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KR19980064362A - 핸드오프 방법 및 무선 통신 장치 - Google Patents

핸드오프 방법 및 무선 통신 장치 Download PDF

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KR19980064362A
KR19980064362A KR1019970070635A KR19970070635A KR19980064362A KR 19980064362 A KR19980064362 A KR 19980064362A KR 1019970070635 A KR1019970070635 A KR 1019970070635A KR 19970070635 A KR19970070635 A KR 19970070635A KR 19980064362 A KR19980064362 A KR 19980064362A
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KR
South Korea
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브럭커트유진제이.
빌머리차드제이.
Original Assignee
조나단피.메이어
모토롤라,인크
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Publication date
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Abstract

무선 통신 장치(100)은 CDMA 시스템의 슬롯 모드로 동작하는 동안에 핸드오프될 수 있다. 무선 통신 장치는 할당된 슬롯 이전에는 활성 파일롯의 신호 세기를 측정하고 할당된 슬롯 동안에는 복수의 이웃 파일롯 중 적어도 하나의 신호 세기를 측정하는 수신기 탐색기(109)를 구비한다. 수신기 핑거(107)은 할당된 슬롯 동안에 활성 파일롯의 페이징 채널을 복조하고 또한 수신기 탐색기와 동시에 파일롯의 신호 세기를 결정할 수도 있다. 핫 이웃 리스트는 이웃 파일롯이 스캔되는 순서에 우선 순위를 부여하는데 사용된다. 로직 및 제어 회로(113)은 이웃 파일롯이 할당된 슬롯을 지나 스캔되어야만 하는지, 핫 이웃 리스트를 수정해야만 하는지와 무선 통신 장치가 다른 파일롯으로 핸드오프해야만 하는지를 결정한다.

Description

핸드오프 방법 및 무선 통신 장치
본 발명은 일반적으로 디지털 통신 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 장치 및 핸드 오프 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 슬롯 모드 특색(a slotted mode feature)을 갖는 코드-분할 다중 접속(Code-Division Multiple Access, CDMA)을 이용하는 무선 통신 장치에서 사용하기에 적합한 것으로서, 특별히 그와 관련하여 기술하기로 한다.
잠정 규격 IS-95-A(IS-95)는 개인 휴대 통신(Personal Communications Services, PCS) 또는 셀룰러 시스템에 CDMA를 구현하기 위하여 전기 통신 산업 협회(Telecommunications Industry Association)에 의해 채택되었다. PCS 또는 셀룰러 시스템에서는, 무선 통신 장치 등의 이동국은 지리적으로 분산되어 있는 복수의 기지국들 중 하나 이상의 기지국과 통신한다. CDMA 기술을 이용하는 시스템에서, 기지국들과 이동국들간의 다운-링크 통신은 특히 파일롯 채널, 순방향 트래픽 채널 및 페이징 채널을 통해 일어날 수 있다.
파일롯 채널상으로, 각 기지국은 동일한 확산 코드(spreading code)를 가지지만 코드 위상 옵셋(code phase offset)이 서로 다른 파일롯 신호를 계속하여 전송한다. 이동국은 적용된 위상 옵셋으로 파일롯 신호들을 서로 구별할 수 있으며, 따라서 이동국은 파일롯 신호를 전송하는 기지국들을 식별할 수 있게 된다. 게다가, 이동국은 파일롯의 상대 신호 세기를 가리키는 각 파일롯 신호의 신호 대 잡음을 측정할 수 있다.
IS-95는 집합적으로 파일롯 세트(Pilot Set)라고 부르는 4개의 파일롯 세트, 즉 활성 세트(Active Set), 후보 세트(Candidate Set), 이웃 세트(Neighbor Set) 및 나머지 세트(Remaining Set)를 규정하고 있다. 활성 세트는 통화를 복조하기 위하여 이동국에 할당된 순방향 트래픽 채널과 관련된 파일롯이다. 즉, 통화중일 때에는, 이동국은 활성 세트의 파일롯의 순방향 트래픽 채널을 복조한다. 후보 세트는 현재 활성 세트에 있지는 않지만 관련 순방향 트래픽 채널이 성공적으로 복조될 수 있다고 할 수 있을 정도로 충분한 세기로 이동국에 의해 수신된 파일롯이다. 이웃 세트는 현재 활성 세트 또는 후보 세트에 있지는 않지만 핸드오프를 위한 장래 후보 가능성이 있는 파일롯이다. 이웃 세트는 통상 지리적으로 이동국에 가까운 영역에 있는 파일롯에 대응한다. 나머지 세트는 이웃 세트, 후보 세트 및 활성 세트에 있는 파일롯을 제외한 현재 시스템에서 현재의 CDMA 주파수 할당에 가능한 모든 파일롯을 말한다.
이동국이 한 파일롯에 의해 커버되는 영역으로부터 다른 파일롯에 의해 커버되는 또다른 영역으로 이동하게 될 때, 이동국에 의해 수신되는 파일롯 신호의 상대 세기는 변하게 되고, 다른 파일롯으로 핸드오프하는 것이 요망된다. IS-95에 따르면, 이동국은 아이들 상태에 있든 통화중에 있든 파일롯 신호의 세기를 측정함으로써 핸드오프 과정을 도와줄 필요가 있다.
아이들 상태에 있을 때에는, 이동국은 활성 세트, 이웃 세트 및 나머지 세트에서 가장 강한 파일롯 신호를 계속 탐색한다. 이동국이 이웃 세트 또는 나머지 세트 파일롯 신호들 중 하나가 활성 세트의 파일롯보다 충분하 더 강하다고 판정하게 되면, 더 강한 파일롯이 활성 세트에 배치되고, 이와 같이 더 강한 파일롯으로의 아이들 핸드오프가 행해진다.
통화중일 때에는, 핸드오프의 과정은 더욱 복잡하며, 후보 세트와 시스템의 인프라가 관여한다. 이동국은 더 강한 파일롯을 이웃 세트 또는 나머지 세트로부터 후보 세트로 진급시킨 다음에 인프라에 새로운 후보 세트를 페이징 채널을 통해 파일롯 세기 측정 메시지(Pilot Strength Measurement Message)로서 통지한다. 파일롯 세기 측정 메시지의 수신 및 평가가 있은 후에, 인프라는 새로운 후보 세트의 파일롯 중 어떤 것을 활성 세트로 진급시켜 새로운 활성 세트를 생성할 수 있다. 인프라는 후속적으로 이동국에 페이징 채널을 통해 핸드오프 지시 메시지로서 새로운 활성 세트를 통지하게 되고, 이동국은 핸드오프 지시 메시지에 따라 그의 활성 세트, 후보 세트 및 이웃 세트를 갱신한다. 그 다음에 이동국은 통화를 핸드오프하게 될 활성 세트의 파일롯을 사용하여 통화를 복조한다. 파일롯 세트를 갱신하는 이 과정은 통상 파일롯 세트 관리(pilot set maintenance)라고 한다.
페이징 채널은 파일롯 세트 관리와 관련된 제어 정보를 전송하는 것 뿐만 아니라 이동국에 페이지에 의해 착신 통화를 통지하기 위해 사용된다. 특정 이동국으로의 페이지가 가끔 일어날 수도 있기 때문에, IS-95는 슬롯 모드 특색을 제공하여 이동국이 저전력 모드로 동작할 수 있게 해주어 이동국의 배터리 전원을 보전하게 해준다.
페이징 채널은 페이징 채널 슬롯이라는 80 밀리초(ms) 구간으로 분할되고, 슬롯 모드로 동작하는 각 이동국은 페이징 채널을 모니터하게 되는 주기적인 슬롯 사이클의 특정 슬롯을 할당받는다. 예를 들면, 2.56초의 주기를 갖는 슬롯 사이클은 각각이 80ms인 32개의 슬롯을 갖는다. 이동국은 그의 할당된 슬롯 동안에 페이징 채널을 모니터하기만 하면 되기 때문에, 슬롯 사이클의 다른 모든 시간에 이동국은 슬립(sleep)할 수 있다, 즉 할당된 슬롯을 수신할 시간에 이동국을 웨이크 업(wake up)하는데 필요하지 않는 모든 기능들을 턴 오프함으로써 저전력 모드로 들어갈 수 있다.
이동국은 슬립하고 있는 동안에는 파일롯 신호 세기를 수신 및 측정할 수 없기 때문에, 아이들 핸드오프 및 통상적인 파일롯 세트 관리가 일어나지 않는다. 슬립 동안에는, 이동국은 다른 영역으로 이동할 수 있으며, 따라서, 슬립으로 들어가기 이전의 활성 세트는 새로운 위치에서 가장 강한 파일롯을 지정하지 않게 된다. 그 결과, 이동국이 웨이크 업하게 되면, 가장 강한 신호를 갖는 파일롯으로부터 전송된 페이징 채널을 모니터하지 않게 된다.
페이징 채널을 모니터하기 위해 가장 강한 파일롯을 획득하기 위한 종래의 방법은 이동국이 활성 세트와 이웃 세트의 가장 강한 파일롯을 탐색하기에 충분히 일찍 웨이크 업하는 것이다. 각 파일롯이 스캔되어 신호 세기가 측정된다. 활성 세트의 파일롯의 측정된 신호 세기보다 충분히 더 큰 가장 강한 수신 신호를 가지는 파일롯이 활성 세트에 할당되며, 더 강한 파일롯으로의 핸드오프는 페이징 채널을 모니터하기 위한 할당된 슬롯 이전에 일어난다.
할당된 슬롯 이전에 활성 세트와 이웃 세트의 파일롯들의 스캔은 이동국이 슬립할 수 있는 슬롯 사이클의 일부를 소모하는 단점이 있다. 예를 들면, 종래의 이동국을 살펴보면 1.28초의 슬롯 사이클과 10개의 파일롯의 이웃 세트 동안에, 이동국은 1.28초 슬롯 사이클의 67 퍼센트를 웨이크업 상태로 있음이 밝혀졌다.
따라서, 이동국이 슬롯 사이클 동안 웨이크업 상태로 있는 시간을 저감시키는 무선 통신 장치 및 핸드오프 방법이 필요하게 된다.
여기 기술된 방법 및 무선 통신 장치는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프를 제공한다. 본 방법 및 무선 통신 장치는 종래의 방법 및 무선 통신 장치에 비해 무선 통신 장치가 슬롯 사이클 동안에 웨이크업 상태로 있는 시간이 감소되어 배터리 전원을 절약하고 그 결과 무선 통신 장치에 대한 대기 시간을 더 길게 한다는 점에서 잇점을 제공한다.
본 발명에 따르면, 이상의 잇점은 주로 할당된 슬롯 동안에 이웃 파일롯들중 적어도 하나를 스캔하는 수신기 탐색기(receiver searcher)에 의하거나 또는 핫 이웃 세트(Hot Neighbor Set)를 사용함으로써 제공된다. 게다가, 수신기 탐색기는 할당된 슬롯 이전에 활성 파일롯 또는 파일롯들과 핫 이웃 세트의 가능한 파일롯들을 스캔하고, 그 다음에 수신기 핑거는 수신기 탐색기가 이웃 파일롯들을 스캔하는 동안에 할당된 슬롯 동안 활성 세트의 파일롯들의 페이징 채널을 모니터한다. 이웃 파일롯들 중 하나 이상이 활성 파일롯 또는 파일롯들의 측정된 신호 세기보다 더 큰 측정된 신호 세기를 갖는 경우 등의 어떤 조건하에서는, 로직 및 제어 회로는 활성 세트내의 약한 활성 파일롯 또는 파일롯들을 더 강한 스캔된 이웃 파일롯 또는 파일롯들로 교체함으로써 더 강한 스캔된 이웃 파일롯 또는 파일롯들을 활성 세트에 부가한다. 이와 같이, 무선 통신 장치는 새로운 활성 세트의 페이징 채널을 모니터할 때 새로운 활성 세트의 파일롯 또는 파일롯들로 핸드오프된다.
이웃 파일롯들중 적어도 하나가 할당된 슬롯 동안에 스캔되기 때문에, 무선 통신 장치가 페이징 채널을 모니터하기 위해 웨이크업 상태로 있어야만 하는 경우, 무선 통신 장치가 슬롯 사이클 동안 웨이크업 상태로 있는 시간은 이웃 파일롯의 각 스캔이 할당된 슬롯으로 시프트되는 시간분만큼 감소된다. 예를 들면, 모든 이웃 파일롯들이 종래의 기술에서와 같이 할당된 슬롯 이전이 아닌 할당된 슬롯 동안에 스캔되는 경우에는, 무선 통신 장치가 슬립 상태에 있는 시간분은 모든 이웃 파일롯들 모두의 스캔을 행하기 위한 시간분만큼 증가된다.
본 발명의 한 측면에 따르면, 할당된 슬롯 동안에 시간이 허용하는 만큼의 이웃 파일롯들이 스캔된다. 어떤 경우에는, 예를 들면 적은 수의 이웃 파일롯이 있는 경우에는, 할당된 슬롯 기간 동안에 모든 이웃 파일롯을 스캔할 수 있다. 그러나, 수신기의 스캔 속도와 할당된 슬롯의 기간에 의한 한계로 인해 할당된 슬롯 동안에 모든 이웃 파일롯들을 스캔할 수 없는 경우가 있을 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 페이징 채널을 모니터하기 위해 할당되지 않은 수신기 핑거는 수신기 탐색기가 이웃 파일롯을 스캔하는 것을 도와준다. 이웃 파일롯이 동시에 스캔되기 때문에, 단 하나의 수신기 탐색기에 의해 스캔될 때보다 더 많은 이웃 파일롯을 스캔할 수 있다.
할당된 슬롯 동안에 모든 이웃 파일롯을 스캔할 수 없다는 것은 할당된 슬롯 의 종료 이전에 충분히 강한 이웃 파일롯이 스캔되지 않은 경우에는 그다지 문제가 안된다. 게다가, 충분히 강한 이웃 파일롯이 할당된 슬롯의 종료 이전에 스캔되지 않은 경우에도, 할당된 슬롯 동안에 모든 이웃 파일롯을 스캔할 수 없다는 것이 활성 세트의 파일롯 또는 파일롯들이 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있는 경우에는 그다지 문제가 안된다.
그러나, 활성 파일롯 또는 파일롯들이 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있지 않고 이웃 파일롯들의 측정된 신호 세기들 중 어느 것도 이웃 파일롯이 활성 파일롯을 교체할 정도로 충분히 크지 않은 경우에는, 이러한 조건하에서에서는 본 발명의 다른 측면에 따르면, 수신기 탐색기(와 가능한 경우 수신기 핑거)는 할당된 슬롯 이후에 계속하여 이웃 파일롯들과 가능하다면 하나 이상의 잔여 파일롯들을 스캔하며 따라서 충분히 강한 이웃 파일롯 또는 잔여 파일롯이 부적절한 세기 및 품질의 활성 파일롯을 교체하게 될 확률을 증가시키게 된다. 이 측면은 무선 통신 장치가 슬립 상태로 있을 수 있는 시간의 일부분 동안 웨이크업 상태로 있게 된다는 단점이 있지만, 이웃 파일롯 중 몇개를 스캔하는 일이 할당된 슬롯 동안에 일어나기 때문에, 여전히 종래 기술에 비해 잇점이 있다.
게다가, 본 발명의 또다른 측면에 따르면, 이웃 세트는 핫 이웃 파일롯(hot neighbor pilot)이라는 복수의 이웃 파일롯의 서브세트를 포함하는 핫 이웃 세트를 가지며, 이웃 세트내에는 있지만 핫 이웃 세트에는 없는 이웃 파일롯들을 콜드 이웃 파일롯(cold neighbor pilot)이라고 한다. 수신기 탐색기(와 가능한 경우 수신기 핑거)는 콜드 이웃 파일롯 이전에 핫 이웃 파일롯을 스캔한다. 핫 이웃 파일롯의 스캔 순서는 이전의 스캔으로부터 스캔된 이웃 파일롯들의 측정된 신호 세기에 따라 정해진다, 예를 들면 가장 강한 것부터 가장 약한 것으로 정해진다. 잔여 파일롯들이 스캔되면, 그들의 신호 세기도 또한 핫 이웃 세트를 결정하는데 고려된다.
핫 이웃 리스트(Hot Neighbor List)의 측면은 그것이 충분히 강한 이웃 파일롯이 존재한다면 이를 할당된 슬롯 동안에 스캔하게 되어 그 할당 슬롯을 지나 이웃 파일롯 또는 잔여 파일롯을 스캔할 필요가 없게 할 가능성을 증대시킨다는 점에서 잇점이 있다.
본 발명의 또다른 측면에서는, 수신기 탐색기(와 가능한 경우 수신기 핑거)는 할당된 슬롯 이전에 이웃 파일롯 중 적어도 하나를 스캔하고, 로직 및 제어 회로는 이웃 파일롯 중 적어도 하나의 측정된 신호 세기중 어느 하나가 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰지 여부를 결정한다. 더 큰 경우에는, 무선 통신 장치는 약한 활성 파일롯을 강한 이웃 파일롯 중 하나로 교체함으로써 강한 이웃 파일롯 중 하나로 핸드오프된다. 할당된 슬롯 이전에 스캔하는 이 특성은 무선 통신 장치가 할당된 슬롯 동안에 페이징 신호를 성공적으로 복조하게될 가능성을 증대시키는 잇점을 갖는다.
본 발명의 또다른 측면에서는, 활성 세트는 하나 이상의 활성 파일롯을 포함할 수 있으며, 할당된 슬롯 이전에 스캔된 가장 강한 활성 파일롯 및 이웃 파일롯은 할당 슬롯 이전에 활성 세트에 포함된다. 이와 같이 다수의 기지국으로부터 전송된 하나 이상의 페이징 채널은 동시에 복조될 수 있으며, 무선 통신 장치가 할당된 슬롯 동안에 페이징 신호를 성공적으로 복조하게될 가능성이 높아지게 된다.
본 발명의 또다른 측면에서는, 핫 이웃 세트의 사이즈가 활성 파일롯의 신호의 세기 또는 품질에 따라 동적으로 조정된다. 활성 파일롯이 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있으면 이 사이즈는 유지 또는 감소될 수 있으며, 활성 파일롯의 세기와 품질이 적절하지 못한 경우에는 이 사이즈는 증가될 수 있다.
핫 이웃 세트의 특성 및 핫 이웃 세트의 동적 조정은 특히 할당된 슬롯 이전에 이웃 파일롯을 스캔하는 특성과 함께 사용될 때 유용하다. 핫 이웃 세트는 우선 순위가 주어져 할당된 슬롯 이전에 스캔된 이웃 파일롯의 수를 제한하며, 따라서 할당된 슬롯 이전에 전체 이웃 세트를 스캔할 필요없이 충분히 강한 이웃 파일롯이 스캔될 가능성을 증가시킨다.
본 발명의 부가적인 잇점 및 새로운 특색은 이하의 상세한 설명에 부분적으로 개시되어 있으며, 여기에서 본 발명의 양호한 실시예들만이 도시되고 설명되며, 이하의 상세한 설명을 살펴보면 당업자에게는 부분적으로는 명백하게 될 것이며 본 발명의 실시에 의해 알게 될 것이다. 본 발명은 다른 여러가지 실시예들이 가능하며, 그의 상세 내용은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 변경할 수 있다. 본 발명의 잇점은 첨부된 특허 청구의 범위에서 특히 지적된 수단 및 조합에 의해 실현 및 달성될 수 있다.
도 1은 무선 통신 장치의 전기 블록도.
도 2는 슬롯 모드로 핸드오프하는 방법을 예시한 플로우챠트도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
102 : 기지국
103 : 아날로그 전단부
105 : 아날로그-디지털 변환기
107 : 핑거 수신기
109 : 탐색 수신기
113 : 로직 및 제어 회로
115 : 전송로 회로
117 : 디지털-아날로그 변환기
본 발명에 따라 구성된 양호한 실시예들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 이용할 수 있는 무선 통신 장치(100), 예를 들면 무선 전화의 전기 블록도이다. 동 도면은 특히 기지국(102)(하나만 도시됨)으로부터 신호를 수신하고 무선 통신 장치(100)에 의해 발신된 신호를 전송하기 위한 안테나(101)를 예시하고 있다. 아날로그 전단부(103)은 수신된 신호를 처리하여 이를 아날로그-디지털 변환기(ADC, 105)에 제공한다. 아날로그 전단부(103)은 수신된 신호의 누적 세기 측정 등의 복합 수신 신호의 세기의 측정값을 제공하는 수신 세기 신호 표시기(Received Strength Signal Indicator, RSSI)를 포함하고 있다. 디지털화된 수신 신호는 모두 병렬로 접속된 복수의 수신기 핑거(receiver finger)(107)과 적어도 하나의 수신기 탐색기(receiver searcher)(109)로 구성된 레이크 수신기(rake receiver)에 제공된다. 수신기 핑거 및 수신기 탐색기의 출력은 추가 처리를 위해 로직 및 제어 회로(113)에 제공된다. 로직 및 제어 회로(113)는 또한 전송로 회로(115)에 데이터를 제공하여 데이터를 처리하고 처리된 데이터를 디지털-아날로그 변환기(DAC, 117)로 제공한다. DAC(117)에 의해 출력된 아날로그 신호는 안테나(101)를 통해 기지국(102)로 전송하기 위해 아날로그 전단부(103)으로 제공된다.
로직 및 제어 회로(113)이 수신기와 별도의 요소로 도시되어 있지만, 당업자라면 로직 및 제어 회로의 일부분이 레이크 수신기 또는 무선 전화의 다른 요소에 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 수신기 핑거 및 탐색기 수신기를 포함한 무선 통신 장치(100)의 동작은 부분적으로는 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 데이터 및 프로그램을 저장하는 메모리와 무선 통신 장치(100)의 동작을 제어하기 위해 프로그램 명령어를 실행하기 위한 마이크로프로세서를 가지고 있는 로직 및 제어 회로(113)에 의해 제어된다.
무선 통신 장치(100)이 웨이크업 상태에 있을 때는, 안테나(101)은 활성 파일롯을 전송하는 기지국으로부터 파일롯 세트를 수신한다. 파일롯 세트의 기록은 무선 통신 장치(100)이 슬립 상태로 들어가기 이전에 로직 및 제어 회로(113)에 저장된다.
수신기 탐색기(109)는 기지국들의 파일롯 채널 세기를 결정하기 위해 기지국(102)의 파일롯 채널 신호를 스캔할 수 있다. 수신기 탐색기(109)는 EC/IO의 측정값을 데시벨(dB)로 제공하는 복합 상관 과정에 의해 파일롯 채널 세기를 결정하는데, 여기서 EC는 파일롯 에너지의 측정값이고, IO는 수신 대역폭에서 총 전력 스펙트럼 밀도이다. EC/IO는 신호 대 신호+노이즈 비를 나타낸다.
수신기 탐색기(109)는 또한 로직 및 제어 회로(113)에 정보를 제공하고 그로부터 로직 및 제어 회로(113)은 파일롯 채널 강도의 다른 측정값 Ia또는 Ib를 산출하는데, 여기서 Ia는 모든 스캔된 파일롯의 복합 전력 스펙트럼 밀도이고, Ib는 모든 스캔된 기지국 전송의 복합 전력 스펙트럼 밀도이다.
기지국(102)로부터 방사되는 파일롯 신호는 레이(rays)라고 하는 몇개의 서로 다른 지연 경로를 따라 전파되며, 따라서 다중 경로 신호를 생성하게 된다. 특정 기지국(102)의 파일롯 채널 신호의 스캔을 수행함에 있어서, 특정 기지국(102)의 강한 레이를 찾게 된다. 파일롯이 활성 파일롯인 경우, 수신기 핑거(107)은 활성 파일롯의 페이징 채널을 복조하기 위해 강한 레이에 할당된다.
이동국 아이들 모드에서 파일롯에 할당되면, 수신기 핑거(107)은 관련 기지국(102)의 페이징 채널에 로크되어 이를 복조한다. 게다가, 로직 및 제어 회로(113)은 순환 용장도 코드(Cyclical Redundancy Code, CRC) 검사기를 포함하고 있다. CRC 검사기는 페이징 메시지가 수신되었는지 여부의 측정을 제공하는 페이징 메시지의 에러 검사를 수행한다.
다른 실시예에서는, 어떤 수신기 핑거(107)도 수신기 탐색기(109)의 능력을 가지며 따라서 기지국(102)의 파일롯 채널 신호를 스캔할 수 있고 로직 및 제어 회로(113)에 정보를 제공하여 그로부터 로직 및 제어 회로(113)은 Ia또는 Ib를 산출한다.
지금부터는 상기와 같이 구성된 무선 통신 장치의 사용 방법 및 동작에 대해서 슬롯 모드로 핸드오프하는 방법(220)을 예시한 플로우챠트인 도 2를 참조하여 설명한다.
로직 및 제어 회로(113)은 슬롯 사이클 동안에 슬립 상태에 있던 무선 통신 장치(100)의 일부분을 웨이크업시킨다(단계 201). 수신기 탐색기(109)는 할당된 슬롯 이전에 현재의 활성 파일롯을 스캔하고(단계 203), 스캔의 일부로서 활성 파일롯의 신호 세기를 측정한다. 스캔 동안에, RSSI는 복합 수신 신호의 세기도 측정한다.
로직 및 제어 회로(113)은 하나 이상의 수신기 핑거(107)을 활성 파일롯의 강한 레이에 할당하고(단계 205), 이들 수신기 핑거는 할당된 슬롯 동안에 활성 파일롯의 페이징 채널을 복조한다.
수신기 탐색기는 단독으로 활성 파일롯과 이웃 파일롯의 스캔을 수행할 수 있다. 그 대신에, 수신기 핑거는 할당된 슬롯 이전에 활성 파일롯을 스캔하는 것을 도울 수 있고, 페이징 채널을 모니터하기 위해 할당되지 않은 수신기 핑거는 수신기 탐색기가 할당된 슬롯 동안에 복수의 이웃 파일롯을 스캔하는 것을 돕도록 할당된다(단계 207). 이것은 본 발명의 중요한 특징인데 그 이유는 이로서 파일롯을 스캔할 수 있는 속도를 증가시키기 때문이다.
게다가, 이웃 세트는 핫 이웃 세트를 포함할 수 있다. 핫 이웃 세트는 이웃 세트의 다른 구성원에 비해 강한 신호를 가지게 될 이웃 파일롯을 포함한다. 예를 들면, 로직 및 제어 회로는 활성 파일롯, 핫 이웃 파일롯의 신호 세기와 가능한 경우에는 이전의 슬롯 사이클 동안에 측정된 콜드 이웃 파일롯과 나머지 파일롯의 신호 세기에 따라 핫 이웃 세트를 사전 결정한다.
도 2에 도시한 실시예에서, 핫 이웃 파일롯은 핫 이웃 파일롯 중 가장 강한 것에서 가장 약한 것으로 스캔되며(단계 207), 핫 이웃 파일롯은 콜드 이웃 파일롯 이전에 스캔된다(단계 209). 이것은 본 발명의 중요한 특징인데, 그 이유는 스캔 속도 및 시간의 제한하에서 강한 이웃 파일롯이 발견될 가능성을 증가시키기 때문이다.
이웃 파일롯은 할당된 슬롯 동안에 스캔되며, 필요한 경우는 할당된 슬롯 이후에 스캔된다(단계 209와 227). 무선 통신 장치가 페이징 채널을 복조하기 위해 웨이크업 상태에 있어야만 하는 시간을 충분히 이용하기 위하여, 할당된 슬롯 동안에 시간이 허용하는 한 많은 이웃 파일롯, 가능한 경우는 나머지 파일롯의 신호 세기를 측정한다(단계 209).
부가적으로, 이웃 파일롯 중 몇개는 할당된 슬롯 이전에 스캔될 수 있다. 예를 들면, 현재의 활성 세트가 단지 하나의 활성 파일롯만을 포함하고 있고 이웃 파일롯들의 측정된 신호 세기가 모두 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰 경우에는, 무선 통신 장치는 활성 파일롯을 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰 측정된 신호 세기를 갖는 이웃 파일롯 중 하나로 교체함으로써 할당된 슬롯 이전에 강한 이웃 파일롯으로 핸드오프될 수 있다.
동시 복조를 이용하는 경우는, 수신기 탐색기(109)(가능한 경우는 수신기 핑거(107))은 할당된 슬롯 이전에 현재의 활성 파일롯과 이웃 파일롯 중 적어도 몇개를 스캔하고, 무선 통신 장치는 활성 파일롯 또는 파일롯들의 측정된 신호 세기보다 더 큰 측정된 신호 세기를 갖는 하나 이상의 강한 이웃 파일롯들로 핸드오프될 수 있다. 예를 들어, 활성 세트가 복조를 위해 최대 2개의 활성 파일롯을 포함할 수 있다는 가능성을 가정하자. 할당된 슬롯 이전에 활성 파일롯과 이웃 파일롯 중 적어도 몇개를 스캔한 후에, 로직 및 제어 회로(113)은 스캔된 파일롯 중 어느 2개가 가장 강한 측정된 신호 세기를 갖는지를 결정하며, 이들 2개의 가장 강한 파일롯은 활성 세트에 포함된다. 예를 들면, 2개의 이웃 파일롯이 현재의 2개의 활성 파일롯 각각의 신호 세기보다 더 큰 신호 세기를 갖는 경우, 2개의 이웃 파일롯은 2개의 활성 파일롯을 대체함으로써 활성 세트에 부가된다.
할당된 슬롯 이전에 이웃 파일롯 중 몇개를 스캔하는 것은 본 발명의 중요한 특색인데, 그 이유는 이것이 활성 파일롯 신호가 성공적인 복조를 위해 충분한 세기를 가지고 있다면 무선 통신 장치가 할당된 슬롯 동안에 페이징 채널을 성공적으로 복조하게 될 가능성을 높이기 때문이다. 이 특색은 할당된 슬롯 이전에 핫 이웃 파일롯 중 몇개 또는 모두를 스캔함으로써 핫 이웃 세트 특색과 함께 유익하게 사용될 수 있다.
할당된 슬롯 이후에, 핫 이웃 특색을 이용한다면, 로직 및 제어 회로(113)은 스캔 결과에 따라, 즉 활성 파일롯과 복수의 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기에 따라 핫 이웃 세트와 그 사이즈를 결정한다(단계 211). 예를 들어, 3개의 파일롯이 핫 이웃 세트 문턱값보다 더 강한 경우, 3개의 가장 강한 파일롯이 포함된다.
핫 이웃 세트의 문턱값은 활성 파일롯의 신호의 세기 또는 품질에 따라 동적으로 조정될 수 있다. 활성 파일롯이 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있는 경우, 핫 이웃 세트의 문턱값은 줄일 필요가 없으며, 세기 또는 품질이 특히 강한 경우는, 핫 이웃 세트의 문턱값이 증가될 수 있으며 따라서 핫 이웃 세트내의 파일롯의 수를 감소시킬 수도 있다. 활성 파일롯이 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있지 않을 경우, 핫 이웃 세트의 문턱값을 감소시켜야만 하며, 따라서 핫 이웃 세트내의 파일롯의 수를 증가시킬 수도 있다.
다음에, 로직 및 제어 회로(113)은 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기 중 어느 것이 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰지를 판정한다(단계 213). 더 큰 경우, 이 특정 실시예에서는 활성 파일롯은 활성 파일롯보다 더 강한 이웃 파일롯 중 가장 강한 것으로 교체되며(단계 215), 무선 통신 장치는 그 다음의 할당된 슬롯 이전에 그 다음 웨이크업 시간까지 슬립상태로 들어간다. 따라서, 무선 통신 장치가 그 다음 슬롯 사이클 동안 웨이크업 상태일 때, 새로운 활성 파일롯의 페이징 채널을 복조하게 되며(할당된 슬롯 이전에 이웃 파일롯 중 몇개를 스캔하는 특색을 이용하지 않는 경우에만), 따라서 무선 통신 장치는 새로운 활성 파일롯으로 핸드오프된다.
동시 복조를 이용하는 경우는, 활성 세트는 하나 이상의 활성 파일롯을 포함할 수 있다. 단계 213과 215에서, 약한 활성 파일롯은 하나 이상의 강한 이웃 파일롯으로 대체될 수 있다.
다시 단계 213을 참조하면, 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기 어느 것도 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 크지 않은 경우, 로직 및 제어 회로(113)은 활성 파일롯의 신호가 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있는지를 결정함으로써 할당된 슬롯 이후에 이웃 파일롯의 부가적인 스캔을 행할 필요가 있는지를 결정한다. 활성 파일롯의 신호가 적절한 세기 또는 품질을 가진 경우는, 핸드오프에 적합한 이웃 파일롯을 찾기 위해 이웃 파일롯을 추가적으로 스캔할 필요가 없다. 적절한 세기 또는 품질은 하나 이상의 테스트에 의해 결정될 수 있다. 도 2에 도시된 방법에서는, 4개의 결정 단계(단계 219, 221, 223 및 225)가 있으며, 그 어느 것도 무선 통신 장치를 슬립상태로 함으로써 이웃 파일롯의 추가적인 스캔을 방지할 수 있다(단계 217).
제1 결정 단계에서, 로직 및 제어 회로(113)은 활성 파일롯의 신호 세기가 문턱값보다 더 큰지를 결정한다(단계 219). 더 큰 경우에는, 무선 통신 장치는 슬립상태로 된다(단계 217).
그렇지 않은 경우는, 로직 및 제어 회로(113)은 복조된 페이지 메시지의 CRC가 정확한지를 결정한다(단계 221). 정확한 경우에는, 무선 통신 장치는 슬립상태로 된다(단계 217). 그렇지 않은 경우에는, 로직 및 제어 회로(113)은 복합 수신 신호(RSSI를 거침)의 누적 세기 측정이 문턱값, 예를 들면 열 잡음(무신호) + 6 데시벨보다 더 큰지를 결정한다(단계 223). 그렇지 않은 경우, 무선 통신 장치는 신호가 약한 지역에 있을 수 있으며, 강한 파일롯을 위해 추가적으로 스캔하는 것은 쓸데없는 짓이다. 따라서, 무선 통신 장치가 슬립상태로 된다(단계 217). 복합 수신 신호의 누적 세기 측정(RSSI를 거침)이 문턱값보다 더 큰 경우는, 최종 테스트를 수행할 수 있다.
최종 테스트의 한 실시예는 스캔된 전력 스펙트럼 밀도를 비교하여 이를 총 전력 스펙트럼 밀도 IO와 비교한다.
통상적으로 파일롯 채널 에너지는 기지국 최대 전력 출력의 20%이다. 스캔된 파일롯 에너지의 합산 Ia는 어느강한 파일롯 채널이 스캔되었는지를 결정하기 위해 IO의 20%와 비교된다. Ia가 IO의 20%의 80%보다 더 큰 경우는, 더 이상 강한 파일롯 채널이 스캔되지 않을 확률이 높다.
보다 더 정확하지만 더 복잡한 또다른 실시예는 소정의 잡음 문턱값 이상의 모든 스캔된 레이에 대해 고속 하다마르 변환(Fast Haddamard Transform, FHT)을 산출하는 것이다. FHT는 복합 레이(composite ray)를 형성하는 모든 CDMA 채널에 대한 에너지 값을 생성하며, 이 에너지 값은 합산되어 레이에서의 에너지를 산출한다. 그 다음에, 모든 스캔된 레이에 대해, Ib는 스캔된 레이의 에너지 값의 합산과 같다. Ib가 IO의 80%보다 더 큰 경우에는, 스캔할 강한 파일롯 채널이 더 이상 없을 확률이 높다(단계 225).
Ib가 IO의 80%보다 더 클 경우, 무선 통신 장치는 슬립상태로 된다(단계 217). 그렇지 않은 경우에는, 스캔된 파일롯은 적절한 세기와 품질을 가지고 있지 않으며, 강한 간섭 파일롯 또는 파일롯들을 찾기 위해 나머지 파일롯, 가능하다면 하나 이상의 나머지 파일롯들의 추가 스캔을 수행해야만 한다(단계 227).
할당된 슬롯을 넘어 부가적인 스캔을 할 필요가 있을 경우에는, 로직 및 제어 회로(113)은 활성 파일롯, 이웃 파일롯 및 나머지 파일롯의 측정된 신호 세기에 따라 핫 이웃 세트와 이용되는 경우에는 그의 사이즈 및 이웃 세트를 결정한다(단계 229). 다음에, 로직 및 제어 회로(113)은 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기 중 어느 것이 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰지를 판정한다(단계231). 더 큰 경우에는, 활성 파일롯은 활성 파일롯보다 더 큰 이웃 파일롯 중 가장 강한 것으로 교체되며(단계215), 무선 통신 장치는 그 다음 할당된 슬롯 이전의 그 다음 웨이크업 시간까지 슬립상태로 된다(단계 217). 무선 통신 장치는 새로운 활성 파일롯의 페이징 채널을 복조하고(할당된 슬롯 이전에 이웃 파일롯 중 몇개를 스캔하는 특색을 이용하지 않는 경우에만), 따라서 무선 통신 장치는 새로운 활성 파일롯으로 핸드오프된다.
단계 231에서 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기 중 어느 것도 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 크지 않은 경우에는, 무선 통신 장치는 활성 파일롯을 교체함이 없이 슬립상태로 된다.
요약하면, 핫 이웃 세트를 이용하여 그 다음 할당된 슬롯에서 핸드오프하기에 적합한 이웃 파일롯을 찾으려함에 있어서 페이징 채널을 복조하기 위해 무선 통신 장치가 웨이크업되어 있어야만 하는 시간 동안 이웃 파일롯을 스캔하는 무선 통신 장치 및 핸드오프 방법이 기술되어 있다. 핫 이웃 세트의 특색은 이웃 파일롯의 스캔의 우선순위를 주는 것이다. 이웃 파일롯의 적어도 몇개의 스캔을 할당된 슬롯으로 시프트하는 특색의 결과 무선 통신 장치가 슬립할 수 있는 시간이 증가하게 된다. 게다가, 이웃 파일롯의 동시 스캔, 할당된 슬롯 이후의 조건부 스캔, 할당된 슬롯 이전의 반올림 스캔 및 페이징 신호의 동시 복조의 특색도 기술되어 있으며, 이는 슬롯 사이클 동안 웨이크업하는데 드는 시간을 더 줄이거나 또는 페이징 채널이 성공적으로 복조되어 페이지를 놓치지 않을 가능성을 증가시킬 수 있다.
당업자라면 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어나지 않고 본 발명의 방법 및 장치와 본 장치의 구성에 여러가지 변경 및 변형을 할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.

Claims (10)

  1. 슬롯 모드(slotted mode)로 동작하는 무선 통신 장치(100)－상기 무선 통신 장치(100)은 슬롯 모드로 들어가기 전에 활성 파일롯(active pilot)을 포함하는 활성 세트(Active Set), 복수의 이웃 파일롯(neighbor pilot)을 포함하는 이웃 세트(Neighbor Set)와 페이징 채널(Paging Channel)을 모니터하기 위해 상기 무선 통신 장치(100)에 대한 할당된 슬롯(assigned slot)을 저장함－을 핸드오프하는 방법에 있어서,
    a) 상기 할당된 슬롯 이전에 상기 활성 파일롯의 신호 세기를 측정하는 단계(203)와,
    b) 상기 할당된 슬롯 동안에 상기 복수의 이웃 파일롯 중 적어도 하나의 신호 세기를 측정하는 단계(207)와,
    c) 상기 활성 파일롯을 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 더 큰 측정된 신호 세기를 갖는 복수의 이웃 파일롯들 중 적어도 하나 중 어떤 한 이웃 파일롯으로 교체하는 단계(215)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 활성 세트내의 상기 활성 파일롯을 교체한 후에 슬립(sleep)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    복수의 이웃 파일롯의 서브세트(subset)를 포함하는 핫 이웃 세트(hot neighbor set)－상기 핫 이웃 세트의 복수의 이웃 파일롯의 서브세트는 핫 이웃 파일롯(hot neighbor pilot)이라 하고, 상기 이웃 세트내에 있지만 상기 핫 이웃 세트내에 없는 이웃 파일롯은 콜드 이웃 파일롯(cold neighbor pilot)이라 함－를 사전 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 b)에서 핫 이웃 파일롯의 신호 세기는 콜드 이웃 파일롯 이전에 측정되는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 활성 파일롯과 상기 복수의 이웃 파일롯 중 적어도 하나의 측정된 신호 세기에 따라 핫 이웃 세트를 재결정하는 단계(211)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이웃 파일롯들 중 적어도 하나의 측정된 신호 세기 어느 것도 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 크지 않은 경우에, 상기 활성 파일롯의 신호가 적절한 세기 또는 품질을 가지고 있는지를 판정하는 단계(213, 219)와,
    상기 활성 파일롯의 신호가 적절한 세기와 품질을 가지고 있지 않은 경우에, 상기 할당된 슬롯을 지나 상기 복수의 이웃 파일롯의 신호 세기를 계속 측정하는 단계(227)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 활성 파일롯과 상기 복수의 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기에 따라 이웃 세트를 재결정하는 단계(229)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 활성 파일롯의 측정된 신호 세기가 소정의 문턱값보다 더 큰 경우에, 상기 활성 파일롯의 신호는 적절한 세기 또는 품질을 가지는 것(219)을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 이웃 파일롯의 측정된 신호 세기 중 어느 것도 활성 파일롯의 측정된 신호 세기보다 크지 않은 경우 슬립(sleep)하는 단계(213, 217)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 활성 파일롯의 신호가 적절한 세기를 가지고 있는 경우에 슬립(sleep)하는 단계(213, 219, 217)를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    A) 복수의 이웃 파일롯의 서브세트를 포함하는 핫 이웃 세트－상기 핫 이웃 세트의 복수의 이웃 파일롯의 서브세트는 핫 이웃 파일롯(hot neighbor pilot)이라 하고, 이웃 세트내에 있지만 핫 이웃 세트내에 없는 이웃 파일롯은 콜드 이웃 파일롯(cold neighbor pilot)이라 함－를 사전 결정하는 단계(211)와,
    B) 활성 파일롯의 측정된 신호 세기에 근거하여 핫 이웃 세트의 신호 문턱값을 수정하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 A)에서 서브세트는 신호 문턱값에 의해 정의되는 것을 특징으로 하는 슬롯 모드로 동작하는 무선 통신 장치의 핸드오프 방법.
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