KR20070032334A - 무선 네트워크에서 통신을 하기 위한 전력 레벨 결정 방법및 시스템 - Google Patents

무선 네트워크에서 통신을 하기 위한 전력 레벨 결정 방법및 시스템 Download PDF

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KR20070032334A
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Abstract

본 발명은 무선망에서의 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법에 관한 것이다. 서비스 영역내의 복수 개의 이동국들과 통신할 수 있는 무선망에서 통신하기 위한 전력 레벨 결정 방법에 있어서, 전력 레벨 지시자를 포함하는 프로브 메시지를 발생하며, 상기 전력 레벨 지시자는 상기 프로브 메시지의 전송 전력 레벨을 나타내고, 상기 프로브 메시지는 기지국에 이동국의 시스템 접속을 요구한다. 상기 프로브 메시지는 상기 소정 전력 레벨로 기지국에 전송된다.
프로브 메시지, 송신 전력 제어, 접속 프로브

Description

무선 네트워크에서 통신을 하기 위한 전력 레벨 결정 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR DETERMINING A POWER LEVEL FOR COMMUNICATION IN A WIRELESS NETWORK}
본 발명은 무선 네트워크에서 통신 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 네트워크에서 통신을 하기 위한 전력 레벨 결정 방법 및 시스템에 관한 것이다.
점차적으로 셀룰러 폰과 무선 네트워크의 이용이 증가하는 추세다. 셀룰러 폰과 같은 이동국에서는 호 발신, 호출 응답, 등록, 데이터 버스트 요구 또는 응답, 주문 요구 또는 응답 등의 서비스를 받기 위해 무선 네트워크에 접속하는 시스템 접속 절차를 수행한다. 기본적으로, 이동국은 트래픽 채널을 사용하고 있지 않는 상태에서 무선 네트워크의 기지국에 메시지를 전송해야 할 경우에 시스템 접속 상태로 들어간다.
무선으로 메시지를 전송하려는 상기 이동국의 시도를 접속 프로브라 한다. 이동국이 엑세스 채널을 통해 전송하는 각 메시지는 하나의 접속 프로브에 삽입된다. 전력 레벨을 증가하면서 전송하는 일련의 접속 프로브들을 접속 프로브 시퀀스이라 한다. 이동국이 엑세스 채널을 통해 메시지를 전송하고 기지국으로부터 응답 신호를 수신하거나 수신 실패하는 전과정을 접속 시도라 정의하고 이 접속 시도는 몇 개의 접속 프로브 시퀀스들로 이루어진다.
전송한 메시지에 대한 제2계층의 수락 응답(acknowledgement)을 일정 시간 내에 수신하거나 최대 개수의 접속 프로브 시퀀스들을 전송해도 수락 응답을 수신하지 못해 타임 아웃이 되면 상기 접속 시도는 종료된다. 수락 응답을 기지국에서 수신하면, 일반적으로 이동국이 요구한 서비스가 제공된다.
그러나, 종래의 무선 네트워크에서는 이동국이 다른 서비스를 후속으로 원할 경우, 기지국이나 이동국이 이전의 접속 시도에서 얻은 정보를 이용하지 못하고 상기 전 과정을 처음부터 시작해야 한다. 또한 기지국이 자신의 서비스 영역에 있는 이동국에게 더 나은 서비스를 제공하는데 도움이 될 상기 접속 시도와 관련된 정보를 이용할 수도 없다.
따라서 보다 더 효율적으로 접속 시도를 용이하게 하고 접속 시도에 따라 기지국에 유용한 정보를 제공하는 개선된 무선네트워크가 필요하다. 특히, 기지국에 전력 레벨을 통지할 수 있을 뿐만 아니라, 기지국에서 서비스 결함(coverage holes)을 결정하고 링크 불균형을 해결하며, 전력제어를 훌륭히 수행하고 호를 보다 신속하게 설정하기 위해 사용될 수 있는 성공적인 접속 프로브를 통해 여러 번 접속 시도를 할 수 있는 이동국을 제공할 수 있는 무선 네트워크가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 무선 네트워크에서 통신을 하기 위해 전력 레벨을 결정하는 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 통신 네트워크에서 호의 설정 시 불필요한 과정을 줄이기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 통신 네트워크에서 서비스 결함을 결정하고 링크 불균형을 해소하기 위한 방법 및 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면, 서비스 영역 내의 복수 개의 이동국들과 통신할 수 있는 무선네트워크에서 통신하기 위한 전력 레벨 결정 방법에 있어서, 전력 레벨 지시자를 포함하는 프로브 메시지를 발생하며, 상기 전력 레벨 지시자는 상기 프로브 메시지의 전송 전력 레벨을 나타내고, 상기 프로브 메시지는 기지국에 이동국의 시스템 접속을 요구한다. 상기 프로브 메시지는 상기 소정 전력 레벨로 기지국에 전송된다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 초기 전력 레벨과 전력 레벨 증가분을 포함하는 접속 파라미터 메시지를 기지국으로부터 수신한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따라, 상기 전력 레벨 지시자는 상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함하고, 상기 접속 파라미터 메시지는 최대 프로브 번호를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 기지국으로부터 상기 프로브 메시지에 대한 응답을 수신하고 상기 소정 전력 레벨로 상기 기지국과 통신한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 프로브 메시지는 자동 재전송 요구 메시지를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 프로브 메시지를 복수 개의 기지국으로 전송한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 전력 레벨 지시자는 상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 프로브 메시지는 서비스 영역 지시자를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따라, 상기 서비스 영역 지시자는 상기 프로브 메시지와 관련된 접속 시퀀스를 나타내는 접속 시퀀스 번호를 포함한다.
도 1은 본 발명에 따라 통신을 위한 전력 레벨을 결정할 수 있는 무선 망의 예시도,
도 2는 본 발명에 따라 이동국과 통신을 하기 위한 전력 레벨을 검출할 수 있는 기지국의 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 기지국에서 통신을 수행하기 위한 전력 레벨 결정 시의 순서도,
도 4는 본 발명에 따라 기지국과 통신을 하기 위해 전력 레벨을 제어할 수 있는 이동국의 예시도,
도 5는 본 발명에 따른 이동국에서 통신을 수행하기 위한 전력 레벨을 결정시의 순서도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도 1 내지 도 5의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성 에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단 된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
발명의 구성을 설명하기 전에 본 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 및 구절을 정의한다. "포함하다(include)"와 "구비하다(comprise)", 그리고 이들의 파생어들은 어떤 제한을 가하지 않는 포괄을 의미한다. "또는(or)"이란 용어는 "그리고/또는"이라는 포괄적 의미로 쓰인다. "각각(each)"은 한정된 항목들의 적어도 하나의 집합 내에 있는 모든 구성요소를 의미한다. "관련(associated with, associated therewith)"이라는 용어와 그 파생어들은 포함(to include), 포함됨(be included within), 상호 연관(interconnect with), 수용(contain), 수용됨(be contained within), 연결(connect to or with, couple to or with), 통신가능(be communicable with), 연동(cooperate with), 인터리빙(interleave), 병치(juxtapose), 근접(be proximate to), 연관(be bound to or with), 소유(have), 특성을 띰(have a property of) 등을 의미한다. "제어기(controller)"는 적어도 하나의 동작을 제어하는 장치, 시스템 혹은 그러한 시스템 일부를 의미하며, 이러한 장치는 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 또는 상기 열거된 적어도 두개의 결합을 통해 구현될 수 있다. 어떤 특정 제어기와 연관된 기능은 국부적으로 이루어지든 원격으로 이루어지든, 중앙 집중식 또는 분산식일 수 있음을 유의해야 한다. 이 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 본 명세서 전반에 걸쳐 나타나는 상기 정의는 대부분의 경우는 아니라 하더라도 상당수의 경우에 있어서 상기 용어 및 구절들의 향후 쓰임뿐만 아니라 종전의 쓰임에 대해서도 적용될 수 있음을 이해해야한다.
도 1은 본 발명에 따라 통신을 위한 전력 레벨을 결정할 수 있는 무선 네트워크의 구성도이다. 상기 무선 네트워크(100)은 복수 개의 셀들(121 내지 123)로 구성되며, 각 셀은 기지국들(101, 102 또는 103)의 통신 영역이다. 상기 기지국들(101 내지 103)은 이를테면 IS-2000 표준(즉, CDMA2000 표준)에 따라 CDMA 채널을 통해 복수 개의 이동국들(111 내지 114)과 통신한다. 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 상기 이동국들(111 내지 114)은 무선 링크를 통해 상기 기지국들(101 내지 103)과 통신 할수 있는 무선 장치가 될 수 있다. 상기 무선 장치로는 종래의 셀룰러 폰, PCS 단말, PDA 단말, 휴대용 컴퓨터, 원격 측정 장치 등이 있다.
본 발명은 이동 기기에만 국한되지 않으며 고정 무선 단말 등을 포함한 다른 종류의 무선 접속 단말에도 적용된다. 설명상 편의를 위해 하기에서는 이동국만을 도시하며 또 설명할 것이다. 그러나 특허 청구 범위 및 하기 본문에 사용되는"이동국"이라는 용어는 진정한 의미의 이동 장치 예를 들면, 셀룰러 폰, 무선 노트북 컴퓨터 뿐만 아니라 고정형 무선 단말 예를 들면, 무선 기능을 가진 기계 모니터도 포함한다.
기지국들(101 내지 103)이 위치한 셀들(121 내지 123)의 대략적인 경계선들이 점선으로 표시되어 있다. 상기 셀들이 대체로 원의 형태로 도시되어 있지만 이는 설명의 편의상 그렇게 도시된 것일 뿐 선택한 셀의 구조와 자연적 장애물, 그리고 인공 장애물에 따라 다른 불규칙한 형태를 취할 수도 있다.
잘 알려진 바와 같이, 각 셀은 복수 개의 섹터로 나누 어지고 각 섹터에는 기지국과 연결된 방향성 안테나가 있다. 도 1에 도시된 실시 예에서는 셀의 중앙에 기지국이 위치하지만 다른 실시예로서 상기 방향성 안테나가 셀의 코너에 위치할 수도 있다. 본 발명에 따른 시스템은 특정 셀 구조에 국한 되지 않는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 각 기지국은 기지국 제어기(BSC) 및 하나 또는 그 이상의 기지국 송수신 서브시스템(BTS)을 구비한다. 기지국 제어기는 기지국 송수신 서브시스템을 비롯하여 무선 통신 네트워크 내의 특정 셀들을 위해 무선 통신 자원을 관리하는 장치다. 기지국 송수신 서브시스템은 각 셀에서 고주파(RF) 송수신기, 안테나, 그리고 다른 전기 장치를 구비한다. 이들 전기 장치에는 공조 유닛, 히터 유닛, 전원 공급 장치, 전화선 인터페이스, RF 전송기 및 RF 수신기가 있다. 본 발명의 동작을 보다 간단하고 명확하게 기술하기 위해 각 셀의 기지국 송수신 서브시스템과 관련 기지국 제어기를 기지국(BS)들(101 내지 103)로 칭한다.
기지국들(101 내지 103)은 상호 음성 신호과 데이터 신호를 전송하고 통신선(131)을 통해 미도시된 공중 전화 네트워크(PSTN)과 이동 교환국(MSC)(140)에 음성 신호와 데이터 신호를 전송한다. 또한 기지국들(101 내지 103)은 상기 통신선(131)을 통해 미도시된 인터넷과 패킷 데이터 서버 노드(PDSN)(150)로 패킷 데이터와 같은 데이터 신호를 전송한다. 패킷 제어 기능부(PCF)(190)는 기지국들(101 내지 103)과 PDSN(150)간의 패킷 데이터 흐름을 제어한다. PCF(190)는 PDSN(150)이나 MSC(140)의 일부, 또는 도 1에 도시된 바와 같이 PDSN(150)과 통신하는 별개의 장치로 구성될 수 있다. 통신선(131)은 음성 및 데이터 회선을 위한 연결을 상호 설정한 MSC(140)과 기지국들(101 내지 103)간의 제어신호 연결 통로를 제공한다.
통신선(131)은 T1, T3, 광섬유 링크, 네트워크 패킷 데이터 백본 연결, 혹은 다른 형대의 데이터 연결과 같은 연결수단이 될 수 있다. 통신선(131)은 BSC 내의 각 보코더와 MSC(140) 내의 스위치들을 연결한다. 통신선(131)의 연결을 통해 펄스 코드 변조(PCM) 포맷, 인터넷 프로토콜(IP) 포맷, 비동기 전송 모드(ATM) 포맷 등으로 아날로그 음성 신호나 디지털 음성 신호를 전송할 수 있다.
MSC(140)은 무선 네트워크와 PSTN 또는 인터넷과 같은 외부 네트워크의 가입자간에 서비스를 제공하고 조정하는 스위칭 장치다. 당업자들에게 MSC(140)은 공지의 기술이다. 본 발명의 실시 예들에서, 통신선(131)은 복수개의 데이터 링크로 구성될 수 있으며 각 데이터 링크는 기지국 각각을 MSC(140)과 연결한다.
상기 예시된 무선 네트워크(100)에서 이동국(111)은 셀(121)에 위치하고 있으며 기지국(101)과 통신한다. 이동국(113)은 셀(122)에 있고 기지국(102)과 통신한다. 이동국(114)은 셀(123)에 있고 기지국(103)과 통신한다. 이동국(112)은 셀(123)의 가장자리와 가까이 위치하여, 인근에 표시된 방향 화살표가 가리키는 바와 같이 셀(123)으로 이동중이다. 어떤 시점에서 이동국(112)는 셀(123)에 진입하여 셀(121)을 벗어나게 되고 그렇게 되면 핸드오프가 일어날 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따르면, 이동국들(111 내지 114) 중 하나 혹은 그 이상의 이동국은 기지국(101 내지 103)으로 접속 프로브와 접속 시퀀스 번호 정보를 전송할 수 있다. 이동국, 예를 들어 이동국(111)이 호 발신, 호출 응답, 등록, 데이터 버스트 요구 또는 응답, 주문 요구 또는 응답 등의 서비스를 받기 위해 무선 네트워크(111)에 접속하려고 시스템 접속 절차를 수행할 때, 이동국(111) 은 기지국(101)으로 접속 프로브를 통해 프로브 메시지를 보낸다. 이동국(111)은 하나 혹은 그 이상의 다른 기지국, 예를 들면, 기지국들(102 및 103)으로 프로브 메시지를 보낼 수도 있다.
상기 프로브 메시지가 소정 시간 내에 수락되지 않하면, 이동국(111)은 상기 접속 프로브와 관련된 전력 레벨을 증가시켜 또 한번 프로브 메시지를 전송한다. 상기 전력 레벨이 최대치에 이르면, 이동국(111)은 초기 전력 레벨에서 프로브 메시지를 전송하여 새로운 접속 시퀀스를 시작한다. 이동국(111)은 실시한 접속 절차들이 최대 개수가 될 때까지 또는 기지국(101)으로부터 수락 응답이 수신될 때 까지 동작을 계속한다.
각 접속 프로브에 대해 상기 프로브 메시지 발생시 이동국(111)은 프로브 메시지 내에 전력 레벨 지시자를 포함하며, 이에 더하여 서비스 영역 지시자도 포함시킬 수 있다. 예를 들면, 이동국(111)은 프로브 메시지에 현 접속 시퀀스에서 현재의 프로브를 식별하는 프로브 번호와 현재의 접속 시퀀스를 식별하는 접속 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 일 실시 예로, 상기 프로브 메시지는 자동 재전송 요구(ARQ) 메시지를 구비할 수 있다.
이동국(111)이 접속 프로브를 전송할 때 사용한 초기 전력 레벨과 이후의 각 프로브의 전송을 위해 증가된 전력 증가분에 따라, 기지국(101)은 상기 프로브 번호를 통해 이동국(111)이 성공적으로 전송한 접속 프로브의 전력 레벨을 알아낼 수 있다. 또한 기지국(101)은 서비스 결함 위치를 파악하고 링크 불균형을 해결하며 호를 보다 신속하게 설정하기 위해 상기 접속 시퀀스 번호를 이용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기지국의 내부 구성을 도시한 블록 구성도이다. 도 1에 대한 설명에서 기술한 바와 같이, 기지국(101)은 BSC(210)과 적어도 하나의 BTS(220)을 구비한다. BSC(210)는 BTS(220)를 비롯하여 셀(121)의 자원을 관리한다. 일 실시 예에 따르면, BTS(220)는 BTS 제어기(225), 적어도 하나의 채널 요소(240)를 구비하는 채널 제어기(235), 송수신기 인터페이스(245), RF 송수신기(250), 안테나 어레이(255), 및 전력 레벨 검출기(260)을 구비한다.
BTS 제어기(115)는 BTS(220)의 전반적인 동작을 제어하는 동작 프로그램을 실행할 수 있는 처리 회로 및 메모리를 구비할 수 있으며, BSC(210)과 통신한다. 정상적인 상태에서 BTS 제어기(225)는 채널 제어기(235)의 동작을 지시한다. 상기 채널 제어기(235)는 채널 요소(240)과 같은 다수 개의 채널 요소들로 구성되며, 각 채널 요소는 순방향 채널과 역방향 채널을 통해 양방향 통신을 할 수 있도록 동작한다. "순방향 채널"이라 함은 기지국(101)으로부터 이동국들(111, 112)로 전송되는 신호를 말하고, "역방향 채널"이라 함은 이동국들(111, 112)에서 기지국(101)으로 전송되는 신호를 말한다. 송수신기 인터페이스(245)는 채널 제어기(240)와 RF 송수신기(250)간의 양방향 채널 신호를 전송한다.
안테나 어레이(255)는 RF 송수신기로부터 수신한 순방향 채널 신호를 기지국(101)의 서비스 영역 내에 있는 이동국으로 전송한다. 또란 상기 안테나 어레이(255)는 기지국(101)의 서비스 영역 내에 있는 이동국으로부터 수신된 역방향 채널 신호를 RF 송수신기(250)로 전송한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 안테나 어레이(255)는 3-섹터 안테나와 같은 멀티-섹터 안테나를 구비한다. 여기서 각 안 테나 섹터는 약 120E 정도의 호에 해당하는 서비스 영역에 대한 송수신을 담당한다. 또한 RF 송수신기(250)는 송수신 동작 중에 안테나 어레이(255)의 서로 다른 안테나들 중에서 안테나를 선택하는 안테나 선택기를 구비할 수 있다.
도시된 실시 예에서, 전력 레벨 검출기(260)는 이동국(111)과 같은 이동국으로부터 수신한 프로브 메시지에서 전력 레벨 지시자와 서비스 영역 지시자를 추출한다. 예를 들어, 전력 레벨 검출기(260)는 상기 프로브 메시지로부터 프로브 번호와 접속 시퀀스 번호를 추출한다. 일 실시 예에서, 상기 프로브 메시지는 ARQ 메시지를 구비할 수 있다.
전력 레벨 검출기(260)는 이동국(111)이 접속 프로브 전송시 사용하는 초기 전력 레벨과 각 후속 접속 프로브 전송시의 전력 증가분을 검출한다. 상기 초기 전력 레벨과 각 전력 증가분은 기지국(101)이 이동국(111)으로 접속 파라미터 메시지(APM)을 통해 제공한다. 상기 접속 파러미터 메시지는 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 그러나 다른 실시 예로 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호는 미리 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 두 번호를 16으로 설정할 수 있다.
상기 초기 전력 레벨과 각 후속 프로브에 사용된 전력 증가분, 그리고 상기 프로브 메시지에서 추출한 프로브 번호에 따라 전력 레벨 검출기(260)는 이동국(111)이 성공적으로 전송한 접속 프로브의 전력 레벨을 알 수 있다. 또한 전력 레벨 검출기(260)는 상기 추출한 접속 시퀀스 번호를 이용해 서비스 결함 지점을 알아내고, 링크 불균형을 해결하며, 호를 보다 신속하게 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명에 따라 기지국에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법을 도시한 제어 흐름도이다. 본 발명의 동작을 보다 간단하고 명확히 설명하기 위해, 하기에서는 무선 네트워크(100)의 기지국(101)에서 이동국(111)으로 서비스를 제공한다고 가정한다. 그러나 하기 설명은 무선 네트워크(100)에 있는 다른 기지국과 이동국에도 동일하게 적용된다.
305단계에서 기지국(101)은 초기에 이동국(111)으로 호출 채널을 통해 접속 파라미터 메시지(이하 "APM"이라 함)를 전송한다. 상기 APM에는 이동국(111)이 서비스를 요구하기 위해 기지국(101)에 접속시 이용하는 정보를 포함한다. 이를 테면, APM에는 이동국(111)이 특정 접속 시퀀스에서 각 후속 프로브에 사용하는 전력 증가분뿐만 아니라 초기 프로브에 사용하는 초기 전력 레벨이 포함될 수 있다. 상기 APM은 또한 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호를 포함할 수 있다.
이후, 기지국(101)은 310단계에서 이동국(111)로부터 프로브 메시지를 포함한 프로브를 수신한다. 다른 실시 예로, 상기 프로브 메시지에는 ARQ 메시지가 포함될 수 있다. 315단계에서 기지국(101)의 전력 레벨 검출기(260)는 프로브 메시지 내의 정보를 바탕으로 이동국(111)에서 전송된 프로브의 전력 레벨을 검출한다. 예를 들면, 상기 전력 레벨 검출기(260)는 상기 프로브로부터 프로브 번호와 접속 시퀀스 번호를 추출할 수 있다. 상기 전력 레벨 검출기(260)는 상기 APM을 통해 이전에 기지국(101)이 이동국(111)로 보낸 초기 전력 레벨과 전력 증가분을 이용하여 상기 수신 프로브의 송신 전력 레벨을 계산할 수 있다. 기지국(101)은 상기 접속 시퀀스 번호를 바탕으로 서비스 영역에 대한 정보를 결정할 수 있다.
이후 320단계에서 기지국(101)은 상기 검출된 전력 레벨로 이동국(111)과의 통신을 시작한다. 기지국(101)은 325단계에서 상기 검출된 전력 레벨에 따라 갱신된 상기 APM을 이동국(111)로 보낼 수 있다. 이를테면, 기지국(101)은 상기 접속 시퀀스에서 보다 이른 시기에 프로브 성공률을 증가시키기 위해 향후 프로브에서 이동국(111)이 사용할 초기 전력 레벨을 상기 검출된 전력 레벨로 설정할 수 있다. 또한 기지국(101)은 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(101)은 새로운 접속 시퀀스가 시작되기 전의 최종 전력 레벨이 동일한 값을 가지도록 최대 프로브 번호를 줄일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동국의 블록 구성을 도시한 도면이다. 이동국(111)은 단지 일 예로써 도시하였다. 따라서 이동국(111)에 대해 도시되고 기술되는 구성은 이동국(112 내지 114)에도 해당된다. 이동국(111)은 안테나(405), RF 송수신기(410), 송신 처리 회로(415), 마이크(420), 수신 처리 회로(425), 그리고 스피커(430)을 구비한다. 이동국(111)은 주 프로세서(440), 입출력 인터페이스(445), 키패드(450), 표시부(455), 레깅 특성(lagging feature: LF) 버튼(도시하지 않음), 그리고 메모리(460)를 구비한다.
RF 송수신기(410)는 안테나(405)로부터 기지국(101)이 전송한 신호를 수신한다. 상기 RF 송수신기(410)는 상기 수신된 RF 신호를 중간대역 신호 또는 기저대역 신호로 주파수 변환한다. 상기 중간대역 신호 또는 기저대역 신호는 수신 처리 회로(425)에 입력되어 필터링, 복호화, 및/또는 디지털 변환 처리된다. 상기 수신 처 리 회로(425)는 상기 과정을 통해 나온 기저대역 신호를 스피커(430) 또는 처리를 더 하기 위해 주 프로세서(440)로 전송한다. 상기와 같이 스피커(430)로 입력되는 경우는 상기 처리된 기저대역 신호에 음성 데이터가 포함되어 있을 경우 등이며, 주 프로세서(440)로 입력되는 경우는 상기 처리된 기저대역 신호가 웹 검색과 관련이 있는 경우 등이다.
송신 처리 회로(415)는 마이크(420)를 통해 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나, 주 프로세서(440)로부터 그외 다른 송신 기저대역 데이터 예를 들면, 웹 데이터, 이 메일, 대화형 비디오 게임 데이터 등을 수신한다. 송신 처리 회로(415)는 상기 송신 기저대역 데이터를 부호화, 다중화 및/또는 디지털 변환하여 기저대역 또는 중간대역 신호를 발생한다. RF 송수신기(410)는 송신 처리 회로(415)로부터 상기 기저대역 또는 중간대역 송신 신호를 받아 안테나(405)를 통해 전송할 수 있도록 RF 신호로 주파수 변환한다.
일 실시 예에 따라, 주 프로세서(440)는 마이크로 프로세서나 마이크로 컨트롤러를 구비할 수 있다. 주 프로세서(440)에 연결된 메모리(460)는 랜덤 접속 메모리(RAM) 및/또는 읽기 전용 메모리(ROM)를 구비할 수 있다. 주 프로세서(440)는 이동국(111)의 전반적인 동작을 제어하기 위해 메모리(460)에 저장된 기본적인 운영 체제 프로그램(465)을 실행한다. 제어 동작시 주 프로세서(440)는 RF 송수신기(410), 수신 처리 회로(425), 송신 처리 회로(415)를 통해 순방향 채널 신호 수신 및 역방향 채널 신호 송신을 제어한다. 주 프로세서(440)는 동작시 필요할 경우 메모리(460)에 데이터를 기록하거나 인출할 수 있다.
메모리(460)는 전력 레벨 제어기(470) 및 프로브 메시지 제어기(475)를 더 구비한다. 비록 분리 도시되어 있지만, 전력 레벨 제어기(470) 및 프로브 메시지 제어기(475)는 단일 장치로 구현될 수 있다.
전력 레벨 제어기(470)는 이동국(111)이 메시지 전송을 위해 사용하는 전력 레벨을 조정한다. 이를 테면, 전력 레벨 제어기(470)는 기지국(101)에서 이전에 수신된 APM에 따라 기지국(101)에 전송할 프로브의 초기 전력 레벨을 결정할 수 있다. 또한 전력 레벨 제어기(470)는 상기 APM을 바탕으로 전력 증가분도 결정할 수 있다. 전력 레벨 제어기(470)는 동일 접속 시퀀스 내의 후속 프로브를 전송할 때 전력 레벨을 상기 전력 증가분만큼 증가한다.
프로브 메시지 제어기(475)는 기지국(101)으로 전력 레벨 지시자와 서비스 영역 지시자를 제공한다. 이동국(111)이 호 발신, 호출 응답, 등록, 데이터 버스트 요구 또는 응답, 주문 요구 또는 응답 등과 같은 서비스를 위해 무선 네트워크(100)에 접속하기 위해 시스템 접속 절차를 실행할 때, 프로브 메시지 제어기(475)는 전력 레벨 지시자로서의 프로브 번호와 서비스 영역 지시자로서의 접속 시퀀스 번호를 포함하는 프로브 메시지를 발생한다. 일 실시 예에서, 상기 프로브 메시지는 ARQ 메시지를 구비할 수 있다. 특정 실시 예에서, ARQ 메시지는 프호브 번호를 설정할 4 비트 필드와 접속 시퀀스 번호를 설정할 4 비트 필드를 포함한다.
이동국(111)은 접속 프로브를 통해 상기 프로브 메시지를 기지국(101)으로 전송한다. 이동국(111)은 기지국들(102 및 103)로 또는 하나의 기지국으로 또는 그 이상의 기지국들로 상기 프로브 메시지를 보낼 수 있다.
이동국(111)인 소정 시간 내에 상기 프로브 메시지에 대한 수락 응답 신호를 수신하지 못하면, 전력 레벨 제어기(470)는 상기 접속 프로브의 전역 레벨을 증가한다. 또한 프로브 메시지 제어기(475)는 갱신된 프로브 번호와 접속 시퀀스 번호를 포함하는 갱신 프로브 메시지를 발생한다. 이동국(111)은 상기 갱신 프로브 메시지를 기지국(101)로 전송할 수 있게 된다.
전력 레벨 제어기(470)는 특정 접속 시퀀스에 대한 전송 프로브의 최대 개수에 따라 상기 전력 레벨이 최대치에 도달하였는지 결정할 수 있다. 상기 전력 레벨이 최대치에 이를 경우, 이동국(111)은 새로운 접속 시퀀스를 시작하게 된다. 일 실시 예에서, 상기 최대 프로브 번호는 APM이나 다른 적절한 통신 방법을 통해 기지국(101)에서 제공될 수 있다. 다른 실시 예에서, 최대 프로브 번호는 미리 설정될 수 있다.
새로운 접속 시퀀스를 시작하기 위해, 전력 레벨 제어기(470)는 상기 전력 레벨을 초기 전력 레벨로 감소하여 프로브 메시지 제어기(475)에서 발생한 해당 프로브 메시지를 전송한다. 이동국(111)은 최대 접속 시퀀스 번호에 도달하거나 기지국(101)로부터 수락 신호를 수신할 때 까지 동작을 계속한다. 최대 프로브 번호와 마찬가지로, 최대 접속 시퀀스 번호도 APM이나 다른 적절한 통신 방법으로 기지국(101)에서 제공한다. 다른 실시 예로, 최대 접속 시퀀스 번호는 미리 설정될 수 있다.
주 프로세서(440)는 입출력 인터페이스(445)에 연결된다. 입출력 인터페이스(445)는 이동국(111)이 노트북 컴퓨터, 휴대용 컴퓨터 등과 같은 다른 기기와 연 결 될 수 있게 한다. 입출력 인터페이스(445)는 이들 기기와 주 프로세서(440)간의 통신로를 제공한다. 주 프로세서(440)는 키패드(450)와 표시부(455)에 연결된다. 이동국(11)의 사용자는 키패드(450)를 이용해 이동국(111)에 데이터를 입력한다. 표시부(455)는 웹 사이트들(websites)로부터 문자 및/또는 그래픽을 표시할 수 있는 액정 표시 판넬(LCD)을 구비할 수 있다. 다른 실시 예로서, 다른 종류의 표시부를 사용해도 무방하다.
도 5는 본 발명에 따라 이동국에서 무선 네트워크와 통신을 위한 전력 레벨의 결정 시 제어 흐름도이다. 설명의 간결성과 명확성을 위해, 하기 예에서는 무선 네트워크(100)의 기지국(101)이 이동국(111)에게 서비스를 제공하는 것으로 가정한다. 그러나 하기 설명은 무선 네트워크(100) 내의 나머지 기지국들과 이동국들에도 동일하게 적용된다.
505단계에서 이동국(111)은 처음으로 기지국(101)로부터 APM을 수신한다. 상기 APM에는 이동국(111)이 서비스를 요구하기 위해 기지국(101)에 접속 시도시 사용할 정보를 포함한다. 예를 들면, 상기 APM은 최초 프로브에 이동국(111)이 사용할 초기 전력 레벨, 특정 접속 시퀀스에서 송신하는 각 후속 프로브에 적용될 전력 증가분을 포함할 수 있다. 상기 APM은 또한 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호를 포함할 수 있다.
이후 510단계에서 이동국(111)은 기지국(101)과 통신하기로 결정하고 상기 APM을 바탕으로 기지국(101)에 프로브를 보낼 준비를 한다. 이동국(111)의 프로브 메시지 제어기(475)는 520단계에서 프로브 번호와 접속 시퀀스 번호를 구비한 최초 프로브 메시지를 발생한다. 일 실시 예로 상기 프로브 메시지에는 ARQ 메시지가 포함된다. 특정 실시 예로, 상기 ARQ 메시지는 프로브 번호를 위한 4 비트 필드와 접속 시퀀스 번호를 위한 4 비트 필드를 포함할 수 있다. 이동국(111)은 525단계에서 상기 프로브 메시지를 기지국(101)으로 최초 프로브를 통해 전송한다.
530단계에서 소정 시간내에 상기 프로브에 대한 응답이 기지국(101)로부터 수신되지 않으면, 이동국(111)의 전력 레벨 제어기(470)는 프로브 번호가 최대치인지 535단계에서 결정한다. 상기 최대 프로브 번호는 미리 설정되거나 기지국(101)이 상기 APM을 통해 제공하거나 그 외 다른 적절한 방법을 통해 결정된다. 특정한 실시 예로, 상기 최대 프로브 번호는 16으로 설정될 수 있다.
535단계에서 아직 최대 프로브 번호에 도달하지 않았으면, 540단계에서 전력 레벨 제어기(470)는 기지국(101)이 APM을 통해 제공한 전력 증가분에 따라 프로브 전송을 위한 전력 레벨을 증가시킨다. 520단계에서 갱신된 프로브 번호로 다른 프로브 메시지를 발생하기 전에, 프로브 메시지 제어기(475)는 545단계에서 프로브 번호도 증가시킨다.
535단계에서 최대 프로브 번호에 도달했으면, 전력 레벨 제어기(470)는 550단계에서 접속 시퀀스 번호가 최대치인지 결정한다. 상기 최대 접속 시퀀스 번호는 미리 설정되거나 기지국(101)이 상기 APM을 통해 제공하거나 그 외 다른 적절한 방법을 통해 결정된다. 특정한 실시 예로, 상기 최대 접속 시퀀스 번호는 16으로 설정될 수 있다.
550단계에서 아직 최대 접속 시퀀스 번호에 도달하지 않았으면, 555단계에서 프로브 메시지 제어기(475)는 515단계에서 다른 접속 시퀀스를 시작하기 전에, 555단계에서 접속 시퀀스 번호를 증가시킨다. 그러나 550단계에서 최대 접속 시퀀스 번호에 도달했으면, 이동국(111)의 접속 시도는 실패한 것이므로 상기 절차를 종료한다.
530단계에서 기지국(101)으로부터 상기 프로브에 대한 응답이 상기 소정 시간 내에 수신되면, 560단계에서 이동국(111)은 상기 성공적인 프로브 전송시 사용한 동일한 전력 레벨로 기지국(101)과 통신을 시작한다. 565단계에서 이동국(111)은 상기 성공적으로 송신한 프로브의 전력 레벨에 따라 기지국(101)으로부터 갱신된 APM을 수신 할 수 있다. 이후 상기 절차는 종료된다. 예를 들어 기지국(101)은 접속 시퀀스에서 보다 이른 시기에 프로브 성공률을 증가시키기 위해 향후 프로브에서 이동국(111)이 사용할 초기 전력 레벨을 상기 검출된 전력 레벨로 설정할 수 있다. 또한 기지국(101)은 최대 프로브 번호 및/또는 최대 접속 시퀀스 번호를 조정할 수 있다. 예를 들어, 기지국(101)은 새로운 접속 시퀀스가 시작되기 전의 최종 전력 레벨이 동일한 값을 가지도록 최대 프로브 번호를 줄일 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 방법을 이용하면, 접속 시도에 필요한 절차를 줄일 수 있으며, 송수신되는 메시지의 전력을 효율적으로 관리함으써, 무선 통신 네트워크에서 서비스 결함을 결정하고 링크 불균형을 해소할 수 있어 통신이 보다 원활해지는 이점이 있다.

Claims (20)

  1. 무선 네트워크의 영역 내에 위치하는 복수 개의 이동국들과 통신할 수 있는 상기 무선 네트워크의 이동국에서 통신을 위한 전력 레벨의 결정 방법에 있어서,
    소정 송신 전력 레벨을 나타내는 전력 레벨 지시자를 포함하며, 기지국으로 시스템 접속을 요구하기 위한 프로브 메시지를 발생하는 단계와,
    상기 프로브 메시지를 상기 소정 전력 레벨로 기지국에 전송하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 초기 전력 레벨과 전력 레벨 증가분을 포함하는 접속 파라미터 메시지를 기지국으로부터 수신하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전력 레벨 지시자는,
    상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함하고, 상기 접속 파라미터 메시지는 최대 프로브 번호를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 상기 프로브 메시지에 대한 응답을 수신하는 단계와,
    상기 소정 전력 레벨로 상기 기지국과 통신하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 프로브 메시지는,
    자동 재전송 요구 메시지를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 메시지를 복수 개의 기지국으로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전력 레벨 지시자는 상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로브 메시지는 서비스 영역 지시자를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 서비스 영역 지시자는,
    상기 프로브 메시지와 관련된 접속 시퀀스를 나타내는 접속 시퀀스 번호를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  10. 무선 네트워크의 영역 내에 위치하는 복수 개의 이동국들과 통신할 수 있는 상기 무선 네트워크에서 상기 무선 네트워크와 통신을 위한 전력 레벨을 결정하기 위한 이동국 장치에 있어서,
    상기 이동국으로부터 송신되는 메시지들의 전력 레벨을 조정하는 전력 레벨 제어기와,
    프로브 메시지를 전송하기 위한 소정의 전송 전력 레벨을 나타내는 전력 레벨 지시자를 포함하며, 기지국으로 상기 이동국의 시스템 접속을 요구하는 프로브 메시지를 발생하는 프로브 메시지 제어기와,
    소정 전력 레벨로 상기 프로브 메시지를 상기 기지국으로 전송하는 송신기를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    접속 파라미터 메시지를 상기 기지국으로부터 수신하는 수신기를 더 포함하고,
    상기 전력 레벨 제어기는 상기 접속 파라미터 메시지에 따라 상기 기지국으로 전송하는 프로브 메시지의 초기 전력 레벨을 결정함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 전력 레벨 제어기는,
    상기 접속 파라미터 메시지에 따라 전력 증가분을 결정함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 전력 레벨 지시자는,
    상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함하고, 상기 접속 파라미터 메시지는 최대 프로브 번호를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  14. 제 10 항에 있어서, 상기 프로브 메시지는,
    자동 재전송 요구 메시지를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 전력 레벨 지시자는,
    상기 프로브 메시지의 프로브 번호를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  16. 제 10 항에 있어서, 상기 프로브 메시지는,
    서비스 영역 지시자를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 서비스 영역 지시자는,
    상기 프로브 메시지와 관련된 접속 시퀀스를 나타내는 접속 시퀀스 번호를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 이동국 장치.
  18. 무선 네트워크의 영역 내에 위치하는 복수 개의 이동국들과 통신할 수 있는 상기 무선 네트워크의 기지국에서 통신을 위한 전력 레벨의 결정 방법에 있어서,
    소정의 프로브 메시지 전송 전력 레벨을 나타내는 전력 레벨 지시자를 포함하며, 시스템 접속을 요구하는 프로브 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 전력 레벨 지시자에 따라 상기 소정 전력 레벨을 검출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    초기 전력 레벨과 전력 레벨 증가분을 포함하는 접속 파라미터 메시지를 발생하는 단계와,
    상기 접속 파라미터 메시지를 상기 이동국으로 전송하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 소정의 전력 레벨에 따라서 상기 초기 전력 레벨을 결정함을 특징으로 하는 무선 네트워크에서 통신을 위한 전력 레벨 결정 방법.
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