KR20060059851A - 빔포밍 안테나를 이용하여 공통 채널 커버리지를 제공하기위한 모바일 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

빔포밍 안테나를 이용하여 공통 채널 커버리지를 제공하기위한 모바일 통신 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

무선 모바일 유닛 통신 개시는 복수의 기지국를 가진 라디오 네트워크에서 마련되며, 각각의 기지국은 개개의 지리적 커버리지에서 무선 통신 서비스를 제공한다. 먼저 무선 모바일 유닛으로부터의 전방향성 사운딩 펄스를 전송함으로써 무선 통신이 수행된다. 검출된 사운딩 펄스에 관한 정보는 사운딩 펄스를 검출하는 각각의 기지국에 의해서 한 인터페이스에 전달된다. 사운딩 펄스를 검출한 한 기지국은 전달된 정보에 기초해서 모바일 유닛 통신을 위해 선택되고 무선 통신을 수행하도록 통신빔을 모바일 유닛으로 지향한다. 이와는 달리 사운딩 펄스를 검출한 하나 이상의 기지국은 통신빔을 모바일 유닛으로 지향하고 모바일 유닛은 무선 통신을 수행할 기지국을 선택할 수 있다. 기지국은 방향성 빔포밍 기능을 포함하는 스마트 안테나를 채용하는 것이 좋다.

Description

빔포밍 안테나를 이용하여 공통 채널 커버리지를 제공하기 위한 모바일 통신 시스템 및 방법{MOBILE COMMUNICATIONS SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING COMMON CHANNEL COVERAGE USING BEAMFORMING ANTENNAS}
본 발명은 모바일 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 빔포밍 안테나 또는 "스마트" 안테나를 채용한 기지국을 이용하여 용량(capacity)을 증대하기 위한 방법과 모바일 유닛 통신을 지원하는 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 종래 기술에서 잘 알려져 있다. 일반적으로, 무선 통신 시스템은 통신 스테이션 사이에서 무선 통신 신호를 송수하는 통신 스테이션(국)을 포함하고 있다. 통상, 모바일 유닛을 포함하는 무선 송수신 유닛(WTRU)이라고 일반적으로 알려진 복수의 가입자 스테이션(국)과 무선 동시 통신을 수행할 수 있는 기지국이 제공된다. 일반적으로, 기지국은 기지국, 노드 B, 사이트 제어기, 엑세스 포인트 혹은 무선 환경의 다른 인터페이스 장치(이들에 만 제한되지는 않음)를 포함하고 있다. WTRU는 유저 장비, 모바일 스테이션, 고정 또는 모바일 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작 가능한 다른 유형의 장치(이들에 만 제한되지는 않음)를 포함한다.
3 세대 파트너쉽 프로젝트(3GPP)이라고 규정되는 범용 이동 통신 시스템 (UMTS)에 있어서, 기지국을 노드 B라 하고, 가입자 스테이션(국)을 유저 장비(UE)라 하며, 노드 B와 UE 사이의 무선 CDMA(Code Division Multiple Access) 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다.
현재의 3GPP 사양에 따른 전형의 UMTS 시스템 아키텍쳐가 도 1a에 도시되고 있다. UMTS 네트워크 아키텍쳐는 현재의 공개적으로 이용 가능한 3GPP 사양의 문서에서 상세히 정의되고 있는 Iu라고 알려진 인터페이스를 통해 UMTS UTRAN(Terrestrial Radio Access Network)과 상호 연결된 코어 네트워크(CN)를 포함하고 있다.
UTRAN은 UE와 Uu 무선 인터페이스를 통해 유저에게 무선기 통신 서비스를 제공하도록 구성되어 있다. UTRAN은 UE와 무선 통신하기 위한 지리적 커버리지를 총괄적으로 제공하는 기지국, 즉 노드 B를 갖고 있다. UTRAN에 있어서, 하나 이상의 노드 B 그룹은 3GPP에서 Iub라고 알려진 인터페이스를 통해 라디오 네트워크 제어기(RNC)에 연결된다. UTRAN은 다른 RNC에 연결된 몇 개 그룹의 노드 B를 가질 수 있다. 도 1a에는 RNC의 일례가 도시되고 있다. UTRAN에 하나 이상의 RNC가 제공되는 경우, RNC간 통신이 Iur 인터페이스를 통해 수행된다.
기존의 시스템에 있어서, 먼저 모바일 유닛이 턴온되거나 복수의 기지국 커버리지 지역을 통과하는 이동하는 경우, 모바일 유닛이 어느 기지국에 대해 무선 통신을 행하기 위해 페어링될지에 관한 판단이 행해져야 한다. 시스템 설계에 따라, 모바일 유닛, 통신 네트워크 또는 기지국은 모바일 유닛과 기지국 사이에서 페어링(pairing)을 결정할 것이다.
한 가지 유형의 구성에 있어서, 모바일 유닛은 공통 신호를 수신하는 모든 기지국으로부터 공통 신호를 모니터링하여 자신을 최상의 서비스 신호 품질(QoS)을 갖는 기지국에 동기시킨다. 이러한 시스템에 있어서, 각각의 기지국에 의해서 방사된 비콘(beacon) 신호는 간섭을 발생하는 경향이 있는 전방향성 고전력 전송 신호이다.
빔포밍 기능이 있는 스마트 안테나가 3GPP 모바일 통신 시스템과 같은 무선 라디오 엑세스 시스템의 커버리지 및/또는 용량을 향상하기 위한 유망한 기술로서 광범위하게 고려되고 있다. 스마트 안테나를 채용하고 있는 무선 라디오 엑세스 시스템의 두드러진 특징은 유저를 공간적으로 분리시킬 수 있다는 것이다. 유저를 향해 지향된 무선 통신 혹은 유저로부터 수신된 무선 통신은 다른 유저로/로부터의 간섭을 최소화하는 방식으로 분리되어 있다. 도 1b는 3 GPP 시스템의 UE에 포커스된 노드 B의 스마트 안테나를 도시하고 있다.
스마트 안테나를 채용하고 있는 UMTS와 같은 무선 라디오 엑세스 시스템은 고도로 포커스된 지향성 안테나를 이용함으로써 이중의 시스템 레벨 이익을 도출한다. 첫째, 생성된 간섭을 저감한 결과 시스템 용량이 향상된다. 둘째, 증가된 링크 버짓(link budget)으로 인해 시스템 커버리지가 향상된다. 스마트 안테나 기술의 이용에 따른 라디오 커버리지의 증가는 무선 통신 시스템에 대해서 특별히 매력적인 특징을 나타낸다. 비포밍을 비롯한 스마트 안테나 기술의 적용은 전용 채널을 통해 정보를 교환하기 위해 일단 모바일 및 라디오 엑세스 포인트 사이의 라디오 링크가 설정된 다음에는 훨씬 간단하다.
전용 라디오 링크 이외에, 무선 라디오 엑세스 시스템에서 통상 공통 채널이 이용된다. 공통 채널은 1) 3GPP 공유 동기화 채널(SCH)과 같은 모바일의 일시적 또는 영구적 주파수 동기화를 가능하게 하는 것과, 2) 3GPP 브로드캐스트 채널(BCH)에서 전원 가동 시 네트워크로의 등록을 위해 필수적인 시스템 정보를 브로드캐스트하는 것과, 3) 3GPP 페이징 인디케이터 채널(PICH), 페이징 채널(PCH), 순방향 엑세스 채널(FACH)에서 아이들 모드(idle-mode) 모바일을 페이징하는 것과 같은 각종 목적을 위해서 설정된다.
통계적 의미에서, 다운링크 공통 채널로 제공되는 지리적 커버리지는 기지국의 커버리지 영역을 정의하며, UMTS에서 기지국의 커버리지 영역을 통상 셀이라 한다. 특히 무선 라디오 엑세스 시스템에 의해서 제공되는 서비스 영역은 공통 채널의 커버리지로부터 결정된다.
스마트 안테나 기술을 이용하는 무선 라디오 엑세스 시스템에 의해서 커버되는 셀 영역의 커다란 증가는 이러한 시스템의 이득을 증대하는 고지향성 안테나를 채용함으로써 가능하게 된다. 지향성 안테나 이득은 안테나의 위치가 그의 피어 안테나에 의해서 추정될 수 있을 때 혹은 그 역으로 추정될 수 있을 때 달성 가능하다. 이러한 환경은 일반적으로 모바일과 무선 엑세스 포인트 사이에서 전용의 라디오 링크가 설정될 때 충족된다.
공통 채널을 송수신하기 위한 스마트 안테나의 이용은 무선 라디오 엑세스 시스템에서 정의되고 있지 않으며 스마트 안테나 기술을 이용함으로써 비롯되는 기존의 3GPP 사양 및 이점은 공통 채널의 송수신용으로 아직 개발되고 있지 않다. 그 이유는 BCH 및 PICH와 같은 공통 채널의 커버리지가 미지 위치의 모바일을 포함하는 모든 모바일에 대해서 보장되어야 하기 때문이다. 보다 상세하게는 라디오 엑세스 네트워크는 몇가지 예를 들자면 모든 모바일이 네트워크와 신뢰할 수 있게 동기되고, 브로드캐스트 정보를 판독하며, 페이지를 모니터링할 수 있어야 한다. 이러한 복잡한 문제로 무선 라디오 엑세스 시스템은 셀 전체 또는 셀 섹터를 커버하는 종래의 전방향성 안테나를 이용하여 공통 채널을 전송하고 있다.
스마트 안테나를 이용하여 전용 채널의 확장된 커버리지를 매칭하기 위해 다운링크 공통 채널의 송신 전력이 증가될 수 있다. 그러나 모든 라디오 엑세스 포인트, 예컨대 기지국에 의한 송신 전력의 증가는 간섭의 증대를 가져온다. 이러한 솔루션은 간섭에 의해서 제한되는 무선 라디오 엑세스 시스템에 있어서 비효율적이다. 양호한 솔루션은 간섭을 최소화하면서 커버리지를 확장하도록 스마트 안테나 기술을 이용하는 것이다.
본 발명은 무선 라디오 엑세스 시스템을 위한 빔포밍을 포함하는 스마트 안테나 기술을 이용한다. 라디오 링크를 위한 스마트 안테나의 기능이 공통 채널에 적용됨으로써 셀 커버리지가 크게 증대된다. 전방향성 사운딩 펄스(an omnidirectional sounding pulse)가 모바일 유닛의 무선 통신 개시와 관련하여 사용된다. 정보를 가진 무선 주파수(RF) 또는 정보를 갖지 않는 무선 주파수 신호인 사운딩 펄스는 종래의 모바일 유닛의 업링크 채널과는 혼동되지 않아야 한다.
일실시예에서 복수의 기지국을 가진 라디오 네트워크가 제공되며, 각각의 기 지국은 다른 기지국의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩하지 않는 개개의 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신 서비스를 제공한다. 기지국에는 한 인터페이스가 접속된다.
먼저 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국의 지리적 커버리지 영역에 위치하고 있는 무선 모바일 유닛으로부터 전방향 사운딩 펄스를 전송함으로써 무선 통신이 수행된다. 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보는 사운딩 펄스를 검출하는 각각의 기지국에 의해서 인터페이스에 전달된다. 사운딩 펄스를 검출한 복수의 기지국 중 하나의 기지국은 전달된 정보에 기초해서 모바일 유닛 통신을 위해 선별된다. 선별된 기지국은 무선 통신을 수행하기 위해 통신 빔을 모바일 유닛으로 지향한다.
비제한적 실시예인 제1 실시예에 있어서, 라디오 네트워크는 UMTS 지상 무선 엑세스 네트워크(UTRAN)이며, 각 기지국은 노드 B이고, 인터페이스는 무선 네트워크 제어기(RNC)이며, 모바일 유닛은 모바일 유저 장비(UE)이다. 이 경우 관련 사운딩 펄스 정보의 전달은 Iub를 경유하여 혹은 또 다른 RNC를 경유하여 결합 Iub/Iur 인터페이스를 통해 노드 B 및 RNC 사이에서 행해진다. 기지국 선택은 노드 B를 선택함으로써 RNC에 의해 수행되는 것이 바람직하며 선택된 노드 B와 UE 사이에서 설정된 통신은 Uu 인터페이스를 경유하여 행해진다.
각 기지국은 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 갖는 것이 좋다. 무선 통신 수행은 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 선택된 기지국의 빔포밍 안테나에 대한 모바일 유닛의 상대 위치를 결정하는 것을 포함한다. 따라서, 통 신빔을 지향하는데 있어서, 선택된 기지국의 안테나는 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 선택된 기지국에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 동작된다.
바람직하게 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달한다. 이 경우 선택된 기지국의 안테나는 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하도록 동작하는데, 선택된 기지국과 무선 통신을 수행하고 있는 다른 모바일 유닛 또한 형성된 통신빔이 복수의 모바일 유닛에 공통 채널 서비스를 공급하도록 형성된 통신빔 내에서 포괄된다.
모바일 유닛이 전방향성 사운딩 펄스의 전송부터 소정 기간 내에서 기지국으로부터 지향된 통신빔을 수신하지 않으면, 통신 개시를 다시 시작하는 것이 좋다. 따라서 모바일 유닛은 기지국과의 통신을 개시하도록 전방향성 사운딩 펄스를 전송하고 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터 통신빔이 설정되지 않았다면 증대된 전력일 수 있는 후속의 사운딩 펄스를 전송하도록 구성된다.
또한, 모바일 유닛은 기지국과의 통신 전력 레벨을 감시하여 모니터된 전력 레벨이 소정 레벨 아래로 떨어지면 통신 개시를 반복하도록 구성되는 것이 좋다. 또한, 모바일 유닛은 기지국과의 통신을 개시하도록 전력이 증대된 일련의 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성 가능하다.
전방향성 사운딩 펄스는 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전송될 수 있다. 이 경우, 기지국에 의해서 검출된 각각의 모바일 유닛으로부터의 각각의 식별 가능한 사운딩 펄스와 관련된 정보는 개개의 선택 인터페이스에 전달된다. 개개의 인터 페이스는 개개의 모바일 유닛의 식별 가능한 사운딩 펄스를 검출한 각 기지국으로부터 개개의 모바일 유닛의 식별 가능한 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 개개의 모바일 유닛 통신을 위해 기지국을 선택한다. 적어도 하나의 기지국이 식별 가능한 사운딩 펄스를 수신하는 개개의 모바일 유닛의 경우, 개개의 선택된 기지국으로부터의 통신빔은 무선 통신을 위해 모바일 유닛으로 지향된다.
형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하는 것이 바람직하다. 어떤 경우에 있어서, 제1 기지국은 제1 모바일 유닛과 통신하기 위해 선택되고 제2 모바일 유닛과도 통신하기 위해 선택된다. 제1 기지국의 안테나는 형성된 빔이 제1 및 제2 모바일 유닛에 공통 채널 서비스를 제공하기 위해 제1 및 제2 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하도록 동작된다. 다른 경우에 있어서, 제1 기지국이 제1 선택 인터페이스에 의해 제1 모바일 유닛과 통신하도록 선택되고, 제2 기지국이 제2 선택 인터페이스에 의해 제2 모바일 유닛과 통신하도록 선택된다.
적어도 하나의 기지국이 사운딩 펄스를 수신하면, 수신 전력 레벨과 모바일 유닛으로의 도달각의 추정을 계산하기 위한 측정이 행해진다. 하나 이상의 기지국으로부터의 이러한 정보를 이용하여 모바일 유닛의 상대 위치를 결정하고 그에 따라 통신빔을 모바일 유닛으로 지향한다.
제2 실시예에 있어서, 모바일 유닛은 무선 통신을 수행할 기지국을 선택한다. 제1 실시예에서와 같이, 전방향성 사운딩 펄스는 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국의 지리적 커버리지 영역에 위치한 모바일 유닛으로부터 전송된다. 통신빔은 사운딩 펄스를 검출하는 기지국에서 모바일 유닛으로 지향된다. 사운딩 펄 스를 검출한 하나의 기지국은 모바일 유닛에 의해서 수신된 통신빔에 기초해서 선택된다. 다음에 선택된 기지국과 모바일 유닛 사이에서 무선 통신이 설정된다.
구현예의 라디오 네트워크는 기지국과 연결된 제어 인터페이스를 가질 수 있다. 이 경우, 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보는 사운딩 펄스를 검출하는 각각의 기지국에 의해서 인터페이스에 전달될 수 있다. 사운딩 펄스를 검출하는 하나 이상의 기지국은 선택된 기지국이 통신빔을 모바일 유닛으로 지향하도록 전달된 정보에 기초해서 선택될 수 있다. 이런 식으로 라디오 엑세스 네트워크는 모바일 유닛에 의해서 행해진 선택을 선별적으로 제한할 수 있다.
모바일 유닛은 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성된 송신기와 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터의 통신빔을 수신하는 수신기를 포함한다. 제2 실시예를 구현하기 위해 모바일 유닛은 모바일 유닛에 의해서 송신된 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터 모바일 유닛에 의해서 수신된 통신빔에 기초해서 무선 통신을 수행하는 기지국을 선택하도록 구성된 프로세서를 포함한다.
각 모바일 유닛에는 GPS가 장착되어 있다. 이 경우 모바일 유닛은 그의 GPS에 의해서 결정된 모바일 유닛의 위치 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것이 좋다. 모바일 유닛은 또한 모바일 유닛 식별 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 이후의 상세한 설명 및 관련 도면으로부터 당업자에게는 자명할 것이다.
도 1a는 현재의 3GPP 사양에 따른 전형의 UMTS 시스템 아키텍쳐를 도시하고 있다.
도 1b는 3GPP 시스템의 UE에 포커스된 노드 B의 스마트 안테나를 도시하고 있다.
도 1c는 스마트 안테나를 채용하는 3GPP 시스템의 기지국인 노드 B의 네트워크에 의해서 커버된 셀을 통과하는 UE를 도시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 선택 절차의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 변형된 기지국 선택 절차의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 재선택 절차의 흐름도이다.
이후 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 하며, 도면에서 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 발명은 시스템의 다운링크 공통 채널의 일부 또는 전체에 적용 가능하다. 설명의 편의상 다운링크 공통 채널의 UMTS 시스템에 적용되는 본 발명에 대해서 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 임의의 무선 시스템에서 적용 가능하다.
본 발명은 모바일 WTRU가 개개의 기지국에 의해서 제공되는 지리적 커버리지의 개개의 영역에 들어가거나 통과할 때 모바일 유닛, 즉 모바일 WTRU의 개선된 기지국 선택 메카니즘을 네트워크 연결된 기지국을 가진 무선 라디오 엑세스 네트워크에 제공한다. 도 1a에 도시한 UE와 같은 모바일 유닛은 일반적으로 송신기, 수신 기 및 통신 신호 프로세서를 포함한다. 네트워크는 선택 가능한 일부 유형의 기지국 인터페이스를 포함하는 것이 좋다. 3GPP 네트워크의 노드 B 인터페이스는 라디오 네트워크 제어기(RNC)이다. 그러나, 대안의 실시예는 모바일 유닛 자체가 선택되는 경우이다.
전체 셀 또는 셀 섹터에 걸쳐서 완전히 일정한 커버리지를 제공하는 대신에, 기지국은 적어도 일부를 선택적으로 지향하나, 바람직하게는 빔포밍을 포함하는 스마트 안테나 기술을 이용하여 개개의 모바일 유닛쪽으로 모든 다운링크 공통 채널을 지향하는 것이 좋다. 도 1b는 가상선으로 도시된 셀을 통과하는 모바일 유닛 UE1의 노드 B에 의한 3GPP 시스템에서의 커버리지를 도시하고 있다. 다운링크 공통 채널 또는 비콘 채널의 기지국에 의한 커버리지는 스마트 안테나를 이용한 전용 채널의 것과 매칭하는 것이 좋다.
상호 배타적인 셀의 패턴은 도 1c에서 가상선으로 도시된 무선 라디오 엑세스 네트워크의 커버리지 영역 전체를 나타내도록 매핑될 수 있다. 그러나 각 기지국에 의해서 서비스될 수 있는 실제 지리적 커버리지 영역은 명목상의 셀 매핑을 초과하여 연장하여 인접 기지국의 실제 지리적 커버리지 영역과 중첩한다. 예컨대 도 1c에는 각각의 기지국 BS1,BS2,BS4 중 적어도 어느 하나에 의해서 서비스될 수 있는 것으로서 모바일 유닛 UE이 묘사되고 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 기지국 선택 절차의 흐름도이다. 제1 단계(202)에서 모바일 유닛은 전방향성 안테나 이용 시 사운딩 펄스를 방사하여 일정 하게 방사된 무선 주파수(RF) 패턴을 발생한다. 사운딩 펄스를 수신하는 각 기지국은 단계(204)에서 지시된 바와 같이 무선 네트워크 제어기(RNC)로 그 정보를 전달한다. 예컨대 도 1c의 모바일 유닛 UE에 의해서 방사된 사운딩 펄스는 기지국 BS2 및 BS4에 의해서 수신될 것이며 기지국 BS1에 의해서도 수신될 수 있으며 가능하게는 기지국 BS6 및 BS7에 의해서도 수신될 수 있다.
수신 기지국은 동일 RNC에 의해서 제어되거나 제어될 수 없다. 하나 이상의 RNC가 포함되는 경우, 관련 노드 B 기지국 중 하나로부터 통신을 수신하는 RNC는 결정 RNC가 되며 도 1a에 도시한 바와 같이 표준 Iur 인터페이스를 통해서 사운딩 펄스를 수신하는 다른 기지국(들)과 연관된 RNC(s)에 의해서 그에 전달된 사운딩 펄스 정보를 수신한다. 기지국이 또 다른 UTRAN에 있는 경우, 결정 RNC로의 통신은 기존의 3GPP 시스템의 코어 네트워크를 통해 행해질 수 있다.
RAN은 사운딩 펄스 수신 기지국 중 하나를 선택하여 단계(206)에서 반영된 바와 같이 선택된 기지국에서 모바일 유닛으로 방향을 결정한다. 선택 판정은 수신된 신호의 세기에 기초한다. 하나 이상의 기지국이 선택된 최소 세기 이상의 사운딩 펄스를 수신하는 경우, 다른 표준의 서비스 품질 QoS 기준은 선택 프로세스에서 비교 가능하다. 또한 네트워크 트래픽 전체는 본 발명의 양수인이 소유하고 있는 미국 특허 출원 제10/305,595호에 개시된 바와 같은 선택 판정에서 고려될 수 있다.
결정 RNC가 선택된 기지국과 직접 관련된 RNC가 아닌 경우, 선택된 기지국의 RNC는 선택된 기지국에서 모바일 유닛으로 방향을 결정하도록 사용 가능하다. 그러나, 네트워크 트래픽 전체가 평가되는 경우, RNC(s)는 코어 네트워크로 모든 데이터를 전달할 수 있고 코어 네트워크를 이용하여 기지국 선택을 지원할 수가 있다. 이러한 대안은 RNC 또는 URTAN에 대한 통신 트래픽이 임의의 규정 최소 레벨에 도달할 때 트리거될 수 있다. 도 1c에 의해서 시사되는 바와 같이 기지국 BS2 및 BS4이 모바일 유닛 UE에 근접할지라도, 기지국 BS1은 QoS 및 전체 네트워크 트래픽 고려사항에 기초해서 선택 가능하다.
단계(208)에서 지시하는 바와 같이, 일단 선택된 다음에, 선택된 기지국은 도 1b에 도시한 바와 같이 모바일 유닛쪽으로 다운링크 공통 채널의 전송을 지향한다. 기지국에는 이를 위해 빔포밍 안테나가 마련되어 있으며, 빔의 방향은 모바일 유닛의 위치 추정에 기초하고 있다. 지향성 안테나, 위상 어레이 안테나 또는 다른 유형의 안테나 시스템이 제공되어 송수신을 위해 기지국 안테나로부터 들어오는 빔이 특정 형태 및 크기의 특정 지리적 영역을 커버할 수 있다. 위치 추정은 여러가지 방법으로 도출 가능하나, 하나 이상의 기지국에 의해서 사운딩 펄스의 수신과 관련된 정보에 기초한다. 하나 이상의 기지국으로부터의 빔 세기 및/또는 수신각의 정량적 측정은 통상의 방식을 이용해서 상대 모바일 유닛의 위치를 계산할 수가 있다. 3GPP 타입의 시스템에 있어서, 이것은 RNC 또는 노드 B 중 어느 하나에서 행해질 수가 있다. 이와는 달리 지리 위치 데이터는 선택된 기지국의 안테나의 공지의 위치와 비교함으로써 정해지는 상대 위치 및 모바일 유닛에 의해서 사운딩 펄스에 부가될 수 있다. 이를 위해 모바일 유닛에는 GPS가 장착될 수 있다.
사운딩 펄스는 모든 방향으로 균등하게 방사하거나 수신하는 안테나인 등방성 안테나를 이용하여 양호하게 전송되는 물리적 신호이다. 사운딩 펄스의 형태는 라디오 엑세스 기술에 기초한다. 예컨대 CDMA 기반 시스템에 있어서, 매우 짧은 지속기간의 버스트 스패닝 다중 칩인 짧은 칩 시퀀스는 사운딩 펄스를 나타낼 수 있다.
사운딩 펄스의 타이밍은 라디오 엑세스 기술에 의존하는 물리적 신호의 실현예와 구현예에 의존한다. 각각의 무선 통신 매체는 상이한 펄스의 타이밍 구조를 필요로 한다. 예컨대 FDD-CDMA 사운딩 펄스는 TDD-CDMA 사운딩 펄스와는 상이할 것이다.
사운딩 펄스 자체를 정의하는 물리적 신호는 Aloha 또는 슬롯형 Aloha 기술로 실현될 수 있다. Aloha형 기술에 있어서, 모바일 유닛은 단순히 그것이 원할 때는 언제나 사운딩 펄스를 전송한다. Aloha형 시스템에는 타이밍 제한이 없다. 모바일 유닛이 기지국으로부터 응답을 받지 못하는 경우 이를 "접속" 실패라고 고려한다. 이 때 백오프 절차(back-off procedure)가 구현된다. 이 절차는 필수적으로 모바일 유닛이 재전송할 때까지의 랜덤한 기간을 대기한 후에 접속을 재시도한다.
슬롯형 Aloha 기술에 있어서, 모바일 유닛은 특정 타임슬롯에서 사운딩 펄스를 전송한다. 이 기술은 어떤 종류의 마스터 타이밍을 필요로 한다. 실패의 경우, 백오프 절차는 모바일 유닛이 재전송할 때까지 랜덤수의 타임슬롯을 대기하는 모바일 유닛에 대응한다.
어떤 상황에 있어서, 다중 모바일 유닛은 동시에 펄스를 방사하여 동일한 RAN의 주위를 얻을 수가 있다. 이러한 상황이 발생하여 노드 B가 두 모바일 유닛으로부터의 신호를 구별할 수 있는 경우, RAN은 노드 B를 선택하여 모바일 유닛으로 공통 채널을 지향한다. 노드 B가 각 모바일 유닛으로부터의 신호를 구별할 수 없으면, RAN은 각 모바일 유닛으로 공통 채널을 지향하도록 적절한 노드 B를 선택할 수가 없다. 이 경우, 각 모바일 유닛에 의해서 전송된 후속 펄스를 대기하는 선택이 바람직하다. 이 모바일 유닛으로부터의 후속 펄스가 충돌하지 않도록 하기위해, 모바일 유닛에 대한 양호한 백오프 절차는 사운딩 펄스를 재전송하기 전에 랜덤한 기간을 대기하는 것을 포함함으로써, 또 다른 충돌을 피한다. 이후 변형례로서 설명되는 바와 같이 후속 펄스의 전력은 증대할 수 있다.
도 2에 도시한 절차의 변형에 대해서 도 3을 참조하여 설명하기로 한다. 일단 모바일 유닛이 단계(302)에서 네트워크 서비스 지역에 들어간 다음에, 단계(304)에서 저전력으로 제1 사운딩 펄스를 방사한다. 그러나 단일 펄스 대신에 모바일 유닛은 펄스열을 방사하고 사운딩 펄스열을 방사하는 동안 점진적으로 전송 전력을 한단계씩 높힌다. 각각의 연속 펄스는 그의 바로 전 펄스 보다 높은 전력으로 전송되는 것이 바람직하다.
단계(308)에서 각각이 적어도 하나의 사운딩 펄스를 검출하는 하나 이상의 기지국은 그의 사운딩 펄스 수신 정보를 RAN에 전달한다. 단계(310)에서 RAN은 하나의 기지국을 선택하고 모바일 유닛의 상대 위치를 계산한다. 단계(312)에서 선택된 기지국은 하나 이상의 다운링크 공통 채널을 스마트 안테나 기술을 이용하여 모 바일 유닛으로 지향한다. 다음에 단계(314)에서 모바일 유닛은 다운링크 채널을 수신한 다음에 선택된 기지국을 통해 또 다른 모바일 유닛과의 통신을 개시한다.
두 실시예에 있어서, 사운딩 펄스 검출 시, 라디오 엑세스 네트워크(RAN)는 스마트 안테나를 이용하여 하나 이상의 다운링크 공통 채널의 선택된 기지국의 전송을 연속해서 지향하도록 사운딩 펄스에서 수행된 측정을 양호하게 사용한다. 예컨대, 사운딩 펄스의 수신 신호 전력 및 단일 기지국에 대한 신호의 도달각을 이용하여 스마트 안테나를 사용하여 방사되어야 하는 공통 채널의 방향과 모바일 유닛의 위치를 결정할 수가 있다. 그러나, RNC는 모바일 유닛의 지리적 위치를 보다 정확히 계산하기 위해 사운딩 펄스의 수신을 전달하는 모든 기지국으로부터 수신된 데이터를 상관 처리할 수 있다.
모바일 유닛은 UTRAN 서비스 지역에 들어갈 때 혹은 전원 가동 시 RAN에게 그의 존재가 알린다. 따라서 기지국은 새로운 모바일 유닛의 출현을 검출하기 위해 정규적으로 혹은 연속적으로 사운딩 펄스에 귀기울여야 한다. 또한 특정 기지국과의 관계를 유지하기 위해 특정 기지국에서 캠프 아웃되는, 즉 활성적으로 통신을 행하고 있지 않은 모바일 유닛은 그 모바일 유닛에 지향된 통신이 즉시 접속 가능하도록 모바일 유닛의 위치를 추적하기 위해 주기적 펄스를 스케쥴링한다.
사운딩 펄스의 전송 및 검출을 용이하게 하기 위해, 업링크 사운딩 펄스의 엑세스 기회에 대한 타이밍 정보를 제공하는 임의의 다운링크 공통 채널은 전방향성 안테나를 이용하여 전송 가능하다. 그러나, 이것은 동기화 채널의 커버리지가 다운링크 용량을 희생하지 않고 보장되는 경우에 만 수행되는 것이 바람직하다.
도 3 실시예의 변형예에 있어서, 사운딩 펄스열은 다음과 같이 전력 상승 절차에 따라 송신된다. 모바일 유닛은 단계(304)에서 저전력 레벨로 초기 사운딩 펄스를 전송한다. 기지국으로부터 응답을 수신하지 않는 일정 기간 후, 모바일 유닛은 송신 전력을 설정하여 그의 사운딩 펄스를 다시 송신한다. 그 절차는 기지국으로부터 충분한 다운링크 통신이 수신될 때까지 반복된다. 즉, 단계(306)는 건너뛰거나 중단되고, 단계(308,310,312)가 수행된다. "스텝 업" 고전력 사운딩 펄스를 전송하기까지의 기간이 고정되거나 모바일 유닛에 의해서 수행된 랜덤 백오프 프로세스로부터 결정된다. 또한, 각 스텝에 대한 전력 증가량 또한 고정되거나 가변될 수 있다.
서비스 지역으로 들어갈 때 사운딩 펄스를 전송하기 위한 대안으로서 혹은 그에 덧붙여, 모바일 유닛은 하나 이상의 선택된 공통 채널이 어떤 임계 레벨 아래로 떨어질 때 사운딩 펄스를 전송하도록 구성 가능하다. 또한, 일반 무선 엑세스 네트워크가 모바일 유닛의 위치를 결정한 다음에는, 네트워크 및 모바일 유닛 사이에서 등록 및 인증 정보가 교환되는 것이 좋다. 네트워크 등록은 현재의 무선 시스템에서와 같은 프로토콜를 이용하여 수행되는 것이 좋다.
본 발명은 공통 채널의 다운링크에서 스마트 안테나를 사용하는 것과 관련이 있으며, 업링크 등록 및 인증 정보는 반드시 스마트 안테나를 이용하여 전송될 필요는 없다. 페이지의 모니터링을 포함하는 추가 아이들 모드 동작 중에, 시스템 및 브로드캐스트 정보의 갱신, 네트워크 동기화 및 다른 절차들이 변위 모바일을 추적하기 위해 사운딩 펄스를 채용하는 메카니즘을 통해 보장된다. 변위된 모바일이란 모바일 유닛과의 통신을 위해 선택된 기지국의 포커스된 안테나의 반그림자 아래에서 이동되는 모바일 유닛이다.
종래의 UMTS 시스템의 불연속 수신에서와 같이, 아이들 모드 상태의 모바일 유닛은 기동하여 페이징 채널과 같은 하나 이상의 공통 채널을 취득하거나 브로드캐스트 채널(BCH)에 관한 시스템 정보를 갱신하여야 한다. 원하는 공통 채널에서 수신된 전력이 충분하지 않으면, 무선 엑세스 네트워크가 기지국의 스마트 안테나를 이용하여 공통 채널의 전송을 재지향할 수 있도록 사운딩 펄스를 전송하도록 모바일 유닛을 구성할 수 있다.
또 다른 응용이 통상의 DRX 사이클을 채용하는 모바일 유닛에 대해서 실현된다. DRX 사이클은 모바일 유닛이 네트워크와의 접속이 끊어지면 모바일 유닛이 복귀하는 모드이다. 모바일 유닛이 네트워크와의 접속이 끊어지면 모바일 유닛은 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 공통 채널을 탐색하기 전에 매 DRX 사이클 마다 사운딩 펄스를 바람직하게 주기적으로 전송할 것이다.
모바일 유닛이 커버리지 영역을 통과할 때 보다 상세하게는 소정 셀의 커버리지 영역을 벗어날 때, 모바일 유닛과의 통신을 용이하게 하기 위해 적절한 기지국을 재선택할 필요가 있다. 이는 3GPP RNC와 같은 기지국의 인터페이스 장치를 이용하여 상술한 프로세스에 따라서 행해질 수가 있다. 이와는 달리 기지국 자체를 선택하거나 재선택 가능하도록 모바일 유닛을 구성할 수 있다.
모바일 유닛의 자체 선택은 무선 통신을 개시하도록 동등하게 적용 가능하며, 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 유닛의 자체 선택 재선택 절차는 도 4와 관련하여 설명된다. 재선택의 경우, 모바일 유닛은 단계(402)에서 모바일 유닛이 사전 선택된 임계치 아래로 떨어지는 지를 판정하기 위해 현재 선택된 기지국에 의해서 전송된 다운링크 공통 채널의 수신 전력을 감시한다. 그 임계치를 통과하는 경우, 모바일 유닛은 단계(404)에서 사운딩 펄스를 전송한다. 사운딩 펄스 수신 시, 단계(406)에서 사운딩 펄스를 수신하는 인접 기지국은 다운링크 공통 채널의 전송을 모바일 유닛으로 지향한다.
도 1c는 기지국 BS1이 그 기지국에 의해서 서비스되는 명목상의 셀을 벗어나 이동한 후 사운딩 펄스를 방사하는 모바일 유닛에 대한 통신을 서비스하도록 사전에 선택되는 경우를 나타낸다. 동 도면은 다운링크 공통 채널, 예컨대 모바일 유닛 UE 향해 비콘 채널을 지향하는 펄스를 수신하는 기지국 BS2 및 BS4를 도시하고 있다. 대안의 실시예에서 모바일 유닛은 단계(408)에서 인접 기지국으로부터의 다운링크 공통 채널의 수신 비교에 기초하여 기지국을 선택한다. 셀 등록 프로세스는 단계(410)에서 네트워크에 대해 모바일 유닛 위치를 적절하게 재지정하도록 새롭게 선택된 기지국을 통해 수행되는 것이 좋다.
라디오 엑세스 네트워크는 기지국 전송을 제어함으로써 어느 셀에서 어느 모바일 유닛이 선택되는 지를 제어할 수 있다. 다중 기지국으로부터의 사운딩 펄스의 수신 시, RNC는 사운딩 펄스에 대한 모든 기지국으로부터의 측정치와 삼각형 기술을 이용하여 모바일 유닛의 위치를 계산할 수 있다. RNC는 모바일 유닛의 위치를 이용하여 오직 하나의 기지국, 즉 모바일 유닛이 선택한 RNC가 선별한 기지국으로 부터의 공통 채널의 전송을 지향한다. 이러한 타입의 제어는 소정 시각에 네트워크 자원을 보다 양호하게 이용하기 위해서는 특정 노드 B의 용량과 전반적인 네트워크 사용을 평가할 때 특히 유용하다.
사운딩 펄스는 정상의 업링크 및 다운링크 통신 주파수를 벗어난 주파수에서 생성됨에 따라 주파수 집중을 경감할 수 있다. 예컨대 현재의 CDMA 전개에 있어서, 모바일 유닛에는 통상 적어도 1.25 MHz 떨어진 채널이 할당됨으로써 기존의 주파수 할당 방법 하에서 약 42 채널을 제공한다. 통상 업링크 전송 주파수는 다운링크 전송 주파수 보다 낮은 45 MHz 이다. 사운딩 펄스는 업링크 또는 다운링크에 근접한 주파수에 할당되나 업링크 또는 다운링크 전송과 동일 주파수에서 할당되지는 않는다.
통상 사운딩 펄스는 특정 정보를 포함하고 있지 않은 단순히 짧은 신호이나, 사운딩 펄스는 모바일 유닛으로부터의 식별 정보를 포함할 수 있다. 이러한 정보에 의해 기지국은 하나 이상의 모바일 유닛으로부터 동시에 수신된 펄스 사이에서 용이하게 결정하고 구분할 수 있다. 이러한 정보는 모바일 유닛이 네트워크에 접속을 원하는 이유를 나타낼 수 있다. 예컨대 모바일 유닛은 간단히 네트워크에 등록하길 원하거나 호 설정을 원할 수가 있다.
다른 변형예 및 대안의 실시예가 본 발명의 범위 내에서 고려될 수 있으며 이는 당업자에게 자명한 것이다.
본 발명은 빔포밍을 포함하는 스마트 안테나 기술을 이용하는 무선 라디오 엑세스 시스템에 적용 가능하며, 라디오 링크를 위한 스마트 안테나의 기능이 공통 채널에 적용됨으로써 셀 커버리지가 크게 증대된다.

Claims (56)

  1. 복수의 기지국과 이 기지국에 접속된 인터페이스를 가진 라디오 네트워크에서 무선 통신을 수행하기 위한 방법으로, 각각의 기지국은 다른 기지국들의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩하지 않는 개개의 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신 서비스를 제공하며, 상기 방법은,
    상기 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국의 지리적 커버리지 영역에 위치한 무선 모바일 유닛으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 단계와,
    상기 사운딩 펄스를 검출하는 각각의 기지국에 의해서 검출된 사운딩 펄스에 관한 정보를 상기 인터페이스로 전달하는 단계와,
    상기 전달된 정보에 기초해서 모바일 유닛 통신을 위해 상기 사운딩 펄스를 검출한 상기 복수의 기지국 중 하나를 선택하는 단계와,
    무선 통신을 수행하기 위해 상기 선택된 기지국에서 상기 모바일 유닛으로 통신빔을 지향하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 라디오 네트워크는 UMTS UTRAN이며, 각각의 기지국은 노드 B이고, 상기 인터페이스는 라디오 네트워크 제어기(RNC)이며, 상기 모바일 유닛은 모바일 유저 장비(UE)이고,
    상기 전달 정보는 Iub 또는 결합 Iub/Iur 인터페이스를 통해 노드 B와 RNC 사이에서 전달되고,
    상기 기지국 선택은 노드 B를 선택함으로써 상기 RNC에 의해서 수행되며,
    상기 선택된 노드 B와 상기 UE 사이에서 설정된 통신은 Uu 인터페이스를 통해 행해지는 것인 무선 통신 수행 방법.
  3. 제2항에 있어서, 각각의 노드 B는 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    상기 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 상기 선택된 노드 B의 빔포밍 안테나에 대한 UE의 상대 위치를 결정함으로써 통신빔의 지향은 상기 UE의 상대 위치를 포괄하는 상기 선택된 노드 B에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 상기 선택된 노드 B의 안테나를 동작하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하고, UE의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하도록 선택된 노드 B 안테나의 동작은 선택된 노드 B와 무선 통신을 수행하고 있는 다른 UE 또한 형성된 통신빔 내에서 포괄되어 형성된 빔이 복수의 UE로의 공통 채널 서비스를 제공하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 기지국은 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    상기 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 상기 선택된 기지국의 빔포밍 안테나에 대한 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 결정함으로써 통신빔의 지향은 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 상기 선택된 기지국에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 선택된 기지국의 안테나를 동작하는 단계를 더 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하고, 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하도록 선택된 기지국의 안테나의 동작은 선택된 기지국과 무선 통신을 수행하고 있는 다른 모바일 유닛 또한 형성된 통신빔 내에서 포괄되어 형성된 빔이 복수의 모바일 유닛으로 공통 채널 서비스를 제공하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 모바일 유닛이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 한 기지국으로부터 지향된 통신빔을 수신하지 않으면 무선 통신 수행 방법을 재시작하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 모바일 유닛에 의해서 수신된 기지국으로부터 지향된 통신빔의 전력 레벨을 감시하고 감시된 전력 레벨이 소정 레벨 아래로 떨어지면 청구항 1의 방법을 반복하는 단계를 더 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    전방향성 사운딩 펄스의 전송은 상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 행해지며,
    상기 정보 전달은 한 기지국에 의해서 검출된 개개의 모바일 유닛으로부터의 각각의 식별 가능한 사운딩 펄스와 관련된 정보를 개개의 모바일 유닛과 함께 기지국을 선택하기 위해 개개의 선택 인터페이스로 전달하는 것을 포함하며,
    상기 기지국 선택은 개개의 모바일 유닛의 식별 가능한 사운딩 펄스를 검출한 각각의 기지국으로부터 개개의 모바일 유닛의 식별 가능한 검출 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 개개의 모바일 유닛 통신을 위해 개개의 선택 인터페이스에 의해서 기지국을 선택하는 것을 포함하고,
    적어도 하나의 기지국이 식별 가능한 사운딩 펄스를 수신한 개개의 모바일 유닛에 대해서, 무선 통신을 수립하기 위해 개개의 선택된 기지국에서 상기 모바일 유닛으로 통신빔을 지향하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 라디오 네트워크는 UMTS UTRAN이며, 각각의 기지국은 노드 B이고, 각각의 인터페이스는 무선 네트워크 제어기(RNC)이며, 각각의 모바일 유닛은 모바일 유저 장비(UE)이고,
    노드 B와 각 선택 RNC 사이의 통신은 Iub 또는 결합 Iub/Iur 인터페이스를 통해 행해지며,
    선택된 각각의 노드 B와 개개의 UE 사이에서 설정된 개개의 통신은 Uu 인터페이스를 통해 행해지는 것인 무선 통신 수행 방법.
  11. 제9항에 있어서, 각각의 기지국은 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    상기 개개의 모바일 유닛의 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 상기 개개의 선택된 기지국의 빔포밍 안테나에 대한 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 결정함으로써 통신빔의 개개의 지향은 상기 개개의 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 상기 개개의 선택된 기지국에 의해서 서비스되는 소정 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 개개의 선택된 기지국의 안테나를 동작하는 것을 더 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하며,
    제1 모바일 유닛과 통신하기 위해 제1 기지국이 선택되고 제2 모바일 유닛과도 통신하기 위해 상기 제1 기지국이 선택되며,
    통신빔을 형성하기 위한 제1 기지국 안테나의 동작은 제1 및 제2 모바일 유닛이 형성된 통신빔과 형성된 빔 내에서 포괄되고 형성된 통신빔이 상기 제1 및 제2 모바일 유닛으로 공통 채널 서비스를 제공하도록 행해지는 것인 무선 통신 수행 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    제1 기지국은 제1 선택 인터페이스에 의해서 제1 모바일 유닛과 통신하기 위해 선택되며,
    제2 기지국은 제2 선택 인터페이스에 의해서 제2 모바일 유닛과 통신하기 위해 선택되는 것인 무선 통신 수행 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 모바일 유닛 각각은 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 기간 내에서 한 기지국으로부터 지향된 통신빔을 수신하지 않으면 무선 통신 수행 방법을 재시작하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 개개의 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 모바일 유닛 식별 정보를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  16. 제9항에 있어서, 상기 모바일 유닛 각각에는 GPS(global positioning system)가 장착되며,
    상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것 은 개개의 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 모바일 유닛 식별 정보를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  17. 제9항에 있어서, 상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에서 기지국으로부터 지향된 빔 통신을 수신하지 않는 모바일 유닛 각각에 의해서 전력이 증대된 후속의 사운딩 펄스를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  18. 제9항에 있어서, 상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 복수의 모바일 유닛 각각으로부터 전력이 증대된 전방향성 사운딩 펄스열을 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  19. 제1항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 식별 정보를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 모바일 유닛에는 GPS가 장착되며, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 모바일 유닛 위치 정보의 전송을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  21. 제1항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 모바일 유닛이 그의 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 기지국으로부터 지향된 빔 통신을 수신하지 않는 경우 상기 모바일 유닛에 의해 전력이 증대된 후속 사운딩 펄스를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  22. 제1항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛으로부터 전력이 증대된 전방향성 사운딩 펄스열을 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 수행 방법.
  23. 모바일 유닛과 무선 통신하는 통신 네트워크로서,
    복수의 기지국-각각의 기지국은 복수의 기지국 중 다른 기지국의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있는 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신을 제공한다-과,
    상기 복수의 기지국에 접속된 적어도 하나의 기지국 인터페이스
    를 포함하며,
    상기 복수의 기지국 각각은 모바일 유닛과 무선 통신을 수행하기 위해 상기 모바일 유닛으로부터 방사된 사운딩 펄스를 검출하도록 구성되고,
    상기 기지국 각각은 한 모바일 유닛으로부터 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보를 선택된 인터페이스로 전달하도록 구성되며,
    각각의 인터페이스는 선택될 때 상기 모바일 유닛으로부터 방사된 사운딩 펄 스를 검출한 각각의 기지국으로부터 전달된 정보에 기초해서 사운딩 펄스를 전송한 모바일 유닛과 무선 통신을 수행하는 기지국을 선택하도록 구성되고,
    각각의 기지국은 무선 통신을 수행하도록 통신빔을 개개의 모바일 유닛으로 선택될 때 지향하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  24. 제23항에 있어서, 상기 라디오 네트워크는 UMTS UTRAN이며, 각 기지국은 Uu 인터페이스를 통해 모바일 유저 장비들(UEs)로 구성된 모바일 유닛과 통신하도록 구성되고, 각 기지국 인터페이스는 또 다른 RNC와 접속하여 Iub 인터페이스 또는 결합 Iub/Iur 인터페이스를 통해 노드 B와 정보를 통신하도록 구성된 라디오 네트워크 제어기(RNC)인 것인 통신 네트워크.
  25. 제24항에 있어서, 각 노드 B는 노드 B가 상기 UE와 통신하도록 선택될 때 UE의 상대 위치를 포괄하는 노드 B에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 위치를 커버하는 통신빔을 지향하도록 구성 가능한 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 구비하는 것인 통신 네트워크.
  26. 제25항에 있어서, 각 노드 B는 형성된 빔에 의해 공통 채널 서비스가 복수의 UE에 제공되도록 복수의 UE의 상대 위치를 포괄하는 공통 채널을 전달하는 통신빔을 형성하게 그의 안테나를 동작하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  27. 제24항에 있어서, 각 기지국은 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    각 인터페이스는 상기 모바일 유닛으로부터 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 상기 모바일 유닛과 통신하도록 선택하는 기지국의 빔포밍 안테나에 대해서 사운딩 펄스를 방사한 모바일 유닛의 상대 위치를 결정하도록 구성되고,
    각 기지국은 한 인터페이스에 의해 선택될 때, 상기 인터페이스에 의해서 결정되는 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 그의 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 그의 안테나를 동작하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  28. 제24항에 있어서, 기지국과의 통신을 개시하기 위해 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성된 모바일 유닛을 더 포함하는 것인 통신 네트워크.
  29. 제28항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 상기 모바일 유닛에 의해서 수신된 기지국으로부터 검출된 통신빔의 전력 레벨을 감시하여 감시한 전력 레벨이 소정 레벨 아래로 떨어지면 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  30. 제28항에 있어서, 각 모바일 유닛은 검출된 통신빔이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 한 기지국으로부터 수신되지 않으면 후속의 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  31. 제28항에 있어서, 각 모바일 유닛에는 GPS가 장착되며, 그의 GPS에 의해서 결정된 모바일 유닛 위치 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  32. 제28항에 있어서, 각 모바일 유닛은 모바일 유닛 식별 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
  33. 제24항에 있어서, 한 기지국과의 통신을 개시하도록 전방향성 사운딩 펄스를 전송하며 한 기지국으로부터 지향된 통신빔이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 수신되지 않으면 전력이 증대된 후속의 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 모바일 유닛을 더 포함하는 것인 통신 네트워크.
  34. 제24항에 있어서, 기지국과의 통신을 개시하도록 전력이 증대된 전방향성 사운딩 펄스열을 전송하도록 구성되는 모바일 유닛을 더 포함하는 것인 통신 네트워크.
  35. 복수의 기지국을 가진 라디오 네트워크에서 무선 통신 서비스를 제공하는 방법으로, 각각의 기지국은 다른 기지국의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩 하지 않는 개개의 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신 서비스를 제공하며, 상기 방법은,
    상기 복수의 기지국 중 적어도 하나의 기지국의 지리적 커버리지 영역에 위치한 무선 모바일 유닛으로부터 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 단계와,
    상기 사운딩 펄스를 검출하는 각각의 기지국으로부터의 통신빔을 상기 모바일 유닛으로 지향하는 단계와,
    상기 모바일 유닛에 의해서 수신된 통신빔에 기초해서 상기 사운딩 펄스를 검출한 하나의 기지국을 선택하는 단계와,
    상기 선택된 기지국과 모바일 유닛 사이에서 무선 통신을 수행하는 단계
    를 포함하는 무선 통신 서비스 제공 방법.
  36. 제35항에 있어서, 상기 라디오 네트워크는 상기 기지국에 접속된 인터페이스를 가지며,
    상기 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보를 상기 사운딩 펄스를 검출하는 각 기지국에 의해 상기 인터페이스로 전달하는 단계와,
    선택된 기지국 만이 통신빔을 상기 모바일 유닛으로 지향하도록 전달된 정보에 기초해서 모바일 유닛 통신을 위해 사운딩 펄스를 검출한 하나 이상의 기지국을 선별하는 단계를 더 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 라디오 네트워크는 UMTS URTAN이며, 각각의 기지국은 노드 B이고, 각각의 인터페이스는 라디오 네트워크 제어기(RNC)이며, 상기 모바일 유닛은 모바일 유저 장비(UE)이고,
    노드 B와 각 선택 RNC 사이의 통신은 Iub 또는 결합 Iub/Iur 인터페이스를 통해 행해지며,
    상기 선택된 노드 B와 상기 UE 사이에서 수행된 통신은 Uu 인터페이스를 통해 행해지는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  38. 제37항에 있어서, 각각의 노드 B는 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    상기 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 사운딩 펄스 검출 노드 B의 빔포밍 안테나에 대한 상기 UE의 상대 위치를 결정하는 단계를 더 포함으로써 통신빔의 지향은 상기 UE의 상대 위치를 포괄하는 상기 개개의 노드 B에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 개개의 노드 B의 안테나를 동작하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  39. 제38항에 있어서, 개개의 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하고, UE의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하기 위한 각 노드 B의 안테나의 동작은 개개의 노드 B와 무선 통신을 수행 중인 다른 UE 또한 상기 형성된 통신빔 내에서 포괄되도록 행해지는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  40. 각각의 기지국은 선택적으로 동작 가능한 빔포밍 안테나를 가지며,
    상기 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보에 기초해서 각각의 사운딩 펄스 수신 기지국의 빔포밍 안테나에 대한 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 결정하는 단계를 더 포함으로써 통신빔의 지향은 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 상기 개개의 기지국에 의해서 서비스되는 커버리지 영역의 선택된 부분을 커버하는 통신빔을 형성하도록 개개의 기지국의 안테나를 동작하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  41. 제40항에 있어서, 개개의 형성된 통신빔은 공통 채널을 전달하며, 상기 모바일 유닛의 상대 위치를 포괄하는 통신빔을 형성하도록 개개의 기지국 안테나의 동작은 개개의 기지국이 무선 통신을 수행 중인 다른 모바일 유닛 또한 상기 형성된 통신빔 내에서 포괄되도록 수행되는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  42. 제35항에 있어서, 상기 모바일 유닛이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 기지국으로부터 지향된 통신빔을 수신하지 않으면 무선 통신 수행 방법을 재시작하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  43. 제35항에 있어서, 기지국과 모바일 사이에서 지향된 통신빔의 전력 레벨을 감시하고 감시 전력 레벨이 소정 레벨 아래로 떨어지면 청구항 34의 방법을 반복하 는 단계를 더 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  44. 제35항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 식별 정보를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  45. 제35항에 있어서, 상기 모바일 유닛에는 GPS가 장착되며, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스와 연관된 모바일 유닛 위치 정보를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  46. 제35항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스는 전송하는 것은 모바일 유닛이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 이내에 기지국으로부터 지향된 통신빔을 수신하지 않으면 상기 모바일 유닛에 의해서 전력이 증대된 후속의 사운딩 펄스를 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  47. 제35항에 있어서, 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 것은 상기 모바일 유닛으로부터의 전력이 증대된 전방향성 사운딩 펄스열을 전송하는 것을 포함하는 것인 무선 통신 서비스 제공 방법.
  48. 복수의 기지국을 가진 라디오 네트워크에서 사용하기 위한 모바일 유닛으로, 각각의 기지국은 다른 기지국들의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있는 개개의 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신 서비스를 제공하며, 상기 모바일 유닛은,
    전방향성 사운딩 펄스를 송신하도록 구성된 송신기와,
    상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국들로부터 통신빔을 수신하는 수신기와,
    상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국들로부터 상기 모바일 유닛에 의해서 수신된 통신빔에 기초해서 무선 통신을 수행하는 한 기지국을 선택하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 모바일 유닛.
  49. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 한 기지국과의 무선 통신 전력 레벨을 감시하여 감시한 전력 레벨이 소정 레벨 아래로 떨어지면 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 모바일 유닛.
  50. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 통신빔이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에서 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터 수신되지 않으면 후속의 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 모바일 유닛.
  51. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛에는 GPS가 장착되며, 그 GPS에 의해서 결정된 모바일 유닛 위치 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 모바일 유닛.
  52. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 모바일 유닛 식별 정보를 포함하는 전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 모바일 유닛.
  53. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 기지국과의 통신을 개시하도록 전방향성 사운딩 펄스를 전송하며 상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터의 통신빔이 전방향성 사운딩 펄스를 전송하는 소정 기간 내에 수신되지 않으면 전력이 증대된 후속의 사운딩 펄스를 전송하도록 구성되는 것인 모바일 유닛.
  54. 제48항에 있어서, 상기 모바일 유닛은 한 기지국과의 통신을 개시하도록 전력이 증대된 전방향성 사운딩 펄스열을 전송하도록 구성되는 것인 모바일 유닛.
  55. 무선 통신을 위한 통신 네트워크로서,
    복수의 기지국-각각의 기지국은 다른 기지국들의 지리적 커버리지 영역과 중첩하거나 중첩하지 않을 수 있는 지리적 커버리지 영역에서 무선 통신 서비스를 제공한다-과,
    복수의 모바일 유닛을 포함하며,
    각각의 기지국은 모바일 유닛과 무선 통신을 수행하기 위해 모바일 유닛으로부터 방사된 사운딩 펄스를 검출하도록 구성되며,
    상기 복수의 모바일 유닛 각각은,
    전방향성 사운딩 펄스를 전송하도록 구성된 송신기와,
    상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국으로부터 통신빔을 수신하는 수신기와,
    상기 모바일 유닛에 의해서 전송된 사운딩 펄스를 검출한 기지국들로부터 상기 모바일 유닛에 의해서 수신된 통신빔에 기초해서 무선 통신을 수행하는 기지국을 선택하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 통신 네트워크.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 기지국에 접속된 적어도 하나의 기지국 인터페이스를 더 포함하며,
    각각의 기지국은 한 기지국으로부터의 검출된 사운딩 펄스와 관련된 정보를 선택된 한 인터페이스로 전달하도록 구성되며,
    각각의 인터페이스는 선택될 때 상기 모바일 유닛에서 방사된 사운딩 펄스를 검출한 각각의 기지국으로부터 전달된 정보에 기초해서 사운딩 펄스를 전송한 한 모바일 유닛으로 통신빔을 지향하게 기지국을 선택하도록 구성되고,
    각각의 기지국은 선택될 때 만 통신빔을 개개의 모바일 유닛으로 지향하도록 구성되는 것인 통신 네트워크.
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