크 상태이다. 시간 기준이 사용될 때, 다른 다중경로 성분은 정해진 안테나에 대해서 시간적으로 분류된 신호의 독특한 에코(echoes)로서 개별적으로 식별된다. 다음으로, 개별적으로 식별된 성분은 위상이 통일되며, 최종의 복합 수신 신호를 산출하도록 결합된다.

레이크 수신기(22)의 각 핑거에 대해서, 로크 검출기(24)는 장시간 평균 필터링 신호를 생성하는 수신된 신호를 추적한다. 그 평균은 로크 임계치 에너지 레벨에 비교된다. 그 비교는 수신 결정을 유도하는데, 양호한 수신은 핑거가 양호한 전파 경로에 로킹되었음을 나타낸다. 로크 검출기(24)는 또한 평균 필터링 신호가 임계치 에너지 레벨 이하로 떨어질 경우엔 빠른 복구를 제공한다. 그 경우에, 로크 검출기(24)는 미리 필터링된 수신 신호를 조정된 임계치 에너지 레벨에 비교한다. 조정된 임계치는 전통적인 복구 기준을 제공하는 로크 임계치 에너지 레벨 보다 클 수 있는데, 여기서는 더 높은 에너지 레벨이 핑거를 복구하기 위해서 필요하다. 역으로, 조정된 임계치는 더 자유로운 복구 기준을 제공하는 로크 임계치 에너지 레벨 보다 작을 수 있는데, 여기서는 보다 적은 에너지 레벨이 가능하면 핑거를 복구하려 한다.

복구, 즉 빠른 복구를 위해서, 수신된 신호 에너지는 조정된 임계치 에너지 레벨에 비교되는데, 만약 수신된 신호 에너지가 조정된 임계치보다 크거나 그와 같다면, 신호 필터링을 위해서 신호가 조정된다. 그 조정은 장시간 평균 필터링 신호의 다른 계산치를 유도한다.

도 3은 하나의 핑거나 레이크 수신기(22)로부터의 신호를 처리하기 위한 로크 검출기(24)의 부분에 대한 일실시예를 나타낸다. 신호는 도 2의 안테나 어레이(20)로부터 수신되고, 레이크 수신기(22)에 의해 처리되며, 로크 필터(30)에 제공된다. 안테나 어레이(20)로부터 로크 검출기(24)로 수신되는 신호는로 표기된다. 로크 필터(30)는 장시간 필터링을 수행하며, ^F로 표기되는 신호의 평균적으로 필터링된 버전을 출력한다. 로크 필터(30)는 채널-유도 왜곡(channel-induced distortion)을 정정한다. 로크 필터(30)는 무한 임펄스 응답(IIR) 필터와 같은 등화 필터일 수 있다. 일실시예에서, 등화 필터는 복수의 탭을 구비하는데, 그 탭의 출력은 증폭되고 합산된다. 로크 필터(30)의 출력은 수신된 신호의 평균적으로 장시간 필터링된 버전이다. 필터링된 신호( ^F)는 입력으로서 비교기(32)에 제공된다. 비교기(32)는 임계치 생성기(42)에 의해서 제공되는 로크 임계치 에너지 레벨(E_LOCK)에 상기 필터링된 신호( ^F)를 비교한다. 임계치 생성기(42)는 고정되거나 미리 결정된 임계치 레벨로 미리 프로그래밍될 수 있거나 또는 기지국(12)의 동작이나 일부 다른 기준에 근거해서 다이내믹하게 바뀔 수 있다. 일실시예에서, 임계치 생성기(42)는 임계치 계산 유닛(26)에 응하는데, 그 임계치 계산 유닛(26)은 계산을 수행하여 적절한 임계치 레벨을 결정한다. 필터링된 신호( ^F)의 에너지가 임계치 레벨(E_LOCK)을 초과할 때, 연관된 핑거의 경로는 로킹된다.

비교기(32)의 출력은 비교 결과(들)를 나타내는 LOCK 신호이다. LOCK 신호는 핑거의 로크 상태를 제공한다. 일실시예에서, LOCK 신호는 2진수 표시자인데, 긍정(assertion)은 로크 상태를 나타내고, 부정(negation)은 핑거가 경로 또는 경로 성분에 로크되지 않았음을 나타낸다. 다른 실시예에서는 다른 상반되는 할당을 사용할 수 있다. 마찬가지로, LOCK 신호는 로크 상태에 관한 더욱 상세한 정보를 제공하는 다중 비트를 포함할 수 있다. 예컨대, 하나의 LOCK 신호는 로크 상태의 언질(commitment)을 나타내는데, 그 LOCK 신호는 핑거가 로킹되지 않은 상황으로 가는 때에 대한 표시를 제공한다. 도시된 바와 같이, LOCK 신호는 스위치를 통해서 트랜시버 회로(28)에 접속된다. 로크 검출기(24)는 레이크 수신기(22)의 각각의 핑거에 대한 에너지 레벨의 비교를 수행한다.

핑거의 정해진 경로가 계속해서 로크 상태인 동안에는, 그 경로를 통해 수신되는 신호는 트랜시버 회로(28)에 의해서 계속 처리된다. 로크 상태는 그 경로를 통한 양호한 수신에 상응한다. 그러나, 핑거가 로크 상태에서 빠져나갔을 때, 즉 ^F가 E_LOCK보다 작을 때, 수신은 열화되고, 핑거를 또 다른 경로에 재할당하거나 또는 로크 필터(30)의 조정이나 재구성을 통해 핑거의 복구를 제공해야할 필요가 있을 수 있다. 로크 상태가 아닌 핑거에 대해서, 일실시예는 핑거가 자발적으로 복구되도록 하기 위해 제 1 시간기간을 제공하고, 이어서 필터 성분 및/또는 구성을 조정하기 위해서 추가 시간을 제공한다. 그러한 추가 시간은 정해진 핑거에서 현재 경로를 복구하기 위한 마지막 기회를 제공한다. 추가 시간이 만료되었을 때, 핑거는 새로운 경로에 재할당될 수 있다. 일실시예에서, 재할당은 또 다른 무선주파수에 대해 이루어진다.

더 상세하게 설명하면, 정해진 핑거가 미리 결정된 시간 기간(T1) 동안에 로크 상태가 아닐 때는, 로크 검출기(24)가 로크 필터(30)를 조정하려 한다. 그 상황에서, 조정된 에너지 레벨 임계치(E'_LOCK)는 미리 필터링된 수신 신호()에 대한 비교에 사용된다. 비교 결과는 로크 필터(30)의 조정을 위한 피드백을 제공한다. 로크 필터(30)의 필터링 효과를 무시하도록 조정이 이루어질 수 있는데, 로크 필터(30)로의 입력은 그것의 출력으로도 제공된다는 것을 주시하자. 그 경우에, 로크 필터(30)를 나타내는 전달 함수가 임펄스로서 제공되는데, 즉, h(t)=δ(t)이다. 로크 필터(30)의 에너지 레벨을 증가시킴으로써 LOCK 신호를 제공하기에 충분할 정도로 수신 신호의 에너지를 증가시키기 위해서 다른 조정이 이루어질 수 있다. 일실시예에 따르면, 로크 필터(30)의 조정은 필터 샘플 각각에 가중치를 제공하는데, 수신된 신호()의 더 최근의 샘플에는 더 큰 가중치가 제공된다. 그러한 방식으로, 로크 필터(30)는 수신된 신호()를 더욱 정확하게 추적하려 한다.

로크 필터(30)의 조정을 위해서, 수신된 신호()는 비교기(34)에 입력으로서 제공된다. 따라서, 핑거에 의해 수신된 신호()는 조정된 에너지 임계치(E'_LOCK)와 비교기(34)에서 비교된다. 그 조정된 에너지 임계치(E'_LOCK)는 생성기(38)에 의해서 생성된다. 일실시예에서, 그 조정된 에너지 임계치(E'_LOCK)는 임계치 계산 유닛(26)에 응한다. 비교기(34)의 출력은 AND 게이트(36)에 입력으로 제공된다. AND 게이트(36)의 제 2 입력은 타이머(40)에 의해 제공되는 대기 상태표시자이다. 타이머(40)는 로크 검출기(24)에 대한 시간 기간(T1)이 경로 상에서 결정되도록 한다. 그것은 이동국의 이동뿐만 아니라 지리 및 환경 상황과 같은 무선 시스템의 변화를 고려한다. 대기 상태(T1)가 만료되고 수신된 신호가 조정된 임계치 레벨(E'_LOCK)보다 클 때, 로크 필터(30)에 대해서 조정이 이루어진다. 일실시예에서는, 로크 필터(30)를 바이패스시킬지 또는 비트의 상반성에 근거해서 필터링을 허용할지를 나타내는 상기 비트가 AND 게이트(36)에 의해서 생성된다. 다른 실시예에서는, 로크 필터(30)의 필터링 계수를 조정하기 위해서 다중 비트가 메시지로서 제공된다. 그 조정은 로크 필터(30)의 샘플들에 가중치를 할당할 수 있거나 평균 신호를 생성하기 위해서 사용되는 샘플의 수를 감소시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 임계치 계산 유닛(26)은 생성기(38 및 42)를 제어한다는 것을 주시하자.

기지국(12)의 레이크 수신기(22)에 있는 각각의 핑거의 동작은 LOCK 상태와 OUT OF LOCK 상태를 포함한다. 도 4a는 레이크 수신기(22)의 동작에 대한 상태도를 제공한다. 도 4b는 로크 상태에 대한 레이크 수신기(22)의 동작 파일럿을 도시한다. LOCK 상태(70)는 핑거에서 경로의 양호한 수신에 상응한다. OUT OF LOCK 상태(72)는 핑거에서 경로의 불량한 수신에 상응한다. 일단 핑거가 LOCK 상태(70)를 획득하면, 수신된 신호()가 처리되고 장시간 평균( ^F)을 결정하기 위해 필터링된다. 이어서, 필터링된 평균( ^F)의 각각의 갱신이 임계치(E_LOCK)에 비교된다. ^F가 임계치(E_LOCK) 아래로 떨어졌을 때는 상태(70)로부터 OUT OF LOCK 상태(72)로의 전환이 이루어진다. 핑거가 상태(72)를 획득하였을 때, 수신된 신호()는 복구 처리에 이용할 수 있다. 상태(72)인 동안에는, 핑거된 평균( ^F)이 다시금 임계치(E_LOCK)에 비교된다. ^F의 값이 E_LOCK과 같거나 그것을 초과하였을 때, 동작은 상태(70)로 다시 전환한다.

일실시예에서, E_LOCK의 값은 상태(70)로부터 상태(72)로의 전환을 통해 조정되는데, 제 1 임계치(E_LOCK)(i)는 상태(70)에 있을 때 적용가능하고, 제 2 임계치(E_LOCK)(i+1)는 상태(72)에 있을 때 적용가능하다. 그러한 방식에 있어서는, OUT OF LOCK 상태(72)로의 전환을 트리거하는데 사용되는 에너지 임계치보다는 IN LOCK 상태(70)로의 전환을 트리거하기 위해서 다른 에너지 임계치가 사용된다. 그러한 방식의 이력현상(hysteresis) 유형 특징이 도 4b에 도시되어 있다. 수평축은 임계치에 상응하고, 수직축은 상태에 상응한다. OUT OF LOCK 상태(72)로부터 시작해서, IN LOCK 상태(70)로의 전환이 임계치(E_LOCK)(i+1)에서 발생한다. 역으로, IN LOCK 상태(70)로부터 OUT OF LOCK 상태(72)로의 전환이 임계치(E_LOCK)(i)에서 발생한다. 도시된 실시예에 있어서는, 더 높은 임계치(E_LOCK)(i+1)가 IN LOCK 상태(70)로의 전환에 사용되고, 그로 인해서 양호한 수신을 하는 경로에 핑거가 로킹되는 확실성이 증가한다. 더 낮은 임계치(E_LOCK)(i)가 OUT OF LOCK 상태(72)로의 전환에 사용되고, 그로 인해서 불량한 수신을 나타내기 위해 상호관련될 필요가 없는 신호 강도의 변동이 허용된다.

일실시예에 따르면, 대기 시간(T1)의 만료는 로크 필터(30)의 조정을 가능하게 하며, 핑거의 복구를 실행할 시간을 주기 위해서 제 2 시간 기간(T2)을 개시한다. 도 5는, 레이크 수신기(22)의 한 핑거에 대한 수신된 신호() 및 그와 연관있는 필터링된 평균( ^F)이 시간 함수로 도시되는 하나의 시나리오를 나타내고 있다. 처음에는, 평균( ^F)이 임계치(E_LOCK) 위에 있고, 따라서 핑거는 로크 상태로 있는다. 시간 t₁에서는 수신된 신호()의 신호 강도가 임계치(E_LOCK) 아래로 감소된다. 필터링된 평균( ^F)은 E_LOCK아래로 떨어지고, 따라서 시간 t₂에서는 시간 기간(T1)의 개시가 트리거된다. 시간 기간(T1) 동안에는, 로크 필터(30)에 대해서 어떠한 조정도 이루어지지 않고, 정해진 시간에 핑거가 복구될 것이다. 시간 기간(T1)에는 그 핑거에 대해 수신된 신호의 단기간 변동 및 섭동(perturbation)이 허용된다.

도 5를 계속해서 참조하면, 시간(t₃)에는 시간 기간(T1)이 만료되고, 시간 기간(T2)이 개시된다. 시간 기간(T2) 동안에, 로크 필터(30)는 핑거의 빠른 복구를 허용하도록 조정될 수 있다. 로크 필터(30)의 조정은 조정되어진 필터링 신호(미도시)가 발생되도록 한다. 시간 기간(T2)은및 ^F둘 모두가 E_LOCK보다 낮게 되는 시간(t₄)에서 만료된다. 그 시나리오에서는, 핑거는 복구되지 않고 재할당될 것이다. 즉, 시간 기간(T2)의 만료 시에, 즉, 효과적으로는 총 시간 기간(T1+T2)의 만료시에, 만약 핑거가 복구되지 않는다면, 그 핑거는 다른 경로에 재할당된다. 반면에, 만약 복구가 시간 기간(T2) 동안에 발생하면, 핑거는 로크 상태로 된다. 시간(t₄) 이후에는 신호(및 ^F)는 E_LOCK보다 위로 상승하며, T2가 t₅나 거의 그 시간에 만료되는 경우에 핑거가 복구되도록 허용한다는 것을 주시하자. 시간 기간(들)(T1, T2)의 실질적인 시간 기간의 결정은 고정 값으로 미리 결정될 수 있거나, 이력적인 정보(historical information) 및/또는 발견적인 결정에 따라 다이내믹하게 조정될 수 있다. 다른 실시예에는, 추가적인 신호 처리가 시간 기간(들)(T1, T2)을 결정하기 위해서 사용될 수 있는데, 여기서 결정은 비트 에러율(BER), 프레임 에러율(FER), 및/또는 데이터 에러율의 함수일 수 있다. 임계치(들)(E_LOCK및 E'_LOCK)의 에너지 레벨은 다양한 동작 조건 및 시나리오에 대한 핑거의 복구를 최적화시키도록 결정된다. 예컨대, 일실시예에서, 임계치 에너지 레벨의 결정은 얼마나 많은 다른 핑거가 로크 상태인지를 고려하는데, 어떤 다른 핑거도 로크 상태가 아니라면 더욱 자유로운 임계치가 적용될 수 있다. 역으로, 만약 모든 다른 핑거가 로크 상태라면 로크 상태라면, 결정은 수신되는 신호의 정확도를 증가시키기 위해서 전통적인 임계치 레벨을 적용할 수 있다.

핑거가 로크 상태가 아닐 때는 복구를 가능하게 하기 위해서 필터를 조정할 시간이 제공된다. 복구가 이루어지지 않을 때, 핑거는 다른 경로로 재할당된다. 도 6은 도 1의 시스템(10)에서 신호를 추적하기 위한 일실시예에 따른 방법을 나타낸다. 처음에, 타이머 기간(T1, T2)이 초기화된다. 이어서, 단계 52에서 안테나 어레이(20)의 다중 핑거에서 수신되는 신호를 추적하는 것으로 처리가 시작된다. 만약 핑거들 중 임의의 것이 로크 상태가 아닌지를 결정하기 위해서 마름모 형태의 결정 단계 54에서 검사가 이루어진다. 만약 핑거들 중 적어도 하나가 로크 상태가 아니라면, 마름모 형태의 결정 단계 56에서 처리가 계속되고, 그렇지 않다면 처리는 계속해서 신호를 추적하기 위해서 단계 52로 복귀한다. 마름모 형태의 결정 단계 56에서, 만약 시간 기간(T1)이 만료된다면, 수신되는 신호는 조정된 임계치(E'_LOCK)와 마름모 형태의 결정 단계 58에서 비교된다. 만약 시간 기간(T1)이 만료되지 않는다면, 처리는 필터링된 신호를 임계치(E_LOCK)에 비교하기 위해서 마름모 형태의 결정 단계 64에서 계속된다. 그러한 방식으로, 핑거의 경로 할당은 적어도 시간 기간(T1)이 만료될 때까지 유지된다.

임의의 핑거가 마름모 형태의 결정 단계 54에서 로크 상태가 아니라고 결정될 때, 핑거 경로 할당은 마름모 형태의 결정 단계 56에서 미리 결정된 시간 기간(T1) 동안에 먼저 유지된다. 위에서 논의된 바와 같이, 시간 기간(T1)은 일시적인 정지(outage)를 허용하도록 하는 대기 기간인데, 그러한 정지 기간으로부터 시스템이 자발적으로 복구할 것이다. 시간 기간(T1)은 미리 결정되는 시간 기간일수 있거나, 동작 중에 다이내믹하게 조정될 수 있다. 또한, 시간 기간(T1)은 시스템(10)의 동작에 대한 이력적인 및/또는 통계적인 정보에 근거할 수 있다. 만약 핑거가 시간 기간(T1)의 만료 이후에 여전히 로크 상태가 아니라면, 처리는 마름모 형태의 결정 단계 58에서 계속된다. 수신되는 신호의 에너지는 조정된 에너지 레벨(E'_LOCK)과 마름모 형태의 결정 단계 58에서 비교된다. 그 비교는 도 3의 로크 필터(30)에 대해서와 같이 필터링 조정을 위한 정보를 제공한다. 충분한 에너지, 즉 E'_LOCK보다 큰 에너지를 위해서, 로크 필터(30)의 출력은 단계 60에서 로크 필터(30)로의 입력에 동일하도록 설정된다. 충분하지 않은 에너지, 즉 E'_LOCK보다 작거나 그와 동일한 에너지를 위해서, 에너지는 로크 필터(30)에 추가된다. 로크 필터(30)에 대한 에너지 레벨의 조정은 도 3의 비교기(32)에서 에너지 임계치(E_LOCK)와 비교하기 위한 조정된 출력을 유도한다. 필터링 조정이 완료된 이후에, 처리는 필터링된 신호를 마름모 형태의 결정 단계 64에서 임계치(E_LOCK)에 비교한다. 그 점에 있어서, 만약 신호에 로크하기에 충분한 에너지가 있다면, 수신되는 신호 처리는 단계 68에서 계속된다. 그러나, 만약 충분하지 않은 에너지가 있다면, 제 2 시간 기간(T2)이 제공되고, 여기서 시간 기간(T2)이 마름모 형태의 결정 단계 65에서 만료되는 경우에는 핑거가 단계 66에서 재할당된다. 시간 기간(T2)이 만료될 때까지, 처리는 에너지가 E_LOCK에 비교되는 마름모 형태의 결정 단계 64로 복귀한다.

기지국(12)이 핑거의 로크 상태를 무시하길 원하고 수신되는 신호의 품질에상관없이 전력 제어를 제공하길 원하는 동작 동안에 시나리오가 존재한다. 도 7은 무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 방법의 일실시예를 나타낸다. 처리는 단계 102에서 신호가 다중 핑거에 수신될 때 시작한다. 이동국이 소프트 핸드오프 상태인지를 결정하기 위한 검사가 마름모 형태의 결정 단계 104에서 이루어진다. 소프트 핸드오프는 이동국 통신이 적어도 두 개의 기지국에 대해 이루어지는 이동국의 상태를 지칭한다. 이동국이 한 통신가능 영역에서 다른 통신가능 영역으로 이동할 때, 각각의 기지국은 이동국과 통신한다. 이어서, 이동국은 또 다른 기지국과의 전송에 앞서 한 기지국과의 전송을 종료할 수 있는데, 상기 또 다른 기지국과의 전송이 더 높은 품질을 갖는다. 만약 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있다면, 기지국은 단계 108에서 로크 상태를 무시하며, 단계 110에서 수신된 신호의 에너지에 대한 함수에 따라 전력 제어 조정을 수행한다. 만약 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있지 않다면, 기지국은 단계 106에서 전력 제어(PC)를 위해서 미리 결정된 패턴을 이동국에 전송하는데, 그 패턴은 전송되는 신호의 전력을 단계적으로 조정하도록 이동국에 명령한다.

기지국이 일시적으로 또는 영구적으로 이동국으로부터의 역방향 링크를 잃어버렸을 때, 기지국은 이동국으로부터 신호를 수신할 수 없고 따라서 이동국을 추적할 수 없다. 이상적으로는, 기지국은 곧 바로 발생될 역방향 링크 손실을 검출할 것이며, 필요한 조정을 수행할 것이다. 기지국은 수신되는 신호의 에너지를 임계치 에너지 레벨에 비교함으로써 그러한 잠재적인 문제를 검출할 수 있다. 기지국이 그러한 문제를 검출하였을 때, 이동국에 일시적인 정지(outage)가 발생한 것이결정된다. 일시적인 정지가 초과 시간 동안 지속될 때는, 그러한 정지 현상은 영구적으로 발생될 수 있다. 일실시예에서는, 일시적인 정지 동안에 기지국에서 역방향 링크 신호의 손실을 최소화시키기 위해서, 기지국은 할당된 핑거의 추적을 할 수 없다. 그것은 일시적인 정지 동안에 잡음을 추적하지 못하게 한다. 이어서, 기지국은 핑거 재할당을 위해 비교적 높은 임계치를 설정함으로써, 재할당은 실제 경로를 발견할 검색기의 높은 확률로 수행된다. 그러한 로크아웃 시간 동안에는 수신기가 정해진 핑거의 빠른 복구를 수행하도록 선택할 수 있다는 것을 주시하자.

따라서, 무선 통신 시스템에서 신호를 추적하기 위한 신규하고 향상된 방법 및 장치가 설명되었다. 여러 예, 실시예, 양상, 및 도면들이 명확한 이해를 위해 제공되며, 본 발명의 사상과 범위 내에 있는 다른 실시예를 배제하지 않는다. 위의 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 지령, 명령, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩이 전압, 전류, 전자기파, 자계 또는 입자, 광자계 또는 입자, 또는 그것들의 임의의 조합으로 표현될 수 있다는 것을 당업자라면 알 것이다. 마찬가지로, 비록 여러 실시예가 특정의 상반되는 방식에 대해 설명되지만, 긍정(assertion) 및 부정(negation)은 상대적인 용어이며 하이 또는 로우의 논리 레벨로 엄격히 제한되지는 않는다.

본 명세서에서 개시된 실시예와 연관된 여러 도시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리듬 단계는 전자 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 및/또는 그것들의 결합(들)으로 구현될 수 있다는 것을 당업자라면 또한 알 것이다. 여러 예시적인 성분, 블록, 모듈, 회로, 및 단계들은 그것들의 기능을 통해 일반적으로 설명되었다.그 기능이 하드웨어, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현되는지 여부는 전체적인 시스템에 부가되는 특정 응용 및 설계의 제약에 의존한다. 능숙한 기능공이라면, 그러한 환경 하에서의 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성과, 각각의 특정 응용에 대해서 설명된 기능을 구현하기 위한 최상의 방법을 알고 있다. 또한, 흐름도와 관련해서는, 본 발명의 사상과 범위를 지키면서 가능한 기능 단계들이 바뀔 수 있다.

본 명세서에서 설명된 실시예와 연관되어 설명된 여러 도시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리듬 단계들은 DSP(Digital Signal Processor), ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array) 또는 다른 프로그램가능 논리 장치, 개별적인 게이트나 트랜지스터 논리부, 개별적인 하드웨어 성분으로 구현되거나 수행될 수 있다. 펌웨어 임계치 세트를 실행하는 프로세서, 임의의 종래 프로그램가능 소프트웨어 모듈 및 프로세서, 또는 본 명세서에서 설명된 기능을 수행하도록 설명된 그것들의 임의의 결합이 본 명세서에서 설명돈 기능을 구현하도록 설계될 수 있다. 프로세서는 마이크로프로세서인 것이 유리할 수 있지만, 대안적으로는, 그 프로세서는 임의의 종래 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 프로그램가능 논리 장치, 또는 논리 엘리먼트의 어레이, 또는 상태 머신일 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory); 메모리, 플래시 메모리, ROM(Read Only Memory); 메모리, 전자 프로그램가능 ROM; EEPROM; 메모리, 레지스터, 하드디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 해당 기술분야에 알려져 있는 임의의 다른 형태의 저장 매체에 배치될 수 있다. 예시적인프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하거나 그 저장 매체에 정보를 기록하기 위해서 저장 매체에 접속되는 것이 유리하다. 대안적으로, 저장 매체는 프로세서에 일체성형으로 될 수 있다. 그 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 배치될 수 있다. ASIC는 전화기나 다른 사용자 단말기에 배치될 수 있다. 대안적으로, 프로세서와 저장 매체는 전화기나 다른 사용자 단말기에 배치될 수 있다. 프로세서는 DSP와 마이크로프로세서의 결합체나 또는 DSP 코어와 관련하여 두 개의 마이크로프로세서 등으로 구현될 수 있다.

그러나, 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에 개시된 실시예에 대해 다양한 변경이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게는 자명해질 것이다. 바람직한 실시예에 대한 앞선 설명은 당업자가 본 발명을 제작하거나 사용할 수 있을 정도로 제공된다. 그러한 실시예에 대한 다양한 변형이 당업자에게는 쉽게 자명해질 것이며, 본 명세서서 정의되는 일반적인 원리가 독창적인 기능을 사용하지 않고도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 제시된 실시예들로 제한되도록 의도되지 않지만, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징에 부합하는 가장 넓은 범위를 따르게 될 것이다.

Claims (14)

1. 다중 핑거를 갖는 레이크 수신기를 구비한 무선 통신 시스템에서, 방법은,

   상기 다중 핑거 중 첫번째 핑거에 대한 로크 상태(lock state)를 결정하는 단계와;

   만약 상기 첫번째 핑거가 로크 상태가 아니라면, 상기 첫번째 핑거에 대한 수신된 신호 에너지를 임계치에 비교하여 결과를 결정하는 단계와;

   상기 첫번째 핑거에 수신되는 신호를 상기 비교 결과에 따라서 처리하도록 로크 필터를 조정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 로크 필터를 조정하기에 앞서서 상기 첫번째 핑거가 로크 상태가 아니라면 제 1 시간기간 동안 대기하는 단계를 더 포함하는 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 로크 필터를 조정하는 단계는,

   상기 수신된 신호의 에너지가 상기 임계치보다 큰 경우에는, 상기 수신된 신호와 동일한 상기 로크 필터 출력을 제공하는 단계와;

   상기 수신된 신호의 에너지가 상기 임계치보다 작은 경우에는, 상기 로크 필터의 에너지 레벨을 증가시키는 단계를 포함하는 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 로크 필터를 조정한 이후에, 상기 첫번째 핑거에 대한 필터링된 신호 에너지를 제 2 임계치에 비교하여 결과를 결정하는 단계와;

   상기 비교 결과에 따라서 상기 첫번째 핑거에 경로를 재할당하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제 4항에 있어서,

   미리 결정된 시간 기간 동안에 상기 다중 핑거에 대한 경로 할당을 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 수신된 신호의 전송기가 소프트 핸드오프 상태에 있는지를 결정하는 단계와;

   만약 상기 전송기가 소프트 핸드오프 상태에 있다면, 상기 수신된 신호의 에너지에 대한 함수에 따라 전력 제어 명령을 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
7. 제 5항에 있어서,

   전송 전력을 단계적으로 조정하도록 상기 전송기에 명령을 내리는 단계를 더 포함하는 방법.
8. 다중경로 신호를 수신하도록 적응된 복수의 핑거를 구비하는 레이크 수신기와;

   상기 레이크 수신기에 접속되어, 상기 핑거의 로크 상태에 근거해서 신호 필터링을 조정하도록 동작하는 로크 검출기를 포함하는 트랜시버.
9. 제 7항에 있어서,

   상기 로크 검출기는 상기 수신된 신호의 수신된 에너지를 제 1 에너지 임계치에 비교하도록 또한 동작하는 트랜시버.
10. 제 8항에 있어서,

    상기 로크 검출기는,

    상기 수신된 신호를 필터링하도록 동작하는 로크 필터와;

    상기 로크 검출기의 결과에 따라 상기 로크 필터를 조정하도록 동작하는 필터 조정 수단을 포함하는 트랜시버.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 필터 조정 수단은 상기 로크 필터를 조정하기에 앞서서 미리 결정된 시간 기간 동안 대기하는 트랜시버.
12. 무선 통신 시스템에서 이동국을 추적하기 위한 방법으로서,

    상기 이동국이 소프트 핸드오프 상태인지를 결정하는 단계와;

    만약 상기 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있다면, 레이크 안테나의 로크 상태를 무시하는 단계와;

    만약 상기 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있지 않다면, 미리 결정된 전력 제어 패턴을 전송하는 단계를 포함하는 이동국 추적 방법.
13. 제 12항에 있어서,

    만약 상기 이동국이 소프트 핸드오프 상태에 있다면, 수신된 신호 에너지의 함수에 따라 전력 제어를 조정하는 단계를 더 포함하는 이동국 추적 방법.
14. 첫번째 전파 경로로부터 수신된 신호를 필터링하는 필터 수단과;

    상기 수신된 신호를 임계치에 비교하도록 동작하는 비교 수단과;

    상기 비교 수단의 결과에 따라서 상기 필터 수단을 조정하도록 동작하는 필터 조정 수단을 포함하는 무선 장치.