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KR100414411B1 - 셀룰러 전화 시스템 - Google Patents

셀룰러 전화 시스템 Download PDF

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Publication number
KR100414411B1
KR100414411B1 KR10-2003-7010045A KR20037010045A KR100414411B1 KR 100414411 B1 KR100414411 B1 KR 100414411B1 KR 20037010045 A KR20037010045 A KR 20037010045A KR 100414411 B1 KR100414411 B1 KR 100414411B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cdma
pilot
multiple access
division multiple
gsm
Prior art date
Application number
KR10-2003-7010045A
Other languages
English (en)
Inventor
아그레다니엘에이치
Original Assignee
퀄컴 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 퀄컴 인코포레이티드 filed Critical 퀄컴 인코포레이티드
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Abstract

전화호출 또는 다른 통신의 과정 동안에, 코드분할 다중접속 (CDMA) 셀룰러로부터 GSM 시분할 다중접속 (TDMA) 셀룰러로의 무선 전화호출의 무선 인터페이스 층을 스위칭하는, 신규하고도 향상된 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, GSM 표준에 따라서 동작하는 일조의 기지국 (102) 는 CDMA 기술에 따라서 파일럿 비콘 신호를 발생한다. 전화호출 동안에, 가입자 장치 (101) 는, CDMA 파일럿 신호를 검출하여, CDMA 파일럿 신호가 검출되는 경우, 그때 수신되는 강도를 기지국 제어기 (106) 에 통지한다. 기지국 제어기 (106) 는 CDMA 파일럿 비콘 (105) 로부터 CDMA 파일럿 신호를 식별하여, CDMA 로부터 GSM 핸드오버를 개시한다.

Description

셀룰러 전화 시스템{CELLULAR TELEPHONE SYSTEM}
본 발명은 무선통신에 관한 것이다. 좀더, 자세하게는, 본 발명은 이동 글로벌 시스템 (GSM) 통신 네트워크를 갖는 지역에서, 코드분할 다중접속과 시분할 다중접속 무선통신 서어비스를 제공하기 위한 신규하고도 향상된 셀룰러 전화 시스템에 관한 것이다.
코드분할 다중접속 (CDMA) 무선통신은 차세대 디지탈 무선통신이다. CDMA 는 전화호출을 행하는데 이용가능한 무선주파수 (RF) 대역폭을 좀더 효율적으로 이용함으로써, 셀룰러 전화시스템과 같은 무선 통신시스템이 좀더 저렴한 비용으로 양질의 무선전화 서어비스를 제공할 수 있도록 한다. 또한, CDMA 는 기존 무선통신 시스템 및 방법 보다 좀더 신뢰성이 있으면서도, 페이드(fade) 가 없는 RF 신호 인터페이스를 제공한다. CDMA 무선통신에 대한 최신 표준은 IS-95 공중 (over-the-air) CDMA 인터페이스 표준이다. 이상 설명한 CDMA 에 의해 제공되는 일반적인 이점에 더하여, IS-95 CDMA 는, 가입자 장치 (일반적으로는 셀룰러 전화기) 가 동시에 다중 RF 인터페이스로 동작하도록 함으로써, 소프트 핸드오프 (handoff) 성능을 제공한다. 소프트 핸드오프는 가입자 장치가 변화하는 위치에 응답하여 인터페이스를 변화시키는 기지국 세트와 접속되어 유지될 가능성을 증대시킨다.
CDMA 무선통신 서어비스의 가장 폭넓은 유용성을 얻기 위해서는, CDMA 무선통신 시스템의 실시와 관련된 비용을 저감하는 것이 바람직하다. 이러한 한 방법과 시스템이, 본 발명의 양수인에게 양도된, 1995년 12월 20일자로 출원되어 계류중인, "WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM UTILIZING CDMA RADIO FREQUENCY SIGNAL MODULATION IN CONJUNCTION WITH THE GSM A-INTERFACE TELECOMMUNICATIONS NETWORK PROTOCOL" 이란 명칭으로된 미국특허 출원번호 제 575,413호에 개시되어 있다. (CDMA-GSM 네트워크 응용) 이 CDMA-GSM 네트워크 응용에서는, IS-95 또는 IS-95 등, 이동용 글로벌 시스템 (GSM) 통신네트워크와 연계된 공중 인터페이스를 이용하는 무선통신 시스템이 개시되어 있다. GSM 통신시스템은 이전세대의 디지탈 무선통신 시스템을 나타내며, 공중 인터페이스 (GSM-TDMA) 를 통하여 시분할 다중접속 기술을 이용한다. 이러한 무선통신 시스템은, 기존 인프라 구조의 실질적인 부분이 CDMA 무선 서어비스를 제공하는데 이용될 수 있기 때문에, CDMA 통신 서어비스가 기존 GSM 기반 통신서어비스를 갖는 지역에서 저렴한 비용으로 도입하는 것을 가능케 한다.
또한, CDMA 기반 무선통신시스템을 기존 통신 인프라구조를 이용하여 구축하는 것이 가능한 것은, 동일 영역 또는 지역내에 동시에 실시되어지는, CDMA 및 GSM-TDMA, CDMA 및 다른 종래의 무선통신 시스템의 장래성을 증대시킨다. CDMA 무선통신 서어비스와 기존 통신서어비스 양자를 동일 지역에서 이용할 수 있는 것은 여러가지 이점들을 갖고 있다. 이들은 서어비스 지역내에 CDMA 서어비스를 점진적으로 도입하여 차후 CDMA 서어비스를 도입하는 비용을 저감시킬 수 있는 능력뿐만아니라, 무선통신 서어비스에 대한 수요가 종래기술을 이용하여 제공된 공급량을 초과하는 지역에만 CDMA 서어비스를 한정적으로 도입할 수 있는 능력을 포괄한다. 그러나, 종래 시스템과 CDMA 시스템이 공존하는 지역에 위치된 CDMA 서어비스 가입자에게 전적인 이동성을 제공하기 위하여는, 전화호출 동안에, 가입자 장치를 2가지 유형의 서어비스들 간에 스위칭시킬 수 있는 시스템과 방법이 필요하게 된다. 이동성은 무선통신 서어비스에 의해 제공된 실질적인 이점들 중의 하나이므로, 가입자 장치를 CDMA 서어비스와 다른 유형의 셀룰러 전화 서어비스 사이에 스위칭하는 것이 가능한, 시스템 및 방법이 매우 바람직할 것이다.
본 발명은 전화호출 또는 다른 통신의 과정 동안에 코드분할 다중접속 (CDMA) 변조로부터 GSM 시분할 다중접속 변조로의 무선 전화호출의 무선 인터페이스층을 스위칭하는, 신규하고도 향상된 방법 및 장치이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, GSM 표준에 따라서 동작하는 일조의 기지국이 CDMA 기술에 따라서 파일럿 비콘을 발생시킨다. 전화호출 동안에, 가입자 장치는 CDMA 파일럿 신호를 검출하여, CDMA 파일럿 신호가 검출되는 경우에 그 수신된 강도를 기지국 제어기에 통지한다. 기지국 제어기는 CDMA 파일럿 비콘으로부터 CDMA 파일럿 신호를 식별하여, 가입자 장치 및 수신하는 GSM 인프라 구조 장비가 무선 인터페이스 층의 스위칭을 준비하도록 명령하는 일조의 발신 메세지를 통해, CDMA 에서 GSM으로의 핸드오버 (handover) 를 개시한다. 가입자 장치는 GSM 동기정보를 획득하여, 수행되고 있는 전화호출을 방해함이 없이, RF 인터페이스를 확립함으로써 응답한다.
도 1 은 본 발명에 따라 구성된 셀룰러 전화시스템을 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 기지국 제어기의 블럭도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따라 수행된 핸드오버 동안에 스위칭된 메세지를 예시한 타이밍 다이어그램이다.
전화호출 또는 다른 통신 과정 동안에 코드분할 다중접속 (CDMA) 셀룰러로부터 GSM 시분할 다중접속 (TDMA) 셀룰러로의 무선전화호출의 무선 인터페이스층을 스위칭하는 신규하고도 향상된 방법 및 장치를 설명한다. 하기 설명에서, 본 발명은 공중 프로토콜을 통한 IS-95 CDMA 의 물리적인 신호변조기술에 따라 동작하는 무선 주파수 신호 인터페이스에 대하여 개시된다. 설명된 발명은 특히 그러한 신호변조 기술과 함께 사용하는데 적절하며, 다른 코드분할 다중접속 무선통신 프로토콜의 사용도 본 발명의 실시에 부합하며, 여러가지 주파수 범위에서의 본 발명의 사용은, 800 내지 900 MHz 및 1800 내지 1900 MHz 에 한하지 않고, 위성기반의 무선시스템도 포괄한다. 또한, 출원서 전체를 통하여, 메세지, 문의, 요구, 지시 및 명령을 포괄하는 여러가지 유형의 정보의 이용 및 전송이 설명된다. 이 정보는 전류, 전압 퍼텐셜, 전자기 에너지 또는 이들의 결합물의 사용에 의해 발생된, 이들 메세지, 문의, 요구, 지시 및 명령의 전자적인 표현으로 구성된다. 또한, 하기 설명에서는 이러한 정보의 발생과 조작을 위한 여러가지 시스템에 대한 참고문헌을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이러한 시스템은 여러가지 도전성 접속부 또는 전자기 신호의 사용, 또는 이 양자를 통하여 서로 접속된 디지탈 및 아날로그 집적 반도체회로의 사용을 통하여 구현된다. 출원서의 다른 예에서는, 여러가지 공지된 시스템들이 블럭도로 설명된다. 이는 본 발명의 개시를 불필요하게 불명료하게 하는 것을 피하기 위하여 행해진다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 무선 셀룰러 전화시스템의 블럭도이다. GSM BTS (100) 및 CDMA 기지 송수신국 (BTS) (102) 이 서어비스되어질 지역에 걸쳐서 분포되며, CDMA 파일럿 비콘 (105) 이 GSM BTS (100) 과 CDMA BTS (102) 사이에 위치된 지역에 분포된다. CDMA 파일럿 비콘 (105) 이 도시의 간결을 위해, GSM BTS (100) 과 분리된 것으로 도시되어 있지만, 일반적으로는, 필수적이지는 않지만, GSM BTS (100) 또는 그 내부에 위치되는 것이 바람직하다. GSM BTS (100) 는 GSM 기지국 제어기 (GSM-BSC) (104) 에 접속되며, CDMA BTS (102) 는 CDMA 기지국 제어기 (CDMA-BSC) (106) 에 접속된다. GSM-BSC (104) 및 CDMA-BSC (106) 는 GSM 이동 스위칭센터 (GSM-MSC) (108) 에 접속된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, GSM-BSC (104) 및 GSM-MSC (108) 가 GSM 셀룰러 전화시스템을 구현하는데 사용된 종래의 시스템에 따라서동작한다. 도시된 시스템은 하나의 GSM-MSC (108) 을 이용하여 실시되지만, 여러개의 GSM-MSC (108) 의 사용도 또한, 본 발명의 동작에 부합한다.
도시된 실시예에서, CDMA-BSC (106) 는, 또한 GSM-MSC (108) 에 접속된다. 위치 A 인 경우, 가입자 장치 (101) 는 2개의 CDMA BTS (102) 와, CDMA 기술에 따라서 처리된 RF 신호를 사용하여, 쌍방향 인터페이스로 접속되며, 그를 통하여 데이터 프레임이 스위칭된다. 통상의 용어로, CDMA BTS (102) 로부터 가입자 장치 (101) 로 전송된 RF신호는 "정방향 링크신호"로서 지칭되며, 가입자 장치 (101) 로부터 CDMA BTS 로 전송된 RF신호는 "역방향 링크신호" 로서 지칭된다. 또, 2개이상의 CDMA BTS (102) 와 쌍방향 인터페이스로 동시 접속되어지는 상태는 "소프트 핸드오프" 라고 지칭된다. 소프트 핸드오프는 제 2 기지국과의 RF 인터페이스가 확립되기 전에 제 1 기지국과의 RF 인터페이스가 종료되는 동안인, "하드 핸드오프" 또는 "핸드오버 (hand-over) " 와 대비될 수 있다.
일반적으로, 트래픽 데이터와 발신 데이터 양자는 전화호출 또는 다른 통신을 적절하게 처리할 수 있도록 하기 위하여 스위칭되어야 한다. 트래픽 데이터는 전화호출에 관련된 최종 상대방 (end party) (가입자들) 에 의해 스위칭된 정보이며, 통상 디지탈화되어 음성 또는 다른 오디오 정보로 "보코더" 되나, 데이터 일수도 있다. 특히, 보코더된 음성은 음성 또는 오디오 신호를 나타내기 위한 최소 디지탈 데이터량을 요하는 디지탈 음성정보로 인코더되며, 압축된 음성정보로서 고려될 수 있다. 발신 데이터는 호출을 처리하는데 관련된 여러가지 시스템을 구성 및 제어하는데 사용된 발신 메세지들로 구성된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 발신 메세지 및 트래픽 데이터는, 정방향 및 역방향 링크신호를 통하여 각 데이터 프레임내에 포함된 헤더 비트에 의해 스위칭되는 경우에 식별되며, 이때 헤드비트는 프레임이 발신 메세지 또는 트래픽 데이터, 또는 양자를 포함하는 지의 여부를 나타낸다. 발신 데이터를 포함하는 하나이상의 프레임들을 통하여 단일 발신 메세지가 전송될 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 당해분야의 전문가는 트래픽 및 발신 데이터가 전용적인 발신 및 트래픽 데이터 접속부뿐만 아니라, 도시되지 않은, 개재하는 시스템의 사용을 포함하는, 도 1 에 나타낸 여러가지 다른 시스템들간에 스위칭되는 방법을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, CDMA BTS (102) 는 실질적으로 IS-95 표준에 따라서 RF신호를 물리적으로 변조하여 전송함으로써, 하나이상의 파일럿 채널, 페이징 채널 및 동기채널뿐만 아니라 수행될 각 전화호출 또는 다른 통신에 대한 트래픽 채널을 포함하는 정방향 링크신호를 발생시킨다. 또한, 파일럿 비콘 (105) 은 바람직하기로는 하나이상의 파일럿 채널을 포함하는 하나이상의 정방향 링크신호를 발생시킨다. 이 파일럿 채널들은 CDMA BTS (102) 및 파일럿 비콘 (105) 을 식별하는데 사용되며, 가입자 장치 (100) 가 신호강도 측정량에 따라 그들 양자에 대한 근접성을 결정하도록 하여준다. 본 발명의 제 1 실시예에서는, 파일럿 비콘 (105) 은 하나이상의 동기 및 페이징 채널을 하나이상의 파일럿 채널과 함께 전송하며, 본 발명의 제 2 실시예에서는, 파일럿 비콘 (105) 은 파일럿 채널만을 전송한다.
바람직하게는, 파일럿 채널은, IS-95 표준에 기재된 것과 동일한 방법으로, 파일럿 채널 코드와 확산코드에 의한 파일럿 데이터의 주기적인 직접 시이퀀스 변조를 통하여 발생된다. 각 CDMA BTS (102) 또는 파일럿 비콘 (105) 에 대해, 확산 코드의 응용은 다른 CDMA BTS (102) 및 파일럿 비콘 (105) 에서의 확산코드의 응용에 대해 소정양만큼 오프셋된다. 각 CDMA BTS (102) 및 파일럿 비콘 (105) 에 관련된 오프셋과 함께, 그 오프셋이 CDMA BTS (102) 또는 파일럿 비콘 (105) 과 접속되는지의 여부를 나타내는 정보가 CDMA BSC (106) 에 의해 접근가능한 파일럿 데이터베이스 (PDB) 에 저장되며, 바람직하게는 CDMA BSC (106) 내에 위치된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이들 시간 오프셋은, 그 이용이 당해분야에서 널리 공지된 글로벌 위치설정 시스템 (GPS) 신호에서 이용할 수 있는 UTC 시간과 같은 공지된 기준에 동기화된다. 또한, 각 파일럿 비콘 (105) 에 근접 위치된 GSM 기지국의 세트도, 시간 오프셋 데이터베이스, 또는 그 시간 데이터베이스와 크로스 (cross) 인덱스될 수 있는 또다른 데이터베이스에 저장된다.
활성화되지만, 전화호출을 처리하지 않는 경우, 가입자 장치 (101) 는 휴지 모드 상태에 있는 것으로 지칭된다. 휴지모드 동안, 가입자 장치 (101) 는 CDMA BTS (102) 및 CDMA 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 정방향 링크 신호내의 CDMA 파일럿 채널을 탐색하는 휴지모드 탐색과정 (procedure) 을 반복적으로 행한다. 파일럿 채널이 검출되는 경우, 가입자 장치 (101) 는 관련 동기 채널을 처리하는 것을 시도한다. 파일럿 채널이 CDMA BTS (102) 로부터의 것이면, 동기채널은통상적으로 처리될 것이다. 만약, 파일럿 채널이 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 것이면, 동기 및 페이징 채널은 파일럿 채널의 소오스가 파일럿 비콘 (105) 임을 지시하거나, 또는 동기 및 페이징 채널이 검출되지 않을 것이며, 또한 가입자 장치 (101) 에 파일럿 채널의 소오스가 파일럿 비콘 (105) 임을 지시할 것이다. 만약, 파일럿 채널이 검출되지 않거나 또는 검출된 파일럿 채널이 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 것 만이라면, 가입자 장치 (101) 는 GSM-TDMA 모드로 들어가거나 또는 GSM-TDMA 모드로 되돌아갈 것이다. 그렇지 않으면, 가입자 장치 (101) 는 CDMA 모드로 들어가거나 또는 CDMA 모드로 되돌아갈 것이다.
이상 설명한 바와 같이, 가입자 장치 (101) 는 하나이상의 CDMA BTS (102) 와의 쌍방향 RF인터페이스를 통하여 CDMA 모드로 전화호출을 행한다. 이러한 전화호출동안, 가입자 장치 (101) 는 현재 통신중에 있는 CDMA BTS (102) 세트 뿐만 아니라, 다른 CDMA BTS (102) 및 파일럿 비콘 (105) 로부터의 파일럿 채널들을 계속 탐색한다. 검출된 각 파일럿 채널에 대해, 파일럿 강도 측정이 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 이 강도 측정량은 특정 파일럿 채널에 관련된 다중경로 성분의 세트에 대해, 칩당 파일럿 에너지, 즉 Ec 에 대한 총 수신된 스펙트럼 밀도 (잡음 및 에너지), 즉 Ic 의 비의 합으로 이루어진다. 당해분야의 전문가들은 여러가지 선택적인 신호강도의 측정방법을 알 수 있을 것이다. 다중경로는, 강도와 시간이 서로 다르면서도 더 이상의 처리를 위하여 함께 합산되어지는, 가입자 장치 (101) 에 의해 수신된 정방향 링크신호의 반사된 "복사본 (copies)" 으로 지칭되며, 이를 위한 여러 가지 기술들이 당해 분야에 널리 공지되어 있다.
하나이상의 특정 상태가 존재하는 것으로 파일럿 강도 측정 레포트 (report) 가 나타내는 것으로 수신되어지는 경우, CDMA-BSC (106) 는 가입자 장치 (101) 가 GSM BTS (100) 중의 하나와의 새로운 RF 인터페이스를 확립되도록 하는 일조의 발신 메세지를 발생시켜, 그 새로운 무선통신 인터페이스를 통해 호출을 계속 처리한다. 또한, CDMA-BSC (106) 는 어떤 CDMA-BTC (102) 및 그 자체 내에 호출을 이미 처리한 자원이 새로운 호출 또는 다른 통신을 처리하기 위하여 해제되어지도록 한다. 이하, 본 발명의 여러가지 실시예들에서 서로 다른 일조의 발신 메세지를 CDMA-BSC (106) 가 발생시킬 수 있는 특정 상태 또는 상태들을, 좀더 자세하게 설명한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따라 구성된 경우의 CDMA-BSC (106) 및 일조의 CDMA BTS (102) 의 다이어그램이다. CDMA-BTS (102) 는 선로기반의 링크를 통하여 CDMA-BSC (106) 에 접속되며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 마이크로파 링크의 사용을 포함한, 다른 접속으로 대체될 수 있지만, T1 또는 E1 접속으로 구성될 수도 있다. CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 는 도시된 CDMA BTS (102) 세트에 접속된다. 또한, CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 은 호출제어 처리기 (202), 선택 서브시스템 제어기 (203), 선택 서브시스템 (204), 및 BSC A-인터페이스 (206) 에 접속된다. CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 은 접속 결합된 물체들간의 메세지 및 트래픽 라우터로서 기능하며, 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 비동기적인 고정 길이 패킷 전송시스템으로 구성된다. 데이터 처리 및 서어비스 옵션 시스템 (210) 및 BSC A-인터페이스 (206) 는 도 1 의 GSM-MSC (108) 에 접속된다. 데이터 처리 및 서어비스 옵션 시스템 (210) 은 트래픽 데이터를 GSM-MSC (106) 에 스위칭하고, BSC A-인터페이스 (206) 는 발신데이터를 GSM-MSC (106) 에 스위칭한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 그 이용이 당해분야에 널리 공지되어 있는 GSM A-인터페이스 프로토콜에서 규정된 것과 같은 ITU 발신 시스템 번호 7 (SS7) 전송 프로토콜을 이용하여, BSC A-인터페이스 (206) 와 GSM-MSC (108) 사이에서 발신 데이터가 전송된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, CDMA BTS (102) 및 CDMA-BSC (106) 내의 시스템들은 통신하여 내부 BSS 프로토콜을 사용하여 트래픽 데이터와 발신 데이터를 스위칭하며, 이때 고정된 길이 데이터 패킷이 CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 또는 관련 시스템들간의 직접 라우팅을 통하여, 여러가지 다른 시스템들간에 스위칭된다. 이 라우팅을, CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 은 각 고정 길이 데이터 패킷내에 포함된 어드레스를 이용하여 수행한다. 일반적으로, 데이터 패킷을 제 2 시스템으로 전송하는 제 1 시스템은 그 제 2 시스템의 어드레스를 데이터 패킷내에 위치시킨 후, 그 데이터 패킷을 CDMA 상호접속 서브시스템 (200) 에 제공한다. 선택 서브시스템 (204), 및 데이터 처리 및 서어비스 옵션 시스템 (210) 과 같은, 일부 인접 시스템들의 경우에는, 데이터 패킷이 직접 통과될 수도 있다. 특정 고정 길이 패킷은 트래픽 데이터 또는 발신 데이터를 포함할 수 있으며, 이는 각 패킷내에 포함된 패킷 헤드 비트에 의해 지시된다. 정방향 신호 및 역방향 신호를 통하여 전송된 프레임과 유사한 방법으로,하나의 발신 메세지가 하나이상의 데이터 패킷을 통해 전송될 수도 있다.
CDMA-BSC (106) 의 동작 동안에, 호출제어 처리기 (202) 및 BSC A-인터페이스 (206) 는 CDMA-BSC (106) 의 동작을 구성 및 제어하는 발신 메세지를 발생한다. 이 구성 및 제어는 전화호출 또는 다른 통신을 처리하기 위한 선택 서브시스템 (204) 내의 섹터 할당을 포함한다. 선택기에 의해 수행된 처리는 임의의 특정 시간에서 가입자 장치 (101) 와 인터페이스하는 각 CDMA BTS (102) 로부터 프레임을 수신하는 것과, 각 프레임내에 포함된 품질 표시정보에 기초하여 더 이상의 처리를 위하여 그들 프레임들중의 하나를 선택하는 것을 포함한다. 또한, 선택기는 정방향 링크 방향으로 가입자 장치 (101) 에 전송되어질 프레임의 다중 인스턴스 (instance) 를 발생하여, 그 프레임의 하나의 인스턴스를 그때 가입자 장치 (101) 와 인터페이스하고 있는 각 CDMA BTS (102) 에 전송한다. 또한, BSC A-인터페이스 (206) 와 호출제어 제어기 (202) 에 의해 수행된 CDMA-BSC (106) 의 구성 및 제어는 서어비스 옵션 시스템 (210) 내의 발신 처리 자원의 할당을 포함한다. 이들 신호 처리 자원들에 의해 수행된 처리는 가입자 장치 (101) 로 보내진 트래픽 데이터의 보코딩 및 패키지화와, 가입자 장치 (101) 에 의해 발생되어 선택 서브시스템 (204) 을 통해 수신된 트래픽 데이터의 디보코딩을 포함한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따라 실시된 경우의 CDMA 로부터 GSM-TDMA 통신 서어비스로의 가입자 장치 (101) 의 이동 동안에 도 1 에 도시된 여러가지 시스템들간에 스위칭된 일조의 메세지를 나타낸 메세지 시이퀀스 다이어그램이다.
도 3 에 나타낸 수직선은 각각 각 라인의 상부에 있는 박스내에 지정된 시스템에 결합된다. 이 시스템은 가입자 장치 (101), 선택기 서브 시스템 (204), 호출제어 처리기 (202), 데이터 처리 및 서어비스 옵션 시스템 (210), BSC A-인터페이스 (206), GSM-MSC (108), 및 GSM-BSC (104) 이다. 2개의 수직선들사이에 연장하는 수평 화살표는 접속된 시스템들간의 발신 메세지의 스위칭을 나타낸다. 시간이 위에서 아래로 진행하므로, 더 높은 수평선이 더 아래에 위치된 이들 수평선에 앞서 발생한다. 가입자 장치 (101) 와 선택기 서브시스템 (204) 사이의 메세지 스위칭은 실제로 CDMA BTS (102) 를 통하여 통과되지만, 도면의 간결성을 위해 가입자 장치 (101) 와 선택기 서브시스템 (204) 사이의 단일 라인으로서 도시되어 있다. 이와 유사하게, GSM-MSC (108) 과 GSM BTS (100) 사이에서 스위칭된 메세지도 또한 GSM-BSC (104) 에 의해 처리되지만, 역시 단일 라인으로서 도시되어 있다.
이상 설명한 바와 같이, 안정적인 전화호출 또는 다른 통신과정 동안에, 가입자 장치 (101) 는 CDMA BTS (102) 나 파일럿 비콘 (105) 중의 어느 하나로부터 전송된 파일럿 채널을 지속적으로 탐색하여, 아래에 설명된 일련의 상태들중의 어느 하나를 만족할 경우에 파일럿 강도 측정 레포트 (300) 를 CDMA BSC (106) 로 전송한다. 가입자 장치 (101) 로부터의 각 강도 측정 레포트는 그 측정된 파일럿 채널 또는 채널들의 소오스를 식별할 수 있는 식별정보를 포함한다. 이 식별정보는 파일럿 채널에 결합된 시간 오프셋, 또는 CDMA BSC (106) 및 가입자 장치 (101) 양자에 의해 해석될 수 있는 인덱스 (index) 값을 포함한 여러가지 형태를 취할 수 있다. 이러한 강도측정 레포트를 이용하는 종래의 방법과 시스템이, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 1993년 11월 30일자로 부여된, "MOBILE STATION ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR COMMUNICATIONS SYSTEM" 이란 명칭으로 된, 미국 특허 제 5,267, 261호에 개시되어 있다.
CDMA-BSC (106) 내에서 선택기 서브시스템 (204) 은 파일럿 각 강도측정 레포트 (300) 를 수신하여, 그 결합된 파일럿 채널이 CDMA BTS (102) 또는 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 것인지의 여부를, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 선택 서브시스템 제어기 (203) 내에 위치되는 파일럿 데이터베이스를 이용하여 결정한다. 이하 좀더 자세하게 설명된 바와 같이, 미리 결정된 상태들중에서 어느하나가 존재함을 나타내는 파일럿 강도측정 레포트의 수신시, 선택기 서브시스템 (204) 은 BSC A-인터페이스 (206) 로의 핸드오버 명령의 전송을 통하여 핸드오버를 개시한다. BSC A-인터페이스 (206) 는, 바람직한 순서로 오프셋 데이터베이스에 지시된 바와 같이 가입자 장치 (101) 가 근접 위치되는 경우에 가입자 장치 (101) 뿐만 아니라 하나이상의 GSM-BSC 의 아이덴티티 (identity) 를 지시하는 GSM-MSC (108) 로 요구된 핸드오버 (304) 를 전송함으로써, 핸드오버 요구 (302) 에 응답한다. GSM-MSC (108) 에 대하여, 호출이 수행되어야 하는 정방향 및 역방향 링크 GSM-TDMA 채널을 지시하는 요구된 핸드오버 (304) 에 규정된 하나이상의 GSM-BSC (106) 에 핸드오버 요구 (306) 를 전송한다. GSM-BSC 는, GSM-MSC (108) 에 핸드오버 확인 (308) 을 전송하여 가입자 장치 (101) 로부터 전송된 GSM 역방향 링크신호에 대한 탐색을 개시한다. 또, GSM-MSC (108) 는, 핸드오버 명령 (310) 을 호출이 수행되어야 할 GSM-TDMA 정방향 및 역방향 링크채널을 나타내는 BSC A-인터페이스 (206) 에 전송함으로써, 핸드오버 요구 확인 (308) 에 응답한다. BSC A-인터페이스 (206) 는, 정방향 및 역방향 링크 GSM-TDMA 채널정보를 GSM-TDMA 핸드오프 응답 (312) 을 통하여 선택기 서브시스템 (204) 로 전송함으로써, 응답한다. 이와 유사하게, 선택기 서브시스템 (204) 은 그 GSM-TDMA 채널정보를 핸드오버 명령 (314) 을 통하여 가입자 장치 (101) 로 전송한다. 가입자 장치 (101) 는, CDMA 모드로부터 GSM-TDMA 모드로 스위칭하고 할당된 GSM-TDMA 역방향 링크 트래픽 채널을 통하여 역방향 링크 TDMA 신호 (317) 를 전송할 뿐만 아니라 GSM BTS (100) 으로부터의 정방향 링크 GSM-TDMA 트래픽 및 제어 채널을 탐색함으로써, 응답한다. 그후, GSM BTS (100) 는 가입자 장치 (100) 로부터의 역방향 링크 TDMA 신호 (317) 을 탐색하여, 검출시, 핸드오버 검출 (316) 을 전화호출을 처리하기 위하여 할당된 정방향 링크 GSM-TDMA 트래픽 채널을 통하여 가입자 장치 (101) 로 전송한다. 또한, GSM BTS (100) 는 핸드오버 종료 (318) 를 GSM-MSC (108) 로 전송하고, 이는 BSSMAP 소거 (320) 를 BSC A-인터페이스 (206) 로 전송함으로써, 응답한다. BSSMAP 소거 (320) 의 수신시, BSC A-인터페이스는 CDMA-BSC (106) 및 또 다른 전화호출을 처리하기 위한 호출에 관련된 임의의 CDMA BTS (102) 내의 자원을 해제하는 자원 해제시이퀀스를 개시한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, GSM-MSC (108) 및 GSM-BSC (104) 에 의해 발생 및 수신된 발신 메세지 세트는 실질적으로 그러한 시스템들의 종래기술의 동작을 따른다.
여기에 기재된 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 가입자 장치 (101) 는 파일럿 변수 데이터베이스 (PPDB) 를 유지하여 언제 강도 측정 레포트가 발생되어 BSC (106) 내의 선택 서브시스템 (204) 으로 전송되어야 하는 때를 판정한다. PPDB 는 파일럿 채널, 연관된 파일럿 채널 세트 카테고리 및 파일럿 세트 임계치 (T_ADD, T_COMP, T_DROP 및 T_TDROP) 의 리스트를 포함한다. 카테고리의 세트는 액티브 세트 (Active Set), 후보 세트 (Candidate Set), 이웃 세트 (Neighbor Set) 및 잔여 세트 (Remaining Set) 를 포함한다. 액티브 세트는 양방향 인터페이스가 설정되는 CDMA BTS (102) 로부터의 임의의 파일럿 채널을 포함한다. 후보 세트는 액티브 세트에는 없지만 T_ADD 를 초과하는 파일럿 강도 측정과 함께 수신된 파일럿 채널을 포함한다. 이웃 세트는 액티브 또는 후보 세트에는 없지만 CDMA-BSC (106) 로부터의 발신 메세지에 의한 핸드오프를 위한, 가능한 후보로서 지정된 파일럿 채널을 포함한다. 잔여세트는, 액티브, 후보 또는 이웃 세트에는 없는 시스템내의 다른 모든 파일럿 채널을 포함한다. T_ADD, T_COMP, T_DROP 및 T_TDROP 의 값은 초기에 가입자 장치 (101) 내에 저장된 디폴트값으로 설정되지만, CDMA-BSC (106) 로부터 전송된 발신 메세지를 통하여 수정될 수 있으며, T_DROP 는 T_ADD 보다 작다.
PPDB 를 이용하여, 가입자 장치 (101) 는 다음의 상태들 중 어느 하나가 발생되는 경우에 강도 측정 레포트를 CDMA-BSC (106) 로 보낸다.
1) 이웃 또는 잔여 세트내의 파일럿 채널의 강도 측정이 T_ADD 를 초과하는 경우;
2) 후보 세트내의 파일럿 채널의 강도 측정이 액티브 세트내의 파일럿 채널의 강도를 T_COMP×0.5 dB 만큼 초과하고, 최종 핸드오프 지향 (directive) 이 수신된 이래로 이러한 파일럿에 대한 강도 측정 레포트가 전송되지 않은 경우;
3) 가입자 장치내에 또한 유지된 핸드오프 드롭 타이머 (handoff drop timer) 가 만료되고, 최종 핸드오프 지향 또는 연장된 핸드오프 지향이 수신된 이래로 파일럿 강도 측정 레포트가 전송되지 않은 경우; 또는
4) 액티브 세트 구성성분의 강도가 시간 간격 T_TDROP 동안에 T_DROP 보다 작은 경우.
따라서, 위치 A 로부터 위치 B 로의 예시적인 위치 변화에 있어서, 가입자 장치 (101) 는 감소된 거리 또는 감소된 방해로 인한 강도의 증가에 따라 파일럿 비콘 (105) 으로부터 파일럿 채널을 검출한다. 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 파일럿 채널의 파일럿 강도 측정이 먼저 T_ADD 를 초과하여 증가함에 따라, 가입자 장치 (101) 는 파일럿 채널을 후보 세트에 부가하고 신호 강도 측정 레포트를 CDMA-BSC (106) 에 발생시킨다. 그후, 파일럿 채널의 강도 측정이 RF 인터페이스가 설정된 CDMA BTS (102) 로부터 파일럿을 초과하여 T_COMP×0.5 dB 로 증가함에 따라, 가입자 장치 (101) 는 제 2 강도 측정 레포트를 CDMA BSC (104) 로 전송한다. 하나 이상의 CDMA BTS (102) 로부터의 파일럿의 파일럿 채널 강도가 위치 A 로부터 위치 B 까지의 전송중에 T_TDROP 의 시간 간격동안에 T_DROP 아래로 떨어지는 경우, 가입자 장치 (101) 는, 또한 파일럿 강도 측정 레포트를 발생한다.
파일럿 강도 측정 레포트의 수신시에, CDMA-BSC (106) 는 파일럿 채널이 CDMA BTS (102) 또는 파일럿 비콘 (105) 에 연관되는지 여부를 확인 정보 및 상기한 파일럿 데이터베이스 (PDB) 를 이용하여 판정한다. 본 발명의 제 1 실시예에서, CDMA-BSC (106) 는 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 파일럿 채널의 강도가 액티브 세트내의 파일럿 채널의 강도를 초과하는 0.5 dB + T_COMP 라는 것을 지시하는 파일럿 강도 측정 레포트를 모니터한다. 이러한 지시가 수신되면, CDMA_BSC (106) 는 상술한 바와 같이 핸드오버를 GSM 서어비스로 초기화한다. 제 1 실시예는 GSM 서어비스로의 핸드오버가 필요한 것보다 다소 일찍 발생하게 하는 한편, 서어비스가 전환되기 전에 CDMA 링크가 실질적으로 저하되는 것을 방지함으로써, 호출의 품질을 보장한다. GSM 서어비스의 이용가능성은 핸드오버 처리가 초기화될 때 보장되기 때문에, CDMA 유효범위가 GSM 유효범위와 함께 배열되는 경우에 제 1 실시예가 특히 효과적이다.
본 발명의 제 2 실시예에 있어서, CDMA-BSC (106) 은 CDMA BTS (102) 로부터의 액티브 세트내의 최종 파일럿 채널의 강도가 시간 간격 T_TDROP 동안에 T_DROP 아래로 떨어졌다는 것을 지시하는 파일럿 강도 측정 레포트를 모니터한다. 이러한 지시가 수신되면, CDMA_BSC (106) 은 상술한 바와 같이 핸드오버를 GSM 서어비스로 초기화한다. 이 제 2 실시예는, GSM 서어비스로의 전환 전에 가능한 한 오랫 동안에 CDMA 서어비스를 유지하는 것이 바람직한 경우에 유용하다. 본 발명의 제 3 실시예에서, CDMA BTS (102) 로부터의 액티브 세트의 최종 파일럿 채널의 강도가 시간 간격 T_TDROP 동안에 T_DROP 아래로 떨어지는 경우, 핸드오버절차가 또한 초기화되지만, 파일럿 비콘 (105) 의 이용이 제거되고, 따라서 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 파일럿 채널에 대한 어떠한 강도 측정도 일어나지 않는다.
본 발명의 추가적인 실시예에서, 가입자 장치 (101) 는 PPDB 에 또한 저장된 추가적인 값 T_HANDOFF 를 이용한다. 상술한 다른 변수의 이용과 유사하게, T_HANDOFF 에 대한 디폴트 값이 가입자 장치 (101) 에 저장되지만, T_HANDOFF 값이 CDMA-BSC (106) 로부터의 발신 메세지를 통하여 변화될 수도 있다. T_HANDOFF 를 이용하는 본 발명의 제 1 실시예에서, CDMA-BSC (106) 는 가입자 장치 (101) 에 파일럿 강도 측정 레포트가 파일럿 비콘 (105) 으로부터의 파일럿 채널이 T_ADD 를 초과한다고 검출되었는지를 언제 지시하는지를 알려준다. 그후, 가입자 장치 (101) 는 파일럿 채널이 PPDB 내의 파일럿 비콘 (105) 에 의해 발생되고 파일럿 채널이 T_HANDOFF 를 초과하는 강도로 측정되는 경우 파일럿 강도 측정 레포트 (300) 를 발생한다. 이러한 파일럿 강도 측정 레포트의 수신시에, CDMA-BSC (106) 는 핸드오프를 상기한 GSM-TDMA 서어비스로 초기화한다. 본 발명의 이 실시예에서는, T_HANDOFF 가 T_ADD 보다 크다.
T_HANDOFF 를 이용하는 본 발명의 제 2 실시예에서, 가입자 장치 (101) 는, CDMA-BTS (102) 로부터의 모든 파일럿 채널이 T_HANDOFF 시간 간격동안 T_HANDOFF 보다 작은 강도로 수신되는 경우에, 파일럿 강도 측정 레포트를 발생한다. T_HANDOFF 는 가입자 장치 (100) 에 저장되어 있지만 CDMA-BSC (106) 로부터의 발신 메세지를 통하여 수정될 수 있는 부가적인 값이다. 파일럿 강도 측정 레포트의 수신시에, CDMA-BSC (106) 는 상술한 바와 같이 핸드오프를 GSM-TDMA 로 초기화한다. 본 실시예의 바람직한 구성에서, CDMA 서어비스가 허용될 수 없는 레벨까지 저하되기 전에 핸드오프를 수행하는 것이 바람직하므로, T_HANDOFF 는 T_DROP 보다 크다. 그러나, T_DROP 보다 작은 T_HANDOFF 의 이용이 본 발명의 실시에 모순되는 것은 아니다.
이상 설명한 다양한 방식으로 핸드오버를 수행함으로써, 전화 호출중에 가입자가 한 서어비스 형태에서 다른 서어비스 형태로 전환할 수 있게 하는 방식으로, CDMA 무선 통신 서어비스가 GSM 통신 네트워크내에 GSM-TDMA 무선통신 서어비스와 결합되어 제공된다. 이로 인하여 무선 통신 서어비스 가입자는 이점이 가장 많은 CDMA 통신 서어비스의 이점을 누릴 수 있게 되는 한편, 동일한 서어비스 시스템에 의해 제공된 완벽한 이동성을 향유할 수 있게 된다. 또한, 상술한 방법 및 시스템은, GSM 시스템에 의해 요구되는 명령 및 응답이 정상적인 GSM 대 GSM 상호 시스템 핸드오버 또는 하드 핸드오프 과정중에 이미 수행된 것이라는 점에 있어서, CDMA 서어비스가 존재하는 GSM 인프라 구조에 대한 수정이 거의 없이 도입되게 한다. 이는 CDMA 서어비스가 최소 비용, 즉 매우 효율적인 방법으로 도입될 수 있게 한다.
이처럼, CDMA 무선 통신 서어비스를 GSM-TDMA 와 공존시키는 방법 및 시스템을 설명하였다. 당업자에게는 본 발명의 선택적인 실시예가 명백할 것이다. 상술한 실시예는 단지 설명 및 예시의 목적으로 제공되었으며, 다음의청구항에 제시된 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

Claims (3)

  1. 코드분할 다중접속 서비스와 이동통신용 글로벌 시스템 시분할 다중접속 서비스를 가입자 장치에 제공하는 셀룰러 전화시스템으로서,
    상기 가입자장치와 인터페이스하는 코드분할 다중접속 기지국;
    코드분할 다중접속 서비스 영역의 에지를 나타내는 파일럿 채널을 발생하는 코드분할 다중접속 파일럿 비콘; 및
    상기 가입자 장치로부터 파일럿 강도 측정 레포트를 수신하여, 상기 강도 측정 레포트가 핸드오버가 필요함을 지시한 경우에, 상기 가입자장치가 이동통신용 글로벌 시스템 시분할 다중접속 서비스로 핸드오버 되도록 하는 신호 메세지를 발생하는 코드분할 다중접속 기지국 제어기를 포함하고,
    상기 코드분할 다중접속 기지국 제어기는, 상기 파일럿 비콘으로부터의 파일럿 채널이 코드분할 다중접속 기지국으로부터의 파일럿 채널의 강도 이상인, 적어도 강도 T_COMP 에서 수신되었음을 파일럿 강도 측정 레포트가 나타내는 경우에, 상기 신호 메세지를 발생하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 전화시스템.
  2. 코드분할 다중접속 서비스와 이동통신용 글로벌 시스템 시분할 다중접속 서비스를 가입자 장치에 제공하는 셀룰러 전화시스템으로서,
    상기 가입자장치와 인터페이스하는 코드분할 다중접속 기지국;
    코드분할 다중접속 서비스 영역의 에지를 나타내는 파일럿 채널을 발생하는코드분할 다중접속 파일럿 비콘; 및
    상기 가입자 장치로부터 파일럿 강도 측정 레포트를 수신하여, 상기 강도 측정 레포트가 핸드오버가 필요함을 지시한 경우에, 상기 가입자장치가 이동통신용 글로벌 시스템 시분할 다중접속 서비스로 핸드오버 되도록 하는 신호 메세지를 발생하는 코드분할 다중접속 기지국 제어기를 포함하고,
    상기 가입자 장치는, 상기 코드분할 다중접속 기지국으로부터의 파일럿 채널이 시간간격 T_TDROP 동안에 T_DROP 이상의 신호강도에서 수신된 경우, 및 상기 파일럿 비콘으로부터의 파일럿 채널이 값 T_HANDOFF 이상의 강도에서 수신된 경우에, 강도측정 레포트를 발생하며,
    상기 코드분할 다중접속 기지국 제어기는, 상기 파일럿 비콘으로부터의 파일럿 채널이 값 T_HANDOFF 이상의 강도에서 수신되었음을 파워 강도측정 레포트가 나타내는 경우에, 상기 신호 메세지를 발생하는 것을 특징으로 하는 셀룰러 전화시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    T_HANDOFF 는 T_DROP 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 셀룰러 전화시스템.
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