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KR100854201B1 - Ｃｄｍａ 중간 데이터율 시스템의 안정성 및 용량을 개선하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Ｃｄｍａ 중간 데이터율 시스템의 안정성 및 용량을 개선하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR100854201B1
KR100854201B1 KR1020027015116A KR20027015116A KR100854201B1 KR 100854201 B1 KR100854201 B1 KR 100854201B1 KR 1020027015116 A KR1020027015116 A KR 1020027015116A KR 20027015116 A KR20027015116 A KR 20027015116A KR 100854201 B1 KR100854201 B1 KR 100854201B1
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Abstract

본 발명은 IS-95-B 기반 중간 데이터율 시스템에서 최적의 용량 및 안정성을 달성하기 위한 신규한 방법 및 장치에 관한 것이다. 기지국에 의하여 서비스되는 각각의 사용자에는 이용 가능한 전력의 일정 부분이 할당된다. 데이터는 상기 할당된 전송 전력으로 각각의 사용자에게 전송되며, 데이터율은 사용자의 채널 상태에 따라 변화된다. 이러한 방법은 사용자가 최대 및 최소 데이터율 사이에서 스위칭될 때 전송 전력의 변화를 제거하며, 이에 따라 시스템의 안정성 및 용량이 개선된다. 용량은 기본 순방향 채널을 통해 데이터 전송을 위한 데이터 전송 전력에 대한 전력 및 보조 순방향 채널을 통한 전송 전력에 할당되는 기지국의 전체 이용 가능 전송 전력의 일정 부분을 할당함으로써 증가한다. 각각의 사용자에는 하나의 기본 채널이 할당된다. 사용자로의 데이터 전송률은 통신 링크의 RF 상태 및 사용자 각각의 요구된 데이터율에 기초하여 기본 순방향 채널을 할당함으로써 변화된다. 할당은 스케줄링 방법에 의하여 제어된다. 본 발명의 다른 특징에 있어서, 고정 전력으로 전송하는 기지국은 장기 데이터 처리량이 변화되도록 고정 전력을 점진적으로 조절한다.

Description

ＣＤＭＡ 중간 데이터율 시스템의 안정성 및 용량을 개선하기 위한 방법 및 장치{A METHOD AND AN APPARATUS FOR IMPROVING STABILITY AND CAPACITY IN CDMA MEDIUM DATA RATE SYSTEMS}
본 발명은 통신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 시스템의 용량 및 안정성을 개선하기 위하여 CDMA 통신 시스템의 중간 데이터율(MDR) 무선 주파수 전력을 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
코드 분할 다중 액세스(CDMA) 변조 기술을 사용하는 것은 수많은 시스템 사용자가 존재하는 통신을 용이하게 하기 위한 여러 기술 중 하나이다. 시분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA) 및 진폭 압신 단일 측대역(ACSSB)과 같은 AM 변조 방식 등의 다른 기술들이 알려져 있으나, CDMA가 이들 다른 기술에 비하여 매우 유리하다. 다중 액세스 통신 시스템에서 CDMA 기술을 사용하는 것은 "SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS"로 명명된 미국 특허번호 제 4,901,307 호에 개시되어 있으며, 이 특허는 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에서 상호참조된다. 다중 액세스 통신 시스템에서 CDMA 기술을 사용하는 것은 또한 "SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"으로 명명된 미국 특허번호 제 5,103,459 호에 개시되어 있으며, 이 특허는 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에서 상호참조된다. CDMA 시스템은 이후 IS-95 표준으로 지칭될 "듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템을 위한 TIA/EIA/IS-95 이동국-기지국 호환 표준"에 호환되도록 설계될 수 있다.
CDMA 시스템은 확산 스펙트럼 통신 시스템이다. 확산 스펙트럼 통신의 이점은 공지되어 있으며, 상술한 문서를 통하여 이해될 수 있다. 광대역 신호의 특성을 가진 CDMA는 넓은 대역폭에 걸쳐 신호 에너지를 확산시킴으로써 주파수 다이버시티의 형태를 제공한다. 그러므로 주파수 선택적 페이딩은 CDMA 신호 대역폭의 작은 부분에만 영향을 미친다. 공간 또는 경로 다이버시티는 두 개 이상의 기지국을 통하여 모바일 사용자 또는 원격국에 대한 동시 링크를 통과하는 여러 신호 경로를 제공함으로써 획득된다. 게다가, 경로 다이버시티는 상이한 전파 경로로 도달하는 신호들이 개별적으로 수신되어 처리되도록 함으로써 확산 스펙트럼 처리를 통하여 다중경로 환경을 거쳐 획득된다. 경로 다이버시티의 예는 "METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"으로 명명된 미국 특허번호 제 5,101,501 호 및 "DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM"으로 명명된 미국 특허번호 제 5,109,390 호에 개시되어 있으며, 두 발명은 본 발명의 양수인에게 양도되고 본 명세서에서 상호참조된다.
코드 분할 다중 액세스 통신 시스템은 이후 참조로서 통합되고 IS-95-B로 지칭될 "MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS"로 명명된 미국 무선통신업 협회 TIA/EIA/IS-95-B에 표준화되어 있다.
TSB-74 및 ANSI J-STD-008(IS-95-A)을 포함하는 EIA/TIA IS-95-A는 기본 레이트 음성 및 데이터 트래픽을 운반하는 표준화된 CDMA 통신 네트워크를 도입하였다. EIA/TIA IS-95-B(IS-95-B)는 기지국이 8개까지의 병렬 순방향 링크 및 8개까지의 역방향 링크를 사용하여 이동국과 통신하게 함으로써 MDR에 대한 지원에 의해 이러한 기본 용량을 증가시켰다. IS-95-B 시스템에서 패킷 데이터의 전송에 프로시저 세트의 설명이 사용된다. "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS"로 명명된 무선통신업 협회 잠정 표준 TIA/EIA/IS-707-A는 이후 IS-707로 지칭된다.
무선 링크 프로토콜(RLP)은 이후 RLP2로 지칭되고 본 명세서에 참조로서 통합되며 "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: RADIO LINK PROTOCOL TYPE 2"에 개시되어 있다. RLP2는 IS-95-B 프레이밍층에서 프레임을 재전송하는 프로시저와 에러 제어 프로토콜을 통합한다. RLP는 NAK 기반 ARQ 프로토콜로 공지된 에러 제어 프로토콜의 클래스이다. IS-707 RLP는 IS-95-B 통신 시스템을 통하여 일련의 음성 프레임보다는 바이트 스트림의 전송을 용이하게 한다.
통상적으로 여러 프로토콜 층이 RLP층에 상주한다. 예컨대, IP 데이터그램은 바이트 스트림으로서 RLP 프로토콜층에 제공되기 전에 점대점 프로토콜(PPP) 바이트 스트림으로 변환된다. RLP층은 상위 프로토콜층의 프레이밍 및 프로토콜을 무시하기 때문에, RLP에 의하여 전송되는 데이터 스트림은 "특성 없는 바이트 스트림"이라 한다.
RLP는 무선 신뢰성을 가진 IS-95 채널을 통하여 큰 데이터그램을 전송하는 요건을 만족시키도록 설계되었다. 예컨대, 500바이트의 IP 데이터그램이 단순히 20 바이트를 각각 운반하는 IS-95-B 프레임에서 전송된다면, IP 데이터그램은 전체 25 연속 IS-95 프레임이 될 것이다. 어떤 종류의 에러 제어층도 없이, IP 데이터그램이 상위 프로토콜층에 유용하도록 25개의 RLP 프레임 전부 에러 없이 수신되어야 한다. 1% 프레임 에러율을 가진 IS-95 채널에서, IP 데이터그램 전달시의 실제 에러율은 (1-(0.99)25) 또는 22%일 것이다. 이것은 인터넷 프로토콜 트래픽을 운반하는데 사용된 대부분의 네트워크와 비교하여 매우 높은 에러율이다. RLP는 10Base2 이더넷 채널의 에러율과 비교하여 IP 트래픽의 에러율을 감소시키는 링크층 프로토콜로서 설계되었다.
국제 무선통신 연합은 무선 통신 채널에서 고품질 음성 서비스 및 고속 데이터를 제공하는 제안된 방법의 제안을 요청하였다. 첫 번째 제안은 "The cdma2000 ITU-R RTT Candidate Submission"으로 명명된 무선통신업 협회에 의하여 발행되었다. 무선통신업 협회는 이후 cdma2000으로 지칭될 잠정 표준인 TIA/EIA/IS-2000으로서 현재 cdma2000 제안을 개발중이다. 두 번째 제안은 이후 W-CDMA로서 지칭되고 "광대역 CDMA"로서 공지되며 "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission"으로 명명된 유럽 무선통신 표준 협회(ETSI)에 의하여 발행되었다. 세 번째 제안은 이후 EDGE로서 지칭될 "The UWC-136 Candidate Submission"으로 명명된 U.S. TG 8/1에 의하여 제출되었다. 이러한 제안의 내용은 공개기록되어 있으며 당업자에게 공지되어 있다.
RLP2는 IS-95-B와 함께 사용하도록 설계되었다. cdma2000과 함께 사용하도록 설계된 새로운 RLP는 이후 RLP3E로 지칭되고 본 명세서에서 참조로서 통합되며 "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: RADIO LINK PROTOCOL TYPE 3"으로 명명된 TIA/EIA/IS-707-A1.10에 개시되어 있다.
IS-95-A 음성 시스템은 무선 주파수(RF) 용량 및 RF 안정성을 위하여 양호하게 동작하는 Markov 음성 통계 및 캐리어당 셀의 상당수의 비상관 사용자에 의존한다. 양호하게 동작하는 상당수의 비상관 사용자는 예측할 수 있으며 고정적이고 로그정규분포를 가진 순방향 링크 RF 전송 전력 분포를 초래한다. 이러한 순방향 링크 RF 전력의 예측 가능성 없이, 순방향 링크 전력 제어 및 모바일 보조 핸드오프는 불안정할 수 있다.
공교롭게도, 패킷 데이터 트래픽은 양호하게 동작하지 않는다. 데이터 트래픽은 종종 버스트가 되어, 상대적으로 긴 최소 레이트 전송으로부터 상대적으로 긴 최대 레이트 전송을 초래한다. IS-95-B의 중간 데이터율의 출현으로 인하여, 이러한 영향은 더욱 현저해졌다. 중간 데이터율 사용자의 다수 링크는 상관되어 있다. 비상관된 음성 링크와 달리, 데이터 링크는 전력 제어뿐 아니라 최대 데이터율과 최소 데이터율 사이에 스위칭한다. 이것은 순방향 링크 RF 전송 전력 분포를 명백하게 비-고정적이며 비-로그 정규화하여 결과적으로는 잠재적으로 불안정하게 한다.
그러므로 MDR이 사용되었을 때 IS-95-B 에어 인터페이스 표준을 변경시키지 않고 네트워크 안정성 및 용량의 문제점을 해결할 필요가 있다.
본 발명은 IS-95-B 기반의 중간 데이터율 시스템에서 최적의 안정성과 용량을 달성하기 위한 신규한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 기지국의 총 이용 가능 전송 전력의 일정 부분이 각 사용자에게 할당된다. 데이터는 할당된 전송 전력으로 각각의 사용자에게 전송되며, 데이터율은 사용자의 채널 상태에 따라 변경된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기지국의 총 이용 가능 전송 전력의 일정 부분은 기본 순방향 채널에서의 데이터 전송을 위한 전력 및 보조 순방향 채널에서의 전송을 위한 전력에 할당된다. 각각의 사용자에는 하나의 기본 채널이 할당된다. 사용자에 대한 데이터 전송률은 각 사용자에 필요한 데이터율 및 통신 링크의 RF 조건에 기초하여 보조 순방향 채널을 할당함으로써 변경된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 고정 전력을 전송하는 기지국은 장기 데이터 처리율의 변경이 가능하도록 고정 전력을 점진적으로 조절할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조로 이하에서 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 사용자에 대한 전력 할당을 도시한 히스토그램이다.
도 2는 기지국에 대한 전력 할당을 도시한 히스토그램이다.
도 3은 육상 무선 통신 시스템의 전형적인 실시예를 도시한다.
도 4는 일 실시예에 따라 기지국의 전형적인 실시예를 도시한다.
도 5a-5d는 일 실시예를 따르는 흐름도의 전형적인 실시예를 도시한다.
도 1은 사용자의 RF 링크 상태에 따라 가변 데이터율 및 사용자마다 일정한 전력 레벨로의 데이터 전송을 이용하는 본 발명의 일 실시예를 도시한다. 이것은 확보된 최소 대역폭과 최대 지연을 요구하는 음성 서비스와는 달리 패킷 데이터 사용자가 덜 엄격한 서비스 등급(GOS) 요건을 갖기 때문에 발전적인 선택에 해당한다. 일 실시예에 따르면, 패킷 데이터 호출은 하나 이상의 순방향 코드 채널이 부여되는 것 외에도 일정한 총 전력이 부여된다. 도 1a는 중간 데이터율(PTMDR)로의 전송을 위한 총 전력 할당을 도시한다. 이 전력은 방정식 1을 만족시킨다.
Figure 112002037154860-pct00001
(1)
여기에서, PΤUi는 사용자(i)에 할당된 총 전력이며, N은 사용자의 수이다.
도 1b는 M개의 보조 순방향 채널(PSU)에 이용 가능한 전력 및 기본 순방향 채널(PFU)에 이용 가능한 전력 사이의 총 전력 PTMDR의 할당을 도시한다. 이러한 할당은 다음 방정식을 만족시키는 방식으로 실행된다.
Figure 112002037154860-pct00002
(2)
여기에서 PTUi는 사용자(i)를 위한 총 전력이며, Mi는 사용자(i)를 위한 보조 순방향 채널 수이다.
기본 순방향 채널 전력 제어 변수가 할당된 사용자 전력(PFU)을 확실히 초과하지 않는 충분히 낮은 데이터율로 기본 순방향 채널에서 사용자에 의하여 호출이 개시된다. 보조 순방향 채널(PSU)의 전력 레벨은 이후 기본 채널 전력(PFU)에 기초하여 세팅된다. 방정식(2)은 사용될 수 있는 보조 채널의 최대 개수를 결정하는데 이용된다. 순방향 채널 전력 제어는 기본 순방향 채널에서만 동작하기 때문에, 방정식(2)과 최대 개수의 보조 채널이 보조 순방향 채널(PSU)의 전력 레벨을 조절하는데 사용된다. (충분한 전력이 존재하지 않거나 모든 데이터가 기본 순방향 채널에서 전송될 수 있기 때문에) 어떠한 데이터도 보조 순방향 채널에서 전송되지 않는다면, 방정식(2)을 만족하기에 충분한 전력으로 빈 보조 순방향 채널이 전송된다. 요구되는 전송 데이터율이 총 사용자 전력(PTU)을 초과하는 전력을 요구할 경우, 요구되는 전력을 총 전력 이하로 유지하도록 충분히 낮은 데이터율이 전송된다. 우선 더 적은 보조 순방향 채널을 사용한 다음, 풀 레이트 미만의 기본 순방향 채널을 사용함으로써 낮은 데이터율이 달성된다. 무선 링크 프로토콜(RLP) 시퀀스 번호는 이동국으로 하여금 보조 순방향 채널 소거가 소거중인 패킷의 결과인지 전송되지 않은 패킷의 결과인지를 결정하도록 한다.
"일정한 사용자 전력"으로 전송하는 것은 전력 제어와 데이터 활성에 의하여 유발된 기지국 전송 전력 변동을 감소시킨다. 그러나 이 방법은 어떠한 데이터도 전송하지 않을 때 사용자에게 낭비되는 전력을 전송하여야 하기 때문에 효율적이지 않다. 최소 및 최대 사용자 데이터율 사이의 차이가 증가할수록, 잠재된 비효율성은 증가한다. 그러므로 본 발명의 다른 실시예에서, 기지국은 순방향 링크 중간 데이터율 전력(PTMDR)의 시간 공유를 가능하게 한다. 기지국은 각각의 중간 데이터율 패킷 데이터 사용자에게 고유한 기본 순방향 채널을 할당한다. 다음으로, 기지국은 각각의 중간 데이터율 패킷 데이터 사용자에게 제로에서 최대 개수의 할당될 수 있는 기본 순방향 채널을 할당한다. 일 실시예에서, 최대 수의 할당 가능한 사용자에 대한 보조 순방향 채널은 7이다. 보조 순방향 채널은 동일한 시간에 여러 사용자에게 할당될 수 있다. 기지국은 특정 사용자의 긴 코드에 의하여 보조 순방향 채널의 각 프레임을 커버링함으로써 보조 순방향 채널의 사용을 스케줄링한다. 결과적으로, 특정한 긴 코드를 사용하지 않는 모든 사용자는 다른 사용자를 향하는 보조 채널의 프레임을 디코딩할 수 없을 것이다. 도 2는 이러한 상황에서의 전력 할당을 도시한다. 도 2a는 중간 데이터율(PTMDR)의 전송을 위하여 할당된 총 전력을 도시한다. 이 전력은 방정식(3)을 만족시킨다.
Figure 112002037154860-pct00003
(3)
여기에서 PTUi는 사용자(i)에게 할당된 총 전력이며, N은 사용자수이다.
도 2b는 보조 및 기본 순방향 채널 사이의 중간 데이터율(PTMDR)의 전송을 위한 총 전력의 할당을 도시한다. N명의 사용자를 가정하였기 때문에, 기본 순방향 채널에 할당된 전력(PTF)은 각각의 사용자에 대하여 기본 순방향 채널(PFU)에 이용될 수 있는 전력 합을 포함한다.
Figure 112002037154860-pct00004
(4)
이것은 도 2b의 히스토그램의 오른쪽 열로 도시되어 있다. 도 2b의 왼쪽 열은 보조 순방향 채널(PTS)에 할당된 전력을 나타낸다. 이용 가능한 전력을 이용하기 위해 데이터율을 조절하는 원리에 따라, N명의 사용자 사이에 보조 순방향 채널 CHi에 대한 전력 PTS의 미리 결정된 할당이 없음에 주의한다. M개의 보조 순방향 채널 CHi는 필요한 기반 상의 모든 사용자에게 이용 가능하다. 따라서, 특정 사용자에 대한 데이터율 요구가 증가함에 따라, 사용자는 보조 순방향 채널 PTS에 대한 전력으로부터 추가 채널을 할당받는다. 그러나 사용자는 사용자에게 할당된 것보다 더 많은 보조 순방향 채널을 이용할 수 없다. 반대로, 특정 사용자에 대한 데이터율 요구가 감소하면, 사용자는 다른 사용자의 이용을 위해 자신의 보조 순방향 채널을 해제하도록 유도된다. 할당률 및 할당 해제율은 전력 제어를 교란시키지 않도록 선택되어야 한다. 사용자 간의 전력 할당은 다음 식(5)을 만족시켜야 한다:
PTMDR = PTF + PTS (5)
"일정한 사용자 전력" 및 "공유된 보조 순방향 채널"을 가지고 전송하면 사용자당 전력 제어 및 사용자당 데이터 활성도에 기인하는 기지국 전송 전력 변동이 감소한다. 그러나 상기의 전송은 데이터 활성도의 변화에 기인하는 전송 전력의 짧은 기간 변동과 데이터 요구의 변화에 의해 발생하는 전송 전력의 긴 기간 변동을 제거하지 못한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 데이터 활성도의 변화에 기인한 전송 전력의 변동은 데이터 전송에 요구되는 전력과 "고정" 전력 레벨 간의 차와 같은 전력을 미사용 순방향 채널 상에서 전송함으로써 "고정" 전력 레벨로 전송하는 기지국을 통해 제거된다. 사용자는 서로 다른 프레임 오프셋을 가질 수 있기 때문에, 전송된 여분의 전력은 매 전력 제어 그룹마다 조절되어야 한다. 전력 제어의 설명은 상기에 언급된 IS-95 표준을 참조한다. 데이터 요구에 기인한 변동은 "고정" 전력 레벨을 조절함으로써 완화된다. 따라서, 데이터 요구가 감소할 때, 기지국은 데이터 서비스에 대해 할당된 "고정" 전력량을 감소시킨다. 일 실시예에서, "고정" 전력의 변화는 전력 제어 방법을 교란하지 않도록 점진적으로 발생한다. 본 발명의 일 실시예에서, "고정" 전송 전력 레벨은 외부 전력 제어 루프에 의해 제어된다. 이러한 외부 전력 제어 루프는 고정 레벨이 너무 자주 포화하지 않도록 고정 전송 전력 레벨을 조절한다. 정확한 양의 "고정" 전력을 통한 상기의 조절에서 부가 마진은 기지국으로의 새로운 사용자의 도달을 허용한다.
도 3은 기지국(BS)(302) 및 원격국(RS)(304)에 의해 표현되며, 순방향 링크(306)를 통해 BS(302)로부터 RS(304)로 정보를 전달하고, 역방향 링크(308)를 통해 RS(304)로부터 BS(302)로 정보를 전달하는 지상 무선 통신 시스템의 예시적인 실시예를 도시한다. 각 링크(306, 308)는 하나의 기본 순방향 채널 및 적어도 하나의 보조 순방향 채널을 포함한다. RS(304)는 이에 제한되지는 않지만, 셀룰러 전화, 무선 로컬 루프 전화, 개인 휴대 정보 단말기 및 무선 모뎀 등을 포함하는 소정 수의 무선 통신 장치일 수 있다.
도 4는 전송국의 예시적인 실시예를 도시한다. 전송되는 정보는 데이터 소스(402)에 의해 발생하며, 메모리(404)에 제공된다. 메모리(404)는 버퍼로서 동작하며, 데이터 소스(402)가 전송될 수 있는 것보다 더 많은 데이터를 제공할 때 데이터 손실을 방지한다. 메모리(404)로부터의 데이터는 제어 회로(410)에 의해 제공되는 신호(408)에 따라 데이터를 디멀티플렉싱하는 디멀티플렉서(406)에 제공된다. 디멀티플렉싱된 데이터는 데이터를 분할하고, 데이터를 CRC 인코딩하며, 시스템에 의해 요구된 대로 코드 테일 비트를 삽입하는 채널 엘리먼트(412a - 412h)에 제공된다.
채널 엘리먼트(412a - 412h)는 그 후에 데이터, CRC 패리티 비트 및 코드 테일 비트를 컨볼루션 인코딩하고, 인코딩된 데이터를 인터리빙하며, 인터리빙된 데이터를 사용자의 긴 의사잡음(PN) 시퀀스와 스크램블링하며 월시 시퀀스로 상기 스크램블링된 데이터를 커버한다. 채널 엘리먼트(412a - 412h)는 그 후에 커버된 데이터를 확산기(414a - 414h)에 각각 제공하며, 상기 확산기(414a - 414h)는 데이터를 짧은 동위상 의사잡음(PNI) 및 직교위상 의사잡음(PNQ) 시퀀스를 통해 확산시킨다. 더 상세한 것은 상기에 언급된 IS-95 표준을 참조한다. 확산 데이터는 그 후에 필터(416a - 416h)에서 필터링되며 필터링된 데이터는 제어 회로(410)로부터 신호(420a - 420h)에 응하여 데이터를 스케일링하는 이득 스테이지(418a - 418h)에 제공된다. 제어 회로(410)는 신호(420a - 420h)를 생성하는 기능을 수행할 수 있는 소정의 장치일 수 있다. 상기 장치는 예를 들어, 프로그래밍 가능 로직 어레이, 주문형 집적 회로, 디지털 신호 처리기 등등을 포함한다. 스케일링된 데이터는 합산기(422)에서 합산되며 데이터를 동위상 및 직교 위상 사인곡선으로 상향변환하는 변조기(424)에 제공된다. 상향변환된 신호는 스케일링을 위해 이득 스테이지(426)에 제공된다. 스케일링된 신호는 블록(430)에서 필터링되고 증폭된다. 안테나(432)를 통해, 전송국이 BS이면 순방향 채널(306)을 통해, 또는 전송국이 RS이면 역방향 채널(308)을 통해 신호가 전송된다.
수신국(도시되지 않음)으로부터의 피드백 신호는 안테나(434)에 의해 수신되고 수신기(436)에 제공된다. 수신기(436)는 수신된 신호를 필터링, 증폭, 하향변환, 직교 복조 및 디지털화한다. 디지털화된 신호는 복조기(438)에 제공되며, 복조기(438)는 데이터를 짧은 PNI 및 PNQ 시퀀스로 역확산시키며, 역확산된 데이터를 사용자 긴 PN 시퀀스로 디커버링한다. 디스크램블된(또는 복조된) 데이터는 디코더(440)에 제공되며, 디코더(440)는 채널 엘리먼트(412) 내에서 수행되는 인코딩의 역을 수행한다. 디코딩된 데이터는 데이터 싱크(442) 및 제어 회로(410)에 제공된다.
도 5는 일 실시예에 따라 안정성 및 용량 제어를 달성하는 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
프로세스는 전송국이 사용자에게 서비스를 제공할 준비가 된 상태로 초기화되는 단계(500)에서 시작한다. 초기화 프로세스는 전송국의 총 전송 전력의 초기 할당을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 총 전송 전력은 음성 서비스 및 데이터 서비스 간에 영구적으로 할당된다. 또 다른 실시예에서, 총 전송 전력의 할당은 음성 서비스와 데이터 서비스 간에 유동적으로 변화한다. 전력 할당을 설명하기 위해, 전송국이 여러 음성 호출 및 여러 데이터 사용자를 지원하는 것으로 가정한다.
단계(502)에서, 전송국은 데이터 서비스 요청을 수신하고 단계(504)로 진행한다. 단계(504)는 전송 스케줄링 방법의 예시적인 실시예를 나타낸다. 단계(5042)는 요청이 승인되어야 하는지를 결정한다.
요청이 승인되지 않으면, 요청은 부가의 전송 스케줄 프로세싱을 위해 단계 (5044)로 진행한다. 재스케줄링 요청은 단계(506)로 진행한다.
요청이 단계(5042)에서 승인되면, 프로세싱은 단계(506)에서 계속된다.
단계(506)는 부가의 사용자를 지원하는데 충분한 전력이 이용 가능한지를 질문한다. 응답이 부정적이면, 흐름도는 단계(508)로 진행한다.
가변 전력 할당 실시예에서, 단계(508)의 기능은 도 5a에 기술된다. 단계 (50802)에서, 질문은 음성 서비스로부터 데이터 서비스에 전력을 재할당할 것인지에 대해 이루어진다. 응답이 긍정적이면, 단계(50804)에서 재할당이 수행되며, 도 5의 단계(506)에서 흐름이 계속된다. 도 5a를 참조하여, 응답이 부정적이면, BS의 최대 전송 전력이 도달되었는지에 대해 단계(50806)에서 질문이 이루어진다. 응답이 긍정적이면, 이용 가능한 전력이 없으며, 상기 요청은 단계(50404)의 프로세싱으로 전달된다. 응답이 부정적이면, BS는 단계(50808)에서 데이터 서비스에 총 전송 전력의 일부를 할당할 것이며, 흐름은 도 5의 단계(506)에서 계속된다.
영구적 전력 할당 실시예에서, 단계(508)의 기능이 도 5b에서 기술된다. 음성 서비스에 대해 할당된 전력은 공유가 허용되지 않기 때문에, BS의 최대 전송 전력이 도달되었는지에 대해 단계(50810)에서 질문이 이루어진다. 응답이 긍정적이면, 이용 가능한 전력이 없으며, 요청은 도 5의 단계(5044)의 프로세싱으로 전달된다. 도 5b를 참조하여, 응답이 부정적이면, BS는 단계(50812)에서 데이터 서비스에 총 전송 전력의 일부를 할당할 것이며, 흐름은 도 5의 단계(506)에서 계속된다.
전력이 충분한지에 대한 응답이 단계(504)에서 긍정적일 때, 흐름도는 단계 (510)로 진행한다.
도 5c는 보조 순방향 채널 공유 개념을 통합하지 않은 본 발명의 실시예에 따른 단계(510)의 기능을 도시한다. 도 1a, 1b를 참조로 기술된 바와 같이, 데이터 서비스 사용자는 단계(51002)에서 기본 순방향 채널 전력(PFU) 및 보조 순방향 채널 전력(PSU)을 포함하는 총 사용자 전력(PTU)을 할당받는다. 단계(51004)에서, 기본 순방향 채널 순방향 전력 제어 변동이 할당된 전력(PFU)을 초과하지 않게 하기에 충분히 낮은 데이터율로 기본 순방향 채널 상에서 호출이 초기화된다. 단계(51006)는 요청된 데이터율과 전송된 데이터율의 비교를 수행한다. 요청된 데이터율이 전송된 데이터율보다 낮거나 같으면, 단계(51008)에서 비어있는 보조 순방향 채널의 전력 레벨(PSU)은 총 전력(PTU)이 정확하도록, 즉 식(1)이 만족하도록 조절된다. 요청된 데이터율이 전송된 데이터율보다 높을 때, 단계(51010)에서 추가 보조 순방향 채널이 사용된다. 보조 순방향 채널의 전력 레벨(PSU)은 총 전력 (PTU)이 정확하도록, 즉 식(1)을 만족하도록 조절된다.
도 5d는 보조 순방향 채널 공유 개념을 통합하는 본 발명의 실시예에 따라 단계(510)의 기능을 도시한다. 도 2를 참조로 기술된 바와 같이, 데이터 서비스 사용자는 단계(51012)에서 기본 순방향 채널 전력(PFU)을 할당받는다. 단계(51014)에서, 기본 순방향 채널 순방향 전력 제어 변동이 할당된 전력(PFU)을 초과하지 않도록 충분히 낮은 데이터율로 기본 순방향 채널 상에서 호출이 초기화된다. 단계(51016)는 요청된 데이터율과 전송된 데이터율의 비교를 수행한다. 요청된 데이터율이 전송된 데이터율보다 낮거나 같으면, 단계(51018)에서 총 전력(PTU)이 정확하도록, 즉 식(4)을 만족하도록 보조 순방향 채널(PSU)의 전력 레벨이 조절된다. 요청된 데이터율이 전송된 데이터율보다 높을 때, 단계(51020)에서 추가 보조 순방향 채널은 보조 순방향 채널의 풀(pool)로부터 할당된다. 보조 순방향 채널(PSU)의 전력 레벨은 총 전력(PTU)이 정확하도록, 즉, 식(4)을 만족하도록 조절된다.
바람직한 실시예의 상기 기술은 당업자가 본 발명을 제조하거나 이용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예에 대한 여러 변형은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반 원리는 본 발명을 이용하지 않고서 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 도시된 실시예에 제한되지 않으며 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 일치하는 최광의 범위에 따른다.

Claims (32)

  1. 삭제
  2. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 중간 데이터율 전송 전력은 전체 전송 전력의 고정 할당인, 가변율 데이터 전송 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계는,
    기본 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력과 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력 사이에 상기 중간 데이터율 전송 전력을 배분(apportion)하는 단계; 및
    상기 사용자들 각각에 적어도 하나의 기본 순방향 채널을 할당하는 단계를 포함하는, 가변율 데이터 전송 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 기본 순방향 채널을 할당하는 단계는,
    상기 기본 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 상기 기본 순방향 채널을 지원하는데 필요한 제 1 전력을 할당하는 단계;
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 요구된 데이터율 및 이용 가능한 전력에 따라 상기 보조 채널들의 수를 결정하는 단계; 및
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 다수의 보조 채널들을 지원하는데 필요한 제 2 전력을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 보조 채널들의 수를 결정하는 단계는,
    상기 제 1 전력에 의해 지원 가능한 데이터율로 상기 기본 순방향 채널 상에서 전송국과 수신국 사이의 통신을 개시하는 단계;
    상기 제 1 전력에 따라 보조 순방향 채널 전력을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 보조 순방향 채널 전력, 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력, 및 상기 요구된 데이터율에 따라 상기 보조 순방향 채널의 수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 보조 채널들의 수를 결정하는 단계는 상기 기본 순방향 채널의 사용자에게 할당된 보조 순방향 채널들의 최대 수에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  9. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계는,
    상기 사용자들의 각각에 전체 상기 중간 데이터율 전송 전력의 동일 부분을 배분하는 단계;
    기본 순방향 채널에 대한 제 1 전력과 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력 사이에 상기 동일 부분을 배분하는 단계; 및
    상기 사용자들의 각각에 상기 보조 순방향 채널들 중 적어도 하나와 상기 기본 순방향 채널을 할당하는 단계를 포함하는, 가변율 데이터 전송 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 보조 순방향 채널들 중 적어도 하나를 할당하는 단계는,
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력에서 이용 가능한 전력 및 요구된 데이터율에 따라 보조 순방향 채널들의 수를 결정하는 단계;
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터의 모든 전력을 다수의 보조 채널들 사이에 할당하는 단계; 및
    상기 수가 제로일 때 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터의 모든 전력을 하나의 보조 순방향 채널에 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 보조 순방향 채널들의 수를 결정하는 단계는,
    상기 제 1 전력에 의해 지원 가능한 데이터율로 상기 기본 순방향 채널 상에서 전송국과 수신국 사이의 통신을 개시하는 단계;
    상기 제 1 전력에 따라 최소 보조 순방향 채널 전력을 결정하는 단계;
    상기 최소 보조 순방향 채널 전력 및 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력에 따라 보조 순방향 채널들의 최대 수를 결정하는 단계; 및
    상기 보조 순방향 채널들의 최대 수 및 상기 요구된 데이터율에 따라 상기 보조 순방향 채널들의 수를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 보조 채널들의 최대 수를 결정하는 단계는 상기 기본 순방향 채널의 사용자에게 할당된 보조 순방향 채널들의 최대 수에 따라 실행되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  13. 제 2항에 있어서, 상기 데이터를 전송하는 단계는 상기 적어도 한 사용자의 채널 상태에 따라 상기 데이터의 전송률을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  14. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 방법으로서,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 데이터를 전송하는 단계를 포함하며,
    상기 데이터를 전송하는 단계는,
    상기 적어도 한 사용자의 채널 상태들에 따라 기본 순방향 채널 전력을 조절하는 단계; 및
    상기 기본 순방향 채널 전력 및 보조 순방향 채널 전력의 합이 상기 할당된 전송 전력과 동일하도록 보조 순방향 채널 전력을 조절하는 단계를 포함하는, 가변율 데이터 전송 방법.
  15. 삭제
  16. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 장치로서,
    전송될 데이터를 제공하는 데이터 소스;
    상기 데이터를 송신하는 송신기; 및
    상기 송신기에 통신 가능하게 접속된 제어 프로세서를 포함하며,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능, 및
    상기 송신기가 상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되고,
    상기 중간 데이터율 전송 전력은 전체 전송 전력의 고정 할당인, 가변율 데이터 전송 장치.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 장치로서,
    전송될 데이터를 제공하는 데이터 소스;
    상기 데이터를 송신하는 송신기; 및
    상기 송신기에 통신 가능하게 접속된 제어 프로세서를 포함하며,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능, 및
    상기 송신기가 상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어 프로세서는 또한,
    기본 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력과 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력 사이에 상기 중간 데이터율 전송 전력을 배분하는 기능; 및
    상기 사용자들 각각에 적어도 하나의 기본 순방향 채널을 할당하는 기능을 수행함으로써, 상기 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능을 수행하도록 구성되는, 가변율 데이터 전송 장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 기본 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 상기 기본 순방향 채널을 지원하는데 필요한 제 1 전력을 할당하는 기능;
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 이용 가능한 전력 및 요구된 데이터율에 따라 보조 채널들의 수를 결정하는 기능; 및
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터 다수의 보조 채널들을 지원하는데 필요한 제 2 전력을 할당하는 기능을 수행함으로써, 상기 적어도 하나의 기본 순방향 채널을 할당하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 제 1 전력에 의해 지원 가능한 데이터율로 상기 기본 순방향 채널 상에서 전송국과 수신국 사이의 통신을 개시하는 기능;
    상기 제 1 전력에 따라 보조 순방향 채널 전력을 결정하는 기능; 및
    상기 결정된 보조 순방향 채널 전력, 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력, 및 상기 요구된 데이터율에 따라 상기 보조 순방향 채널들의 수를 결정하는 기능을 수행함으로써, 상기 보조 채널들의 수를 결정하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 기본 순방향 채널의 사용자에게 할당된 보조 순방향 채널들의 최대 수에 따라 보조 채널들의 수를 결정하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  23. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 장치로서,
    전송될 데이터를 제공하는 데이터 소스;
    상기 데이터를 송신하는 송신기; 및
    상기 송신기에 통신 가능하게 접속된 제어 프로세서를 포함하며,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능, 및
    상기 송신기가 상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 사용자들 각각에 상기 전체 중간 데이터율 전송 전력의 동일 부분을 배분하고;
    기본 순방향 채널들에 대한 제 1 전력과 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 제 2 전력 사이에 상기 동일 부분을 배분하며;
    상기 사용자들 각각에 상기 보조 순방향 채널들 중 적어도 하나 및 상기 기본 순방향 채널을 할당함으로써, 상기 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능을 수행하도록 구성되는, 가변율 데이터 전송 장치.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력에서 이용 가능한 전력 및 요구된 데이터율에 따라 보조 순방향 채널들의 수를 결정하고;
    상기 다수의 보조 채널들 사이에 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터의 모든 전력을 할당하며;
    상기 수가 제로일 때 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력으로부터의 모든 전력을 하나의 보조 순방향 채널에 할당함으로써, 상기 적어도 하나의 보조 순방향 채널을 할당하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 제 1 전력에 의해 지원 가능한 데이터율로 상기 기본 순방향 채널 상에서 전송국과 수신국 사이의 통신을 개시하고;
    상기 제 1 전력에 따라 최소 보조 순방향 채널 전력을 결정하며;
    상기 최소 보조 순방향 채널 전력 및 상기 보조 순방향 채널들에 할당하기 위한 총 전력에 따라 보조 순방향 채널들의 최대 수를 결정하며;
    상기 보조 순방향 채널들의 최대 수 및 상기 요구된 데이터율에 따라 보조 순방향 채널들의 수를 결정함으로써, 상기 보조 순방향 채널들의 수를 결정하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 기본 순방향 채널의 사용자에게 할당된 보조 순방향 채널들의 최대 수에 따라 보조 채널들의 수를 결정하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  27. 제 23항에 있어서, 상기 제어 프로세서는,
    상기 적어도 한 사용자의 채널 상태에 따라 상기 데이터의 전송률을 조절함으로써 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  28. 통신 시스템에서 가변율 데이터를 전송하기 위한 장치로서,
    전송될 데이터를 제공하는 데이터 소스;
    상기 데이터를 송신하는 송신기; 및
    상기 송신기에 통신 가능하게 접속된 제어 프로세서를 포함하며,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 통신 시스템의 사용자들 사이에 중간 데이터율 전송 전력을 할당하는 기능, 및
    상기 송신기가 상기 할당된 전송 전력으로 무선 주파수 링크를 통하여 상기 사용자들 중 적어도 한 사용자에게 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어 프로세서는,
    상기 적어도 한 사용자의 채널 상태들에 따라 기본 순방향 채널 전력을 조절하고;
    상기 기본 순방향 채널 전력 및 보조 순방향 채널 전력의 합이 상기 할당된 전송 전력과 동일하도록 보조 순방향 채널 전력을 조절함으로써, 상기 데이터를 전송하게 하는 기능을 수행하도록 구성되는, 가변율 데이터 전송 장치.
  29. 제 5항에 있어서, 상기 중간 데이터율 전송 전력은 전체 전송 전력의 가변 할당인 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 가변 할당은 전송될 데이터율에 대한 요구에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 방법.
  31. 제 19항에 있어서, 상기 중간 데이터율 전송 전력은 전체 전송 전력의 가변 할당인 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 제어 프로세서는 전송될 데이터율에 대한 요구에 따라 상기 가변 할당을 변화시키는 기능을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변율 데이터 전송 장치.
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