KR20070055635A

KR20070055635A - 무선 통신 시스템의 역방향 링크에서 유지 채널을 유지하는방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20070055635A
Application number: KR1020077010395A
Authority: KR
Inventors: 제임스 에이. 주니어 프록터; 조지 로드니 주니어 넬슨
Original assignee: 아이피알 라이센싱, 인코포레이티드
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2003-01-08
Publication date: 2007-05-30
Also published as: JP5450849B2; BR0306803A; KR101011166B1; US8582552B2; US8605702B2; JP2014096842A; NO20043293L; WO2003058829A2; US20120134341A1; MXPA04006654A; CN100425013C; AU2003210465B2; US20040047328A1; JP5329635B2; JP2015100116A; EP1472808A4; JP5852683B2; EP1472808A2; JP4886168B2; JP2005518113A

Abstract

무선 CDMA 통신 시스템의 역방향 링크에서, 감소된 전력 레벨에서 유휴 모드 접속을 유지하기 위해서 다양한 기술들을 사용하여 필드 유니트와 기지국 트랜시버 사이에서의 유휴 모드 접속을 제공하는 방법이 제공된다. 바람직한 실시예는 가용 슬롯들 또는 오프셋들 사이에서 필드 유니트 유지 전송들을 분할하기 위해서 필드 유니트 식별자를 사용하여 모듈로 함수에 따라 시간 슬롯 또는 프레임 오프셋을 계산한다. 대안적인 실시예는 물리 계층에서 명확한 시그널링 상태 변경들을 탐지한다. 추가적인 실시예는 필드 유니트들 및 BTS 사이에서 조정된 미리결정된 시간 간격동안 유지 데이터를 전송하여, 전력 레벨이 그에 따라 조정되도록 하여준다.

Description

무선 통신 시스템의 역방향 링크에서 유지 채널을 유지하는 방법 및 시스템 {MAINTAINING A MAINTENANCE CHANNEL IN A REVERSE LINK OF A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM}

도1은 본 발명에서 사용되는 무선 통신 시스템의 다이어그램.

도2는 무선 동기 메시지들의 다이어그램.

도3은 시간 슬롯화된 역방향 데이터 채널의 다이어그램.

도4는 사용자들을 슬롯들 내에 분할하는 함수에 대한 다이어그램.

도5는 게이팅된 역방향 데이터 채널의 다이어그램.

도6은 프레임 오프셋 역방향 데이터 채널의 다이어그램.

도7은 유휴 및 활성 전력 레벨들을 보여주는 도면.

도8은 2개의 상이한 레벨들에서 세트 포인트들을 유지하기 위해서 BTS와 필드 사이에서 구현되는 제어 루프를 보여주는 도면.

도9는 슬롯들을 할당하기 위해서 모듈로 함수를 사용하여 유휴 모드 접속을 유지하는 방법에 대한 흐름도.

도10은 전력 레벨을 조정하기 위해서 명백한 상태 변경들을 요청 및 탐지함으로써 유휴 모드 접속을 유지하는 방법에 대한 흐름도.

도11은 조정된 전력 레벨들에서 유지 데이터를 전송하기 위해 미리결정된 간 격들을 사용하여 유휴 모드 접속을 유지하는 방법에 대한 흐름도.

본 발명은 무선 통신 시스템의 역방향 링크에서 유지 채널을 유지하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일 포인트 대 다중 포인트 무선 통신 시스템에서, 다수의 무선 채널들은 원격(이동) 접속 또는 필드 유니트 및 기지국 또는 접속 포인트와 같은 중앙 센터 사이의 접속을 제공한다. 코드분할 멀티플렉싱접속(CDMA) 시스템에서, 다수의 상이한 채널들이 각 신호에 상이한 코드들을 적용함으로써 하나의 무선 주파수 캐리어상에서 전송될 수 있다. 그러나, CDMA 시스템에서 조차도, 채널들로의 접속에 대한 요구가 매우 커서 기지국은 다수의 사용자들 사이에서 채널들을 할당 및 스위칭하여야 한다.

CDMA 타입의 다중 접속 방식들은 이론적으로 무선 스펙트럼의 가장 효율적인 사용을 제공하는 것으로 간주된다. 그러나, CDMA 방식들은 개별 전송들의 전력 레벨들 및 전송 시간들이 주의있게 제어되는 경우에만 잘 동작한다. IS-95B 와 같이 널리 사용되는 CDMA 음성 무선 시스템들은 주어진 필드 유니트로부터 기지국에 도달하는 신호가 다른 필드 유니트로부터 도달하는 신호에 파괴적인 방식으로 간섭하지 않도록 하기 위해서 업링크 상에서 2개의 상이한 타입의 전력 제어를 사용한다. 개방 루프 전력 제어로서 언급되는 제1 처리에서, 적절한 전력 제어 레벨의 대략적 인 추정이 이동 필드 유니트에 의해 스스로 설정된다. 특히, 호가 설정된 후에 이동국이 셀 내에서 이동함에 따라 필드 유니트 및 기지국 사이의 경로 손실은 계속해서 변화된다. 이동국은 수신 전력을 계속해서 모니터링하여 그 송신 전력을 조정한다. 이동국은 기지국으로부터 수신되는 순방향 링크 신호의 전력레벨을 측정하고, 그에 따라 역방향 링크 전력을 설정한다. 따라서, 예를 들어, 수신 전력 레벨이 상대적으로 약하면, 이동국은 자신이 기지국으로부터 상대적으로 멀리 이격되어 있다고 판단하여 그 송신 전력 레벨을 증가시킨다. 반대로, 수신된 신호의 전력 레벨이 높으면, 이동국 자신이 기지국에 인접해 있다고 판단하여 그 송신 전력 레벨을 낮춘다.

그러나, 순방향 및 역방향 링크의 주파수가 상이하기 때문에, 개방 루프 전력 제어는 불충분하고 고속 레일레이 페이딩을 보상하기에는 너무 느리다. 즉, 레일레이 페이딩이 주파수 의존적이기 때문에, 개방 루프 전력 제어만으로는 CDMA 시스템에서 완전하게 레일레이 페이딩을 보상할 수 없다. 따라서, 폐쇄 루프 전력 제어가 전력 동요(fluctuation)를 보상하기 위해서 사용된다. 폐쇄 루프 전력 처리에서, 원격 유니트가 트래픽 채널에 대한 접속을 획득하여 기지국과의 통신을 개시하면, 기지국은 계속해서 역방향 링크 상에서 수신된 전력 레벨을 모니터링한다. 링크 품질이 악화되면, 기지국은 순방향 링크를 통해 이동국이 그 전력 레벨을 증가시키도록 하는 명령을 전송한다. 링크 품질이 역방향 링크 상에서 초과 전력을 나타내면, 기지국은 이동국에게 전력을 감소시킬 것을 명령한다. 이는 기지국이 순방향 링크 트래픽 채널에서 전송되는 특정 인코딩 메시지를 사용하여 이동국에 전력 제어 명령을 전송함으로써 이뤄진다.

음성 트래픽과는 달리, 무선 데이터 서비스 사용자는 스위칭 온 될 수 있지만, 활성적으로 데이터를 송신 및 수신하지는 않는다. 따라서, 무선 데이터 사용자는 "활성" 모드(데이터 송수신을 위해 현재 할당된 무선 데이터 트래픽 채널), "유휴" 모드(동작중이지만, 현재 데이터를 송수신 하지 않음), 또는 "오프"(통신이 이뤄지지 않음) 상태 일 수 있다. 예를 들어, 유휴 사용자는 조금 전에 데이터 트래픽 전송을 송신 또는 수신하였고, 따라서 추가적인 전송을 위해 곧 데이터 트래픽 채널을 요청할 것으로 간주된다. 따라서 유지(maintenance) 메시지는 필요시에 무선 트래픽 채널의 할당을 촉진시키기 위해서 동기된, 하지만 유휴 상태로 사용자를 유지하기 위해서 사용될 수 있다. 사용자가 채널을 요청하는 경우, 유휴 상태는 동기된 유휴 상태에서 유지되지 않았던 사용자에 비해 사용자에게 보다 신속하게 무선 트래픽 채널이 할당될 수 있도록 하여준다. 신속한 상태들의 스위칭하도록 시스템을 구현하는 일 방법과 관련하여 보다 많은 정보를 원하는 경우에는, 본 출원인에게 양도된 미국 특허 번호 6,222,832, 제목 "Fast Acquisition of Traffic Channels for a Highly Variable Data Rate Reverse Link of a CDMA Wireless Communication System" 을 참고하길 바란다.

따라서, 다수의 사용자들이 주기적인 유지 메시지 시퀀스를 통해 유휴 상태로 유지될 수 있다. 유휴 상태에서, 유지 메시지는 일반적으로 시간 트래킹 및 전력 제어를 제공한다. 그러나, 이러한 유지 메시지들은 유휴상태 및 활성상태 동안 유사한 전력 레벨에서 전송된다. 불행히도, 유지 메시지들은 에너지를 전달하기 때문에, 다른 활성 유니트들과의 간섭을 증가시킬 수 있다.

여기서 개시되는 무선 시스템은 다수의 동시 활성 필드(원격 또는 접속) 유니트들에 대해서 동기 및 다른 상태 정보를 유지하기 위해 역방향 링크 유지 채널을 사용한다. 이러한 필드 접속 유니트들은 인터넷과 같은 다른 데이터 네트워크와의 통신을 위해서 무선 링크를 통해 사용자들에 대한 데이터 서비스를 기지국으로 제공한다. 이러한 무선 링크는 기지국에 의해 관리되는 하나 이상의 무선 채널들에 의해 제공된다. 무선 채널들은 데이터 전송 필요성에 따라 다수의 접속 단말들 사이에서 기지국에 의해 동적으로 할당되고 하나의 사용자에게 전용상태로 유지되지는 않는다.

바람직한 실시예에서, 개별적인 유지 채널 접속은 동기 메시지들의 전송을 위해 유지된다. 이러한 유지 채널은 일반적으로 동기를 유지하기 위해서 무-변조, 또는 파일럿 신호들을 전송한다. 이러한 유지 채널은 전용 데이터 트래픽 채널이 아니기 때문에, 복수의 시간 슬롯들, 게이트 주기들 및/또는 프레임 오프셋들을 사용하여 하나의 유지 채널상에서 유지될 수 있다.

동기 메시지들은 일반적으로 각각의 접속 단말들로부터 미리 결정된 간격들에서 전송된다. 바람직한 일 실시예에서, 유효 상태의 경우, 동기 메시지들은 게이팅 레이트에 따라 전송된다. 활성 상태의 경우, 동기 메시지들은 대응하는 데이터 트래픽 전송에 대한 위상 기준을 유지하기 위해서 연속적으로 전송된다. 리턴 전력 제어 메시지들은 전력 제어 타겟에 따라 전력 제어 및 시간 트래킹 정보를 포 함하는 동기 정보에 응답하여 전송된다. 타겟 전력 레벨은 수신된 신호 강도, 수신된 신호 품질, 캐리어 대 간섭비(C/I), 및 신호대 잡음비(SNR)를 포함하는 인자들을 사용하여 기지국에 의해 결정될 수 있다.

보다 구체적으로, 유지 채널은 접속 단말이 활성적으로 데이터를 전송하지 않는 경우에 접속 단말과 기지국과의 동기를 유지하기 위해서 사용된다. 이러한 유지 채널은 동시에 복수의 접속 단말들을 유지할 수 있다. 이러한 동기화는 접속 단말이 데이터 메시지를 송신 또는 수신하고자 할 때마다 역방향 링크 무선 채널을 설정 또는 설정해제시에 요구되는 것 보다 데이터 트래픽 전송이 요구될 때 보다 빠르게 데이터 트래픽 채널이 접속 단말에 할당될 수 있도록 하여준다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 유지 채널은 시간 멀티플렉싱에 의해 복수의 접속 유니트들에 의해 공유된다. 특히, 원격(이동) 또는 소위 필드 또는 가입자 유니트(SU)과 기지국 트랜시버(BTS) 사이에서 유휴 모드 접속을 유지하는 방법은 특정 SU에 대응하는 식별자(예를 들면, MAC_ID)를 결정하는 것을 포함한다. 이러한 식별자는 그 SU에 대하여 고유하고 확정적이다. 모듈로 함수가 식별자에 적용되고 그 결과는 공유된 채널의 사용자들 사이에서 시간 분할 멀티플렉싱(TDM)된 특성을 보장하기 위해서 어떠한 시간 주기에서 게이트 온되고 어떤 시간 주기들에서 게이트 오프(슬롯)되는지에 대한 프레임 오프셋 또는 한정을 계산하는데 사용된다. 따라서, 이러한 식별자는 다수의 사용자들 사이에서 가용 프리 타임 슬롯들(또는 프레임 오프셋들)의 최적 분할를 보장하기 위해서 해쉬 연산에서 효과적으로 사용된다.

따라서, 본 발명은 간섭을 감소시키기 위해서 통신 시스템의 역방향 링크에서 잠재적으로 사용자들에게 특정 TDM 슬롯들, 및/또는 프레임 오프셋들을 할당하는 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 필드 유니트와 기지국 트랜시버(BTS) 사이에서 유휴 모드 접속을 유지하는 일 방법은 활성, 유휴(예를 들어 제어 홀드 게이트 및 제어 홀드 비-게이트), 및 오프(휴면)를 포함하는 복수의 상태들 사이에서 역방향 링크 상태 변경의 필요성을 결정하는 것을 포함한다. 상태 변경 요청에 대한 표시는 물리 계층에서 전송된다. 물리 계층 표시가 탐지되고, 비-페이로드 또는 시그널링 베어링(bearing) 상태로부터 페이로드 또는 시그널링 베어링 상태로 상태를 변경할 때, BTS에서의 전력 제어 타겟은 변경된다.

이러한 방식으로 전력 제어 타겟들 및 레벨들을 변경함으로써, 간섭은 감소되는데, 이는 보다 적은 수의 필드 유니트들 전송 파일럿 또는 다른 유지 오버헤드 정보가 동시에 전송되기 때문일 뿐만 아니라, 정보가 보다 낮은 전송 레벨에서 전송되기 때문이다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 무선 CDMA 통신 시스템의 역방향 링크는 필드 유니트와 BTS 사이에서의 유휴 모드 접속을 유지하는 방법을 사용한다. 이러한 방법은 유지 데이터의 전송을 표시하는 미리결정된 간격을 결정하는 것을 포함한다. 보다 구체적으로, BTS 및 필드 유니트는 미리결정된 간격이 공유되고 양쪽에 알려지도록 유지 메시지 또는 다른 수단을 통해 조정된다. 전송 전력 레벨은 미리결정된 간격에 따라 정기적인 주기로 조정되고, 유지 메시지는 조정된 전력 레 벨에서 BTS로 전송된다. 이러한 메시지는 BTS에서 수신되고 신호 품질 레벨을 표시하는 기준 전력 제어 타겟이 조정된 전력 레벨에 응답하여 BTS에서 조정된다. 그리고 나서 연속적인 교환들이 각각의 뒤이은 주기적 간격에서 일어난다. 이는 어떠한 데이터도 전송되지 않는 경우에 유지 채널에 대해 보다 낮은 송신 전력을 유지하면서, BTS에서 유지 데이터의 보다 신뢰성 있는 수신을 제공한다.

상술한 본 발명의 목적, 특징, 및 장점들은 하기 도면을 참고로 하여 실시예를 통해 상술될 것이다.

이어서 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 특정 측면에 따라 다중 할당된 통신 채널을 통해 데이터 정보의 전송을 지원하는 무선 통신 시스템을 도시하는 블록 다이어그램이다. 많은 무선 통신 시스템에서와 같이, 사용자들은 무선 대역폭 할당을 위한 경쟁한다. 따라서, 무선 통신(10)은 데이터 스루풋, 특정 응용에서는, 데이터 스루풋의 고속 버스트를 위해 최적화되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특정 측면은 무선 채널을 통해 전송하는 필드 유니트의 전력 출력이 동일한 일반적인 무선 공간(airspace)을 사용하는 다른 필드 유니트들과 최소로 간섭되도록 제어될 수 있다. 특히, 전송 필드 유니트의 전력 출력 레벨은 동일한 기지국과 통신을 시도하는 다른 필드 유니트들과 간섭되지 않도록 가능한 한 낮게 설정된다.

도시된 바와 같이, 통신 시스템(10)은 개인용 컴퓨터(PC) 디바이스(12 1), 또는 다른 타입의 가입자 구내 장비(customer premises equipment, CPE)(32), 휴대용 PC(12-2), 휴대용 데이터 인에이블링된 무선전화기(12-H), 개인 휴대 단말기(PDA, 12-M)과 같이 데이터 통신할 수 있는 다수의 디바이스들, 및 페이저, 자동차 텔레매틱(telematic) 디바이스와 도시되지 않은 기타 디바이스와 같은 다른 디바이스를 포함한다(본 명세서에서 집합적으로 PC로 언급함). PC 디바이스들(12 2, ...12 h,...12 m) 각각은 적어도 하나의 상응하는 필드 유니트 또는 액세스 단말들(24 1, 24 2, ...24 h, ...24 h, ...24 m), 및 연관된 지향성 안테나 디바이스들(16 1, 16 2, ...16 h, ...16 m)에 연결되는 것이 유의되어야 한다. 용어 "필드 유니트"은 여기서 기본적으로 사용되고 있지만, "가입자 유니트", "액세스 유니트", "이동 디바이스" 등과 같은 다른 용어가 다른 저자에 의해 동일한 장비를 언급하기 위해 사용될 수 있다고 이해되어야 한다.

중앙에 위치된 장비는 기지국 안테나(18), 및 무선 트랜시버 및 고속 제어와 처리 능력을 포함하는 상응하는 기지국(또한 여기서 기지국 트랜시버(Base Transceiver Station, BTS)로 언급됨)을 포함한다.

기지국(20)과 연관된 인프라구조는 네트워크 게이트웨이(22), 인터넷과 같은 네트워크(33), 및 네트워크 파일 서버(30)와 전후로 접속을 제공한다. 통신 시스템(10)은 바람직하게는 PC 디바이스들(12)이 순방향 링크들(40) 및 역방향 링크들(50)을 통해 실행된 양방향성 무선 접속을 포함하는 논리 접속에 기초하여 네트워크 서버(3)에 데이터를 전송하고 상기 서버로부터 데이터를 수신할 수 있도록 다중 포인트 무선 통신 시스템에 대한 요구 액세스 포인트이다. 즉, 도시된 바와 같 이 다중 포인트 다중 액세스 무선 통신 시스템(10)에 대한 포인트에서, 미리결정된 기지국(2)은 통상적으로 셀룰러 전화 통신 네트워크와 유사한 방식으로 다수의 상이한 필드 유니트들(24)과의 통신을 지원한다. 따라서, 시스템(10)은 디지털 정보가 다중 이동 셀룰러 사용자들과 인터넷과 같은 배선에 의한(hardwired) 네트워크(33) 사이의 요구에 대해 릴레이되는 경우에 CDMA 무선 통신 시스템에 대해 프레임워크(framework)를 제공할 수 있다.

하나 또는 다중 PC 디바이스들(12)은 각각 케이블(13)을 통한 이더넷 타입 접속과 같은 적당한 배선에 의한 접속을 통해 각각의 필드 유니트(24)에 접속된다.

각각의 필드 유니트(24)은 무선 통신 시스템을 사용하는 네트워크 파일 서버(30)에 대해 상기 유니트와 연관된 PC 디바이스(12) 액세스를 허용한다. 역방향 링크(50) 방향에서, 즉, PC(12)로부터 서버(30) 방향으로 전송된 데이터 트래픽에 대해, PC 디바이스(12)는 예를 들어 인터넷 프로토콜(IP) 레벨 네트워크 패킷에 기초하여 필드 유니트(24)에 정보를 전송한다. 그 후에 필드 유니트(24)은 무선 프레이밍(framing), 즉 이더넷 프레이밍을 적당한 무선 접속 프레이밍으로 캡슐화하여 데이터 패킷이 통신 시스템(10)의 무선 링크를 통해 전송될 수 있도록 한다. 선택된 무선 프로토콜에 기초하여, 적절히 형성된 무선 데이터 패킷은 그 후에 필드 유니트 안테나(16)를 통해 기지국 안테나(18)까지 역방향 링크(50)를 포함하는 무선 채널 중 하나를 통해 이동된다. 중앙 기지국 위치에서, 기지국(20)은 그 후에 무선 링크 프레이밍된(framed) 데이터 패킷을 추출하고, 상기 패킷을 IP 형태로 재형성한다. 그 후에 패킷은 게이트웨이(22)와 임의의 개수 또는 타입의 네트워 크(33)를 통해 네트워크 파일 서버(30)와 같은 최종 목적지까지 루팅된다.

하나의 응용에서, PC 디바이스(12)에 의해 생성된 정보는 TCP/IP 프로토콜에 기초한다. 결과적으로, PC 디바이스(12)는 인터넷에서 이용가능한 웹 페이지와 같은 디지털 정보로의 액세스를 갖는다. 다른 타입의 디지털 정보도 본 발명의 원리에 기초한 통신시스템(10)의 채널을 통해 전송될 수 있다고 유의되어야 한다. 다른 타입의 디지털 정보의 예는 비디오와 오디오 스트림 등과 같은 범용 데이터그램 프로토콜(Universal Datagram Protocol, UDP)을 사용하여 전송된 데이터일 수 있다.

데이터 정보는 또한 순방향 링크(40) 상에서 네크워크 파일 서버(30)로부터 PC(12)로 전송될 수 있다. 이러한 경우에, 파일 서버(30)에서 유래한 IP(인터넷 프로토콜와 같은 네트워크 데이터는 결과적으로 기지국(20)에 도달하기 위해서 게이트웨이(22)를 통해 네트워크(33) 상에서 이동된다. 역방향 링크 데이터 전송에 대해 이미 설명한 바와 같이, 그 후에 적당한 무선 프로토콜 프레이밍이 무선 순방향 링크(40)를 통한 패킷의 통신을 위해 IP 패킷과 같은 원시 데이터에 부가된다. 그 후에 새롭게 프레이밍된 패킷은 기지국 안테나(18)와 필드 유니트 안테나(16)를 통해 의도된 타겟 필드 유니트(24)까지 이동된다. 적당한 타겟 필드 유니트(24)은 무선 패킷 프로토콜 계층를 디코딩하고, IP 계층 프로세싱과 같은 추가적인 프로세싱을 수행하는 의도된 PC 디바이스(12)로 상기 패킷 또는 데이터 패킷을 포워드시킨다. 따라서 미리결정된 PC 디바이스(12) 및 파일 서버(30)는 IP 레벨에서 논리적 접속의 엔드 포인트로서 보여질 수 있다. 기지국 프로세서(20)와 상응하는 필 드 유니트(24) 사이에 일단 접속이 구축되면, PC 디바이스(12)에 있는 사용자는 그 후에 필요한 기준에 따라 파일 서버(30)에 데이터를 전송하고 그로부터 데이터를 수신할 수 있다.

역방향 링크(50)는 액세스 채널(51) , 다중 트래픽 채널(52 1, ...52 m) 및 유지 채널(53)과 같은 상이한 타입의 논리 및/또는 물리적 무선 채널을 포함한다. 역방향 링크 액세스 채널(51)은 통상적으로 기지국(20)에 대한 접속 및 기지국(20)에 의한 트래픽 채널의 할당을 요구하기 위한 필드 유니트(24)에 의해 사용된다. 예를 들어, 트래픽 채널(52)은 필요한 기준에 따라 사용자에 할당될 수 있다. 그 후에 역방향 링크(50)에서 할당된 트래픽 채널(52)은 필드 유니트(24)으로부터 기지국(20)으로 페이로드 데이터를 전달한다.

알기 쉽게, 기지국(20)과 필드 유니트(24) 사이의 미리결정된 링크는 제 시간의 주어진 순간에 상기 링크에 할당된 하나 이상의의 트래픽 채널(52)을 가질 수 있다. 이는 더 높은 레이트로 정보를 전달할 수 있게 한다.

유지 채널(53)은 역방향 링크(50)와 순방향 링크(40) 모두를 통한 디지털 정보의 전송을 추가로 지원하기 위해서 동기화, 전력 제어, 채널 품질 보고 및 채널 요구와 같은 정보를 전달하도록 사용될 수 있다.

순방향 링크(40)는 페이징 채널(41)을 사용할 수 있는데, 이는 순방향 링크 데이터 전송을 위해 할당된 하나 이상의 순방향 링크 트래픽 채널(42)을 시그널링하는 것과 같은 일반적인 정보를 필드 유니트(24)에 알리기 위해 기지국(20)에 의해 사용된다. 순방향 링크(40) 상의 트래픽 채널(42 1,... 42 n)은 기지국(20)으 로부터 상응하는 타겟 필드유니트(24)까지 페이로드 정보를 전달하기 위해 사용된다.

유지 채널(43)은 기지국 프로세서(20)로부터 필드 유니트(24)까지 순방향 링크(40) 상에 동기화 및 전력 제어 정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 부가적으로, 페이징 채널(41)은 역방향 링크(50) 방향에서 할당된 트래픽 채널(52)을 필드 유니트(24)에 보고하기 위해 사용될 수 있다.

순방향 링크(40)의 트래픽 채널(42)은 시분할 멀티플렉싱 방법에 기초하여 다중 필드 유니트(24) 사이에서 공유될 수 있다. 특히, 순방향 링크 트래픽 채널(42)은 선택적으로 기지국(20)으로부터 다중 필드 유니트(24)까지 데이터 패킷의 전송을 위해 주기적으로 시간 슬롯을 반복하는 미리 결정된 수로 분할된다. 미리결정된 필드 유니트(24)은 제시간내 임의의 순간에서 사용하기 위해 할당된 다중 시간 슬롯을 가질 수 있거나, 시간 슬롯을 전혀 가지지 않을 수 있다고 이해되어야 한다.

따라서, 필드 유니트(24)은 액세스 채널(51)과 같은 채널을 통해 기지국(20)까지 다양한 타입의 메시지를 전송할 수 있다. 따라서 액세스 채널(51)은 필드 유니트(24)으로부터 기지국(20)까지 액세스 요구메시지의 전송을 지원할 필요가 있다. 액세스 요구 메시지는, 예를 들어, 기지국 접속을 요구한다는 필드 유니트(24)에 의한 요구를 나타낼 수 있고, 만일 이미 접속되었다면 전송할 준비가 된 데이터를 가지고 있는 지에 대한 요구를 나타낼 수 있으며, 지금 고속 양방향 통신 링크에 대한 액세스를 요구하는 지를 나타낼 수 있다.

피드백 채널(45)은 기지국(20)이 필드 유니트(24)에 피드백 메시지를 전송할 수 있도록 제공된다. 도시된 바와 같이 피드백 채널의 적어도 일부는 브로드캐스트 메시지로서 집합적인 필드 유니트(24)에 일반적인 메시지를 전송하기 위해 예비된다. 이러한 메시지는 오버헤드, 호출 셋업, 무선 채널 할당 전송, 전송 코드 할당, 및 기지국(20)과 통신하기 위해 필드 유니트에 의해 요구되는 일단의 다른 정보를 포함할 수 있다.

한가지 타입의 상기 메시지가 필드 유니트(24)의 동작 전송 전력 레벨을 제어하기 위해 사용될 수 있다고 유의되어야 한다. 이러한 경우에, 필드 유니트(24)은 기지국(20)으로부터 수신된 피드백 정보에 기초하여 후속의 메시지 전송을 위해 자신의 전력 출력 레벨을 조절할 수 있다. 더 상세하게는, 필드 유니트(24)은 피드백 채널(45)이나 페이징 채널(41)에 수신된 피드백 메시지에 따른 타겟 전력 출력 레벨을 각각 조절할 수 있다. 따라서, 필드 유니트(24)의 전력 출력 레벨은 공통 무선 주파수를 통해 정보를 전송하는 다른 필드 유니트(24)과 최소로 간섭하도록 최적화될 수 있다.

필드 유니트(20)은 적어도 활성 모드 및 유휴 모드를 포함하여 다수의 주요한 동작 상태 중 하나에서 있도록 제어된다는 것이 유의되어야 한다. 따라서, 각각의 액세스 단말(24)은, 유휴 모드에 있을 때에도, 동기화 메시지를 역방향 링크(50) 상의 유지 채널(53)을 통해 기지국(20)까지 주기적으로 송신해야 한다. 동기화 메시지는 적어도 유휴 상태에 액세스 단말을 유지하기에 충분한 시간 트래킹 및 전력 제어 정보를 결정하도록 하여, 기지국(20)과 동기화된다.

"CDMA2000"으로 알려진 Telecommunications Industry Association(TIA)에 의해 공표된 하나의 무선 통신 표준에서, 전력 제어 측정이 임계값과 비교하여 BTS(20)에서 이루어지고, "업/다운(up/down)" 전력 제어 신호가 필드 유니트(24)에 송신된다. Third Generation Partnership Project 2(3GPP2)에 의해 제안된 인터넷 CDMA("I-CDMA") 시스템과 같은 다른 제안된 시스템에서, 측정은 BTS(20)에서 이루어지고, 필드 유니트(24)으로 전송되며, 그후에 필드 유니트(24)은 전력 레벨 조절 결정을 한다.

기지국은 순방향 링크(40)를 통해 전력 제어 메시지와 응답한다. 전력 제어 메시지는 액세스 단말(24)이 기지국(20)과 동기화되어 남아있도록 후속의 메시지의 전력 레벨을 유도하는 전력 제어 명령 또는 전력 제어 측정을 포함한다. 전력 레벨은 기지국(20)에 위치된 데이터나 신호 프로세서에서, 또는 유휴 및 활성 데이터 전송 상태 모두에 대해 타겟 전력 레벨을 계산하는 필드 유니트(24)에서 수행되는 전력 제어 기능에 의해 결정된다.

필드 유니트(20)은 다수의 주요 동작 상태 중 하나에 있도록 제어된다고 유의되어야 한다. 더 상세하게는, 본 발명은 가입자 유니트에 접속된 컴퓨터가 전원이 온되어있지만, 현재 활성화되어 데이터는 송수신하고 있지는 않는 확장된 유휴 주기 동안 역방향 링크에서 가입자 유니트와 기지국 사이의 상대적으로 다수의 가상 물리적 접속을 효율적으로 제공한다. 이는 기지국(20)과 필드 유니트(24)이 위상 및 시간 동기화되어 있도록 하는 다른 타입의 제어 메시지를 송신함으로써 달성된다.

소위 유휴 모드에서, 가입자 유니트는 가입자 유니트가 기지국과 동기화를 유지기에 충분히 빠른 데이터 레이트로 역방향 링크 유지(53) 채널에서 동기화 "핵심(heartbeat)" 신호, 파일럿 신호 또는 메시지를 송신한다. 상기 신호의 지속시간은 채널이 여전히 요구될 수 있는 최대의 지연에 기초하여, 요구 표시가 전송될 필요가 있는 레이트에 의해, 및/또는 요구된 전력 제어 레이트에 의해, 기지국에 있는 수신기 내의 코드 위상 로킹 회로의 저장(capture) 또는 로킹(locking) 범위를 포함하여, 다수의 인자들을 고려하여 결정된다.

순방향(40) 및 역방향(50) 링크는 필드 유니트(24)이 활성 모드에 있을 때 무선 메시지를 전송할 때 사용하기 위한 데이터 트래픽 채널을 추가로 포함한다. 데이터 트래픽 채널은 액세스 단말(24)이 데이터를 송신하거나 수신할 때 기지국(20)에 의해 액세스 단말(24)에 할당된다. 이하 추가로 설명되는 데이터 전송 상태는 액세스 단말(24)이 데이터 트래픽 채널에 할당되어 있는지를 나타낸다. 데이터 전송 상태가 활성일 때, 동기화 메시지 또는 신호는 시간 추적 및 전력 제어에 부가하여, 데이터 트래픽 채널 상에 전송된 메시지에 대한 위상 기준(phase reference)을 제공한다.

그러나, 시간 추적 동기화와 전력 제어에 대해서만 사용된 동기화 메시지 또는 신호는 활성 데이터 전송 상태 동안 위상 기준을 제공하기 위해 사용된 동기화 메시지 또는 신호만큼 많은 전력을 요구하지 않는다. 따라서, 동기화 메시지 또는 신호는 유휴 데이터 전송 상태에서 감소된 전력 레벨로 송신될 수 있다. 동기화 메시지 또는 신호가 위상 기준을 위해 사용될 때에서 상기 메시지 또는 신호에 대 해 부가적인 전력이 제공된다.

따라서, 동기 메시지들은 활성 데이터 전송 상태에서의 전력 레벨보다는 유휴 데이터 전송 상태에서 더 낮은 전력 레벨로 전송된다. 도 2는 유지 채널(53)이 동기 메시지들 및/또는 신호들을 전송하기 위해 어떻게 사용되는지에 대한 하나의 가능한 구현을 나타내는 다이어그램이다. 이 실시예에서는, 유휴(데이터-오프) 데이터 전송 상태(63) 동안에, 동기 메시지들 및/또는 신호들이 게이팅 레이트에 따라 게이팅된 방식으로 전송된다. 1/4의 게이팅 레이트가 예시적으로 도시되어 있지만, 다른 게이팅 레이트들이 이용될 수 있다. 활성(데이터-온) 전송 상태(65)에서는, 동기 메시지들 및/또는 신호들이 연속적으로 전송된다. 게이트 기간에 걸친 이러한 타입의 제어는 CDMA2000과 같은 시스템에서 사용된다.

본 발명의 일부 다른 바람직한 실시예들에서는, 유지 채널(53)이 타임 슬롯들로 분할되고, 그로 인해 상기 유지 채널은 다중 사용자들에게 공유될 수 있다. 도 3은 이러한 형태로 동기 신호들을 타임 슬롯들에 분산시키기 위한 기능의 다이어그램이다. 상기 다이어그램은 하나의 이러한 타임 슬롯된 역방향 채널을 도시하는데, 이는 I CDMA 시스템에서 사용되는 방식이다. 여기서는, 26ms 데이터 프레임이 128개의 슬롯들(70)로 분할되고, 각각의 슬롯은 최대 128개의 필드 유니트(24)들 중 하나가 고유하게 할당된다.

이 실시예에서는, 타임 슬롯이 어떤 사용자에게 할당될 지를 결정하기 위해 계산이 수행된다. 더 상세히 말하자면, 유니트와에 도시된 바와 같이, 사용자 식별자(62) 및 다수의 슬롯(64)이 사용자 슬롯(66) 수를 결정하기 위해서 모듈로 함 수(60)에 입력된다. 다음으로는, 그로 인한 사용자 슬롯(66)이 이용가능한 타임 슬롯들 및/또는 프레임 오프셋들에 필드 유니트들(사용자들)(24)을 분산시키기 위해 사용된다. 동일한 모듈로 함수가 기지국(20) 및 필드 유니트(24) 양쪽 모두에 의해 사용됨으로써 그것들은 적절하게 조정된다. 역방향 유지 채널 상의 특정 타임 슬롯(70)에 정해진 필드 유니트(24)을 매칭시키기 위해서 컴퓨터 사용자 슬롯(66)이 사용된다.

사용자 식별자(62)는 유니트 일련 번호나, 매체 액세스 제어 계층 식별자(MAC_ID)와 같은 일부 다른 번호에 관련될 수 있다. 모든 사용자 식별자(62)가 각기 다르게 되는 한, 사용자들은 이용가능한 타임 슬롯들에 동일하게 분산될 것이고, 따라서 간섭을 감소시킬 것이다.

사용자들이 공통 채널 코드를 공유하는 I-CDMA와 같은 시스템에서는, 여러 상이한 사용자들(24)이 동일한 타임 슬롯(70)에 매핑되도록 허용되지 않는 것을 보장하기 위해 주의가 이루어져야 한다. 그러므로, 통상적으로는 필드 유니트들이 유휴 모드로 들어갔을 때 서열 번호들을 필드 유니트들에 할당하는 것이 필요하다.

CDMA 2000과 같은 다른 시스템들에서는, 상이한 코딩 채널들을 통해서 동시에 필드 유니트들(20)이 전송하는 것이 가능하다. 여기서, MAC_ID와 같이 더 큰 "랜덤" 번호가 타임 슬롯(70)을 결정하기 위해 사용될 수 있을 것이다.

도 5는 CDMA2000 시스템에 사용될 수 있는 것과 같은 게이팅된 역방향 링크 채널의 더욱 상세한 다이어그램이다. CDMA2000에서는, 필드 유니트들(24)이 게이트 온 기간들(80-83)에 분산됨으로써 신호 트래픽을 고르게 분산시킨다. CDMA2000 은 롱 코드 오프셋들에 기초하여 사용자들(24)을 구분하기 때문에, 동일한 게이트 온 슬롯들(80-83)에 다중 사용자들(24)을 할당하는 것은 문제가 발생하지 않는다. 기지국(20)에 있는 수신기는 상이한 사용자들의 롱 코드들을 검출함으로써 상기 상이한 사용자들을 구별할 수 있다. 이러한 통신 시스템(22)(일예로 CDMA2000)이 게이팅된 역방향 데이터 채널들을 이용할 때는, 각각의 필드 유니트(24)은 그로 인해 상이한 게이팅 레이트를 갖도록 또한 허용된다.

여기서, 모듈로 함수(60)에 의해 생성되는 모듈로 사용자 슬롯 번호(66)는 게이팅된 기간들 중 하나를 특정 사용자에게 할당하는데 사용된다. 따라서, 일예로, 만약 4개의 가능한 게이트-온 기간들(80-83)이 존재한다면, 각각은 임의의 MAC_ID 또는 다른 식별자가 오프셋 기간들(80-83) 중 특정한 하나에 매핑할 대응하는 계수들 0, 1, 2, 또는 3을 갖는다. 이러한 형태에서, 필드 유니트(24)은 다소 균일한 형태로 게이트 온 기간들에 할당될 것이다. 도 6은 이러한 개념을 더욱 상세히 설명한다. 프레임 오프셋 역방향 데이터 채널을 이용하는 통신 시스템(22)에서는, 계산된 사용자 슬롯(66)이 프레임 오프셋(90)을 결정하기 위해 사용된다. 일예로 사용자 1은 프레임 오프셋(90)=0이 할당될 수 있는 반면에, 사용자 2는 프레임 오프셋=2가 할당될 수 있다. 상이한 프레임 오프셋들은 통신 시스템(22) 내에서 통신하는 동안에 간섭이 감소되도록 한다.

한 바람직한 실시예에서, 다중 사용자들을 위한 유지 채널(53) 데이터는 다중 프레임 오프셋들(90)에 걸쳐 확산되고, 그로 인해 유지 신호 데이터로 하여금 감소된 전력 레벨로 전송될 수 있게 한다. 게이팅된 트래픽 채널들과 같은 다른 실시예들에서는, 유사한 방식이 유리하게 사용될 수 있다.

위에서 간략하게 제시된 바와 같이, 동기 메시지들은 제어된 전력 레벨로 바람직하게 전송된다. 전력 레벨이 기지국(20)에 의해 관리되며, 전력 제어 메시지들을 통해 액세스 단말(24)에 전송된다. 액세스 단말(24)은 기지국에 의해 지정되는 전력 레벨로 전송함으로써 응답한다. 기지국(20)은 액세스 단말이 전송해야 하는 전력 레벨을 나타내는 상술된 타겟 전력 레벨을 계산한다. 통상적으로, 전력 레벨은 유효 방사 전력을 dBm로 표현되지만, 다른 메트릭들이 이용될 수 있다.

본 발명이 일실시예에서는, 데이터 전송 상태가 활성(데이터-온) 상태(65)로 변환하였을 때, 전력 레벨(67)은 동기 메시지들이 위상 기준들을 위해 또한 사용되도록 하기 위해 증가된다. 그러므로, 기지국은 이러한 데이터 전송 상태들 각각에 대한 타겟 전력 레벨들을 유지한다. 한편으로는, 소위 활성 타겟 전력 레벨은 데이터-온 전송 상태에 대응하고, 다른 한편으로는, 소위 유휴 타겟 전력 레벨은 데이터-오프 전송 상태에 대응한다.

도 7은 이러한 개념을 더욱 상세히 설명한다. 기간들(46)은 데이터-오프 전송 상태에 대응하고, 기간(48)은 데이터-온 전송 상태에 대응한다. 전력 레벨(67)은 동기 메시지들의 전력 레벨을 나타낸다. 점선(47)으로 도시된 유휴 타겟 전력 레벨은 동기 메시지들이 데이터-오프 전송 상태 동안에 전송되어야 하는 전력 레벨을 나타낸다. 점선(49)으로 도시된 활성 타겟 전력 레벨은 동기 메시지들이 데이터-온 전송 상태 동안에 전송되어야 하는 전력 레벨을 나타낸다.

이러한 최종 결과를 달성하기 위해서, 기지국(20)은 전력 제어 메시지들에 의해서 액세스 단말(24)에 의해 전송되는 메시지들의 전송 전력을 관리하고, 상기 전송 전력 메시지들은 유휴 및 활성 타겟 전력 레벨들(51, 52)을 조정하기 위해서 순방향 링크(40)를 통해 기지국(20)에 의해서 전송된다. 다음으로, 액세스 단말(24)은 유휴 및 활성 타겟 전력 레벨들(51, 52)을 유지한다. 특히, 액세스 단말(24)은 데이터 전송 상태가 토글하여 활성 및 유휴 전송 전력 레벨들 사이에서 변환하는 때를 결정하며, 대응하는 전력 레벨에 따라 전송한다. 기지국(20)은 아래에서 더욱 상세히 설명되는 데이터 전송 상태의 변화를 결정하며, 그에 따라 전력 제어 메시지들을 조정한다.

비록 데이터 전송 상태는 전송이 활성 전력 레벨에서 발생하는지 또는 유휴 전력 레벨에서 발생하는지 여부에 영향을 주지만, 다른 인자들도 인지되는 전력 레벨에 영향을 준다. 액세스 단말(24)에서 기지국(20)까지의 거리, 그 사이에 존재하면서 방해를 하는 물체들, 다른 소스들로부터의 간섭, 및 다른 인자들 모두가 무선 메시지들의 인지되는 전력 레벨에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 기지국(20)은 수신된 메시지의 전력 레벨을 나타내는 수신 신호 품질을 검사하며, 그에 따라 전력 제어 메시지를 계산한다. 만약 액세스 단말(24)로부터의 메시지가 너무 낮게 인지되는 전력 레벨로 수신되고 있다면, 기지국은 더 높은 전력 레벨로 전송할 것을 지시하는 전력 제어 메시지들을 전송할 것이다. 마찬가지로, 만약 메시지가 너무 높은 인지되는 전력 레벨로 액세스 단말(24)로부터 수신된다면, 기지국은 더 낮은 전력 레벨로 전송할 것을 지시하는 전력 제어 메시지들을 전송할 것이다. 그러므로, 기지국은 타겟 전력 레벨에 초점을 맞춤으로써 액세스 단말로부터 전송되는 메시지의 전력 레벨을 관리한다.

따라서, 액세스 단말(24)이 데이터 전송 상태들을 변경하였을 때, 기지국은 상이한 전력 레벨로 메시지들을 수신할 것이다. 기지국은 전력 레벨의 변경이 데이터 전송 상태의 변경으로 인한 것인지 아니면 위에 설명된 다른 인자들로 인한 것인지를 결정하며, 그에 따라 유휴 및 활성 전력 레벨들을 계속해서 계산한다. 액세스 단말(24)은 또한 데이터 전송 상태들을 토글한 이후에 미리 결정된 기간 동안 전력 제어 메시지들을 무시할 수 있다. 그러므로, 액세스 단말은 전력 제어 메시지들을 기지국(20)이 카운팅(카운팅하지 않으면 감소된 전력 동기 메시지들의 전송에 손상을 줄 것임)하지 않고도 활성 및 유휴 전력 레벨들 사이에서 토글할 수 있다.

도 1을 다시 참조하면, 액세스 단말(24)은 먼저 역방향 링크 트래픽 채널(52)를 통해 전송될 준비가된 데이터가 있는지를 결정한다. 그에 따라서 데이터 전송 상태를 설정할 것인지 또는 유지할 것인지에 대한 검사가 수행된다. 만약 전송 대기 중인 데이터가 없다면, 액세스 단말(24)은 유휴 데이터 전송 상태에 들어가거나 그 상태를 유지한다. 만약 전송 대기 중인 데이터가 있다면, 액세스 단말(24)은 활성 데이터 전송 상태에 들어가거나 그 상태를 유지한다.

유휴 데이터 전송 상태에서는, 액세스 단말(24)은 유지 채널(53)을 통한 전송 전력 레벨을 유휴 타겟 전력 레벨로 설정한다. 다음으로, 액세스 단말은 유휴 상태 메시지의 게이트 상태를 결정한다. 유휴 모드에서는, 메시지들은 위에서 설명된 바와 같이 1/4, 2 또는 1과 같은 게이팅되거나 주기적인 방식으로 전송된다. 게이팅 레이트는 그 다음 동기 메시지를 전송하기 이전에 주기적인 지연을 초래한다.

활성 데이터 전송 상태에서는, 액세스 단말(24)은 전송 전력 레벨을 활성 타겟 전력 레벨로 설정한다. 다음으로, 액세스 단말은 어떠한 게이트도 없이 메시지를 연속적으로 설정한다.

다음으로, 액세스 단말(24)은 동기 메시지나 신호를 기지국(20)에 전송한다. 기지국(20)은 동기 메시지나 신호를 수신하며, 데이터 전송 상태를 결정한다.

결정된 데이터 전송 상태를 조사하기 위한 검사가 수행된다. 만약 데이터 전송 상태가 유휴 상태라면, 기지국은 새로운 유휴 타겟 전력 레벨을 계산하거나 그 상태를 유지한다. 만약 데이터 전송이 활성 상태라면, 기지국은 새로운 활성 타겟 전력 레벨을 계산한다. 다음으로, 기지국(20)은 상기 계산된 타겟 전력 레벨을 나타내는 전력 제어 메시지를 액세스 단말(24)에 전송한다.

액세스 단말(24)은 새로운 타겟 전력 레벨을 포함해서 전력 제어 메시지를 수신한다. 다음으로, 액세스 단말(24)은 게이팅 레이트에 따라 그 다음 동기 메시지나 신호를 전송하고 트래픽 채널을 통해 전송할 준비가 된 데이터가 존재하는지를 결정하는 이전 단계로의 복귀를 제어하는 때를 결정한다. 게이트 방식에서, 액세스 단말(24)은 게이팅 레이트에 따라 동기 메시지나 신호를 주기적으로 전송한다. 따라서, 액세스 단말(24)은 도 3에 제시된 바와 같이, 그 다음 동기 메시지나 신호를 전송하기 이전에 각각이 1.25ms인 하나 이상의 전력 제어 그룹 구간이 경과할 때까지 기다릴 수 있다. 대안적으로, 활성 데이터 전송 상태에서는, 동기 메시 지들이나 신호들은 도 2에 또한 도시된 바와 같이 연속적인 방식으로 전송된다.

기지국(20)은 액세스 단말(24)로부터 동기 메시지나 신호를 수신한다. 기지국은 액세스 단말(24)에서의 데이터 전송 상태를 결정하기 위해 어떤 메트릭이 이용되는지를 결정한다. 액세스 단말이 데이터 전송 상태를 활성 및 유휴 상태 사이에서 토글할 때, 기지국은 동기 메시지들이나 신호들이 수신될 때 그것들로부터 현재의 데이터 전송 상태를 결정한다. 다음으로, 기지국(20) 그에 따라서 전력 제어 메시지들에 반영되는 타겟 전력 레벨을 설정하려 한다.

기지국(20)은 동기 메시지나 신호가 전송된 전력 레벨을 결정함으로써 유휴 또는 활성의 데이터 전송 상태를 결정하기 위해서 그것들의 수신 품질 레벨을 검사한다. 전술된 바와 같이, 액세스 단말(24)은 데이터 전송 상태에 따라 유휴 또는 활성 전력 레벨 중 하나로 전송한다. 그러나, 기지국(20)은 타겟 전력 레벨을 조정하려 시도함으로써, 액세스 단말 전송들이 기지국(20)에서 균일하게 수신된다. 따라서, 기지국(20)은 링크 품질 메트릭에 기초하여 전송 품질을 결정한다. 수신된 품질 레벨은 잡음, 간섭, 및 반사와 같은 액세스 단말(24)에 의해 이용되는 전송 전력 외의 다른 인자들에 의해서 영향을 받을 수 있고, 다른 메트릭들은 수신된 신호 품질을 액세스하고 전송 전력 레벨을 결정하기 위해 이용될 수 있다.

대안적으로, 기지국들은 주기적인 구간에 따라 개별적인 데이터 전송 상태 표시를 수신할 수 있다. 그런 미리결정된 구간은, 아래에 설명되는 바와 같이, 기지국 및 액세스 단말에 의해 동의된 미리 결정된 구간에 따르거나 또는 게이팅 레이트에 따를 수 있다.

기지국(20)은 또한 동기 메시지에 캡슐화된 데이터 전송 상태를 수신할 수 있다. 동기 메시지에 캡슐화된 검출가능한 신호는 기지국에 의해서 검출되며, 그에 따라서 데이터 전송 상태 및 그와 연관된 타겟 전력 제어 레벨을 설정하기 위해 이용된다. 또 다른 실시예에서, 기지국은 데이터 전송 상태를 결정하기 위해 물리적인 계층 상태 변경을 이용한다. 물리적인 계층 상태 변경 변환은 동기 메시지에 있는 신호에 의해서 지시된다. 기지국은 아래에서 설명되는 바와 같이 물리적인 계층 상태 변경을 검출하며, 그에 따라서 데이터 전송 상태를 설정한다.

대안적인 실시예에서는, 기지국(20)에서 데이터 전송 상태의 변경을 검출하기 위해 다른 방법들이 이용될 수 있다. 그러므로, 기지국(20)은 동기 메시지나 신호로부터 데이터 전송 상태를 결정하며, 그에 따라서 고유의 표시자를 설정한다. 표시자는 전력 제어 메시지에서 설정할 타겟 전력 레벨을 결정하는데 이용된다. 타겟 전력 레벨에 영향을 주는 다른 인자들은 수신 전력 레벨 이외에도 C/I(캐리어 대 간섭)비 또는 SNR(신호-대-잡음비)을 포함한다. 일단 액세스 단말(24)에서 유휴 또는 활성의 데이터 전송 상태에 대응하는 타겟 전력 레벨이 결정되면, 데이터 전송 상태를 결정하는 초기 단계에서 제어가 재개된다.

도 8은 전력 제어 세트포인트들을 두개의 상이한 레벨로 유지하기 위해서 기지국(20)과 필드 유니트(24) 사이에 구현되는 이러한 전력 세트포인트 루프를 도시한다. 일반적으로, 상이한 세트포인트에는 두 개의 상이한 시그널링 타입 각각이 연관된다. 일예로, 제 1 파일럿 세트포인트(100)는 파일럿 채널과 연관될 수 있고, 제 2 게이팅된 파일럿 세트포인트(110)는 게이팅된 파일럿 채널과 연관될 수 있다. 필드 유니트(24) 또는 기지국(20)은 필드 유니트(23)이 현재 전송하고 있는 채널에 따라서 파일럿 세트포인트(100) 또는 게이팅된 파일럿 세트포인트(110) 값 중 어느 하나를 선택한다. 이러한 값들은 BTS(20)에 의해서 필드 유니트(24)에 제공되거나, BTS(20)에 의해서 제공되는 파라미터들로부터 필드 유니트(24)에 의해 결정된다. 이런 채널들을 동작시키기 이전에, 일예로, 파일럿 세트포인트나 게이팅된 파일럿 세트포인트 값들은 필드유니트(24)이 통화 개시 동안과 같은 활성 모드에 들어갈 수 있도록 하기 이전에 액세스 또는 페이징 채널을 통해 BTS(20)로부터 필드 유니트들에 제공될 수 있다. 상기 값들은 자신의 안테나를 통한 BTS(20), 수신기(검출기)(150), 필터(152), 및 A-D 변환기(154)에 의해서 획득되는 측정치들에 의해 유도된다. A-D 변환기(154)에 의해서 제공되는 값들은 통상적으로 밀리볼트(dBm) 테이블에 대하여 데시벨에 적용됨으로써 수신 전력 측정치를 유도한다. 다른 실시예들은 역방향 링크 전력을 제어하기 위해서 신호-대-잡음(SNR) 또는 캐리어-대-간섭(C/I)를 사용할 수 있다. 측정치는 필드 유니트(24)이 전송할 모드에 따라 두개의 세트포인트(110 또는 100) 중 어느 하나에 비교된다. 바람직한 실시예(CDMA2000)에서, 기지국(20)내에서 비교가 수행된다. 또다른 바람직한 실시예(I-CDMA)에서, 필드 유니트(24)내에서 비교가 수행된다.

바람직한 실시예(CDMA2000)에서, 세트 포인트와의 측정의 비교 결과는 기지국(20)내의 적분기(122)에 인가된다. 또다른 바람직한 실시예(I-CDMA)에서, 세트포인트와의 측정의 비교 결과는 필드 유니트(24)내의 적분기(122)에 인가된다. 세트포인트 레지스터들로부터 이득 블럭으로의 경로 및 적분기(122)로부터 dB-Volt 테이블(128)로의 경로와 연관된 스위치들(118 및 124)은 특정 활성 채널에 따라 선택된다. 만약 스위치들(124 및 118)이 동시에 스위칭되면(기지국(20) 및 필드 유니트(24) 모두가 상태 변경을 알고 있다면), 적분기(122)는 현재 전송을 유지하기 위해 요구되는 전력 레벨 내에서 증가 또는 감소되지는 않을 것이다. dB-Volt 테이블(128)은 적분기(122)에 의해 유지되는 적분된 에러 신호를 디지털-아날로그 변환기(130)에 인가될 수 있는 전압값으로 변환한다. 개별 파일럿 또는 게이팅된 파이럿 채널에 인가된 신호와 연관된 전송 파형은 파형 발생기(132)에 의해 발생된다. 상기 신호들은 그후에 복소 동상(I) 및 직교(Q) 복조기(134)에 제공되어 가변 이득 증폭기(140)에 신호 입력으로 제공된다. 가변 이득 증폭기에 대한 이득 세팅은 DAC(130)에 의해 제공된다. 그 결과 이득 제어 신호는 필드 유니트 안테나에 제공되기 이전에 전력 증폭기(142)에 출력된다.

상기 방식에서, 어느정도의 서로다른 전력 레벨 세트포인트들이 서로다른 채널들과 연관될 수 있는지 설명된다. 예를 들어, 세트포인트 값(100 또는 110)은 서로다른 채널 타입과 각각 연관될 수 있다.

도 9는 코드 위상들 또는 프레임 오프셋들내에 슬롯들을 할당하기 위해 식별자 및 모듈로 함수를 사용하여 유휴 모드 접속을 유지하기 위한 방법의 흐름도이다. 슬롯이 할당되면, 필드 유니트(24)는 역방향 링크를 통해 신호들을 전송할 수 있다. 3GPP2에 의해 공표된 1×EV DV 제안에 개시된 것과 같은 시스템에서, 순방향 링크를 통해 공통 패킷 데이터 채널을 사용하는 모든 활성 사용자에 대하여 고유한 ID들이 존재한다. 상기 ID들은 MAC_ID들이라 참조된다.

본 발명의 일 실시예는 필드 유니트에 할당된 MAC_ID를 제어 홀드 게이트 모드동안 역방향 링크를 통해 특정 시분할 멀티플렉싱(TDM) 슬롯들 내에서 필드 유니트들(24)(사용자)을 "해싱"하기 위해 사용한다. MAC_ID는 사용자가 게이팅된 동작을 위해 사용할 수 있는 타임 슬롯들 중 하나 또는 사용가능한 프레임 오프셋들 중 하나를 선택하기 위해 사용될 수 있다. BTS(20)는 필드가 BTS(20)에 접속하는 시간에 MAC_ID들을 할당할 수 있다. MAC_ID들은 필드가 접속 해제할 때까지 통신 세션을 통해 사용될 수 있다. BTS(20)는 모든 채널 할당들을 제어하고 있기 때문에, 시간 슬롯 할당등을 인식한다.

모든 MAC_ID들이 서로다르기 때문에, 사용자들은 TDMA 방식으로 구분되며, 따라서 간섭을 감소시킬 것이다. 프레임 오프셋들은 셀 사이트와 PSTN간의 음성 회로들의 백홀(backhaul) 로딩을 관리하기 위해 사용될 수 있다. 프레임 오프셋들은 또한 임의의 사용자들 사이의 게이트 온 기간들을 오프셋하여 간섭하지 못하도록 하는 효과를 갖는다. 본 발명은 필드 유니트(24)가 어떤 슬롯에 할당되는 지의 결정으로부터 프레임 오프셋의 디커플링을 제공한다.

각각의 필드 유니트(24)는 필드 유니트(24)의 고유하고 확정적인 MAC_ID로 할당된다. MAC_ID를 획득하여 모듈로 함수를 적용한 후 상기 결과를 프레임 오프셋 또는 어떤 시간 주기들이 게이트 온 되고 게이트 오프되는지의 정의 중 하나로 사용함으로써, 필드 유니트(24) 사용자자들 간에 TDM 특성이 보장된다. 모듈로는 얼마나 많은 TDM 슬롯들, 또는 프레임 오프셋들이 정의되는지에 기초하여 한정된다. 모듈로 함수의 결과는 모든 전송들, 임의의 유휴 (파일럿 전송들), 오버헤드 시그널링을 가지는 전송들, 또는 사용자 데이터 페이로드 전송들을 위해 사용될 수 있다. 서로다른 모듈로는 그들의 게이팅 레이트에 따라 서로다른 필드 유니트들(24)에 적용될 수 있다. 일반적으로, MAC_ID들의 할당은 역방향 링크를 통한 TDM의 영향과 관련하여 수행된다. MAC_ID들은 선형 방식으로 할당될 수 있거나 각각의 슬롯내의 점유 횟수를 동일하게 하는데 기초하거나 다음 MAC_ID를 최소 점유된 모듈로 상태에 추가하여 결과에 항상 할당하는데 기초할 수 있다. MAC_ID들은 사용자들의 피크수를 최소화하기 위해 더 적은 수의 사용자들을 가지는 TDM 슬롯들에 주기적으로 할당될 수 있다.

예를 들어, 시스템상에 5개의 필드 유니트들을 가지는 4의 게이트(CDMA2000에서와 같이 1/4의 레이트)의 시스템을 가정하자. 사용자 1은 MAC_ID 1에 할당되어 1 Mod 4=1로 정의된 게이트 온 기간들(또는 프레임 오프셋들)로 할당된다. 사용자들 2, 3, 및 4는 각각 MAC_ID들 2, 3, 및 4로 할당된다. 사용자 5는 5 mod 4=1 또는 제 1 필드 유니트(24)로서 동일한 프레임 오프셋을 획득한다. 따라서, 시간이 지나면 필드 유니트들(24)은 자유 슬롯들의 갯수가 자유 슬롯들을 위해 경쟁하는 모든 필드 유니트들(24)과 동일하게 할당되도록 하는 것과 같이 공평하게 분포된다. 어떤 필드 유니트(24)가 어떤 특정 타임 슬롯 내에서 전송되었는지를 결정하기 위해 기지국(20)의 수신기 부분에 의해 유사한 방법이 사용될 수 있다.

도 9의 흐름도에 도시된 것과 같이, 원격(이동) 또는 소위 필드 유니트(SU)와 기지국 트랜시버(BTS)간의 유휴 모드 접속을 유지하는 방법은 단계(402)에 도시된 것과 같이 특정 SU에 상응하는 식별자(예를 들면, MAC_ID)를 결정하는 것을 포 함한다. 식별자는 상기 SU에 고유하며 확정적이다. 단계(404)에서 모듈로 함수가 식별자에 적용되고, 단계(406)에서 그 결과는 메세지들이 전송될 때 공유 채널의 사용자들간에 시간 분할 멀티플렉싱(TDM) 특성을 보장하기 위해 시간 주기가 게이트 온되고 게이트 오프되는 슬롯을 한정하고 프레임 오프셋을 계산할 때 사용된다.

도 10은 전력 레벨을 조절하기 위해 명백한 상태 변경들을 요청하고 검출함으로써 유휴 모드 접속을 유지하는 방법의 흐름도이다. 상태 변경의 검출은 상태에 따라 서로다른 레벨들로 전력 제어 타겟들을 조정한다. 예를 들어, 필드 유니트(24)는 데이터가 전혀 제공되지 않을 때와는 반대로 C/I 비트들(오버헤드) 또는 사용자 페이로드와 같은 데이터가 제공될 때 파일럿 채널을 통해 더 높은 전력 레벨로 전송하는 것이 바람직하다. 이는 데이터가 역방향 링크를 통해 전혀 통과되고 있지 않을 때 필드 유니트들(24)간의 간섭을 감소시킬 수 있다. 따라서, 수신된 데이터를 항상 검출하는 것보다는 BTS에서 전력 제어 타겟들을 변경시킬 때 본 발명은 먼저 물리계층 상태 변경을 시그널링한 후 전력 제어 타겟들을 변경한다.

상태 변경의 시그널링 및 검출은 임의의 종래의 방법에 의해 수행될 수 있으며, 이는 계층 1(L1) 또는 계층 2(L2) 시그널링을 포함한다. 전술된 것과 같이 특정 무선 데이터 시스템들은 활성 및 유휴의 적어도 두개의 주요 전송 상태들을 포함한다. CDMA2000는 역방향 링크를 통해 몇가지 MAC 상태들을 포함하며, 이는 활성, 제어, 고정, 및 유휴 상태이다. 상태에서 상태로의 변환들은 네트워크 표준들에 의해 정의되는 특정 신호들을 통해 수행된다. I CDMA 시스템에서, 상태들은 활 성, 대기, 및 유휴 상태이다. 상기 상태들은 CDMA에서는 계층 2 시그널링(메세지들을 사용하는)과 함께 변환이 수행될 수 있지만, I CDMA 에서는 몇가지 변환들이 각각의 지속적인 채널 타임슬롯에서 "핵심(heartbeat)" 또는 "요청을 포함하는 핵심"을 전송하는 것과 같이 물리 계층 시그널링(계층 1)을 통해 요청되는 점을 제외하면 거의 유사하다.

도 10에 도시된 실시예에서, 활성 상태로의 상태 변경은 명백하게 시그널링된다. 상기 시그널링은 "요청을 포함하는 핵심" 신호에 기초하는 물리 계층, 또는 다른 방법(예를 들면, 전술된 것과 같이 파일럿 신호의 게이팅되거나 게이팅되지 않은 모드인)에서 수행될 수 있거나 변조된 메세지(계층 2)로서 전송될 수 있다.

상기 경우에, 전력 제어 타겟들은 제어 홀드 및 활성 상태사이에서 달라진다. 타겟들은 데이터 페이로드의 존재 또는 가능한 존재로 인해 변경되지만, 데이터 자신이 검출되어야할 필요는 없다. 단지 상태 변경의 표시는 시그널링으로부터 검출되며, 이는 전력 제어 타겟들에서의 변경을 나타낸다. 상기 상태에서 어떤 데이터도 새로운 제어 홀드 상태에서 전송될 수 없으며, 상태 변경시 시그널링 및 가능하게 페이로드 데이터가 전송될 수 있다. 따라서 전력 제어 타겟은 BTS내에서 서로 다를 것이다.

본 발명의 바람직한 방법은 단계(502)에 지시된 것과 같이 상태 변경이 요구되는 결정을 포함한다. 다음에 단계(504)에서, 필드 유니트(24)는 물리 계층에서 상태 변경을 위한 요청에 대한 표시(예를 들면, 요청을 포함하는 핵심 또는 게이팅되거나 게이팅되지 않은 파일럿 등등)를 전송한다. 단계(506)에서, 상기 상태 변 경이 검출되며, 이는 물리 계층 표시를 검출하는 것과 같다. 단계(508)에서 지시된 것과 같이 비페이로드 또는 시그널링 베어링 상태로부터 페이로드 또는 시그널링 베어링 상태로의 상태 변경시, 전력 제어 타겟들은 BTS(20)에서 변경된다. 오버헤드 요청은 상태를 변경하기 위해 검출되며, 비페이로드 유지 상태로부터 페이로드 유지상태로의 변경시 BTS(20)에서 전력 제어 타겟들을 변경한다.

따라서 본 발명은 필드 유니트(24)의 출력 전력이 턴오프하는 트래픽 채널들의 출력 전력 미만으로 감소될 수 있도록 BTS(20)에서 유지되는 전력 제어 세트포인트들이 게이트 기간들동안 변경하도록 한다.

*도 11은 조절된 전력 레벨들로 데이터를 지속적으로 전송하기 위해 미리 결정된 간격들을 사용하여 유휴 모드 접속을 유지하는 방법의 흐름도이다. 전술된 것과 같이, 제안된 1×EV DV 시스템에서, 임의의 시그널링이 제어 홀드 상태동안 주기적으로 전송되는 경우가 존재할 수 있다. 이는 주기적이며 미리정렬된 서브상태 변경이라 정의된다. 제어 홀드 모드의 상기 서브 상태는 예를 들어 고정된 간격으로 주기적으로 전송되어야만 하는 전송 캐리어 대 간섭(C/I) 정보(또는 다른 시그널링)를 포함한다. 상기 간격은 전력 제어 및 파일롯 전송 레이트보다 느리지만, 이미 공지되어 있다. 예를 들면, 모든 4개의 파일롯 전송들 중 하나는 C/I 정보를 포함하는 것을 정의될 수 있다. 상기 경우에, 파일롯 전력을 다른 비 시그널링 서브 상태들 동안 자동적으로 낮추는 것이 유리할 것이다.

흐름도에 도시된 것과 같이, 제 1 상태(602)에서 서브상태 변경을 위해 미리 결정된 간격이 획득된다. 다음에 단계(604)에 도시된 것과 같이, 상기 간격은 필드 유니트(24) 및 기지국(20) 모두에 통신된다. 이는 이동국과 BTS간에 미리정렬되고, 동의되며, 조정된 상태로 발생할 수 있거나 메세지들의 교환을 발생할 수 있다. BTS는 단계(606)에 도시된 것과 같이 C/I 기간들 대 비 C/I 기간들 동안 전력 제어 타겟들을 변경시키고 이에 따라 전력 제어 비트들을 발생한다. 단계(608)에 도시된 것과 같이 메세지들은 그후에 조절된 전력 레벨로 전송될 수 있다. 또한, 단계(610)에서와 같이 참조 신호 품질 레벨은 조절된 전력 레벨로 전송되는 메세지들에 응답하여 조절될 수 있다.

상기 모든 방법은 시그널링 온 및 시그널링 오프사이의 전력 전송시 단계가 필드 유니트와 BTS 모두에 의해 공지되는 임의의 사전 동의를 요구한다. 상기 방식에서, 필드 유니트들(24)과 BTS(20)는 주기적이며 상호 동의되는 동적 타겟을 결정할 수 있다. 필드 유니트(24)는 그후에 전력 제어 그룹에 의한 "온" 기간들 또는 주기적인 간격동안 파일럿 전력 전송을 자동 증가시킬 것이다.

따라서, 상기 주기적인 간격은 오버헤드 또는 사용자 페이로드 데이터가 전혀 전송되지 않는 시간동안 발생할 것이다. 주기적인 간격들은 일반적으로 1(논), 2, 1/4, 1/16등과 같은 전력 제어 그룹의 증분들을 하락시키지만, BTS(20)와 필드 유니트(24)에 의해 동의된 임의의 미리 결정된 간격이 될 수 있다. 조정은 일반적으로 핵심 신호에 캡슐화된 것과 같은 BTS와 필드 유니트간의 메세지의 형태이며 전력 제어 메세지 또는 개별 메세지에 추가된다. 다른 메카니즘들이 BTS와 필드 유니트들간의 조정을 유지하기 위해 당업자에 의해 수행될 수 있다. 상기 메카니 즘은 필드 유니트가 동의된 미리결정된 간격동안 추가 전력 레벨로 전송하며 BTS는 동기화를 유지하기 위해 상기 간격동안 고정된 단계에 따라 균형적으로 타겟 전력 제어를 증가시키는 점에서 미리결정된 사이클을 허용한다.

특정 역방향 링크 채널 타입을 위한 전력 제어 타겟들은 채널이 무엇을 위해 현재 사용되고 있는지에 기초하여 변경될 수 있다. 만약 역방향 링크 파일럿이 C/I 시그널링을 위해 사용되면, 전력은 증가될 수 있고, 만약 BTS(20)와의 타이밍 및 전력 제어를 유지하기 위해 사용되면 전력은 감소될 수 있다.

미리결정된 서브상태 간격과 같은 파라미터들은 몇가지 서로다른 방식들로 제어될 수 있다(단계(604)). CDMA2000에서, 협상은 일반적으로 호출 셋업 또는 BTS(20) 및 필드 유니트(24)가 게이팅된 기간들, 시그널링 기간들 등등 동안 동적 전력 제어 단계들을 처리하는 방법을 선택하는 서비스동안 발생한다. 일반적으로 필드 유니트(24)는 BTS(20)에 성능 리스트를 전송하며, BTS(20)는 이를 비교하여 최소한의 공통 요소를 필드 유니트(24)에 다시 전송한다. 다른 파라미터들은 BTS에 의해 동기 및 페이징 채널들을 통해 방송된다. 필드 유니트들(24)은 BTS와 상호작용하는 방법을 결정하기 위해 상기 파라미터들을 사용한다.

전술된 실시예는 두개의 전력 제어 레벨들, 유휴 및 활성 레벨들을 포함한다. 그러나, 다수의 전력 레벨 임계값들은 필드 유니트(24)와 기지국(20)사이에서 유지될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 발명은 액세스 단말(24)과 기지국(20)간에 간섭을 최소화하고 동기를 유지하기 위해 각각의 레벨에서 사용되는 시그널링 능력의 레벨에 따라 대기 또는 유휴 상태의 다수 레벨들을 제공하기 위해 사용될 수 있다.

당업자는 본 명세서에 정의된 것과 같이 메세지 전력 제어를 동기화 하기 위한 시스템 및 방법들이 다수 형태들로 무선 디바이스를 전달할 수 있으며, a)ROM 디바이스들과 같이 비-기록 저장 매체에 영구 저장된 정보, b)플로피 디스크들, 자기 테이프들, CD들, RAM 디바이스들, 및 다른 자기 및 광학 메체와 같은 기록가능한 저장 매체에 변경할 수 있도록 저장된 정보, 또는 c) 예를 들어 인터넷 또는 유선전화 모뎀선들과 같은 전기 네트워크내의 기저대역 시그널링 또는 광대역 시그널링 기술들을 사용하는 통신 매체들을 통해 컴퓨터에 유도되는 정보를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 동작들 및 방법들은 프로세서에 의해 실행가능한 소프트웨어에서 구현될 수 있으며 반송파에 포함된 명령들의 세트로서 구현될 수 있다. 선택적으로, 동작들 및 방법들은 애플리케이션용 집적 회로들(ASIC), 상태 기계들, 제어기들 또는 다른 하드웨어 구성요소들 또는 디바이스들과 같은 하드웨어 구성요소들, 또는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어 구성요소들의 조합을 전체 또는 부분적으로 사용하여 수행될 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예가 도시 및 설명되었지만, 당업자라면 본 명세서에 개시된 실시예에 대하여 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 여러 변경이 가능하다는 것을 인식할 것이며, 따라서, 본 발명은 하기의 청구범위에 의해서만 제한받는다.

본 발명에 따르면 무선 CDMA 통신 시스템의 역방향 링크에서, 감소된 전력 레벨에서 유휴 모드 접속을 유지하기 위해서 다양한 기술들을 사용하여 필드 유니트와 기지국 트랜시버 사이에서의 유휴 모드 접속을 제공하는 방법이 제공할 수 있다.

Claims

무선 코드분할 멀티플렉싱 액세스 통신시스템의 역방향 링크에서 필드유니트 및 기지국 트랜시버간의 유휴 모드접속을 유지하는 방법으로서,

상기 필드유니트에 대응하는 식별자를 결정하는 단계;

상기 필드유니트가 메시지 또는 신호를 전송할 수 있는 역방향 링크에서 슬롯을 계산하기 위하여 모듈로 함수를 상기 식별자에 적용하는 단계; 및

상기 계산된 슬롯에서 상기 메시지 또는 상기 신호를 상기 기지국 트랜시버에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 계산된 시간슬롯은 게이팅된 역방향 파일럿 채널의 게이트-온 주기들중 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서, 상기 계산된 시간슬롯은 I-CDMA에 의하여 한정된 128슬롯들중 한 슬롯인 것을 특징으로 하는 방법.