KR20040108659A - 높은 이동성을 위한 안테나 적응성 비교 방법 - Google Patents

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KR20040108659A
KR20040108659A KR10-2004-7014073A KR20047014073A KR20040108659A KR 20040108659 A KR20040108659 A KR 20040108659A KR 20047014073 A KR20047014073 A KR 20047014073A KR 20040108659 A KR20040108659 A KR 20040108659A
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제임스 에이. 주니어 프록터
카를로 아말피타노
킬 에이치. 류
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아이피알 라이센싱, 인코포레이티드
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Abstract

시스템(115)은 지향성 안테나(110)의 스캔 각도가 정보 전달 신호의 미리결정된 부분들의 수신 동안 현재 스캔 각도에서 적어도 하나의 시험 스캔 각도로 일시적으로 변화하도록 한다. 시험 스캔 각도(들)에서, 각각의 시험 스캔 각도(125)와 연관된 시험 메트릭이 시스템(115)에 의해 결정된다. 시스템(115)은 그후에 시험 메트릭들에 기초하여 다음 스캔 각도를 선택한다. 정보 전달 신호의 미리결정된 부분들의 예들은 전력 제어 비트(PCB) 및 순방향 에러 정정(FEC) 블럭의 특정 심볼 주기들을 포함한다.

Description

높은 이동성을 위한 안테나 적응성 비교 방법{ANTENNA ADAPTATION COMPARISON METHOD FOR HIGH MOBILITY}
코드 분할 다중 액세스(CDMA) 통신 시스템들은 기지국과 하나 또는 그이상의 필드 유니트들간의 무선 통신을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 기지국은 일반적으로 육상 기반의 공중전화 교환망(PSTN)에 상호접속되는 컴퓨터 제어되는 트랜시버들의 세트이다. 기지국은 순방향 링크 무선 주파수 신호들을 필드 유니트들에 전송하기 위한 안테나 장치를 포함한다. 기지국 안테나는 또한 각각의 필드 유니트로부터 전송된 역방향 링크 무선 주파수 신호들을 수신해야한다.
각각의 필드 유니트는 순방향 링크 신호들의 수신과 역방향 링크 신호들의 전송을 위한 안테나 장치를 포함한다. 일반적인 필드 유니트는 디지털 셀룰러 전화기 핸드셋 또는 셀룰러 모뎀에 결합된 개인 컴퓨터이다. CDMA 셀룰러 시스템에서, 다수의 필드 유니트들은 유니트당 하나의 기준으로 신호들의 검출을 허용하기 위해 동일한 주파수이나 서로다른 코드들로 신호들을 전송 및 수신할 수 있다.
필드 유니트에서 신호들을 전송 및 수신하기 위해 사용되는 안테나의 가장 공통적인 종류는 모노폴(mono-pole) 또는 옴니(omni) 안테나이다. 상기 형태의 안테나는 단일 와이어 또는 필드 유니트내의 트랜시버에 결합된 안테나 엘리먼트로 구성된다. 트랜시버는 필드 유니트내의 회로로부터 전송될 역방향 링크 신호들을 수신하여 상기 신호들을 필드 유니트에 할당된 특정 주파수에서 안테나 엘리먼트상으로 변조한다. 특정 주파수에서 안테나 엘리먼트에 의해 수신된 순방향 링크 신호들은 트랜시버에 의해 복조되어 필드 유니트내의 프로세싱회로에 공급된다.
모노폴 안테나로부터 전송된 신호는 사실상 전방향성이다. 즉, 신호는 일반적으로 수평면에서 모든 방향들로 동일한 신호 강도로 전송된다. 모노폴 안테나 엘리먼트를 사용한 신호의 수신 또한 전방향성이다. 모노폴 안테나는 한방향에서의 신호 대 또다른 방향에서 인입되는 동일하거나 서로다른 신호의 검출을 검출하는 능력에서 차이를 가지지 않는다.
제 2 형태의 안테나는 필드 유니트들에 의해 사용될 수 있으며, USP 제 5,617,102호에 개시된다. 여기에 개시된 시스템은 랩탑 컴퓨터의 외부 케이스에 장착된 두개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 지향성 안테나를 제공한다. 시스템은 두개의 엘리먼트들에 부착된 위상 위프터를 포함한다. 위상 쉬프터는 컴퓨터로의 통신들 및 컴퓨터로부터의 통신들 동안 전송 또는 수신된 신호들의 위상에 작용하도록 스위칭 온 또는 오프될 수 있다. 위상 쉬프터를 스위칭 온함으로써, 안테나 전송 패턴은 집중된 신호 강도 또는 이득을 가지는 전송 빔 패턴 영역들을 제공하는 미리결정된 반구형의 패턴에 적합할 수 있다. 듀얼 엘리먼트 안테나는 신호가 미리결정된 4분원들 또는 반구들로 향하도록 하여 신호 손실을 최소화하면서 기지국과 관련된 방향에서 큰 변화들을 허용한다.
또다른 형태의 안테나는 적어도 하나의 중앙 활성 안테나 엘리먼트 및 다수의 수동 안테나 엘리먼트들을 사용하는 스캐닝(scanning) 지향성 안테나이다. 수동 안테나 엘리먼트들과 접지면사이의 임피던스 세팅들을 변경시킴으로써, 지향성 안테나에 의해 발생된 빔은 수동 안테나 엘리먼트들의 갯수와 관련된 고정된 갯수의 방향들에서 스캐닝될 수 있다. 상기 지향성 안테나의 일예가 Pritchett에 의한 USP제 5,767,807에 개시된다.
본 발명은 높은 이동성을 위한 안테나 적응성 비교 방법에 관한 것이다.
도 1A은 본 발명의 원칙들에 따라 지향성 안테나로 동작하는 필드 유니트를 구비한 차량의 다이어그램이다;
도 1B는 본 발명의 원칙들을 사용하는 핸드셋을 사용하는 종단(end) 사용자의 다이어그램이다;
도 1C는 도 1A 및 1B의 지향성 안테나 및 연관된 안테나 빔들의 다이어그램이다;
도 2A는 IS-95 무선 통신 시스템에서 전력 제어 비트(PCB)를 심볼에 삽입하는 도 1A 및 1B의 필드 유니트에서 사용되는 회로의 블럭 다이어그램이다;
도 2B는 도 2A의 회로에 의해 생성된 심볼내의 전력 제어 비트의 위치들을 나타내는 타이밍 다이어그램이다;
도 3은 도 1A 및 1B의 필드 유니트내의 신호 강도 및 안테나 제어 신호들을 나타낸다;
도 4는 도 3의 시뮬레이션을 위한 동시의(simultaneous) 파라미터들을 나타내는 스크린 샷이다;
도 5는 도 1A 및 1B의 필드 유니트들의 얼마나 다른 회전 속도들이 신호 드롭아웃들의 퍼센트율에 영향을 미치는지를 나타내는 그래프이다;
도 6은 도 1A 및 1B의 다수의 선택 알고리즘이 필드 유니트들에 사용할 수 있는 이유를 도시하는 도면이다;
도 7은 도 1A 및 1B의 필드 유니트에 의해 사용될 수 있는 예시적인 회로의블럭 다이어그램이다;
도 8A는 AGC 모듈 신호 출력이 통신 링크의 신호 경로를 통해 이동하는 통신 신호의 진폭의 급격한 변경을 감지하기 위한 메트릭을 결정하기 위해 사용되는 도 1A 및 1B의 필드 유니트들에 대한 예시적인 수신기의 블럭 다이어그램이다; 및
도 8B는 8A의 AGC 신호의 플롯이다.
지향성 안테나의 스캔 각도를 세팅하는 방향을 결정하기 위해, 제어기는 일반적으로 기지국으로부터 공지된, 일정한 전력 출력을 가지며 파일럿 신호와 같은 신호의 신호-대-잡음비를 측정한다. 파일럿 신호의 측정은 유휴 시간들- 필드 유니트와 기지국사이에 데이터 통신이 발생하지 않는 시간들동안 발생한다. 상기 측정을 기초로 하여, 새로운 스캔 각도의 선택은 동일하거나 서로다른 기지국과 연관된 무선 타워쪽으로 안테나 이득을 최대화하기 위해 수행될 수 있다. 상기 선택 기술들의 일예는 "Adaptive Antenna for Use in Wireless Communication System"이라는 명칭으로 2001년 5월 16일에 Gothard등에 의해 제출된 계류중인 USP 출원 제09/859,001에 개시된다.
유휴 시간들 동안 스캔 각도들을 선택하기 위한 측정의 수행시 문제점은 지향성 안테나를 사용하는 필드 유니트가 비교적 높은 레이트의 속도로 운행중인 차량에서 사용될 때 발생한다. 상기 경우에, "최대의" 스캔 각도는 필드 유니트가 "사용중"일때 변화하며, 따라서 필드 유니트와 기지국간의 신호 강도의 손실을 야기한다. 문제는 셀룰러 전화기와 같이 지향성 안테나를 구비하고 초당 60도의 레이트로 전화기를 "회전"시킴으로써 사용되는 필드 유니트의 경우에 더 중요할 수 있다. 상기 경우에, 지향성 안테나에 의해 제공되는 이득은 포인팅 에러로 인해 급속히 감소하고 신호 강하 또는 드롭아웃(drop-out)이 필드 유니트에 의해 경험될 수 있다.
급속히 변화하는 환경에서 지향성 안테나들을 구비한 필드 유니트들의 성능을 개선시키기 위해, 만약 리-스캔(re-scan)(즉, 새로운 스캔 각도의 선택)이 비-유휴 시간들동안 급속히 변화하는 환경(예를 들면, 사용자의 회전과 같은)에 의해 야기된 신호 강하 영향들을 최소화하기에 충분히 높은 레이트로 발생할 수 있다면 유리할 것이다.
따라서, 본 발명의 원칙들은 지향성 안테나의 적응시 사용하기 위한 측정을 수행하는 것을 포함한다. 본 발명을 사용하는 시스템은 지향성 안테나의 스캔 각도가 정보 전달 신호의 미리결정된 부분들의 수신동안 일시적으로 현재의 스캔 각도로부터 적어도 하나의 시험 스캔 각도로 변화하도록 한다. 시험 스캔 각도(들)에서, 각각의 시험 스캔 각도와 연관된 시험 메트릭이 시스템에 의해 결정된다. 시스템은 시험 메트릭들에 기초하여 다음 스캔 각도를 선택한다. 정보 전달 신호의 미리결정된 부분들의 예들은 전력 제어 비트(PCB) 및 순방향 에러 정정(FEC) 블럭의 작은 부분들을 포함한다.
본 발명의 목적, 특징, 장점들은 하기의 도면을 참조로하여 상세히 설명된다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 하기에서 설명된다.
도 1은 본 발명이 사용될 수 있는 무선 통신 네트워크(100)의 다이어그램이다. 네트워크(100)는 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시분할 다중 액세스(TDMA), 시분할 듀플렉스(TDD), 주파수 분할 듀플렉스(FDD), WiFi, 무선 로컬 지역 네트워크(WLAN), 또는 다른 무선 네트워크가 될 수 있다. 네트워크(100)는 기지국들(105a, 105b, 105c:총체적으로 105) 및 2003년 2월 4일에 특허 허여된 Chiang등에 의한 USP 제6,515,635호 또는 "Adaptive Antenna for Use in Wireless Communication System"이라는 명칭으로 2001년 5월 16일에 제출된 Gothard등에 의한 USP 출원 제 09/859,001호에 개시된 것과 같은 지향성 안테나(110)를 가지는 무선 통신 필드 유니트(108), 및 "Method and Apparatus for Performing Directional Re-Scan of an Adaptive Antena"라는 명칭으로 2001년 2월 2일에 제출된 Proctor,Jr.등에 의한 USP 출원 제09/776396호에 개시된 것과 같은 지향성 안테나(110)의 사용을 최적화시키는 기술을 포함한다. 상기 특허 및 특허 출원들의 전체 기술들은 본 명세서에서 참조로써 통합된다.
필드 유니트(108)는 고정적이거나 이동하는 차량(115)에서 사용될 수 있다. 필드 유니트(108)는 실선으로 도시되고 제 1 기지국(105a)와 통신하기 위해 안테나 이득을 최대화하도록 유도되는 현재의 스캔 각도(120)를 가질 수 있다. 필드 유니트(108)는 안테나(112)가 현재의 스캔 각도(120)로부터 적어도 하나의 시험 스캔 각도(125a, 125b, 125c,...125N)로 일시적으로 변경하도록 할 수 있다. 상기 시험 스캔 각도들(125)의 각각 동안, 필드 유니트(108)는 시험 스캔 각도들(125)의 각각과 연관된 메트릭을 결정한다. 메트릭들에 기초하여, 필드 유니트(108)는 스캔 각도가 현재의 스캔 각도(120)로부터 시험 스캔 각도들(125) 중 하나로 변화하여 순방향 또는 역방향 경로에서 높은 신호-대-잡음비(SNR) 또는 다른 메트릭을 유도하도록 한다. 상기 프로세스는 리-스캔(re-scan)이라 참조될 수 있다.
리-스캔이 유휴 시간들(즉, 기지국(105)과 필드 유니트(108)사이에서 통신되는 데이터 트래픽이 발생하지 않는 시간)동안 발생하는 종래 기술들과 달리, 본 발명의 기술들은 리-스캔이 비-유휴 시간들동안 발생하도록 하며, 비-유휴 시간들 동안의 스캐닝은 정보 전달 신호의 미리결정된 부분들의 수신동안 발생한다. 일반적으로, IS-95 네트워크에서, 예를 들어 미리결정된 부분은 전력 제어 비트(PCB) 또는 순방향 에러 정정(FEC) 코드 블럭의 소수 심볼들 동안 존재하지만, 정보 전달 신호에서 정보의 전달에 실질적으로 거의 영향을 미치지 못하는 정보 전달 신호동안의 임의의 시간이 될 수 있다.
비-유휴 시간들동안 리-스캔을 수행하는 장점은 높은 신호-대-잡음비(SNR)를 유지하기 위해 사용동안 스캔 각도를 보상하거나 신호 손실을 최소화하기 위해 다른 신호 메트릭을 보상하는 것이다. 신호 손실을 최소화하는 것은 데이터 전송시 적절한 데이터 전송을 보장하고 음성 전송시 음성 품질을 보장한다. 비-유휴 시간들 동안 리-스캐닝에 의해, 필드 유니트(108)는 예를 들면, 고속도로 또는 커브길에서의 차량의 신속한 이동과 같이 급격하게 변화하는 환경을 조절할 수 있다.
도 1B는 지향성 안테나(110)를 구비하고 비-유휴 시간들동안 리-스캔을 수행할 수 있는 필드 유니트(108)가 사용되는 또다른 환경이다. 상기 애플리케이션에서, 종단 사용자(130)는 필드 유니트(108:예를 들면, 셀 전화기)를 사용하는 무선 통신들을 통해 또다른 사람과 통신할 수 있다. 종단 사용자(130)는 대화에 참여하는 동안 상당히 이동할 수 있다. 상기 이동 레벨은 대화동안 종단 사용자(130)에 의한 회전시(한쌍의 화살표(135)로 표시) 나타날 수 있다. 회전은 기지국들(105) 중 하나에서 더이상 직접 가리키지 않는 현재 스캔 각도(120)를 발생한다.
상기 경우에, 리-스캔 프로세스는 변환동안 종단 사용자(130)가 필드 유니트(108)에 의해 전송되거나 청취된 음성 품질의 손실을 경험할 수 없도록 하는 방식으로 발생한다. 따라서, 현재 스캔 각도(120)는 더 양호한 스캔 각도를 검사하기 위해 필드 유니트(108)에 의해 수신 또는 전송되는 음성 신호의 미리결정된 부분들을 수신하는 동안 일시적으로 변경됨으로 일정하게 검사될 수 있지만 종단 사용자(130)에 의해 경험되는 음성 품질에 실질적으로 어떤 손실도 없도록 하는 방식으로 검사될 수 있다. 상기 경우에, 현재 스캔 각도(120)는 일시적으로 시험 스캔 각도(125a 또는 125b)로 변경될 수 있거나 두 시험 각도들(125a, 125b)이 검사될 수 있으며, 상기 시험 스캔 각도들(125a, 125b) 중 하나는 다음의 현재 스캔 각도가 되도록 선택될 수 있다. 만약 종단 사용자(130)가 연속적으로 회전한다면, 현재 스캔 각도(120)는 연속적으로 변화될 수 있고, 종단 사용자(130)가 얼마나 빨리 회전하는지에 따라 리-스캔 프로세스는 이와 동일하게 보상하도록 매우 자주 사용될 수 있음이 이해되어야만 한다.
리-스캔 프로세스동안, 시험 스캔 각도들(125)의 측정을 위한 휴지 시간은 데이터 프레임보다 훨씬 적으며, 상기 데이터 프레임은 순방향 에러 정정(FEC) 블럭을 포함한다. 리-스캐닝 프로세스는 FEC 블럭의 임의의 갯수의 심볼들을 "펑처링"함으로써 수행되며, 공지된 시간이 전력 제어 비트(PCB)동안과 같이 데이터가 존재하지 않는 시간으로 미리결정되거나, FEC코드가 에러 정정의 사용을 통한 펑처링으로 인해 손실된 임의의 데이터를 복원하도록 사용된다. 선택적으로, 미리결정된 부분은 단일 전력 제어 명령 발생 기간의 지속기간보다 짧을 수 있다.
본 발명은 리-스캔을 수행하기 위해 CDMA 순방향 링크 신호의 블럭에서 비-데이터 심볼을 조건부로 사용할 수 있다. 상기 경우에, W-CDMA, IS-95, 또는 cdma2000 시스템이 적용될 수 있으며, 순방향 전력 제어 명령들은 역방향 링크의 전송(TX) 전력을 제어하기 위해 데이터 스트림으로 "펑처링"된다. 전럭 제어 비트가 리-스캔을 위해 사용될 수 있는 조건들은 무선 주파수(RF) 수신 채널의 측정된 파라미터들에 의해 결정된 필드 유니트의 속도에 따라 결정될 수 있다.
필드 유니트(108)가 높은 속도로 이동중인 경우에(예를 들면, 도 1의 차량(115)에서), 필드 유니트(108)의 전력 제어는 전력 제어 업데이트 레이트가 환경이 전력 제어와 관련하여 변화하는 레이트를 트래킹하기에 불충분하기 때문에 무효가된다. 환경이 변화하는 레이트를 결정하는 한가지 방법은 "Method and Apparatus for Detecting Rapid Changes in a signaling Path Environment"라는 명칭으로 2001년 1월 29일에 제출된 계류중인 미국 출원 제 09/772,176호에서 논의되며, 상기 출원의 전체 기술들은 여기에서 참조로서 통합된다. 상기 기술들에서, 예를 들어, 시그널링 환경에서 급격한 변화들을 결정하기 위한 한가지 기술은 필드 유니트(108) 내부의 베이스밴드 복조기(비도시)의 출력에서 수신된 파일럿 신호 레벨의 변이를 검색하는 것이다.
시험 스캔 메트릭들이 결정되는 미리결정된 부분은 정보 전달 신호의 강하를 최소화하기 위해 선택된다. 이는 만약 정보 전달 신호가 음성을 포함하며, 종단 사용자(130)는 음성 품질에서 실질적으로 어떠한 강하도 경험할 수 없어야함을 의미한다. 그리고, 만약 정보가 데이터라면, 비트 에러율(BER)의 함수로서 선택적으로 측정된 데이터의 손실은 실질적으로 없어야만 한다.
필드 유니트(108)가 일시적으로 지향성 안테나(110)의 스캔 각도를 변경시키는 정보 전달 신호의 미리결정된 부분은 다음 중 적어도 하나 동안 존재할 수 있다:전력 제어 비트(PCB)의 수신, 낮은 정보 전송, FEC 블럭 내에서 하나 또는 그이상의 순방향 에러 정정(FEC)비트들의 수신, 시간 슬롯이 필드 유니트(108)에 할당되지 않는 시간, 또는 페이로드가 할당되지 않는 시간.
각각의 시험 스캔 각도(125)동안 결정된 시험 메트릭은 다음 중 적어도 하나의 함수가 될 수 있다: CDMA 시스템의 순방향 링크의 파일럿 신호, 제어 채널의 파라미터들, 할당된 페이로드 채널의 파라미터들, 또는 임의의 순방향 링크 채널의파라미터들.
필드 유니트(108)내의 프로세서(비도시)는 시험 스캔 각도의 메트릭들을 결정한다. 프로세서는 지향성 안테나(110)의 현재 스캔 각도(120)와 연관된 메트릭을 결정하여 현재 상태 각도의 메트릭과 시험 메트릭들의 서브세트를 비교함으로써 다음 스캑 각도를 선택할 수 있다.
선택적으로, 프로세서는 다수의 시험 스캔 각도들(125)에 대한 메트릭들이 다수의 시험 메트릭들 또는 적응 레이트(즉, 시험 스캔 각도에 대한 메트릭들의 시퀀스에 적용된 필터링의 양)에 기초한 다음 스캔 각도를 변경하는지의 여부를 결정하도록 측정된다. 다수의 시험 메트릭들을 처리하기 위해 사용될 수 있는 계산들의 예들은 다수의 시험 메트릭들을 평균하거나 누산하는 것을 포함한다. 이는 각각의 시험 스캔 각도(125)에서의 측정치들이 프로세서가 시험 스캔 각도들(125)의 각각과 연관된 시험 메트릭들을 누산할 수 있거나 상기 시험 메트릭들의 각각을 평균할 수 있도록 반복되는 것을 의미한다. 상기 다수의 측정치들의 경우에, 현재 스캔 각도(120)가 시험 스캔 각도들(125)로 변경되는 주파수는 특히 도 1B에 도시된 것과 같이 종단 사용자(130)가 필드 유니트(108)와 함께 회전하는 급격히 변화하는 환경에 대하여 높은 신호-대-잡음비를 유지하는 것을 시도하는 경우에 높은 주파수에서 발생한다.
필드 유니트(108)는 시분할 듀플렉스(TDD)에서 현재의 스캔 각도(120)의 품질을 결정하기 위해 순방향 링크로부터의 정보를 사용할 수 있다. TDD 시스템 및 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 시스템 모두에서, 필드 유니트(108)는 각각의 시험 스캔 각도(125) 또는 그들의 서브세트로 신호를 전송할 수 있고 개별 시험 스캔 각도들(125)에 상응하는 메트릭을 기지국(105)으로부터 수신할 수 있다. TDD 시스템에서, 필드 유니트(108)는 기지국(105)으로부터 역방향 경로내의 다음 스캔 각도를 선택하기 위한 메트릭들을 수신할 수 있거나, TDD 시스템들이 순방향 및 역방향 링크들에 대하여 동일한 주파수를 사용하기 때문에 필드 유니트(108)는 최적의 다음 스캔 각도를 결정하기 위해 순방향 경로 또는 역방향 경로 중 하나로부터 메트릭들을 사용할 수 있다.
그러나 FDD 시스템들에서, 순방향 링크 신호들 및 역방향 링크 신호들은 서로 다른 캐리어 주파수들을 사용하며, 따라서 각각의 경로에 대한 메트릭들은 순방향 및 역방향 경로들에 대한 굴절 및 다중 경로 각도들이 서로다를 수 있기 때문에 독립적으로 결정된다.
따라서, TDD 시스템에서 사용될 때, 필드 유니트(108)는 순방향 및 역방향 경로들에 관한 정보를 수집하기 위해 각각의 시험 스캔 각도(125)로 기지국(105)에 신호를 전송할 수 있다. 역방향 경로 전송에 응답하여, 기지국(105)은 필드 유니트(108)에 상응하는 시험 메트릭을 전송한다. 필드 유니트(108)는 순방향 또는 역방향 경로에 대한 다음 스캔 각도를 선택하기 위해 시험 메트릭을 사용한다.
필드 유니트(108)는 또한 전력 레벨과 같은 수신된 채널 파라미터를 결정하고 수신된 채널 파라미터를 기초로 하여 시험 스캔 각도들(125)과 연관된 시험 스캔 파라미터를 변경시킨다. 예를 들면, 변경될 수 있는 시험 스캔 파라미터는 스캔 레이트(즉, 시험 스캔 각도들(125)이 현재 스캔 각도(120)를 변경시키는 것을시도하는 동안 발생하는 주기 또는 레이트) 또는 적응 레이트(즉, 시험 스캔 각도(125)에 대한 메트릭들의 시퀀스에 적용된 필터링의 정도)를 포함할 수 있다. 시험 스캔 각도들(125)의 세트는 유사한 메트릭을 생성하기 위해 리-스캔 프로세스동안 시험 스캔 각도(125)로서 현재 스캔 각도(120)를 포함할 수 있다.
수신된 채널 파라미터들은 또한 다음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 신호 품질 메트릭, 수신된 신호 강도 메트릭, 신호-대-잡음비(SNR), 칩에너지 대 전체 간섭(EC/IO), 신호 전력의 변동, 파일럿 위상의 변화, 또는 상기 파라미터 중 임의의 하나 또는 그들의 결합의 통계적인 측정치. 또한, 수신된 채널 파라미터는 자동 이득 제어(AGC) 레벨 교차 레이트 또는 변동이 될 수 있다. 또한, 수신된 채널 파라미터는 다음 중 적어도 하나를 포함하는 파일럿 채널 수신 파라미터들에 기초할 수 있다: 상관된 파일럿 신호 엔벨로프의 레벨 교차 레이트, 상관된 파일럿 신호 엔벨로프의 변동, 상관된 파일럿 신호 엔벨로프의 통계적 함수, 파일럿 신호의 코드 위상의 슬루율(slew rate), 파일럿 신호의 위상, 파일럿 신호의 변동, 또는 파일럿 신호의 변경 레이트.
필드 유니트(108)는 방향 선택이 불리한 시간을 검출할 수 있다. 상기 경우에, 필드 유니트(108)는 적응성 안테나(110)가 전방향성 모드에서 동작하도록 할 수 있다. 상기 경우에, 수동 안테나 엘리먼트들의 링에 의해 둘러싸인 능동 안테나 엘리먼트를 가지는 방향성 안테나에 대하여, 수동 안테나 엘리먼트들의 각각은 전방향성 안테나 패턴을 형성하기 위한 전달모드로 세팅된다.
본 발명의 원칙들은 필드 유니트(108)에 제한되지 않으며, 기지국(105), 또는 무선 로컬 지역 네트워크(WLAN)에서 사용되거나, 액세스 터미널(AT)에서 사용될 수 있다.
도 1C는 조종(steering) 성능을 가지는 높은 이득의 안테나빔을 제공하기 위해 필드 유니트(108)와 함께 사용될 수 있는 방향성 안테나(110)의 일례이다. 상기 실시예에서, 방향성 안테나(110)는 능동 안테나 엘리먼트(112)와 수동 안테나 엘리먼트들(113)을 포함한다. 수동 안테나 엘리먼트들(113)은 전달 모드 또는 반사 모드에서 사용될 수 있다. 필드 유니트(108)는 적절한 결합의 선택, 즉 수동 안테나 엘리먼트(113)와 접지면(114)사이에서 각각 용량성인지 또는 유도성인지를 선택함으로써 상기 모드들을 세팅한다. 이는 수동 안테나 엘리먼트(113)와 접지면(114)에 캐패시터 또는 인덕터를 결합하는 단순한 중계(비도시)의 사용을 통해 수행될 수 있다. 다른 결합 기술들이 사용될 수 있으며, 이는 미국 출원번호 제 09/859,001(전술된 전체 인용)에 개시된다.
도 1C를 참조로 하여, 제 1 구성에서 필드 유니트(108)는 지향성 안테나(110)가 제 1 방향에서 현재의 스캔 각도(120)를 향하도록 한다. 상기 스캔 각도를 생성하기 위해, 3개의 수동 안테나 엘리먼트들(113)은 상기 수동 안테나 엘리먼트들(113) 위에 글자 "T"로 표시된 것과 같이 전달 모드로 형성되고 2개의 수동 안테나 엘리먼트들(113)은 상기 수동 안테나 엘리먼트들(113) 위에 글자 "R"로 표시된 것과 같이 반사 모드로 형성된다.
정보 전달 신호의 제 1의 미리 결정된 부분(예를 들면, 전력 제어 비트)의수신 동안, 전달 수동 안테나 엘리먼트들(113) 중 하나는 전달 모드로부터 반사 모드로 변화하며, 이는 스트링 "T/R/R"의 제 2 부분에서 수동 안테나 엘리먼트(113) 위에 글자 "R"로 표시된다. 상기 수동 안테나 엘리먼트(113)를 반사 모드로 변화시키는 것은 스캔 각도가 현재 스캔 각도(120)로부터 제 1 시험 스캔 각도(125a)로 스위칭하도록 한다. 정보 전달 신호의 제 2의 미리결정된 부분의 수신 동안의 이후 시간에서, 지향성 안테나(110)는 스캔 각도를 현재 스캔 각도(120)에서 제 2 시험 스캔 각도(125b)로 변화시킨다. 상기 제 2 스캔 각도(125b)는 반사 모듣로부터 전달 모드로 변화하는 정면 우측의 수동 안테나 엘리먼트(113)에 의해 생성되며, 이는 스트링 "R/R/T"의 제 3 부분에서 "T"라 표시되는 반면, 후방 좌측의 수동 안테나 엘리먼트(113)는 반사 모드를 유지하며, 이는 스트링 "T/R/R"의 제 3 부분에서 "R"이라 표시된다.
도 7은 전술된 리-스캔 기능을 수행하기 위해 필드 유니트에 의해 사용될 수 있는 예시적인 회로(700)의 블럭 다이어그램이다. 회로(700)는 스캔 제어기(705), 프로세서(710), 및 선택 유니트(715)를 포함한다. 스캔 제어기(705)는 지향성 안테나(110)의 스캔 각도가 정보 전달 신호의 미리결정된 부분의 수신동안 현재의 스캔 각도(120)로부터 적어도 하나의 시험 스캔 각도(125)로 일시적으로 변화하도록 하기 위해 직접 또는 다른 회로(비도시)를 통해 지향성 안테나(110)에 결합될 수 수 있다. 스캔 제어기(705)는 지향성 안테나(110)로부터 통신 또는 파일럿 신호와 같은 신호를 수신할 수있다. 신호는 스캔 제어기(705) 및/또는 프로세서(710) 및 선택 유니트(715)에 의해 처리될 수 있는 형태(예를 들면, 디지털)로 신호를 변환할 수 있는 다른 회로(비도시)에 의해 처리될 수 있는 RF, 중간, 또는 베이스밴드 신호가 될 수 있다.
프로세서(710)는 각각의 시험 스캔 각도(125)와 연관된 시험 메트릭을 결정하기 위해 스캔 제어기(705)에 결합된다. 선택 유니트는 시험 스캔 각도 메트릭들에 기초하여 다음 스캔 각도를 선택하기 위해 프로세서에 결합된다.
블럭 다이어그램은 단지 리-스캔 프로세스를 지원하기 위해 사용될 수 있는 예시적인 구조임이 이해되어야만 한다. 선택적인 장치들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 스캔 제어기(705), 프로세서(710), 및 선택 유니트(715)는 단일 프로세서(예를 들면, 소프트웨어내의 디지털 신호 처리기(DSP) 또는 배선에 의한(hard-wired) 필드 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA))에서 구현되며 여러가지 방식들로 상호접속될 수 있다. 메모리, 로직, 및 다른 기초 회로 엘리먼트들을 포함하는 추가 회로(비도시)는 회로(700)내에 포함될 수 있다. 추가 신호들은 회로 구성요소들(705, 710, 715) 사이에서 통과될 수 있고 아날로그 또는 디지털 포맷들과 같은 다양한 신호들의 포맷들이 사용될 수 있다. 만약 소프트웨어에서 구현시, 소프트웨어 코드는 디지털 또는 광학 매체에 저장되어 하나 또는 그이상의 프로세서들에의해 프로세서(들)이 전술된 리-스캔 기능들을 수행하도록 실행된다.
도 2A는 매 1.25msec(800Hz)마다 전력 제어 비트들(PCBs)을 정보 프레임들내로 입력하기 위하여 IS-95B 통신 시스템에서 사용되는 회로의 블럭 다이어그램이다. FEC 블럭을 다수번 반복함으로써 더 낮은 데이터 레이트들이 달성되며; 심볼 변조 레이트는 항상 도 2B에 도시된 것과 같이 매 1.25msec마다 24개의 심볼들을제공하는 19.2kHz(심볼당 약 52msec)이다.
상기 회로는 본 발명의 부분이 아니지만, PCB가 정보 신호로 멀티플렉싱되는 방법을 이해하는데 사용할 수 있다. 필드 유니트(108)는 PCB의 위치를 알고 있으며, 본 발명의 원칙들을 사용하여 현재의 스캔 각도(120)가 시험 스캔 각도들(125)보다 우수한 성능을 제공하는지의 여부를 결정하기 위해 시험 스캔 각도들(125)에서 메트릭들을 결정하는 PCB의 위치에 대한 지식을 이용한다.
도 2B는 IS-95B 표준의 타이밍도이다. 15번째 전력 제어 그룹에서 역방향 트래픽 채널에 기초하여, 기지국(105)은 역방향 트래픽 채널의 신호 강도를 측정하고, 측정치를 PCB로 변환하여, PCB를 전송한다. 7번째 전력 제어 그룹의 순방향 트래픽 채널에서, PCB는 0번째 심볼 위치의 좌측의 롱코드 비트들에 의해 지시된 것과 같이 심볼들 11 및 12에서 전송된다. 선택적인 세팅시, PCB는 단일 심볼에서 전송될 수 있다. 필드 유니트(108)는 펑처링 시간들 및 하나 또는 그이상의 시험 스캔 각도들(125)에 대한 시험 스캔 측정치들을 구성하는 지속기간을 이용할 수 있다. 상기 시험 스캔 측정치들은 PCB의 전체 지속기간을 사용할 수 있거나 PCB가 전송되는 단일 심볼보다 적을 수 있다.
도 2C의 FEC 블럭들은 레이트 1/2로 인코딩되고 인터리빙된다. 상기 FEC 블럭들은 인코딩된 심볼들 대신에 PCB들을 삽입함으로써 랜덤하게 "펑처링"될 수 있다. 예를 들면, 9600 bps의 프레임은 매 20msec마다 384개의 인코딩된 심볼들, 즉 매 1.25msec마다 24개의 심볼들(즉, 16 x 24 =384)을 제공하도록 인코딩된다. 도 2B로부터, IS-95B는 PCB를 삽입하기 위해 매 24개의 심볼들 마다 두개의 심볼들을"펑처링"한다. 임의의 FEC 비트들의 손실은 FEC 디코딩 알고리즘에 의해 정정할 수 있기 때문에, FEC 블럭은 현재의 스캔 각도(120)이상의 개선된 성능을 위해 시험 스캔 각도들(125)을 테스트하는 기회를 제공한다.
N개의 미리결정된 안테나 패턴들을 가지는 적응형 안테나에 대하여, 어레이를 스캐닝하는 방법이 하기에서 설명될 수 있다. 먼저, 현재 스캔 각도(120)의 메트릭이 측정된다. 다음에, 스캔 각도는 다시 지시되고(re-pointed), 제 2 측정치(즉, 시험 스캔 각도(125))가 형성된다. 그 후에 두개의 위치들이 비교되어 더 우수한 것이 선택된다. 비교는 하나의 측정치들의 세트 또는 지향성 안테나(110)를 유지하거나 다시 지시하는 결정이 이루어지기 이전의 M개의 세트들에 기초할 수 있다. 다음에, 선택된 스캔 각도는 다시 측정되어 M개의 전체 스캔 각도들 중 또다른 시험 스캔 각도와 비교된다. 서로다른 측정치들이 연속적으로 형성될수 있으며, 선택적으로 모든 시험 스캔 각도들(125)과 최적의 현재 스캔 각도(120)를 증분 비교한다.
이는 테이블 1에 도시된 것과 같은 3-위치 안테나를 위해 수행된다.
시간 주기 현재 스캔 각도 시험 스캔 각도 다음 스캔 각도
A-변경 전체(omni) 좌측 좌측
B-변경 없음 좌측 우측 좌측
C-변경 없음 좌측 전체 좌측
D-변경 없음 좌측 우측 우측
E-변경 우측 전체 우측
F-변경 없음 우측 좌측 우측
테이블 1
이는 또한 전송할 지향성 안테나를 사용하는 필드 유니트(108)로부터 송신기를 위해 사용된다. 상기 경우에, 기지국 트랜시버(BTS)로부터 순방향 링크를 통한피드백은 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 모드에서 사용시 요구된다. 시간 분할 듀플렉스(TDD) 시스템에 대하여, 피드백은 요구되지 않지만, 사용될 수 있다.
주파수 펑처링(즉, 새로운 지향성 안테나 스캔 각도를 측정하기 위한 정규 전력 제어로부터의 사이클들), 필드 유니트(108)의 속도, 조종 결정을 수행하기 위해 요구되는 샘플들의 최적 갯수, 및 필드 유니트(108)가 현저한 신호 강하를 경험하지 않고 회전하도록 허용되는 초당 각도들간의 관계들을 탐구하는 시뮬레이션 프로그램이 하기에서 논의된다.
도 3은 시간당 3마일을 이동하는 사용자에 대하여 변동하는 신호 강도(305: 상위 그래프의 제이크 모델)의 차트이다. 차트는 2초의 시간을 표시한다.
더 낮은 위치의 수평선들(310a, 310b, 310c, 310d)은 각각 안테나 10개의 안테나 위치들(오른쪽 스케일과 관련) 중 하나를 나타낸다. 지향성 안테나(110)는 상기 예에서 초당 60도의 필드 유니트(108)의 회전을 보상한다.
중간에 위치한 커브(315)는 전력-수정된 신호를 나타낸다. 매 16밀리초 마다(펑처링 스케일), 지향성 안테나(110)가 준최적(sub-optimal) 위치로 회전하며, 따라서, 신호 레벨이 떨어지는 것을 볼 수 있다. 이는 위치가 선택되지 않았기 때문에 데이터 스트림에 영향을 미치지 않는다.
상기 시뮬레이션은 +/- 정규 전력 제어 비트(800Hz에서)를 나타내는 커브(320:바닥 위치에서 검정색)을 도시한다. 상기 커브(320)에서 검정색의 수직 라인들(325)은 준최적 시험 스캔 각도의 선택으로 인한 에러시 수신되는 제어 비트를 나타낸다.
도 4의 스캐너 화면은 시뮬레이션 프로그램의 임의의 파라미터들 및 가능성들을 도시한다.
일례로서, 사용자는 필드 유니트(108)에 대하여 다양한 회전 속도들을 가지는 (SNR-TARGET_SNR)의 누적 분포 함수를 선택할 수 있다. 시뮬레이션을 동작시키기 위한 GUI 윈도우 내의 다른 예시적인 선택가능한 파라미터들 또한 도시된다.
도 5의 커브들은 도 1B의 급격히 변화하는 시그널링 환경에서와 같이 필드 유니트(108)에 대하여 초당 각각 0도(탑 커브), 30도(제 2 커브), 60도(제 3 커브) 및 90도(바닥 커브)들의 회전을 나타낸다. 도 5를 참조로 하여, 만약 필드 유니트(108)가 1% 미만의 시간에 0degs/sec로 회전하면, 수신된 신호 강도는 -3dB이상 강하한다. 비교해보면, 60degs/sec의 회전에 대하여, 1% 미만의 시간에서, 수신된 신호 강도는 -4dB 이상 강하하고, 90degs/sec의 회전에 대하여, 1% 미만의 시간에서, 수신된 신호 강도는 -9dB이상 강하한다.
도 6은 다수-선택 알고리즘 또는 다른 적절한 평균화 알고리즘이 안테나 스캔 선택을 위해 사용될 수 있는 이유를 도시하는 기록이다. 전력 평가시 다수의 에러들로 인해, 안테나 스캔 각도는 급격히 변화하는 환경에 대하여 보상하기 위해 자주 업데이트될 수 있다.
기록에서, 지향성 안테나(110)가 현재의 스캔 각도(120)를 숫자 "3"으로 세팅하는 동안, 시험 스캔 각도들(125)은 신호 강도 비교를 위해 검사된다. 표시된 것과 같이, 하기의 시험 스캔 각도들(125)은 스캔 각도 #3:"3 5 3 2 2 3 2 1"보다 양호한 것으로 발견된다. 상기 결과치들에 기초하여, 스캔 각도 #2는 SNR과 같이주어진 메트릭에 따른 최적 스캔 각도의 8배 중에서 세개가 선택되기 때문에 다음 스캔 각도로서 선택된다. 다음 기록은 유사한 이유들을 위해 스캔 각도 #1로 변경되는 스캔 각도를 발생한다.
리-스캔의 레이트 및 주기는 결정된 링크 안정성 또는 속도에 기초하여 변경될 수 있다. 예를 들면, 적정 속도들에서, 스캔은 모든 다른 FEC 프레임 또는 전력 제어 비트들의 1/32마다 수행될 수 있다. 스캔은 높은 속도 동안 더 높은 레이트로(예를들면, 모든 다른 전력 제어 비트마다) 수행될 수 있다. 차량(115:도 1)의 속력은 USP 출언번호 제 09/772,176호(상기 전체 인용)에 개시된 것과 같이 결정될 수 있다. 상기 예들은 자동 이득 제어(AGC) 변화, 도플러, 및 상관된 파일럿 신호의 레벨 교차 레이트를 포함한다.
이동하는 속력을 측정하기 위한 AGC 신호의 레벨 교차 레이트를 사용할 때, AGC 출력 신호는 가산 백색 가우시안 잡음(AWGN)에 의해 변질될 수 있다. 그러므로, AGC 레벨 교차 레이트는 레일리(Rayleigh) 페이딩 변동을 잘 나타낼 수 없다. AGC 레벨 교차 레이트 대신에, 더 바람직한 방법은 필드 유니트 베이스밴드 복조기(비도시)로부터 인입하는 파일럿 신호 엔벨로프의 레벨 교차 레이트()를 사용하는 것일 수 있다. 파일럿 신호 엔벨로프는 레일리 페이딩 변동을 잘 나타내며 AWGN에 의해 덜 영향받는다.
만약 변동이 AGC 대신 측정된 메트릭이면, 연속하는 순방향 링크 파일럿 신호 변동은 페이딩 변동에 더 비례한다.
또한, 상기 파라미터들은 어떤 방향의 위치도 유리하지 않을 수 있으며 스캐닝이 정지될 수 있다. 상기 경우에, 지향성 안테나(110)는 전방향성으로 조종될 수 있다.
또한, 전력 제어가 느리거나 중간의 속력들 또는 채널 변동들에 유효하면, 순방향 전력 제어 루프가 TX 전력을 현저하게 조절하는데 응답할 수 있는것 보다 빠른 레이트로 지향성 안테나(110)를 스캐닝하는데 사용할 수 있다. 상대적으로 느린 레이트로 스캐닝하는 것은 명령들이 채널보다 스캐닝 프로세스에 응답하는 것과 같이 순방향 전력 제어 루프에서 초과 지터(jitter)를 야기할 수 있다.
본 발명의 원칙들은 순방향 제어 루프에서 영향을 최소화하는 휴지 시간을 가지는 스캐닝의 내용을 포함한다. 예를 들면, 실제 문제로서, 전력 제어 비트(PCB)는 1.25ms의 측정 지속기간에 기초하여 발생된다. PCB는 상기 주기동안 전송되지만, 상당히 짧은 시간 주기(예를 들면, 1 심볼 또는 64칩들) 이상이다. 각각의 PCB는 일반적으로 전력을 1dB만큼 조절한다. 만약 스캔의 휴지 시간이 N*1.25주기 길이(전력 제어 그룹들)이면, 시험 스캔 각도(125)의 측정은 순방향 전력을 현저하게 변경하는 가능성을 갖는다. 만약 시험 스캔 각도(125)가 하나 또는 그이하의 전력 제어 그룹(PCG)으로 제한되면, 나쁜 위치의 영향이 최소화된다. 또한, 만약 리-스캔 시험 스캔 각도(125)가 PCG 주기의 단편이면, 전력 제어 루프의 영향이 최소화된다. PCB는 스스로 PCG의 단편이기 때문에, PCB 시간동안의 스캐닝은 스캐닝 프로세스로부터의 임의의 순방향 전력 제어 영향을 줄인다.
도 8A는 예를 들면, 시그널링 환경에서 급격한 변화들을 검출하기 위해 사용될 수 있는 필드 유니트(108) 또는 기지국(105)내의 무선 모뎀에서 예시적인 수신기 회로(800)의 블럭 다이어그램이다. 필드 유니트(108)의 경우에, 필드 유니트(108)는 지향성 안테나(110)를 포함하며, 지향성 안테나(110)로부터 기지국(105)으로의 시그널링 경로에 걸쳐서 무선 통신 링크를 통해 RF 신호를 수신한다. RF 신호는 전치 증폭기(805)에 의해 수신되며, 상기 경우에는 가변 이득 증폭기(VGA)이다. 전치 증폭기(805)의 출력은 다운컨버터(818), AGC 제어기(810), 및 SNR 검출기(815)로 전송된다.
다운컨버퍼(818)는 위상 고정 루프(PLL) 제어기(820)로부터의 신호를 사용하여 전치 증폭기(805)로부터의 출력을 복조한다. 다운컨버터(818)는 주파수 복조된 신호를 출력하며, 따라서 심볼들을 CDMA 수신기(825)에 제공한다. CDMA 수신기(825)는 추가의 CDMA 프로세싱을 위한 동상 및 직교(I,Q) 신호들을 출력한다.
SNR 검출기(815)는 전치증폭기(805)의 출력의 신호-대-잡음비를 계산한다. SNR 검출기(815)로부터의 출력은 다른 이유들 가운데 필드 유니트(108)의 이동을 검출하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, SNR 검출기(815)로부터의 결과는 SNR 검출기(815)가 AGC(810)로부터의 피드백의 결과로서 정규화되는 전치 증폭기(805)로부터의 출력을 수신하기 때문에 시그널링 환경에서 급격한 변화들을 결정하기 위해 사용될 수 없다.
대신에, 변조 특성에서 급격한 변화를 나타내는 신호(예를 들면, AGC 전압)를 사용하는 것이 바람직할 수 있으며, 상기 경우에 변조는 진폭 변조이다. 그리고, 변조 특성에서의 급격한 변화는 일반적으로 시그널링 경로에서의 급격한 변화와 관련된 방식으로 변화하며, 검출은 정확하며 반복가능하다.
도 8A를 다시 참조하여, 통계적인 프로세싱 유니트(828)는 지연 유니트(830)에 의해 생성된 것과 같이 AGC 전압과 지연된 AGC 전압의 표현간의 차이를 계산하기 위해 차이 계산 유니트(835)를 사용한다. 차이 계산 유니트(835)는 절대값 계산 유니트(840)에 출력을 제공하며, 차이 계산 유니트(835)의 출력을 정류한다. 절대값 계산 유니트(840)로부터의 출력은 그후에 저역통과 필터(LPF:845)에 의해 처리되어 진폭 변동(850)을 생성한다. 통계적인 프로세싱 유니트(828)는 도시되지는 않았지만 상기 변동을 계산하기 위해 당업자에 공지되된 다른 기술들을 사용할 수 있다.
진폭 변동(850)은 임계치 검출기(855)에 의한 임계치에 대하여 비교될 수 있다.
따라서, 진폭 변동(850) 또는 임계치 검출기(805)로부터의 결과는 예를 들면, 리-스캔 레이트가 증가되어야만 하는지 또는 전방향성 모드가 사용되어야만 하는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
통계적인 프로세싱 유니트(828)는 또한 무선 링크를 통해 전송되는 신호의 진폭 변조 특성과 관련된 선택적인 메트릭들을 제공하기 위해 사용된다.
도 8B는 AGC(810:도 8A)로부터의 순간적인 AGC 신호 출력의 도면이다. 도시된 것과 같이, 순간적인 AGC 신호(865)는 필드 유니트(108)와 기지국(105)간의 신호 경로에서의 급격한 변동들에 대하여 표시하지 않는다. 그러나, 시간 Tv이후에, 순간적인 AGC 신호(865)는 필드 유니트(108)와 기지국(105)간에 급격한 변동들이발생하는 것을 도시한다. 따라서, 비 급격 변동 존(880) 및 급격한 변동 존(885)은 순각적인 AGC 신호(865)가 급격한 변동이 발생하는 것을 나타내는 포인트를 도시하도록 나타난다.
설명된 것과 같이, AGC 신호 변동(870)은 순간적인 AGC 신호(865)가 필드 유니트(108)와 기지국(105)간의 시그널링 경로의 급격한 변동들을 나타냄에 따라 증가한다. 이해되어야 하는 것과 같이, AGC 신호 변동(870)은 도 8A의 통계적인 프로세싱 유니트에 의해 계산된 진폭 변동(850)과 상응한다. 설명된 것과 같이, AGC 신호 변동(870)은 시간 Tv에서 임계치(875)를 교차하며, 이는 급격한 변동이 검출되었음을 나타낸다.
임계치는 표준적인 가능성 계산들 또는 경험적인 측정치들을 통해 미리결정되어 여기에 적용된다. 순간적인 AGC 신호(865)와 유사하게, 임계치(875)의 상위 및 하위에서 AGC 신호 변동(870)은 비급격 변동 존(880) 및 급격한 변동 존(885)을 가진다.
도 8A의 시그널링 환경에서 급격한 변동들을 결정하기 위한 회로의 선택적인 실시예들이 미국 특허 출원 제 09/772,176호(상기 전체 인용)에 개시된다.
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 (38)

  1. 지향성 안테나의 적응시 사용하기 위한 측정치들을 생성하기 위한 방법으로서,
    안테나의 스캔 각도가 정보 전달 신호의 미리결정된 부분의 수신동안 현재 스캔 각도로부터 적어도 하나의 시험 스캔 각도로 일시적으로 변화하도록 하는 단계;
    각각의 시험 스캔 각도와 연관된 시험 메트릭을 결정하는 단계; 및
    상기 시험 메트릭들에 기초하여 다음 스캔 각도를 선택하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은 상기 정보 전달 신호의 강하를 최소화하기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은 단일 전력 제어 명령 발생 주기의 지속기간 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은,
    전력 제어 비트(PCB)의 수신;
    낮은 정보 전송;
    FEC 블럭에서 하나 또는 그이상의 순방향 에러 정정(FEC)의 수신;
    트래픽 채널이 할당되지 않는 시간; 또는
    페이로드가 할당되지 않는 시간 중 적어도 하나 동안 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 시험 메트릭들은,
    CDMA 시스템의 순방향 링크의 파일럿 신호;
    제어 채널의 파라미터들;
    할당된 트래픽 채널의 파라미터들; 또는
    임의의 순방향 링크 채널의 파라미터들 중 적어도 하나의 함수인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    안테나의 현재 스캔 각도와 연관된 현재 메트릭을 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 다음 스캔 각도를 선택하는 단계는 상기 현재 메트릭과 시험 메트릭들의 서브세트를 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 시험 스캔 각도들에 대한 다수의 시험 메트릭들을 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 다음 스캔 각도를 선택하는 단계는 상기 다수의 시험 메트릭들을 고려하는 것을 특징으로하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 다수의 시험 메트릭들을 평균 또는 누산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템들에 대한 상기 현재 스캔 각도의 품질을 결정하기 위해 순방향 링크로부터의 정보를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    각각의 시험 스캔 각도에서 신호를 전송하고 기지국으로부터 그에 상응하는 메트릭을 수신하는 단계; 및
    역방향 링크에서 다음 스캔 각도를 선택하기 위해 상기 수신된 메트릭들을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 방법은 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 또는 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 TDD 시스템에서 사용되고, 각각의 시험 스캔 각도에서 신호를 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 시험 메트릭을 결정하는 단계는 기지국으로부터 상기 시험 메트릭을 수신하는 단계를 포함하는 것을특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    수신된 채널 파라미터를 결정하는 단계; 및
    상기 수신된 채널 파라미터를 기초로하여 시험 스캔 파라미터를 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 시험 스캔 파라미터는 스캐닝 레이트 또는 적응 레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는, 파일럿 품질 메트릭, 수신된 신호 강도, SNR, EC/IO, Eb/NO, 신호 전력 변동, 파일럿 위상 변경, 또는 상기 파라미터들 중 임의의 하나 또는 그들의 결합의 통계적인 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는 자동 이득 제어(AGC) 레벨 교차 레이트 또는 변동인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는: 상관된 파일럿 신호의 엔벨로프의 레벨 교차 레이트, 상기 상관된 파일럿 신호의 상기 엔벨로프의 변동, 상기 상관된 파일럿 신호의 상기 엔벨로프의 통계적인 함수, 상기 파일럿 신호의 상기 코드 위상의 슬루율, 상기 파일럿 신호의 위상, 상기 파일럿 신호의 변동, 또는 상기 파일럿 신호의 변경 레이트 중 적어도 하나를 포함하는 파일럿 채널 수신 파라미터들에 기초하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 1항에 있어서,
    방향 선택이 유리하지 않은 시각을 검출하는 단계; 및
    상기 적응형 안테나를 전방향성 모드로 세팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 방법은 필드 유니트, 기지국, 또는 액세스 터미널에서 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 지향성 안테나의 적응시 사용하기 위한 측정치들을 생성하기 위한 장치로서,
    상기 지향성 안테나의 스캔 각도가 정보 전달 신호의 미리결정된 부분의 수신동안 현재 스캔 각도로부터 적어도 하나의 시험 스캔 각도로 일시적으로 변화하도록 하는 스캔 제어기;
    상기 스캔 제어기와 결합되어 각각의 시험 스캔 각도와 연관된 시험 메트릭을 결정하는 프로세서; 및
    상기 프로세서에 결합되어 상기 시험 메트릭들에 기초하여 다음 스캔 각도를 선택하는 선택 유니트를 포함하는 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은 상기 정보 전달 신호의 강하를 최소화하기 위해 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 20항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은 단일 전력 제어 명령 발생 주기의 지속기간 미만인 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 20항에 있어서, 상기 미리결정된 부분은,
    전력 제어 비트(PCB)의 수신;
    낮은 정보 전송;
    FEC 블럭에서 하나 또는 그이상의 순방향 에러 정정(FEC)의 수신;
    트래픽 채널이 할당되지 않는 시간; 또는
    페이로드가 할당되지 않는 시간 중 적어도 하나 동안 존재하는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 20항에 있어서, 상기 메트릭들은,
    CDMA 시스템의 순방향 링크의 파일럿 신호;
    제어 채널의 파라미터들;
    할당된 트래픽 채널의 파라미터들; 또는
    임의의 순방향 링크 채널의 파라미터들 중 적어도 하나의 함수인 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 20항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 지향성 안테나의 현재 스캔 각도와 연관된 현재 메트릭을 결정하고, 상기 선택 유니트는 상기 현재 메트릭과 시험 메트릭들의 서브세트를 비교함으로써 다음 스캔 각도를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 20항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 시험 스캔 각도들에 대한 다수의 시험 메트릭들을 결정하고, 상기 선택 유니트는 상기 다수의 시험 메트릭들을 고려함으로써 다음 스캔 각도를 선택하는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 다수의 시험 메트릭들을 평균 또는 누산하는 계산 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 20항에 있어서, 상기 프로세서는 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템들에 대한 스캔 각도의 품질을 결정하기 위해 상기 선택된 스캔 각도를 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제 20항에 있어서,
    각각의 시험 스캔 각도에서 신호를 전송하고 기지국으로부터 그에 상응하는 메트릭을 수신하는 트랜시버를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 트랜시버에 결합되어 역방향 경로에서 다음 스캔 각도를 선택하기 위해 상기 수신된 메트릭들을 사용하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 20항에 있어서, 상기 장치는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 또는 시분할 듀플렉스(TDD) 시스템에서 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제 20항에 있어서, 상기 장치는 TDD 시스템에서 사용되며, 상기 각각의 시험 스캔 각도에서 상기 프로세서는 기지국에 신호를 전송하고 이에 응답하여 상기 기지국으로부터 상기 시험 메트릭을 수신하는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제 20항에 있어서,
    상기 프로세서는 채널 파라미터를 수신하여 상기 수신된 채널 파라미터에 기초하여 시험 스캔 파라미터를 변경하는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 시험 스캔 파라미터는 스캐닝 레이트 또는 적응 레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  34. 제 32항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는, 파일럿 품질 메트릭, 수신된 신호 강도, SNR, EC/IO, Eb/NO, 신호 전력 변동, 파일럿 위상 변경, 또는 상기 파라미터들 중 임의의 하나 또는 그들의 결합의 통계적인 측정치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  35. 제 32항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는 자동 이득 제어(AGC) 레벨 교차 레이트 또는 변동인 것을 특징으로 하는 장치.
  36. 제 32항에 있어서, 상기 수신된 채널 파라미터는: 상관된 파일럿 신호의 엔벨로프의 레벨 교차 레이트, 상기 상관된 파일럿 신호의 상기 엔벨로프의 변동, 상기 상관된 파일럿 신호의 상기 엔벨로프의 통계적인 함수, 상기 파일럿 신호의 상기 코드 위상의 슬루율, 상기 파일럿 신호의 위상, 상기 파일럿 신호의 변동, 또는 상기 파일럿 신호의 변경 레이트 중 적어도 하나를 포함하는 파일럿 채널 수신 파라미터들에 기초하는 것을 특징으로 하는 장치.
  37. 제 20항에 있어서, 상기 프로세서는,
    (i) 방향 선택이 유리하지 않은 시각을 검출하고; 및
    (ii) 상기 적응형 안테나가 전방향성 모드로 들어가도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 20항에 있어서, 상기 장치는 필드 유니트, 기지국, 또는 액세스 터미널에서 사용되는 것을 특징으로 하는 장치.
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