KR100342525B1 - 이동통신시스템의 패킷 데이터 처리 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신시스템의 데이터 처리 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 무선 패킷 데이터 서비스 시 기지국들과 이동국들 간의 무선 채널상태 및 데이터 서비스 종류에 따라 송신 전력 또는 데이터 전송률을 달리하여 패킷 데이터를 전송하는 이동통신시스템의 패킷 서비스 시 패킷 데이터를 처리하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 상기 본 발명에 따른 이동통신시스템의 패킷 서비스 시 데이터 처리방법에 있어서, 이동국이 해당 기지국의 기지국 신호로부터 채널 상태를 추정하여 상기 기지국으로 채널 상태 정보를 전송하고, 상기 기지국이 다수의 이동국으로부터 수신되는 채널 상태 정보를 수신하고 상기 채널 상태 정보에 따라 송신 전력 및 데이터 전송률을 할당하여 해당 이동국으로 패킷 데이터를 전송한다.

Description

이동통신시스템의 패킷 데이터 처리 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FORM PROCESSING PACKET DATA IN MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 이동통신시스템의 데이터 처리방법에 관한 것으로, 기지국과 이동국간의 채널 상태와 서비스 품질 상태에 따라 전력 및 데이터 전송률을 달리 할당하여 데이터를 처리하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 IS-95는 실시간을 요하는 음성데이터를 서비스한다. 상기 음성데이터 서비스를 서킷 서비스(Circuit Service)라 한다. 상기 서킷 서비스는 입력되는 서킷 데이터를 연속적으로 전송한다. IMT-2000과 같은 이동통신시스템은 고속의 데이터 전송률을 지원하므로써 영상, 화상 등의 데이터량이 많은 데이터를 부가채널을 통해 패킷 데이터 서비스를 제공한다. 상기 서킷 서비스가 연속적인 음성데이터를 제공하는 반면 패킷 데이터의 경우 데이터가 불연속적으로 벌스티(Bursty)한 성질을 가진다. 또한 음성 서비스의 경우 채널 상태에 상관없이 모든 사용자에게 지연 없는 동일한 서비스를 제공해야 하는 반면, 데이터 서비스의 경우 사용자 별로 다른 데이터 전송 요구를 만족하며 전체 처리량을 최대화하는 것이 목적이 된다. 위와 같은 요구 사항을 만족하기 위해 음성 서비스의 경우 채널 상태가 나쁜 이동국에 대해 더 많은 전력을 사용하도록 해야 하는 반면, 데이터 서비스의 경우 같은 방법으로는 데이터 처리량을 최대화하지 못한다.

상기와 같이 연속해서 데이터를 처리하여 전송하는 서킷 서비스의 데이터 처리방식을 불연속적으로 데이터를 서비스하는 패킷 서비스에 적용할 경우 패킷 데이터의 전송률을 극대화하지 못하므로써 데이터 처리 효율이 떨어지고 채널 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한 핸드오프 시에도 동일한 문제가 발생한다. 다시 말하면, 서킷(Circuit) 서비스를 제공하는 기존의 이동통신시스템에서의 핸드오프 방법은 핸드오프에 관련되는 두 개 이상의 기지국으로부터 동시에 송신되는 동일한 데이터를 결합하거나 선택하는 방법이 사용된다. 이를 패킷 서비스에 그대로 적용하려 할 경우 채널 상태에 따라 적응적으로 데이터 전송률을 극대화하지 못하여 패킷 처리량이 저하되는 문제가 발생한다. 따라서 패킷 데이터 서비스를 제공하기 위해서는 데이터 전송 및핸드오프 방법이 패킷 데이터 전송 특성에 맞도록 재설계 되어야 한다. 특히 기지국에서의 이동국에 대한 순방향 전력 할당과 기지국을 경유하는 데이터 경로 설정을 위한 방법이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 이동통신시스템의 패킷데이터 통신 시 이동국이 기지국에서 송신되는 기지국 신호로부터 해당 채널의 상태를 추정하여 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하고, 기지국이 상기 채널 상태 정보를 수신하여 채널 상태가 좋은 이동국에 높은 전력을 할당하여 데이터를 전송하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템의 패킷데이터 통신 시 이동국이 기지국에서 송신되는 기지국 신호로부터 해당 채널의 상태를 추정하여 채널 상태 정보를 기지국으로 전송하고, 기지국이 상기 채널 상태 정보를 수신하여 채널 상태가 좋은 이동국에 높은 데이터 전송률로 데이터를 전송하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동국이 기지국으로 채널 상태 정보를 송신하고, 이에 응답하여 기지국으로부터 데이터 전송률 정보를 나타내는 데이터 전송률 지시자를 포함하는 데이터를 수신하여 가변되는 데이터 전송률에 빠르게 응답하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템의 패킷데이터 통신 시 이동국이서비스 받고 있는 데이터의 종류에 따른 가중치에 의해 데이터 전송률 및 전력을 결정하여 상기 패킷 데이터를 전송하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템의 핸드오프 시 패킷데이터의 처리량을 최대로 하기 위해 기지국 제어기가 핸드오프에 관련되는 기지국으로 서로 다른 데이터를 전송하고, 기지국이 채널 상태 정보를 입력받아 채널 상태가 좋은 경우에만 패킷데이터를 이동국으로 송신하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 이동통신시스템의 핸드오프 시 패킷데이터의 처리량을 최대로 하기 위해 기지국 제어기가 핸드오프에 관련되는 기지국으로 동일한 데이터를 전송하고, 기지국이 채널 상태 정보를 입력받아 채널 상태가 좋은 경우에만 패킷데이터를 이동국으로 송신하는 패킷데이터 통신 시 데이터 처리방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 네트웍과, 기지국 제어기와, 기지국과, 이동국으로 구성되는 이동통신시스템의 패킷 서비스에서의 데이터 처리량 최대화 방법에 있어서, 상기 이동국으로 제공되는 데이터 발생 시 상기 기지국 제어기가 상기 네트웍을 통해 상기 데이터를 수신하고, 핸드오프 시 상기 데이터를 상기 이동국의 핸드오프에 관련하는 적어도 두 개 이상의 기지국으로 전송하는 제1과정과, 상기 기지국 제어기로부터 데이터를 전송 받은 각 기지국이 상기 이동국에서 주기적으로 보고하는 채널 상태 정보에 따라 상기 이동국으로의 데이터 전송률을판단한 다음, 데이터 전송률이 결정되면 상기 이동국으로 상기 데이터를 전송하는 제2과정과, 상기 이동국이 상기 기지국으로부터 순방향 채널을 통해 기지국 신호를 수신하고, 주기적으로 상기 신호로부터 상기 순방향 채널에 대한 채널 상태를 상기 각 기지국으로 보고한 다음, 상기 각 기지국으로부터 데이터를 수신하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오프 시에 적용되는 시스템 구성도를 나타낸 도면.

도2는 본 발명의 실시 예에 따른 이동국의 채널 상태 보고에 따른 패킷 데이터 수신과정을 나타낸 도면

도3은 본 발명에 적용되는 기지국 채널카드 구조를 나타내는 도면

도4는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 두 기지국에 다른 데이터를 보내는 핸드오프 방법을 나타내는 도면

도5는 본 발명의 실시예에 따라 두개의 서로 다른 데이터를 수신하기 위한 이동국의 핑거 구조를 나타내는 도면

도6은 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오프시의 채널상태보고를 나타내는 도면

도7은 본 발명의 실시 예에 따라 두 개 이상의 기지국에 다른 데이터 전송에 따른 핸드오프 방법을 나타낸 흐름도

도8은 본 발명의 실시 예에 따른 두 기지국에 다른 데이터를 전송할 경우의두 기지국의 데이터 버퍼를 나타내는 도면.

도9는 본 발명의 실시 예에 따라 하나의 기지국이 정체 시 다른 기지국으로의 데이터 중계를 나타내는 도면.

도10은 본 발명의 실시 예에 따라 하나의 기지국이 정체되는 것에 대비한 기지국 상호간의 예비 데이터 전송을 나타내는 도면

도11은 본 발명의 실시 예에 따라 상기 기지국 제어기가 두 기지국에 동일한 데이터를 전송하여 핸드오프를 수행하는 시스템을 나타내는 도면

도12는 본 발명의 실시 예에 따른 순방향 채널 보고를 위한 역방향 채널 전력제어 프레임의 구조를 나타내는 도면

도13은 본 발명의 실시 예에 따른 두 기지국에 동일한 데이터를 보낼 때의 기지국 버퍼를 나타내는 도면

도14는 본 발명의 실시 예에 따른 데이터 전송 위치 확인을 나타내는 도면

도15는 본 발명의 실시 예에 따른 두 개 이상의 기지국에 동일한 데이터를 보내는 핸드오프 방법 흐름도

도16은 본 발명의 실시 예에서 두 기지국 중 어느 한 기지국의 데이터 전송 실패 시 전송 실패한 데이터를 전송하기 위한 첫 번째 방법을 나타낸 절차도

도17은 본 발명의 실시 예에서 두 기지국 중 어느 한 기지국의 데이터 전송 실패 시 전송 실패한 데이터를 전송하기 위한 두 번째 방법을 나타낸 절차도

도18a, 18b 및 18c는 상기 도16에 대한 기지국 제어기와 기지국과 이동국의 동작을 나타낸 흐름도

도19a는 본 발명의 실시 예에 따른 사용자 데이터를 전송하는 부가채널에 전송률 표시를 포함하는 데이터 프레임을 나타낸 도면.

도19b는 본 발명의 실시 예에 따른 별도의 채널을 통해서 전송률 표시를 삽입하여 전송함을 나타낸 도면.

도20은 본 발명에 따른 효율적인 순방향 패킷 송신을 수행하기 위한 기지국 및 이동국의 구조를 나타낸 도면.

도21은 본 발명에 따라 데이터에 전송률 지시자를 삽입하여 전송하기 위한 기지국의 동작과정을 나타낸 흐름도.

도22는 본 발명에 따른 이동국의 동작 과정을 나타낸 도면.

도23은 이동국의 채널 상태 보고 과정을 나타낸 도면.

도24는 기지국의 전송률 결정 과정을 나타낸 도면.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명은 패킷 데이터의 처리량을 최대화 하기 위해 이동국이 기지국으로부터 수신되는 기지국 신호를 수신하여 상기 기지국 신호로부터 상기 기지국과의 채널 상태를 검출하고 이에 대한 채널 상태 정보를 기지국으로 송신한다. 기지국은 다수의 이동국으로부터 상기 채널 상태 정보를 각각 수신하여 채널 상태에 따라 데이터 전송률에 차등을 두어 패킷 데이터를 전송한다. 이를 도2를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도2는 이동국이 패킷 서비스 시 기지국으로 순방향 채널 상태를 보고함을 나타내고 있는 도면이다. 상기 순방향 채널은 파일럿 채널 또는 트래픽 채널이 될 수 있다. 상기 파일럿 채널은 기지국이 이동국으로 파일럿 신호를 전송하는 공통채널로, 이동국이 연속적인 채널 상태 모니터링을 할 수 있도록 해준다. 이동국은 파일럿 채널 또는 트래픽 채널의 전력을 측정하여 채널 상태 정보를 발생한다.

상기 채널 상태 정보는 측정 대상 채널, 채널 측정 방법, 측정치의 부호화 방법, 정보 비트의 개수 등에 따라 다양한 형태를 취할 수 있다. 또한 채널 상태 정보를 이동국에서 기지국으로 전송하는 방법에 있어서도 다양한 형태를 취할 수 있다. 본 발명에서는 이에 대한 몇 가지 구체적인 구현예들을 제시한다.

한 예로 상기 채널 상태 정보는 파일럿 채널의 전력 또는 그 변화 추이를 검출하여 발생시킨 채널 상태 정보 비트가 될 수 있다. 상기 채널 상태 정보 비트의 발생 방법에 대해서는 추후에 상세히 설명하도록 한다.

또 한 예로 상기 채널 상태 정보는 전력제어비트가 될 수 있다. 이동국은 트래픽 채널의 전력 또는 파일럿 채널 전력을 측정하여 전력제어비트를 생성할 수 있다. 파일럿 전력 측정을 바탕으로 한 이동국에서의 전력제어비트 생성 방법은 기 출원된 출원번호 98-22219를 참조하기 바란다. 이동국은 채널 상태 보고를 위한 전력제어비트를 역방향 파일럿 채널에 실어서 보낼 수 있다.

채널 상태에 대한 빠른 적응을 위해서 프레임 길이는 일반적인 서킷 서비스를 위한 프레임(20ms 또는 5ms) 보다 짧은 길이의 프레임을 사용한다.(e.g. 1.25ms 또는 2.5ms). 특히 높은 전송률의 패킷 데이터를 보내기 위한 부가 채널에서는 1.25ms 길이 프레임을 사용할 수 있다. 또한 채널 상태 보고를 위한 정보 전송은1.25ms 당 하나(800Hz)의 비트(전력제어비트) 보다 많은 양의 정보를 보내기 위해 1.25ms 동안 다중 레벨(Level)을 나타내는 수 개의 비트들을 보내거나 등가적으로 개별 비트들을 더 빠른 전송률로 보내는 방법을 사용할 수 있다. 즉 기존의 800Hz 전력제어비트와는 별도로 9.6Kbps, 4.8Kbps, 2.4Kbps, 또는 1.2Kbps 등의 전송률로 채널 상태 정보를 역방향 채널을 통해 전송하도록 한다. 상기 채널 상태 정보를 보내기 위한 역방향 채널은 역방향 전용제어채널(Dedicated Control Channel) 또는 별도의 채널 상태 보고 채널(Channel Status Report Channel)이 될 수 있다. 상기 별도의 채널 상태 보고 채널은 별도의 월시 코드 채널이 될 수 있다. 상기 채널 상태 보고 채널은 채널 상태 정보의 빠른 적용을 위해 채널부호화를 하지 않고 보내는 것이 바람직하다. 예를 들어 설명하면, 4.8Kbps로 다중 레벨을 나타내는 비트들을 보내는 경우 1.25ms 당 여섯 비트의 정보를 보낼 수 있으므로 기존의 2 레벨에 비해 정확한 64 레벨로 채널 상태를 보고할 수 있다. 또한 4.8Kbps로 ±1을 나타내는 개별 비트들을 보내는 경우 1.25ms보다 작은 약 0.208ms마다 채널 상태를 모니터하여 채널 상태를 나타내는 값을 갱신할 수 있다. 채널 상태 보고를 위해 높은 전송률로 채널 상태 정보를 보냄에 있어서 채널 상태 정보를 나타내는 비트들을 효율적으로 사용할 수 있도록 다양한 부호화 기법들을 적용할 수 있다.

채널 상태 정보를 생성하는 방법으로는 측정된 순방향 공통 파일럿의 세기를 소정의 수(N)의 채널 상태 정보 비트들의 누적 값과 ① 과거 채널 정보 비트들에 대한 합에서의 가중치 값으로 나타내는 방법을 사용할 수 있다. 즉 현재 (시점 I)의 파일럿 측정값과 측정 기준값과의 차이를 T(i)라 하면 상기 T(i)는 하기 수학식1과 같이 나타낼 수 있다. ②상기 측정 기준값은 현재 시점에서 결정되어야 할 채널 상태 정보(CSB)의 값이다.

여기서 CSB(j)는 시점 j에서의 채널 상태 정보 비트 그리고 a는 영보다 크거나 같은 상수를 나타낸다. 따라서 새로운 채널 상태 정보 비트 CSB(i)를 생성하기 위해서는 새로운 채널 상태 정보 비트 CSB(i)를 포함한 이전 N개의 채널 상태 정보 비트의 합 T(i+1)이 공통 파일럿 세기를 측정한 값에 더 가깝도록 +1 또는 -1로 새로운 채널 상태 정보 비트 CSB(i)를 결정한다 여기서 e-a(i-j)는 과거 채널 정보 비트들에 대한 합에서의 가중치를 나타내는 항으로 a 가 영보다 클 경우 오래전의 비트일수록 감쇄된 가중치로 더해지게 되며 a 가 영일 경우 모든 채널 정보 비트가 같은 가중치로 더해지게 된다. 이상에서 설명한 바와 같이 이동국이 채널 정보 비트를 생성하여 채널 상태 보고로서 기지국으로 전송하면 기지국은 수신한 채널 상태 정보 비트를 상기 수학식 1과 같이 누적하여 채널 상태를 판단할 수 있다. 이와 같은 채널 상태 정보 표시 방법은 채널 상태 정보 비트에 오류가 발생하더라도 오류가 계속 누적되지 않고 소정 개수의 채널 정보 비트가 지나가면 정상적인 상태로 복구가 되는 이점이 있다.

또 다른 채널 상태 정보 표시 방법으로는 ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation) 기법을 사용할 수 있다. 이 방법은 이전 샘플들로부터 적응적으로 예측한 샘플 값과 실제 샘플 값의 차이를 부호화 하는 방법으로 공개된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

또한 좀더 간단한 채널 상태 정보 표시 방법으로 DM(Delta Modulation) 기법을 사용할 수 도 있다. 이 방법은 이전 샘플들로부터 예측한 샘플 값과 실제 샘플 값의 차이를 한 비트로 부호화 하는 방법으로 이 방법 또한 공개된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

채널 상태에 대한 빠른 적응을 위해서 프레임 길이는 상술한 바와 같이 1.25ms를 사용한다. 그러나 데이터 전송률에 따라 프레임의 길이를 달리 가져갈 수 있다. 예를 들어 상대적으로 낮은 데이터 전송률(e.g. 9.6Kbps)에 대해서는 20ms 프레임, 중간 데이터 전송률(e.g. 38.4Kbps)에 대해서는 5ms 프레임, 상대적으로 높은 데이터 전송률(e.g. 307.2Kbps)에 대해서는 1.25ms 프레임을 각각 사용할 수 있다. 표 1은 데이터 전송률(Kbps 단위)과 프레임 길이(ms 단위)에 따른 프레임 당 비트 수를 나타낸 것이다. 표 1에서 밑줄로 표시된 항목들은 지원되는 전송률과 프레임 길이의 조합들의 한 예를 나타낸 것이다.

Kbps	20ms	5ms	1.25ms
9.6	192	48	12
19.2	384	96	24
38.4	768	192	48
76.8	1536	384	96
153.6	3072	768	192
307.2	6144	1536	384

이하에서는 두 개 이상의 기지국이 관여되는 핸드오프 방법에 대한 설명에앞서 먼저 도2를 참조하여 각 기지국의 동작 방법을 설명한다. 상기 각 기지국은 동일한 동작을 수행하므로 도1의 기지국 105에 대해서만 설명한다.

기지국 105는 서비스하는 이동국 109, 111에게 데이터를 전송함에 있어서 패킷 데이터의 처리량(Throughput)을 최대화하기 위해 매 프레임마다 도 2에 나타낸 바와 같이 이동국 109와 111로부터 해당 순방향 채널의 상태(Ch Status)를 보고 받는다. 기지국은 자신과 링크를 형성하고 있는 이동국에 채널 상태에 따라 전력 할당 및 데이터 전송률을 결정해야 한다. 이하 기지국이 각 이동국들에 대한 전력 할당 및 데이터 전송률을 결정하기 위한 방법을 설명한다. 상기 전력 할당 및 데이터 전송률을 결정하기 위한 방법에는 이하의 세 가지 방법이 있을 수 있다.

첫 번째 방법에서는 상기 해당 순방향 채널(Fwd Ch)의 상태 보고를 받은 기지국 105는 다음 프레임 동안에 채널 상태가 가장 좋은, 즉 가장 작은 전력으로 가장 높은 데이터 전송률을 얻을 수 있는 이동국에 기지국 105의 송신 전력을 집중시킨다. 예를 들어 도2에서 이동국 109의 채널 상태가 좋다면 기지국 105는 이동국 109로 송신되는 데이터에 송신전력을 집중하여 부가(supplemental)채널로 전송한다.

상기 첫 번째 방법을 다시 한번 설명하면 기지국 105는 이동국 109, 111로부터 채널 상태를 보고(Report) 받고 이로부터 각 이동국 109, 111에 대해 1Kbps로 데이터를 보내기 위한 전력 값을 계산한다. 상기 1Kbps로 데이터를 보내기 위한 전력 값은 채널 상태를 보고하는 이동국으로부터의 전력제어비트를 누적한 값으로 구할 수 있다. 여기서 기지국 105의 총 송신 전력은 각 이동국 109, 111로의 데이터전송률과 각 이동국 109, 111로 1Kbps로 데이터를 보내기 위한 전력 값의 곱을 모든 이동국 109, 111에 대해 합한 값과 같다. 이러한 조건하에서 기지국 105는 각 이동국 109, 111로의 데이터 전송률의 합을 최대화하도록 전력을 할당한다. 이러한 방법으로 기지국 105의 송신 전력을 이동국 109, 111에 할당하는 것은 결국 채널 상태가 가장 좋은, 즉 1Kbps로 데이터를 보내기 위한 전력 값이 최소인 이동국 109에 모든 전력을 할당하는 결과를 얻는다. 이러한 전력 할당은 매 프레임 마다 새롭게 이루어진다. 수식을 써서 다시 설명하면 기지국의 전체 송신 전력이 PT = P1 + P2 + .+ PN (여기서 P, P2, .., PN은 각각 이동국1, 이동국2, .., 이동국N으로의 전력) 이라고 할 때 목표는 각 이동국에 대한 전송률(Bit Rate)의 합 BR(1)+BR(2)+. +BR(N) 을 최대화하는 벡터 P = {P1, P2, ., PN}를 찾는 것이다. 1Kbps로 데이터를 보내기 위해 요구되는 전력(또는 Eb/No)인 PbR(i)은 각 링크에 대해 기지국에 알려진 값이다. 이 때 각 기지국의 관점에서 처리량을 최대화하는 것은 다음 <수학식 2>에 의해 구할 수 있다.

Given

상기 <수학식 2>의 일반적인 해는 PbR(i) 값이 최소가 되는 i 값인 k 에 대해 Pk = PT로, 나머지 i 값에 대해서는 Pi(≠k) = 0으로 할당하는 것이 된다. 만약이때 주어진 조건 BR(k)·PbR(k) = PT를 만족하는 데이터 전송률 BR(k) 값이 최대 허용 데이터 전송률 BRmax를 초과하면 PbR(i) 값이 최소가 되는 이동국으로의 전력 Pk를 BRmax ·PbR(k)로 즉 데이터 전송률을 BRmax로 하고 나머지 전력 PT-Pk를 PbR(i) 값이 그 다음으로 작은 이동국에 할당하면 된다.

그러나 채널 상태에 의해서만 기지국의 전력을 할당하는 경우 채널 상태가 좋은 이동국 109로의 데이터 전송률은 좋아지겠으나 채널 상태가 좋지 못한 이동국 111은 데이터 전송률이 나빠지게 된다.

이러한 점을 해결하기 위한 두 번째 방법에서는 기지국은 상기 채널 상태에 따른 전송률에 이동국의 서비스 특성에 따른 가중치(Weighting factor) w(i)를 곱한 전송률이 최대가 되도록 전력을 할당한다. 상기 가중치는 이동국의 서비스 특성에 따른 차이를 두기 위해서 각 이동국이 요구하는 QoS(Quality of Service)에 따라 결정된다. 이는 이하 <수학식 3>에 의해 최적화될 수 있다.

Given

기지국은 이 최대화 식에 따라 전력을 할당한 후 이동국 i에 대해 할당한 전력을 사용하여 보낼 수 있는 해당 전송률 BR(i) (BR(i) = Pi / PbR(i))로 데이터를 송신한다.

세 번째 방법에서는 기지국 105가 각 이동국에 고정 전력을 할당하고 실시간으로 모니터되는 채널 상태에 따라 가변적으로 데이터 전송률을 설정해 준다. 순방향 채널(Fwd Ch)의 상태 보고를 받은 기지국 105는 다음 프레임 동안에 채널 상태가 좋은 이동국에는 높은 데이터 전송률로 채널 상태가 좋지 않은 이동국에는 낮은 데이터 전송률로 부가 채널을 통해 데이터를 송신한다. 예를 들어 도2에서 이동국 109의 채널 상태가 좋다면 기지국 105는 이동국 109로 높은 데이터 전송률로 데이터를 송신하고, 상기 이동국 109보다 채널 상태가 나쁜 이동국 111에는 낮은 데이터 전송률로 데이터를 송신한다.

다시 한번 설명하면, 상기 세 번째 방법에 따른 전력 할당 및 데이터 전송률 결정 방법에서는 기지국이 각 이동국에 고정된 전력을 할당한다. 예를 들어 각 이동국에 같은 전력을 할당 하는 것이다. 기지국 105는 이동국 109, 111로부터 채널 상태를 보고(Report) 받고 이로부터 각 이동국 109, 111에 대해 보낼 데이터 전송률을 계산한다. 예로서 상기 데이터 전송률은 채널 상태를 보고하는 이동국으로부터의 전력제어비트를 누적한 값과 상기 이동국에 할당된 고정 전력을 바탕으로 결정될 수 있다. 즉 구체적인 예로서 할당된 고정 전력에 비례하고 전력제어비트 누적 값에 반 비례하도록 데이터 전송률을 결정해 줄 수 있다. 여기서 전력제어비트 누적 값은 채널 상태에 따라 매 프레임 마다 갱신되는 값이므로 데이터 전송률 또한 매 프레임 마다 채널 상태에 따라 갱신된다.

기지국이 구체적으로 전송률을 결정함에 있어서, 목표 이동국에 할당된 고정 전력과 상기 목표 이동국으로부터 얻은 채널 상태 정보를 사용한다. 상기 채널 상태 정보는 공통 파일럿 세기가 될 수 있다. 상기 전송률을 액면 전송률이라하면, 이하 <수학식 4>과 같이 나타낼 수 있다.

액면 전송률 = K · 전력 · 공통파일럿 세기

(상기 K는 상수)

(상기 공통파일럿 세기는 상기 전력제어비트 누적 값과는 반비례하는 값이다.)

앞에서 상술한 바와 같이 기지국이 할당한 전력에 따라 이동국으로 한 프레임 동안 데이터를 전송할 때 데이터 전송률은 채널 환경에 따라 적응적으로 결정된다.

상기와 같이 데이터 전송률이 적응적으로 결정되는 경우 이동국은 가변하는 데이터 전송률을 검출하여 데이터를 수신해야 한다. 이런 이동국의 데이터 전송률 검출방법으로는 이하의 두 가지 방법을 사용할 수 있다.

첫 번째, 이동국은 가변적인 전송률의 데이터를 수신하기 위해 블라인드(Blind) 검출을 수행할 수 있다. 이동국이 블라인드 검출을 수행하는 하나의 방법은 모든 가능한 데이터 전송률에 대해 데이터 검출을 수행한 후 CRC(Cyclic Redundancy Code)가 맞는 전송률의 데이터를 선택하는 방법이다.

두 번째, 기지국이 이동국으로 데이터 전송률에 관한 정보를 순방향 채널에 실어보내는 방법을 사용할 수도 있다. 기지국은 상기 전송률 정보를 이동국에 알려주기 위해 도 19a에 나타낸 바와 같이 사용자 데이터를 전송하는부가(supplemental) 채널에 전송률 표시를 실어 보낼 수 있다. 상기 전송률 표시는 데이터 프레임 내의 정해진 위치에 삽입되는 몇 개의 전송률 표시 비트들이 될 수 있다. 이 때 상기 전송률 표시 비트들은 고정된 크기구간(전송률)으로 전송될 수 있으며 시간 다이버시티 효과를 얻기 위해 프레임 내에 분산되게 위치시킬 수 있다. 구체적으로 기지국은 부가채널을 통해 송신되는 프레임 단위의 데이터에 전송률을 나타내는 비트들를 삽입하여 전송한다. 상기 전송률 표시자를 프레임 단위로 삽입하기 위해 전송률 표시자를 생성하는 수단과 상기 생성된 전송률 표시자를 삽입하는 수단을 가져야 한다.

일 예로 상기 전송률 표시자의 생성수단은 이하의 방법에 의해 전송률 표시자를 생성할 수 있다.

기지국은 이동국으로 전송하는 전송률 표시에 상기 전송률에 해당하는 월시(Walsh) 부호 정보를 포함시킬 수 있다. 상기 월시부호는 순방향 채널을 구분해 주기 위한 부호로서 가장 높은 데이터 전송률에서는 가장 짧은 길이의 기본(Primitive) 월시 부호가 사용된다. 상기 최대 전송률보다 1/N개 낮은 데이터 전송률에서는 기본 월시 부호 또는 기본 월시 부호의 반전된 부호를 특정 패턴에 따라 N회 반복한 월시 부호가 사용된다. 따라서 기지국은 기본 월시 부호를 이동국에 서비스 시작 시 미리 할당해 주고 각 프레임에는 데이터 전송률에 따른 기본 월시 부호의 반복 패턴 정보를 전송률 표시에 포함시켜 보내 줄 수 있다. 이때 이동국은 기본 월시 부호를 수신 신호에 곱하여 구한 기본 심벌 값들을 상기 반복 패턴에 따라 결합하여 전송률에 맞는 심벌 값들을 구한다. 예를 들어 설명하면 기본 월시 부호(+1 +1 -1 -1)를 할당받은 이동국은 (+1 +1 -1 -1)을 4칩의 수신된 신호에 순차적으로 곱하고 적분하여 기본 심벌 S1을 얻고, 다시 (+1 +1 -1 -1)을 다음 4칩의 수신된 신호에 순차적으로 곱하고 적분하여 기본 심볼 S2를 얻는 과정을 반복한다. 동시에 이동국은 전송률 정보를 검출 확인하여 만약 전송률이 최고 전송률의 1/2이고 상기 반복 패턴이(+1 +1)일 경우 해당 전송률의 심벌 값을 S1+S2로 구한다. 또한 반복 패턴이(+1 -1)인 경우 해당 전송률의 심벌값은 S1-S2로 구한다. 또 다른 월시 부호 할당 방법에서는 서비스 시작 시 기지국이 각 이동국에 낮은 전송률에 해당하는 가장 긴 월시 부호를 할당해 주고, 상기 가장 낮은 전송률 보다 높은 전송률에서는 상기 가장 긴 월시 부호의 구성요소가 되는 상위 월시 부호를 상기 상위 월시 부호의 결합으로 이루어지는 하위 월시 부호를 사용하는 이동국들 중의 하나가 사용할 수 있도록 기지국이 지정해 줄 수 있다. 여기서는 이동국이 전송률 정보로부터 대응되는 월시 부호를 유일하게 알아낼 수 있다.

여러 가지 프레임 길이가 사용될 경우 기지국은 이동국에 사용하고자 하는 프레임 길이를 전용제어채널 메시지 등을 통해 알려 줄 수 있다. 전송률에 따라 프레임 길이가 유일하게 결정되는 경우에는 별도의 프레임 길이 표시 없이 전송률 표시만으로 프레임 길이 구별이 가능하다.

그리고 부가채널을 통해 프레임 단위의 데이터에 상기 전송률 표시자를 삽입하는 수단으로는 먹스(MUX)를 사용하여 구현할 수 있다.

도20은 본 발명에 따른 효율적인 순방향 패킷 데이터 송신을 수행하기 위한 기지국 및 이동국의 구조를 나타낸 도면이다.

참조된 부호 200은 기지국이고, 300은 이동국이다. 상기 기지국 200은 부가채널 송신 제어기 205와 공통 파일럿 송신기 201과 채널 상태 정보 수신기 203과 전송률 표시 송신기 207과 부가채널 송신기 209를 포함한다. 상기 공통 파일럿 송신기 201은 기지국 신호인 공통 파일럿 신호를 계속해서 순방향 파일럿 채널을 통해 송신한다. 채널 상태 정보 수신기 203은 상기 공통 파일럿 신호에 응답하여 임의의 이동국으로부터 채널 상태 보고를 수신하여 채널 상태 정보를 상기 부가채널 송신 제어기 205로 전송한다. 부가채널 송신 제어기 205는 상기 채널 상태 정보 수신기 203에서 입력되는 채널 상태 정보를 입력받아 상기 채널 상태 보고를 한 이동국으로 전송할 데이터의 전력, 프레임 길이 및 데이터 전송률을 결정한다. 상기 부가채널 송신 제어기 205는 상기 결정된 전력, 프레임 길이 및 데이터 전송률로 데이터를 전송하도록 부가채널 송신기 209를 제어한다. 부가채널 송신기 209는 상기 부가채널 송신 제어기 205의 제어를 받아 데이터를 송신한다. 이 때 기지국은 도 19a에 나타낸 바와 같이 전송률 지시자를 데이터에 삽입하여 전송할 수 있다. 또한 기지국은 상기 전송률 표시자를 별도의 채널을 통해 송신하기 위해 전송률 표시자 송신기 207을 가질 수 있다. 상기 전송률 표시자 송신기 207은 상기 부가채널 송신 제어기 205의 제어를 받아 전송률 표시자를 생성하고, 별도의 월시 코드로 확산되는 채널을 통해 상기 전송률 표시자를 이동국으로 송신한다. 상기 전송률 표시자에는 데이터 전송률과 사용될 월시코드 및 월시코드의 길이 정보를 포함할 수 있다.

이동국 300은 채널 상태 측정기 301과 채널 상태 보고 송신기 303과 전송률 표시 수신기 305와 부가채널 수신기 307을 포함한다.[로 구성된다.] 상기 채널 상태 측정기 301은 순방향 공통 파일럿 채널을 통해 파일럿 신호를 수신하고 상기 파일럴 신호의 세기를 측정하여 채널 상태 정보를 채널 상태 보고 송신기 303으로 출력한다. 채널 상태 보고 송신기 303은 상기 채널 상태 정보를 수신하여 기지국으로 채널 상태 보고를 송신한다. 부가채널 수신기 307은 수신되는 신호로부터 데이터 전송률 지시자를 검출하고, 상기 전송률 지시자에 의해 검출된 프레임 길이와 데이터 전송률로 데이터를 수신한다.

도21은 본 발명에 따라 데이터에 전송률 지시자를 삽입하여 전송하기 위한 기지국의 동작과정을 나타낸 흐름도이다.

이하 도21을 참조하여 설명하면, 우선 기지국은 400단계에서 공통파일럿 송신기 201에서 공통 파일럿 신호를 생성하여 순방향 파일럿 채널을 통해 계속해서 송신한다. 기지국은 402단계에서 채널 상태 정보 수신기 203을 통해 상기 공통 파일럿 신호에 응답하여 이동국으로부터 채널 상태 보고가 수신한다. 이때 이동국으로부터 채널 상태 보고가 수신되면 기지국은 404단계로 진행하여 도3의 채널카드 버퍼 113를 검색하여 상기 이동국으로 전송할 데이터가 있는지를 판단한다. 상기 이동국으로 전송할 데이터가 있으면 기지국은 406단계에서 상기 채널 상태 보고에 따라 전력, 프레임 길이 및 전송률을 결정한다. 상기 전력, 프레임 길이 및 전송률이 결정되면 기지국은 408단계로 진행하여 부가채널 송신기 209를 통해 데이터를 송신한다. 이 때 기지국은 전송률 지시자를 데이터에 삽입하여 전송할 수 있다.

도22는 본 발명에 따른 이동국의 동작 과정을 나타낸 도면이다. 이하 도22를 참조하여 설명한다.

우선, 이동국은 502단계에서 채널 상태 측정기 301를 통해 공통 파일럿 채널을 통해 수신되는 공통 파일럿 신호의 세기를 측정한다. 이동국은 502단계에서 공통 파일럿 신호의 세기가 측정되면 상기 채널 상태 측정기 301을 제어하여 504단계에서 채널 상태 정보를 생성한다. 상기 생성된 채널 상태 정보는 채널 상태 보고 송신기 303으로 입력하고, 506단계에서 기지국으로 송신된다. 상기 채널 상태 정보가 기지국으로 송신되면 기지국은 508단계에서 부가채널을 감시하여 상기 기지국으로부터 데이터가 수신되는지를 검사한다. 이때, 부가채널을 통해 데이터가 수신되면 이동국은 상기 데이터로부터 데이터 전송률 지시자를 검출하여 데이터의 복조 및 복호를 수행한다.

또 다른 방법으로 기지국은 도 19b에 나타낸 바와 같이 별도의 채널을 통해서 전송률 표시를 보낼 수 있다. 이와 같은 경우 기지국은 별도의 채널을 통해 전송률 지시자를 송신하기 위해 도20의 기지국 300에 부가채널 송신 제어기 205의 제어를 받아 별도의 채널을 통해 데이터 전송률 지시자를 송신하는 전송률 표시 송신기 207을 구비해야 한다. 상기 별도의 채널은 별도의 코드를 사용하는 데이터 전송률 표시 채널이 될 수 있다.

또한 이동국은 상기 전송률 표시 송신기 207에 대응되는 전송률 표시 수신기 305를 가져야 한다. 상기 전송률 표시 수신기 305는 기지국으로부터 별도의 채널을 통해 전송률 지시자를 수신하고, 상기 전송률 지시자를 분석하여 수신될 데이터의 전력, 프레임 길이 및 데이터 전송률을 검출한다. 상기 전송률 표시 수신기 305는 상기 검출된 전력, 프레임 길이 및 데이터 전송률에 대한 정보를 부가채널 수신기307로 출력한다. 그러면 부가채널 수신기 307은 상기 프레임 길이와 데이터 전송률에 따라 데이터를 수신하여 복조 및 복호를 수행한다.

도23은 이동국의 채널 상태 보고 과정을 나타낸 도면이다. 여기서는 채널 상태 정보를 상술한 바 있는 채널 상태 정보 비트 형태로 나타내는 경우를 예로 설명한다. 이동국은 520a 단계에서 공통 파일럿 채널을 수신, 측정한다. 520b 단계에서 이동국은 수학식 1과 같이 이전 N개의 채널상태정보비트 누적값 T를 계산한다. 그리고 520c 단계에서 공통파일럿 측정값에서 특정 기준값을 뺀 차이값과 520b 단계에서 구한 상기 T 값을 비교한다. 만약 상기 차이값이 T 보다 크면 520d 단계로 진행하여 채널상태정보비트를 +1로 설정한다. 반대로 만약 상기 차이값이 T보다 크지 않을 경우 520e 단계로 진행하여 채널상태정보비트를 -1로 설정한다. 그 후 520f 단계에서 이동국은 기지국으로 채널상태정보비트의 형태의 채널상태정보를 전송한다.

도24는 기지국의 전송률 결정 과정을 나타낸 도면이다. 상기 도24에서는 설명의 편의상 세가지의 전송률(RATE 3> RATE2> RATE1)이 존재한다고 가정하였으나, 실제로는 이보다 많은 가지수의 전송률이 존재할 수 있음에 유의해야 한다. 또한 여기서도 채널 상태 정보를 상술한 바 있는 채널 상태 정보 비트 형태로 나타내는 경우를 예로 설명한다. 기지국은 410a단계에서 채널상태보고로서 수신한 이전 N 개의 채널상태정보비트들을 누적하여 공통파일럿세기 정보를 얻을 수 있다. 이와 같이 채널 상태 정보를 얻어낸 기지국은 410b단계에서 상기 채널 상태 정보를 사용하여 전송률을 결정한다. 기지국은 먼저 액면 전송률을 송신 전력에 비례하고 채널상태를 나타내는 공통 파일럿 세기에 비례하도록 계산한다. 즉, 액면전송율 = K ·전력 ·공통파일럿 세기(K는 상수)로 결정한다. 그리고 410c단계로 진행하여 계산된 액면 전송률이 가장 큰 허용 전송률 RATE 3 보다 크거나 같은지 검사한다. 상기 410c단계에서 만약 액면 전송률이 가장 큰 허용 전송률 RATE 3 보다 크거나 같지 않으면 즉 작으면 410g단계에서 액면 전송률이 두번째로 큰 허용 전송률 RATE 2 보다 크거나 같은지 검사한다. 상기 410g단계에서 만약 액면 전송률이 두번째로 큰 허용 전송률 RATE 2 보다 크거나 같지 않으면 즉 작으면 410j단계에서 액면 전송률이 세번째로 큰 허용 전송률 RATE 1 보다 크거나 같은지 검사한다. 그리고 상기 410j단계에서 만약 액면 전송률이 세번째로 큰 허용 전송률 RATE 1 보다 크거나 같지 않으면 즉 작으면 410m단계로 진행하여 데이터 전송률을 0 으로 즉 데이터를 전송하지 않는 것으로 결정한다.

한편 액면 전송률을 410c, 410g, 410j단계에서 각각 허용 전송률 RATE 3, RATE 2, RATE 1과 비교한 결과 액면 전송률이 상기 RATE 3, RATE 2, RATE 1중 특정한 하나의 허용 전송률 R 보다 크거나 같은 것으로 판명되면 상기 410c단계 또는 410g단계 또는 410j단계에서 각각 410d단계, 410h단계, 410k단계로 진행한다. 또한 상기 410d단계 또는 410h단계 또는 410k단계로 진행하면 상기 허용 전송률 R에서 월시 부호 할당이 가능한가를 확인하여 월시 부호 할당이 가능하면 각각 410f단계, 410i단계, 410l단계로 각각 진행하여 전송률을 상기 허용 전송률 R 로 결정하고, 월시 부호 할당이 가능하지 않으면 상기 허용 전송률 R 보다 낮은 다음 허용 전송률에서 월시 부호 할당 가능 확인 과정을 반복하여 월시 부호가 할당 가능한 허용전송률로 전송률을 결정한 후 410n단계에서 실제로 월시 부호를 할당한다.

상기한 데이터 전송률 및 송신 전력을 할당하기 위한 기지국의 채널 카드 구조를 도3을 참조하여 설명한다.

기지국 채널 카드 버퍼 113은 서비스 중인 각 이동국으로 보낼 데이터를 저장한다. 도 3에서는 기지국 채널 카드가 서비스하는 이동국 수를 N으로 나타내었다. 버퍼 제어기 115는 상위 계층의 명령에 따라 버퍼 데이터 읽기/쓰기(Read/Write)를 제어한다. 버퍼 제어에 대해서는 뒤에 좀 더 상세히 설명한다. 스위치 어레이부 117은 각 이동국을 위한 버퍼 데이터에 대응되는 스위치가 하나씩 존재하여 원소의 수가 N 인 스위치 배열을 이룬다. 스위치제어기 119는 상기 스위치 어레이부 117을 구성하고 있는 스위치들의 연결/개방 동작을 제어하여 특정 시간 구간 동안에 특정 이동국으로의 데이터만이 출력될 수 있도록 한다. 상기 스위치 어레이부 117은 채널 환경이 열악하여 데이터 전송이 불가능 할 때 출력을 차단하는 역할을 한다. 이득 곱셈기 121은 상기 스위치 어레이부 117에서 스위칭 되어 나오는 각 이동국에 해당하는 데이터에 이득 Pi1/2 + Gi (i=1,2,..,N) 을 곱하여 출력한다. 단위 전력 신호에 곱해지는 Pi1/2는 각 이동국에 해당하는 출력 전력을 Pi로 해주기 위한 ⑨ 이득값것이다. 상기 이동국별 전력 Pi는 가변적인 값이거나 고정된 값일 수 있다. 부수적으로 기지국은 이동국에 할당한 송신 전력을 더욱 세밀하게 채널에 적응시키기 위해 전력제어를 실시할 수도 있다. Gi는 전력제어에 의한 이득 값으로 영 또는 영보다 작은 값이 되도록 한다. ⑩ 상기 할당되는 전력이 최대 값을 가지므로 상기 최대값을 갖는 전력의 값을 줄이기 위해서는 Gi가0보다 작은 값을 가져야 한다. 따라서 i 번째 이득은 0 에서 Pi1/2 사이의 값이 된다. 특히 프레임 길이가 짧고 Pi가 프레임마다 갱신되는 경우에는, 전력제어를 하지 않는다. 즉, Gi를 영으로 설정하고 이득을 Pi1/2으로 하는 것이 바람직하다. 이득이 곱해진 신호에는 확산기 123으로 입력하고, 상기 확산기 123은 상기 이득이 곱해진 신호를 각각 CDMA(Code Division Multiple Access) 방식 전송을 위한 서로 다른 확산 코드를 곱하여 합산기 125로 출력한다. 상기 합산기 125는 상기 각 확산기 123에서 출력되는 신호를 합산하여 송신할 신호를 출력한다.

지금까지는 기지국이 이동국으로부터 채널 상태 보고를 받고 상기 채널 상태 보고에 따라 상기 이동국으로 전송할 패킷 데이터의 전력 및 데이터 전송률을 결정하여 전송하는 과정들을 설명하였다. 이하에서는 상기와 같은 방법을 사용하는 기지국과 이동국에서의 핸드오프 시 패킷 데이터 처리과정에 대해서 설명한다.

도1은 본 발명이 적용되는 이동통신시스템의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 도1은 이동국 109가 두 개의 기지국 105, 107 영역에 위치했을 경우 이동국 109가 핸드오프를 하기 위해 상기 두 기지국 105 및 107과 통신을 수행함을 나타내고 있다. 핸드오프를 위한 이동통신시스템은 네트웍 101과, 기지국 제어기 103과, 상기 기지국 제어기 103에 연결되는 기지국 105, 107 그리고 이동국 109로 구성된다. 네트웍 101에서 이동국 109로 데이터를 보내고자 할 때, 네트웍 101은 이 데이터를 기지국 제어기 103으로 전송한다. 기지국 제어기 103은 네트웍 101로부터 받은 데이터를 이동국 109를 서비스할 수 있는 기지국으로 전송한다. 이때 기지국의 수는 한 개 이상이 될 수 있다. 도 1은 이동국 109를 서비스 할 수 있는, 즉 일정 수준이상의 전파가 이동국 109에 미칠 수 있는 기지국이 두 개인 경우(105, 107)를 나타낸 것이다. 이동국 105, 107은 기지국 제어기 103으로부터 받은 데이터를 무선 채널을 통하여 이동국 109로 전송한다.

이하에서는 설명한 바와 같이 동작하는 기지국이 두 개 이상 존재하여 이동국이 이 두 개 이상의 기지국으로부터 서비스를 받을 때 핸드오프를 수행하는 방법을 기술한다.

본 발명에 따른 핸드오프 수행 방법은 첫 번째로 두 개의 기지국으로 서로 다른 데이터를 나누어 전송하는 방법이 사용될 수 있고, 두 번째로는 두 개의 기지국으로 동일한 데이터를 전송하는 방법이다.

핸드오프를 수행하기 위한 첫 번째 방법은 도 4에 나타낸 바와 같이 네트웍 101로부터 이동국으로 보낼 데이터를 받은 기지국 제어기 103이 원래의 데이터를 서로 다른 데이터 1과 데이터 2로 나누고, 상기 데이터 1을 기지국 105로 그리고 데이터 2를 기지국 107로 전송한다. 기지국 105와 107은 데이터 1과 데이터 2를 각각 전송 받아 대상 이동국으로 전송한다. 이동국은 각 기지국에서 받은 데이터를 합하여 네트웍 101이 보낸 데이터를 얻어낸다.

도5는 상기 데이터를 수신하기 위한 이동국의 수신단 구조를 나타낸 도면이다. 이하 도5를 참조하여 핸드오프를 수행하기 위한 이동국의 수신단 구조를 설명한다.

상기 이동국은 다수의 수신 핑거(Finger)를 구비하여 두 개 이상의 기지국이 보내는 신호를 동시에 수신한다. 상기 핑거 구조는 공지의 기술이므로 그 상세한설명을 생략한다.

상기 도5에서 기지국 105에서 송신된 데이터 1은 해당 서처(Searcher: 도시하지 않음)에 의해 설정된 지연1 131과 지연2 132를 거쳐 핑거1 135와 핑거2 136으로 수신되고, 상기 핑거1 135와 핑거 2 136은 해당 역확산 코드를 입력받아 상기 데이터 1을 역확산하여 출력한다. 그리고 기지국 107에서 송신된 데이터 2는 해당 서처에의해 설정된 지연3 133과 지연4 134를 거쳐 핑거3 137과 핑거 138로 수신되고, 상기 핑거3 137과 핑거4 138은 해당 역확산 코드를 입력받아 상기 데이터 2를 역확산하여 출력한다. 상기 핑거1 135와 핑거2 136에서 역확산되어 출력된 데이터 1은 합산기 139에서 합산되어 출력되고 심볼 결정기 141과 디코더1 143을 통해 원래의 데이터인 데이터1을 출력한다. 그리고 상기 핑거3 137과 핑거4 138에서 역확산되어 출력된 데이터 2는 합산기 140에서 합산되어 출력되고 심볼 결정기 1142와 디코더 144를 통해 원래의 데이터인 데이터2를 출력한다.

핸드오프 상황에서 이동국은 기지국으로 채널 상태를 보고하기 위해 채널상태정보를 역방향 채널에 실어보낸다. 이때 채널 상태 보고를 위해 이동국이 다수의 기지국에 대해 각각 서로 다른 채널상태정보를 다수의 전력제어비트들을 사용하여 실어보내는 비대칭(Asymmetric) 전력제어 방식이 사용될 수 있다. 역방향 채널의 전력 제어 그룹 내에는 각 기지국을 위한 개별적인 전력제어비트가 포함된다. 비대칭 전력제어는 기 출원된 출원번호 PCT KR 98-00186에 상세하게 설명되어 있으므로 그 설명을 생략한다. 도 6은 핸드오프시 채널상태보고를 나타내는 도면으로서, 이동국 109가 기지국 105로부터 순방향 채널1을 통해 신호를 받고 상기 순방향 채널1의 상태를 보고하고, 기지국 107로부터 순방향 채널2를 통해 신호를 받고 상기 채널2의 상태를 보고하는 방법을 나타낸 것이다. 이동국 109는 순방향 채널1의 상태를 나타내는 채널상태정보1과 순방향 채널2의 상태를 나타내는 채널상태정보2를 모두 역방향 채널에 실어 보낸다.

도7은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 첫 번째의 방법에 의한 핸드오프 방법을 나타낸 흐름도로서, 이를 참조하고 도4의 구성을 참조하여 상기 첫 번째 방법을 구체적으로 설명한다.

도7a는 첫 번째 방법을 실행하기 위한 기지국 제어기 103의 동작을 나타낸 흐름도로서, 기지국 제어기 103은 501단계에서 네트웍 101로부터 데이터를 수신한다. 상기 데이터가 수신되면 기지국 제어기 103은 503단계에서 상기 데이터를 송신할 이동국 109가 현재 자리잡고 있는 기지국 집합에 속한 기지국들로부터 채널 상태 정보를 수신한다. 그런 다음, 기지국 제어기 103은 505단계에서 수신한 채널 상태 정보로부터 데이터를 받을 이동국 109를 서비스해 줄 수 있는 기지국들을 확인한다. 상기 이동국 109로 서비스해 줄 수 있는 기지국이 확인되면 기지국 제어기 103은 507단계에서 상기 기지국들로 도4와 같이 데이터를 분할하여 각각의 기지국으로 전송한다. 여기서는 이동국 109를 서비스 해 줄 수 있는 핸드오프 기지국이 기지국 105와 기지국 107로 확인된 경우를 가정하여 설명한다. 이때, 상기 기지국 105와 기지국 107의 버퍼에는 도8과 같이 서로 다른 데이터1과 데이터2가 저장된다. 또한 기지국 제어기 103은 상기 기지국 105 또는 107 중 어느 한 기지국이 이동국 109로 분할된 데이터를 전송하지 못할 경우를 대비하여 도10과 같이 해당 분할 데이터 뒤에 연이어 분할된 다른 데이터를 전송할 수 있다.

도4에서 기지국 105와 107로 전송된 데이터 1과 데이터 2는 도7b의 동작을 수행하여 이동국 109로 전송된다. 기지국 105는 이동국 109로 순방향 채널을 통해 기지국 신호를 항상 송신한다. 상기 기지국 신호는 파일럿 신호가 될 수 있다. 도7b를 참조하여 기지국에서의 동작을 설명하면, 기지국 105는 511단계에서 상기 기지국 신호에 응답하는 이동국 109로부터 채널 상태 보고를 위한 채널 상태 정보를 수신한다. 상기 채널 상태 보고를 위한 채널 상태 정보가 수신되면 기지국 105는 필요시 513단계에서 기지국 제어기 103으로 채널 상태 정보를 전송할 수 있다. 기지국이 기지국 제어기로 보내는 채널 상태 정보는 이동국이 기지국으로 보내는 채널 상태 정보와는 다른 형태가 될 수 있다. 한 예로 채널 상태에 따라 발생되는 메시지가 될 수 있다.

여기서부터는 기지국 과정을 두 실시예로 나누어 설명한다.

첫 번째 실시예의 경우, 기지국 105는 부수적으로 515단계에서 채널 상태 정보(전력제어비트도 될 수 있음)에 따라 트래픽 채널 전력이득을 조절할 수 있다. 그런 후 기지국 105는 517단계에서 대상 이동국 109가 (QoS 가중치를 둔) 채널 상태가 가장 좋은 이동국인지를 검사한다. 상기 검사 결과, 상기 이동국 109가 채널 상태가 가장 좋은 상태라면 기지국 105는 519단계로 진행하여 상기 채널 상태에 따라 송신 전력을 할당한다. 상기 송신 전력이 할당되면 기지국 105는 520단계로 진행하여 데이터 전송률을 결정한 후 521단계에서 상기 이동국 109로 데이터를 송신한다. 반면, 상기 이동국 109가 채널 상태가 가장 좋은 상태가 아니라면 데이터를송신하지 않는다. 그리고 기지국 107도 상기와 동일한 동작을 수행하여 상기 이동국 109로 데이터의 전송여부를 판단한다.

두 번째 실시예의 경우, 기지국 105는 도7d와 같이 511, 513단계와 동일한 동작을 수행하는 551, 553단계를 수행한 다음, 대상 이동국 109에 대한 채널 상태를 확인한 후 555 단계에서 상기 이동국 109로의 채널 상태에 따른 송신 데이터 전송률을 결정하고, 557단계에서 상기 이동국 109로 데이터를 송신한다.

도 7c는 본 발명에 따른 이동국의 핸드오프 시 데이터 처리방법을 나타낸 흐름도이다. 이하 도 7c를 참조하여 설명하면, 우선 이동국 109는 531단계에서 자신을 서비스 할 수 있는 핸드오프 기지국들을 확인한다. 그런 다음, 이동국 109는 533단계에서 상기 기지국 105와 107로부터 각각의 신호를 해당 순방향 채널을 통해 수신하고, 535단계에서 상기 기지국 105와 107에 대한 수신전력(Ec/Io)을 측정한다. 상기 수신 전력이 측정되면 이동국 109는 537단계에서 상기 기지국 105와 107로부터의 순방향 채널의 상태에 대한 정보를 상기 기지국 105와 107로 송신 보고한다. 여기서 채널 상태 보고는 각 기지국에 대한 개별적인 채널상태정보를 포함할 수 있다. 그리고 이동국 109는 확인된 핸드오프 기지국 105와 107로부터 기지국별로 각기 서로 다른 데이터가 수신되었는지를 검사한다. 상기 검사 결과, 상기 기지국 105와 107로부터 도 8과 같이 송신된 각기 서로 다른 데이터가 수신되면 541단계로 진행하여 기지국 105로부터 수신된 데이터 1과 기지국 107로부터 수신된 데이터 2를 각각 도 5와 같은 핑거들로 복조하고, 543단계에서 상기 복조된 데이터 1과 데이터 2를 결합하여 기지국 제어기 103에서 송신한 원래의 데이터로 복원한다. 이때 이동국은 복조를 수행하기 위해 데이터 전송률 정보를 기지국으로부터 수신하거나 자체적으로 검출해 낼 수 있다. 한편 기지국별로 서로 다른 데이터가 수신되지 않으면 545단계에서 한 기지국으로부터의 데이터라도 수신되었는지 검사한다. 만약 한 기지국으로부터라도 데이터가 수신되었으면 해당 데이터를 복조하고 복조된 데이터를 이전에 수신된 데이터와 결합한다. 반면에 어느 기지국으로부터도 데이터가 수신되지 않았으면 데이터 복조 없이 과정이 종료된다.

도8은 이와 같이 두 기지국에 서로 다른 데이터를 보내는 핸드오프 방법에서 핸드오프에 상태의 기지국 105와 기지국107의 데이터 버퍼 상태를 보여주는 그림이다. 상기 도8에서는 이동국과 상기 두 기지국 각각의 채널 상태가 모두 좋은 경우 상기 두 기지국 105와 107이 해당 이동국의 데이터 버퍼에 저장된 각각의 데이터를 전송함을 나타내고 있다.

상기 두 기지국 중 한 기지국과 이동국 간의 채널 상태가 좋지 않아 데이터 송신이 지연되는 경우 상기 기지국 제어기 103은 데이터 전송 지연이 발생하는 기지국으로부터 채널 상태가 좋아 데이터 전송이 먼저 이루어지는 기지국으로 전체된 데이터를 중계시켜 줄 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 핸드오프 시 데이터 처리량을 향상시키기 위한 데이터 전송방법을 도시한 도면이다. 이하 도9를 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 기지국 105 또는 107은 매 프레임 마다 채널 상태에 따라 전력을 할당하고 데이터 전송률을 결정하거나(첫 번째 실시예), 고정되게 전력을 할당하고 매 프레임 마다 채널 상태에 따라 데이터 전송률을 결정하여(두 번째 실시예) 이동국으로데이터를 전송한다. 따라서 특정 이동국 109로 전송할 데이터는 기지국105 또는 107과 상기 이동국 109 간의 채널 상태가 좋은 경우, 즉 영 이상의 전력을 할당받고, 데이터 전송률이 영 이상으로 결정된 경우에만 버퍼로부터 출력되어 나간다. 두 기지국 모두에서 채널 상태가 좋은 경우에는 두 기지국의 서로 다른 데이터가 동시에 이동국으로 전송될 수 있다. 이동국으로 전송할 데이터를 기지국 105, 기지국 107에 각각 데이터1, 데이터2로 나누어 보내는 경우 데이터1의 전송이 원활하게 진행되는 반면 데이터2의 전송은 채널 상태가 나빠 데이터 전송이 지연되는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우에는 도 9에 나타낸 바와 같이 기지국 제어기 103은 유선 전송로를 통해 데이터2를 채널 상태가 좋은 기지국 105로 중계하는 방법을 사용할 수 있다.

상기 채널 상태가 나쁜 기지국으로부터 채널 상태가 좋은 기지국으로 송신할 데이터를 중계하는 방법을 도16의 절차도를 참조하여 설명하고, 상기 절차도에 따른 기지국 제어기 103, 기지국 105, 107 그리고 이동국 109의 동작을 도 18을 참조하여 설명한다. 상기 도16과 도18을 설명함에 있어서, 도4의 구성을 참조하여 설명하고, 상기 가정한 바와 같이 이동국 109와 기지국 105의 채널 상태는 좋고, 이동국 109와 기지국 107의 채널 상태는 좋지 못한 경우를 예를 들어 설명한다.

먼저 도16을 참조하여 설명하면, 기지국 제어기 103은 이동국 109로 전송되는 데이터가 외부로부터 발생하면 201단계에서 상기 데이터를 데이터 1과 데이터 2로 분할하고, 기지국 105로 데이터 1을, 그리고 기지국 107로 데이터 2를 전송한다. 상기 기지국 105는 상기 기지국 제어기 103으로부터 데이터 1을 수신한다. 상기 데이터 1이 수신되면 기지국 105는 이동국 109와 채널 상태가 좋으므로 상기 데이터 1을 202단계에서 이동국 109로 전송한다. 이동국 109는 상기 기지국 105가 송신한 데이터 1을 수신하고, 203단계에서 상기 데이터 1을 수신했음을 기지국 105에 알리기 위해 데이터 1 수신응답신호를 상기 기지국 105로 송신한다. 상기 이동국 109로부터 데이터 1 수신응답신호를 수신한 기지국 105는 204단계에서 데이터 1 수신응답신호를 기지국 제어기 103으로 전송한다.

그러나 기지국 107로 전송된 데이터 2는 기지국 107과 이동국 109의 채널 상태가 좋지 못함으로 도9에 나타낸 바와 같이 데이터 전송 지연이 발생한다. 상기 기지국 107은 205단계에서 상기 데이터 전송 지연 시간을 카운트하고, 상기 데이터 전송 지연 시간이 일정 시간을 초과하면 206단계에서 데이터 2 송신 실패 신호를 기지국 제어기 103으로 전송한다.

상기 기지국 107로부터 데이터 2 송신 실패 신호를 수신한 기지국 제어기 103은 207단계에서 다시 데이터 2를 채널 상태가 좋은 기지국 105로 송신한다. 상기 데이터 2를 수신한 기지국 105는 209단계에서 이동국 109로 상기 데이터 2를 송신한다. 상기 데이터 2를 기지국 105로부터 수신한 이동국 109는 211단계에서 데이터 2 수신응답신호를 상기 기지국 105로 송신하고, 상기 기지국 105는 상기 데이터 2 수신응답신호를 수신하고, 213단계에서 데이터 2 수신응답신호를 기지국 제어기 103으로 전송한다.

상기 도16의 절차에 따른 기지국 제어기 103의 동작을 도18a를 참조하여 설명하면, 우선 기지국 제어기 103은 외부로부터 이동국 109로 송신되는 데이터가 발생되면 상기 데이터를 분할한다. 기지국 제어기 103은 분할된 데이터를 301단계에서 해당 기지국으로 송신한다. 상기 데이터 송신 후에 기지국 제어기 103은 상기 데이터를 송신한 기지국으로부터 응답신호가 수신되는지를 검사한다. 이때 응답신호가 수신되면 기지국 제어기 103은 305단계로 진행하여 상기 응답신호가 데이터 수신응답신호인지를 판단한다. 응답신호가 데이터 수신응답신호이면 기지국 제어기 103은 데이터 송신과정을 종료하고, 상기 응답신호가 데이터 수신응답신호가 아니면 307단계로 진행하여 현재 채널 상태가 좋은 다른 기지국으로 상기 송신 실패한 데이터를 재송신한다.

상기 기지국 제어기 103에서 전송된 데이터를 수신하는 기지국의 동작을 도18b를 참조하여 설명하면, 기지국은 301단계에서 기지국 제어기 103으로부터 데이터가 수신되는지를 검사한다. 상기 301단계에서 기지국 제어기 103으로부터 데이터가 수신되면 기지국은 이동국 109로 데이터 송신이 가능한지를 판단한다. 이는 상기 도1과 도2에서 설명한 바와 같이 채널 상태와 QoS에 따라 판단된다. 상기 판단 결과, 이동국 109로 데이터 송신이 가능하면 기지국은 315단계로 진행하여 상기 이동국 109로 데이터를 송신한다. 그러나 이동국 109로 데이터 송신이 불가능하면 기지국은 317단계에서 상기 데이터의 송신 지연 시간이 데이터 송신 시간을 초과(데이터 타임 아웃:Data Timeout- 데이터가 해당 이동국으로 송신)하는지를 검사한다. 상기 데이터 송신 지연 시간이 데이터 송신 시간을 초과하면 기지국은 319단계에서 기지국 제어기 103으로 데이터 송신실패신호를 송신한다.

상기 315단계에서 이동국 109로 데이터를 송신한 다음, 기지국은 321단계로진행하여 이동국 109로부터 데이터 수신응답신호가 수신되는지를 검사한다. 이때, 상기 이동국 109로부터 데이터 수신응답신호가 수신되면 기지국은 323단계로 진행하여 기지국 제어기 103으로 데이터 수신응답신호를 송신하고, 데이터 수신응답신호가 수신되지 않으면 기지국은 325단계로 진행하여 데이터 수신응답신호 타임아웃이 발생하는지를 검사한다. 상기 데이터 수신응답신호 타임아웃이 발생하면 기지국은 327단계로 진행하여 데이터 송신 실패 신호를 기지국 제어기 103으로 송신한다.

기지국으로부터 분할된 데이터를 수신하는 이동국 109는 도 18c의 과정을 수행한다. 이동국 109는 331단계에서 기지국으로부터 데이터가 수신되는지를 검사한다. 이때, 기지국으로부터 데이터가 수신되면 333단계에서 상기 기지국으로 데이터 수신응답신호를 송신한다.

또 다른 방법으로 기지국 제어기 103이 두 개 이상의 기지국으로 중복된 데이터를 보내고 각 기지국의 데이터 전송 순서를 채널상태가 좋은 기지국을 우선 순위로 하여 송신하는 방법을 사용할수 있다. 즉 위의 예와 같은 경우 도 10에 나타낸 바와 같이 기지국 105에는 데이터1 뒤에 데이터2를 예비로 보내고 다른 기지국 107에는 데이터2 뒤에 데이터1을 예비로 보내어 기지국 1의 채널 상태가 기지국2의 채널상태 보다 좋으면 데이터1의 전송이 먼저 완료되는 경우 기지국 105가 데이터2를 계속해서 내보내고, 기지국 2의 채널 상태가 기지국2의 채널상태 보다 좋으면 데이터2의 전송이 먼저 완료되는 경우 기지국 107이 데이터1을 계속해서 내보내도록 할 수 있다. 따라서 기지국 105와 107의 버퍼는 이동국 109로 데이터를 송신하는 해당 기지국이 데이터를 전송하지 못할 경우에 대비하여 도10과 같이 데이터1과데이터2를 모두 저장하고 있다. 만약 상기 기지국 107이 상기 이동국 109로 데이터2를 송신하지 못한다면 기지국 105는 상기한 바와 같이 데이터1의 전송이 완료된 후 계속해서 데이터2를 전송하고 기지국 107은 버퍼에 남아있는 데이터2를 버린다.

이를 도17의 절차도를 참조하여 구체적으로 설명한다. 상기 도17을 설명함에 있어서 상기 도16과 동일한 가정하에서 설명한다.

기지국 제어기 103은 외부로부터 이동국 109로 송신되는 데이터가 수신되면 상기 데이터를 데이터 1과 데이터 2로 분할한다. 상기 외부로부터 수신된 데이터가 분할되면 기지국 제어기는 221단계에서 기지국 105로 데이터 1을 전송한 다음, 상기 데이터 1에 연이어 데이터 2를 전송한다. 그리고 기지국 제어기 103은 223단계에서 기지국 107로 데이터 2를 전송한 다음, 상기 데이터 2에 연이어 데이터 1을 전송한다. 이는 상기 기지국 105와 107 중 어느 한 기지국이 이동국 109로 데이터를 송신할 수 없는 경우를 대비하기 위한 것이다. 기지국 105는 상기 221단계에서 전송된 데이터 1과 데이터 2 버퍼에 순차적으로 저장한다. 기지국 105는 이동국 109와 형성된 채널 상태가 좋으므로 상기 데이터 1과 데이터 2 중 먼저 수신된 데이터 1을 225단계에서 이동국 109로 송신한다. 이동국 109는 상기 데이터 1을 상기 기지국 105로부터 수신한 다음, 227단계에서 데이터 1 수신응답신호를 상기 기지국 105로 송신한다. 기지국 105는 이동국 109로부터 데이터 1 수신응답신호를 수신하고, 229단계에서 기지국 제어기 103으로 데이터 1 수신응답신호를 송신한다. 상기 데이터 1 수신응답신호를 수신한 기지국 제어기 103은 상기 데이터 1을 이동국 109로 송신되었으므로 231단계에서 기지국 107로 데이터 1을 버리라는 명령을 전송한다. 그러면 기지국 107은 상기 데이터2와 데이터 1을 저장하고 있는 버퍼로부터 데이터 1을 삭제한다. 그러나 채널 상태가 좋지 못한 기지국 107은 데이터 2를 전송할 수 없으므로 버퍼에서 지연(Delayed)될 것이다. 기지국 107은 233단계에서 상기 버퍼에서의 데이터 전송 지연 시간이 타임아웃 시간을 초과하면 기지국 107은 235단계에서 데이터 2 송신실패신호를 기지국 제어기 103으로 전송한다.

상기 데이터 2가 기지국 107에서 전송을 실패하였어도 상기 기지국 105의 버퍼에 데이터 2가 저장되어 있으므로 상기 225단계에서 데이터 1을 송신한 다음, 237단계에서 데이터 2를 이동국 109로 송신한다. 상기 데이터 2를 수신한 이동국 109는 239단계에서 데이터 2 수신응답신호를 기지국 105로 송신한다. 상기 데이터 2 수신응답신호를 수신한 기지국 105는 241단계에서 기지국 제어기 103으로 상기 데이터 2 수신응답신호를 송신한다. 기지국 제어기 103은 기지국 105로부터 데이터 2 수신응답신호가 수신되면 243단계에서 기지국 107로 데이터 2를 버리라는 명령을 전송하고, 이를 수신한 기지국 107은 버퍼로부터 데이터 2를 삭제하여 데이터 전송을 종료한다.

핸드오프를 수행하는 두 번째 방법은 도 11에 나타낸 바와 같이 네트웍 101로부터 이동국 109로 전송할 데이터를 받은 기지국 제어기 103이 두 개 이상의 기지국으로 동일한 데이터를 복제하여 전송한다. 이동국 109는 매 프레임 마다 채널 상태 보고와 함께 기지국을 선택하기 위해 최상 링크 표시자(best link indicator)를 기지국으로 실어 송신할 수 있다. 도 12는 이동국이 채널 상태 보고를 위해 역방향 채널을 통해 기지국으로 보내는 프레임의 구조를 나타낸 도면이다. 각 프레임은 채널상태정보를 포함하며, 최상링크표시자를 포함할 수 있다. 상기 최상링크표시자는 순방향 채널 신호의 이동국에서의 수신 수준이 가장 높은 기지국을 표시해 주기 위한 정보를 나타낸다. 상기 최상링크표시자에 의해 선택받은 기지국은 데이터를 해당 이동국으로 한 프레임 동안 전송할 수 있다. 그 이외의 선택되지 않은 기지국은 그 프레임 동안 데이터를 전송하지 않는다.

도 13은 이와 같이 두 기지국에 동일한 데이터를 보내는 핸드오프 방법에서 핸드오프에 상태의 기지국 105와 기지국107의 데이터 버퍼 상태를 보여주는 그림이다. 여기서는 기지국 105가 이동국 109로부터의 최상링크표시자에 의해 선택되어 데이터를 내보내고 선택받지 않은 기지국 109는 데이터를 송신하지 않는 경우를 보여준다. 이 때 데이터를 전송하지 않는 기지국 109는 다음 프레임에 선택되어 데이터를 보낼 것에 대비하여 현재 데이터 진행 상태, (도 14 참조) 즉 송신한 데이터가 어디까지이고 다음 보낼 데이터는 어디서부터인가에 대한 정보를 갱신한다. 이 정보는 이동국 109가 각 기지국에 제공하거나 유선 경로(예를 들어 기지국 105 ↔기지국 제어기 103 ↔ 기지국 107)를 통해 기지국간에 교환 할 수 있다.

이동국 109는 두 개 이상의 기지국으로 채널 상태를 보고할 때 각 기지국에 ⑩⑦대해 각각 채널 상태 보고를 할 수도 있고, 상기 두 개 이상의 기지국에대한 채널 상태 정보를 결합하여 동일 채널로 송신할 수도 있다. 상기 후자의 방법에 따른 채널 상태 보고는 하나의 채널에 서로 다른 기지국에 대한 채널 상태 정보를 실어 송신하는 것으로, 상기 각 채널 상태 정보를 해당 기지국 구분을 위한 코드로각각 확산한 다음 동일한 채널 구분 코드로 확산시켜 생성할 수 있다.

도 15는 두 개 이상의 기지국에 동일한 데이터를 보내는 핸드오프 방법의 흐름도를 시스템 구성 요소 별로 나타낸 것이다. 상기 도15를 설명함에 있어서, 도 11의 구성을 참조하여 설명한다.

도15a는 기지국 제어기 103에서의 두 번째 핸드오프 방법을 나타낸 흐름도이다. 상기 도15a를 참조하여 설명하면, 기지국 제어기 103은 601단계에서 네트웍 101로부터 데이터를 수신한다. 상기 601단계에서 네트웍으로부터 데이터가 수신되면 기지국 제어기 103은 603단계에서 관장하는 기지국들 (예를 들어 기지국 105와 107)로부터 채널 정보를 수신한다. 그런 다음, 기지국 제어기 103은 605단계로 진행하여 기지국들로부터 수신한 채널 상태 정보로부터 데이터를 받을 이동국 109를 서비스해 줄 수 있는 기지국 105와 107을 확인한다. 상기 이동국 109로 서비스 해 줄 기지국 105와 107이 확인되면 기지국 제어기 103은 607단계에서 서비스 가능한 기지국 105와 107에 데이터를 나누어 전송한다. 이때, 기지국 105와 107에 전송되는 데이터는 복제된 동일한 데이터이다.

기지국 105와 107로 전송된 데이터는 도15b의 동작을 수행하여 이동국 109로 전송된다. 이하 도15b를 참조하여 기지국 105 또는 107이 기지국 제어기 103에서 전송된 데이터를 처리하는 방법을 설명한다. 그리고 상기 기지국 105와 107은 동일한 동작을 수행하므로 상기 기지국 105와 107을 동일 시 하여 설명한다.

기지국은 611단계에서 각각 이동국 109로부터 채널 상태를 보고 받는다. 상기 기지국은 필요시 613단계에서 기지국 제어기 103으로 채널 상태 정보를 전송할수 있다. 또한 상기 기지국은 부수적으로 615단계에서 수신된 채널 상태 정보(전력제어비트도 될 수 있음)에 따라 트패픽 채널의 전력 이득을 조절할 수 있다. 그런 다음 기지국은 617단계로 진행하여 대상 이동국 109이 기지국과의 채널 상태가 가장 좋은 이동국인지를 판단한다. 상기 이동국 109가 채널 상태가 가장 좋은 이동국이면 상기 기지국은 619단계에서 자신이 최상링크표시자에 의해 선택된 기지국인지를 검사한다. 상기 검사 결과, 선택된 기지국이면 상기 기지국은 621단계에서 송신 전력을 상기 이동국 109에대한 데이터 전송에 할당하고, 623단계에서 상기 이동국 109로 데이터를 송신한다. 한편 상기 이동국 109가 채널 상태가 가장 좋은 이동국이 아니거나 자신이 최상링크표시자에의해 선택된 기지국이 아니면 기지국은 상기 이동국 109로 데이터를 송신하지 않는다.

전술한 실시 예에 있어 기지국은 이동국으로부터의 채널 상태 정보에 의해 송신 전력을 할당한다. 이때, 상기 기지국은 상기 송신 전력의 할당을 위해 다수의 이동국들로부터 보고되는 채널 상태 정보들을 수신하고, 상기 채널 상태 정보들로 분석되는 채널 상태에 따라 상기 이동국들의 우선순위를 결정한다. 또한, 상기 결정된 우선순위에 대응하여 상기 이동국으로의 송신 전력을 할당한다. 다른 예로서 상기 이동국들으로의 송신 전력을 고정된 전력으로 할당할 수 있다.도15c는 본 발명에 따른 이동국에서의 핸드오프 방법을 나타낸 흐름도로서, 이를 참조하여 이동국의 동작을 설명한다.

우선, 이동국 109는 631단계에서 자신에게 서비스 할 수 있는 핸드오프 기지국들을 확인한다. 상기 핸드오프 기지국이 확인되면 이동국 109는 633단계에서 상기 확인된 기지국들로부터 신호를 수신하고, 635단계에서 상기 각 기지국에 대해 수신전력을 측정한다. 그런 다음, 이동국 109는 637단계에서 상기 측정 결과를 바탕으로 하여 채널 상태 보고를 상기 각 기지국으로 송신한다. 그리고 이동국은 상기 채널 상태 보고와 함께 채널 상태가 가장 좋은 기지국을 선택하기 위한 최상링크표시자를 기지국들로 송신한다. 그리고 이동국 109는 639단계에서 기지국으로부터의 데이터를 수신, 복조한다.

예를 들어 설명하면, 도11에서 이동국 109는 631단계에서 자신에게 패킷 서비스를 제공할 수 있는 기지국 105와 107을 확인하고, 633단계에서 기지국 105와 107 모두로부터 또는 둘 중 하나로부터 순방향 채널을 통해 기지국 신호를 수신한다. 상기 신호가 수신되면 이동국은 635단계에서 상기 기지국 105와 107에서 송신된 신호의 수신 전력을 측정하고, 상기 측정된 결과를 바탕으로 637단계에서 상기 기지국으로 채널 상태를 보고한다. 이때, 이동국 109는 채널 상태가 가장 좋은 기지국 105로 최상링크표시자를 설정하여 채널 상태 보고에 함께 송신한다. 상기 채널 상태 보고가 종료되면 이동국 109는 639단계에서 이전에 선택한 기지국으로부터 수신된 데이터를 복조한다.

상기한 바와 같이 본 발명은 핸드오프 시 채널 상태와 서비스 품질에 따라 우선순위를 두어 데이터를 전송함으로써, 패킷 서비스에서의 데이터 처리량을 최대화함으로 효율적인 패킷 서비스를 제공할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 또 다른 이점은 기지국이 현재 서비스되고 있는 데이터에 상기 데이터의 전송률을 나타내는 전송률 지시자를 삽입하여 전송함으로써, 이동국은 가변하는 데이터 전송률에 빠르게 대처하여 수신되는 데이터를 복조할 수 있는 이점이 있다.

Claims (47)

1. 복수의 이동국들 각각에 대응하는 순방향 채널들을 통해 패킷 데이터를 송신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 기지국에서 상기 순방향 채널들로 송신하는 상기 패킷 데이터의 처리량을 최대화하기 위한 장치에 있어서,

   상기 복수의 이동국들 각각으로부터 상기 순방향 채널에 대한 채널 상태 정보들을 수신하는 채널 상태 정보 수신기와,

   상기 채널 상태 정보에 의해 상기 복수의 이동국들 각각에 대응한 상기 순방향 채널들 중 상태가 가장 좋은 순방향 채널에 대응하여 상기 기지국에서 가용 가능한 최대 전력을 할당하고, 상기 할당된 최대 전력에 의해 데이터 전송률을 결정하는 부가채널 송신 제어기와,

   상기 상태가 가장 좋은 순방향 채널로 송신할 패킷 데이터를 상기 결정된 데이터 전송률로 전송하는 부가채널 송신기로 이루어짐을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 결정된 데이터 전송률에 대한 정보를 가지는 전송률 표시자를 생성하고, 상기 생성한 전송률 표시자를 상기 상태가 가장 좋은 순방향 채널로 송신하는 전송률 표시자 송신기를 더 포함함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 전송률 표시자를 상기 상태가 가장 좋은 순방향 채널로 송신되는 프레임 내의 정해진 위치에 삽입되어 상기 프레임 단위로 송신함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 데이터 전송률은,

   상기 가장 좋은 순방향 채널로 데이터를 송신하기 위해 요구되는 전력과의 곱이 상기 가용 가능한 최대 전력을 넘지 않는 최대 값이 되도록 하는 데이터 전송률로 결정함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 데이터 전송률은,

   상기 가장 좋은 순방향 채널로 데이터를 송신하기 위해 요구되는 전력과의 곱이 상기 가용 가능한 최대 전력을 넘지 않는 최대 값이 되도록 하는 데이터 전송률에 서비스 특성에 따른 가중치를 곱하여 결정함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
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7. 제1항에 있어서, 상기 결정된 데이터 전송률에 대한 정보를 나타내는 전송률 표시자를 생성하고, 상기 생성한 전송률 표시자를 별도의 채널을 통해 송신하는 전송률 표시자 송신기를 더 구비함을 특징으로 하는 이동통신시스템의 기지국에서 패킷 데이터 처리 장치.
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13. 복수의 이동국들 각각에 대응하는 순방향 채널들을 통해 패킷 데이터를 송신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 기지국에서 상기 순방향 채널들로 송신하는 상기 패킷 데이터의 처리량을 최대화하기 위한 방법에 있어서,

    상기 복수의 이동국들 각각으로부터 상기 순방향 채널들에 대한 채널 상태 정보들을 수신하는 과정과,

    상기 채널 상태 정보들에 의해 상기 복수의 이동국들 각각에 대응한 상기 순방향 채널들 중 상태가 가장 좋은 순방향 채널에 대응하여 상기 기지국에서 가용 가능한 최대 전력을 할당하고, 상기 할당된 최대 전력에 의해 데이터 전송률을 결정하는 과정과,

    상기 상태가 가장 좋은 순방향 채널로 송신할 패킷 데이터를 상기 결정된 데이터 전송률로 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 측정하기 위한 상기 순방향 채널은 공통 파일럿 채널임을 특징으로 하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 순방향 채널이 부가 채널임을 특징으로 하는 방법.
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19. 제13항에 있어서, 상기 데이터 전송률 결정은,

    상기 가장 좋은 순방향 채널로 데이터를 송신하기 위해 요구되는 전력과의 곱이 상기 가용 가능한 최대 전력을 넘지 않는 최대 값이 되도록 하는 데이터 전송률로 결정함을 특징으로 하는 방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 전송률이 이하 수학식 5에 의해 결정됨을 특징으로 하는 방법.

    Given
21. 제13항에 있어서, 상기 데이터 전송률 결정은,

    상기 가장 좋은 순방향 채널로 데이터를 송신하기 위해 요구되는 전력과의 곱이 상기 가용 가능한 최대 전력을 넘지 않는 최대 값이 되도록 하는 데이터 전송률에 서비스 특성에 따른 가중치를 곱하여 결정함을 특징으로 하는 방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 전송률이 이하 수학식 6에 의해 결정됨을 특징으로 하는 방법.

    Given
23. 제14항에 있어서, 상기 데이터 전송률은,

    상기 복수의 이동국들에 할당된 고정 전력과 상기 복수의 이동국들 각각으로부터 한 프레임 주기로 수신되는 상기 채널 상태 정보에 포함된 전력제어비트의 누적 값에 반비례하는 공통파일럿 세기 및 소정 상수의 곱에 의해 결정됨을 특징으로 하는 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 전송률 결정이 이하 수학식 7에 의해 결정됨을 특징으로 하는 방법.

    액면전송률 = K·고정 전력·공통 파일럿 세기

    단, K는 상수
25. 제13항에 있어서,

    상기 결정된 데이터 전송률에 대한 정보를 나타내는 전송률 표시자를 생성하고, 상기 생성된 전송률 표시자를 상기 상태가 가장 좋은 순방향 채널로 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
26. 제25항에 있어서,

    상기 기지국은 가장 높은 데이터 전송률을 위해 사용되는 기본 월시부호를 상기 복수의 이동국들에게 미리 알려주고, 상기 결정된 데이터 전송율에 의해 결정되는 상기 기본 월시부호의 반복 패턴 정보를 상기 전송률 표시자로 생성함을 특징으로 하는 방법.
27. 복수의 이동국들 각각에 대응하는 순방향 채널들을 통해 패킷 데이터를 송신하는 부호분할다중접속 이동통신시스템의 이동국에서 상기 순방향 채널들로 송신하는 상기 패킷 데이터의 처리량을 최대화하기 위한 방법에 있어서,

    기지국으로부터 순방향 채널을 통해 수신되는 신호를 입력받아 상기 순방향 채널에 대한 채널 상태 정보를 생성하는 과정과,

    상기 채널 상태 정보를 소정의 역방향 채널을 통해 상기 기지국으로 보고하는 과정과,

    상기 채널 상태 정보에 응답하여 가변 전송률로 수신되는 데이터의 전송률을 검출하는 과정과,

    상기 검출된 데이터의전송률에 맞게 수신된 상기 데이터를 처리하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 채널 상태 정보를 측정하기 위한 상기 순방향 채널은 공통 파일럿 채널임을 특징으로 하는 방법.
29. 제27항에 있어서, 상기 순방향 채널이 부가 채널임을 특징으로 하는 방법.
30. 제28항에 있어서, 상기 채널 상태 정보 생성 과정이,

    상기 파일럿 채널을 통해 수신되는 파일럿 신호의 전력 및 변화 추이를 검출하는 과정과,

    상기 검출된 파일럿 신호의 전력 및 변화 추이에 따른 채널 상태 정보 비트를 생성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
31. 제30항에 있어서, 상기 채널 상태 정보 비트 생성 과정이,

    이전 채널 상태 정보비트의 누적값을 계산하는 과정과,

    상기 공통 파일럿 채널을 통해 측정된 공통 파일럿 측정값에서 소정의 기준값을 뺀 값이 상기 채널 상태 정보비트의 누적값보다 큰지를 판단하는 과정과,

    상기 공통 파일럿 측정값에서 소정 기준값을 뺀 값이 상기 누적값보다 크다면 채널 상태 정보비트를 +1로, 작다면 -1로 설정하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
32. 제31항에 있어서,

    상기 채널 상태 정보비트의 누적값이 이하 수학식 8에 의해 계산되어짐을 특징으로 하는 방법.
33. 제29항에 있어서, 상기 채널 상태 정보 생성 과정이,

    상기 트래픽 채널을 통해 수신되는 트래픽 신호의 전력을 검출하는 과정과,

    상기 검출된 트래픽 신호의 전력에 따라 전력제어 비트를 생성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
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35. 삭제
36. 네트웍과, 상기 네트웍으로부터의 패킷 데이터를 해당 이동국이 속하는 기지국으로 전달하는 기지국 제어기를 포함하는 이동통신시스템에서 상기 네트웍으로부터의 패킷 데이터를 적어도 두 개의 기지국들로부터의 패킷 데이터 수신이 가능한 핸드오프 지역의 이동국으로 전송함에 있어 상기 패킷 데이터의 처리량을 최대화하는 방법에 있어서,

    상기 기지국 제어기가 상기 네트웍으로부터 수신한 패킷 데이터를 상기 적어도 두 개의 기지국들에 대응하여 전송하는 제1과정과,

    상기 적어도 두 개의 기지국들 각각은 상기 이동국으로부터 주기적으로 순방향 채널에 대한 채널 상태 정보를 수신하여 상기 이동국의 상기 순방향 채널 상태가 가장 좋은지를 검사하고, 상기 순방향 채널 상태가 가장 좋을 시 상기 기지국에서 가용 가능한 최대 전력에 의한 데이터 전송률로 상기 기지국 제어기로부터의 상기 패킷 데이터를 상기 이동국으로 전송하는 제2과정과,

    상기 이동국이 상기 적어도 두 개의 기지국들로부터 상기 순방향 채널로 수신되는 상기 패킷 데이터들 각각을 복조하여 결합하는 제3과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
37. 제36항에 있어서, 상기 제1과정이,

    상기 이동국으로 데이터 발생 시 상기 네트웍으로부터 패킷 데이터를 수신하는 제1단계와,

    상기 패킷 데이터가 수신되면 상기 이동국이 현재 위치하는 기지국 집합에 속한 기지국들로부터 채널 상태 정보를 수신하는 제2단계와,

    상기 채널 상태 정보로부터 상기 이동국으로 상기 패킷 데이터를 서비스할 수 있는 상기 적어도 두 개의 기지국들을 결정하는 제3단계와,

    상기 기지국들이 결정되면 상기 패킷 데이터를 상기 결정된 각 기지국들로 전송하는 제4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
38. 제37항에 있어서, 상기 각 기지국들로 전송되는 상기 패킷 데이터는 상기 네트웍으로부터 수신된 동일한 데이터임을 특징으로 하는 방법.
39. 제37항에 있어서, 상기 각 기지국들로 전송되는 상기 패킷 데이터는 상기 네트웍으로부터 수신된 패킷 데이터를 상기 기지국들의 수에 대응하여 소정의 크기로 분할한 서로 다른 데이터임을 특징으로 하는 방법.
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43. 제36항에 있어서, 상기 데이터 전송률 결정은,

    다수의 이동국들로부터 수신한 채널 상태 보고를 바탕으로 프레임 마다 새롭게 데이터 전송률을 결정함을 특징으로 하는 방법.
44. 제43항에 있어서, 상기 데이터 전송률은 채널 상태가 좋을수록 높게 결정함을 특징으로 하는 방법.
45. 제36항에 있어서, 상기 결정된 데이터 전송률을 기지국이 고정된 전송률을 가지는 별도의 데이터 전송률 표시 채널을 통해 이동국으로 알려줌을 특징으로 하는 방법.
46. 제36항에 있어서, 상기 결정된 데이터 전송률을 나타내는 전송률 표시를 기지국이 데이터 전송을 위한 부가 채널에 삽입하여 이동국으로 전송함을 특징으로 하는 방법.
47. 제36항에 있어서, 상기 기지국이 상기 이동국으로 상기 데이터를 전송하는 제2과정의 데이터 전송을 위한 부가 채널 프레임 길이가 1.25ms 또는 2.5ms 임을 특징으로 하는 방법.