KR19990081963A

KR19990081963A - 비전용 대역 포트가 자율적으로 혼신 한계 레벨 및 전력 레벨을결정하기 위한 방법

Info

Publication number: KR19990081963A
Application number: KR1019980705681A
Authority: KR
Inventors: 리-펑 창; 앤소니 알. 노펠
Original assignee: 엔, 마이클 그로브; 텔코디아 테크놀로지스, 인코포레이티드
Priority date: 1996-01-24
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1999-11-15
Anticipated expiration: 2016-03-27
Also published as: CA2243202C; JP3561277B2; AU708295B2; KR100313467B1; CA2243202A1; CN1211358A; WO1997027680A1; MX9805830A; AU5434796A; JPH11508106A; EP0873600A4; MY113122A; EP0873600A1; US5956638A

Abstract

비전용 개인 휴대 통신에서의 무선 포트들(RP들)이 그들의 혼신 한계 및/또는 송신 전력 레벨들을 적응성 있게, 자율적으로 설정한다. 이는 사용 가능한 각 채널 상에서 신호 레벨을 측정하고 이들 측정치들에 따라 혼신 한계 및/또는 송신 전력 레벨을 RP들에 의해 이루어질 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 각 채널상의 신호 레벨을 측정하고, 측정된 신호 레벨의 순서로 채널들을 분류하며, 한계를 결정하는데 이들 분류를 사용함으로써 혼신 한계가 결정된다. 송신 전력 레벨은 적응성 있는 혼신 한계와 관련하여 설정될 수 있다. 이 레벨은 만족스러운 송신 레벨을 제공하기 위해 시스템 및 FCC의 전력 제한과 현재의 조건을 사용하여 결정된다.

Description

비전용 대역 포트가 자율적으로 혼신 한계 레벨 및 전력 레벨을 결정하기 위한 방법

연방 통신 위원회(Federal Communications Commission, FCC)는 1920 MHz 에서 1930 MHz 사이의 주파수대역을 등시성(isochronous) 비전용 개인 휴대 통신 서비스(unlicensed personal communications services, UPCS)를 위한 비전용 대역으로 지정했다. 이 비전용 대역은 주로 무선 전화와 회로 교환 데이터(circuit-switched data)를 지지하기 위해 사용될 것이다. 300 kHz 의 대역폭에 대한 55 mW 의 최대 허용 송신 전력을 갖는 UPCS는 옥내용으로 제한되는데, 이는 전력 레벨이 너무 낮아 옥외에서는 유효하게 사용할 수 없기 때문이다.

도 1은 간단한 UPCS 시스템(50)의 예이다. 고객은 무선 포트 제어 유닛(radio port control unit, RPCU)(56)에 연결된 무선 포트(radio port, RP)(54)와 무선 통신을 하는, 무선 전화와 같은 이동 단말기(mobile terminal, MT)(52)를 가진다. UPCS 시스템(50)은 동일한 또는 다른 RPCU(56)에 연결되어 있는 다수의 RP들(54)을 가질 수 있다. RPCU(56)는 지역 교환(60)에 연결된 통상적인 전화선(58)과 같은 통신망에 연결될 수 있다. 교환은 공중 교환 전화망(public switched telephone network, PSTN)(62)과 같은 전화망에 연결된다. 고객은 홈 위치 등록기(home location register, HLR)(64)라 불리는, 고객의 홈 지역을 서비스하는 전화망 데이터베이스에 전화 번호 또는 개인 휴대 통신 번호와 같은 개인 정보, 전화 송신 및 발신 정보, 계좌 정보, 신용 및 청구서 정보 등을 저장할 수 있다.

1920-1930 MHz 대역은 이전에는 전용(licensed) 포인트 투 포인트(point-to-point) 마이크로파 통신에 할당되었다. FCC는 적어도 모든 포인트 투 포인트 마이크로파 시스템이 대역에서 제거될 때까지는 UPCS시스템의 사용에 엄격한 요건을 정하고 있다. 이 제거 과정은 7년 정도 걸릴 것으로 예상된다. 이 때문에 FCC는 UPCS 구성 요소가 일정한 허가 지역 밖으로 이동할 때에는 그것이 송신을 할 수 없도록 하고 있다. 이런 이유로, 일반적으로는 상기 대역이 정리될 때까지는 Centrex와 PBX시스템과 같은 지리적으로 제한된, 대형 시스템만이 사용될 수 있다고 생각된다. 또한 (허가 영역 밖으로 이동할 수 있는) MT(52)가 아니라 반드시 RP(54)가 통신을 시작할 것을 요구하고 있다.

UPCS 대역이 비전용이기 때문에, 설치된 각 무선 설비에 대해 FCC에 전용료를 지불하지 않고도 사용할 수 있다. 상기 대역이 서로 다른 시스템 또는 다수의 서비스 제공자의 RP들과 같은 다수의 RP들에 의해 공평하게 사용되도록 하기 위해, FCC는 UPCS 대역에서 채널을 얻기 위한 에티켓을 요구하고 있다. 이 에티켓은 청취 후 송신(Listen-Before-Talk, LBT) 에티켓이라 불린다.

LBT 에티켓에서는, 각 RP가 상기 대역 내에서 송신하는데 사용 가능한 채널을 찾아야만 한다. FCC는 상기 대역을 8개의 1.25 MHz 채널들로 분할했다. 상기 대역의 하위 3 MHz에서 사용 가능한 채널들을 찾기 위해서는 "협대역"(예를 들어, 625 kHz보다 작은 사용 신호 대역폭) 통신 장치가 필요하다. 상기 대역의 상위 3 MHz에서 사용 가능한 채널들을 찾기 위해서는 "광대역"통신 장치가 필요하다. 하기의 설명은 협대역 통신 장치에 대해 언급할 것이지만, 이는 광대역 통신 장치에도 동일하게 적용될 수 있다. 하기에 설명되는 바와 같이, UPCS 범위에서의 프로토콜은 각 1.25 MHz 채널을 다수의 시스템 채널들로 분할할 수 있다.

RP(54)는 한계 레벨(FCC는 특별한 경우를 제외하고는 한계 레벨이 배경 레벨보다 30dB를 넘지 않을 것을 요구한다) 아래에서 혼신이 존재하는지를 결정하기 위해 상기 대역에서 제 1 채널(예를 들어, 상기 대역의 하위 3 MHz에 포함된 시스템 채널들로부터 무작위로 선택됨)을 측정함에 의해 탐색을 시작한다. 한계 레벨을 넘는 혼신은 그 채널이 인근 RP에 의해 이미 사용되고 있어 사용할 수 없다는 것을 나타낸다. RP는 다른 RP가 이미 그 채널을 사용하지는 않았다는 것을 확인하기 위해 송신 전에 10ms 동안 혼신 한계 레벨을 찾아 채널을 모니터한다. 10ms 기간 동안의 어떤 때라도 채널이 한계 레벨을 넘는 혼신을 가진다면, RP는 즉시 그 채널을 포기하고 좀 더 높은 다음 채널을 탐색하여 그것이 사용가능한지를 결정한다. RP는 10ms 동안 한계 레벨을 넘는 혼신이 감지 및 모니터되지 않는 제 1 채널을 획득해야만 한다.

일단 RP(54)가 채널을 획득하면, MT(52)와의 통신이 유효함을 "선전"하기 위해 그 채널 상에서 즉시 송신해야 한다. RP(54)가 30초의 시간 내에 MT와의 통신을 수립하지 못하면, RP는 그 채널을 포기하고 사용 가능한 채널을 찾아 다시 탐색을 시작해야 한다.

PACS-UB는 UPCS 범위에서의 사용에 적합한 프로토콜이다. 하기의 설명은 본 발명을 설명하기 위해 PACS-UB 프로토콜을 사용한다. 그러나, 본 발명의 원리는 UPCS 범위에서 사용 가능한 어떠한 프로토콜 또는 LBT를 사용하는 어떠한 프로토콜에도 적용된다.

PACS-UB 프로토콜은 "명멸 표지(blinking beacon)" 프로토콜을 사용함으로써 FCC UPCS 요구를 만족시킨다. 이는 MT(52)들이 RP들과 함께 통신 채널을 수립하기 위해 RP들을 찾는데 MT(52)들이 사용하는 "표지"신호들을 RP(54)들이 송신한다는 것을 의미한다. 이 "명멸 표지"는 도 2에 도시된 PACS-UB 하이퍼프레임(hyperframe) 및 수퍼프레임(superframe) 구조들을 사용하여 바람직하게 달성될 수 있다.

도 2는 30개의 1초 수퍼프레임(202)을 포함하는 바람직한 PACS-UB 하이퍼프레임(200)을 도시하고 있다. 이 배치는 RP(54)가 MT(52)와의 통신을 수립하지 않는 한 획득한 주파수를 단지 30초 동안만 차지할 수 있다는 FCC의 요구를 만족시킨다. 이들 수퍼프레임(202)들은 시스템 송신 채널 수퍼프레임(SBC-SF)들이다. 수퍼프레임 중의 한가지 타입은 접근(access) 수퍼프레임이라 불린다. RP는 채널을 획득하려고 할 때 접근 수퍼프레임을 송신한다. 도 2는 접근 수퍼프레임(202')을 상세히 도시하고 있다. 접근 수퍼프레임(202')은 바람직하게는 네 개의 단계들(204, 206, 208, 210)로 나누어진다. 이들 단계들은

1. 동작상태의 RP(54)가 MT(52)에 도입 신호 경보 또는 짧은 메시지를 송신하는 제 1의 200ms 기간(204)(단계 A);

2. 동작상태의 RP(54)가 시스템 정보 및 다른 서비스 정보를 송신하는 제 2의 200ms 기간(206)(단계 B);

3. 휴지상태의 포트들이 신호 강도를 송신할 채널을 선택하는 400ms 기간(208)(단계 C);

4. MT들(52)이 MT가 접근할 권리를 가지는 최적 신호 강도를 갖는 RP(54)를 선택하는(즉, MT는 동일한 시스템에 속함) 제 3의 200ms 기간이다.

이 에티켓이 가지는 하나의 문제는 다수의 RP들을 가지는 성공적인 UPCS 범위 구현을 위해서는 RP들을 프레임 동기화해야만 한다는 것이다. 이 프레임 동기화는 하나 이상의 RP들이 동시에 하나의 채널을 10ms 동안 모니터하여 그것을 획득함으로써 받아들일 수 없는 동일 채널 혼신을 일으키기 쉽다. 일단 동기화된 RP들이 동일한 채널을 획득하면, 계속적으로 그렇게 하기 쉬워서 포트들이 상대적으로 쓸모 없게 되어 버린다. 이 문제를 극복하기 위해, 관련 출원에서 무선 포트들에 "시차제 시작(stagger start)"시간을 지정하게 되었다. 이는 각 RP가 주위 RP들과는 다른 시간에 그 주파수 탐색을 시작한다는 것을 의미한다. 따라서, 서로의 송신을 감지할 수 있는 RP들은 동시에 주파수 탐색을 시작하지 않는 것이다. 이는 인근 포트 동일 채널 혼신 문제를 피하게 해 준다.

LBT 에티켓의 다른 문제점은 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 3은 UPCS 범위 내에서 적당한 기간 동안 예시적인 PACS-UB 프로토콜 시스템에서 RP가 채널들의 신호 레벨 측정을 하는 것을 도시한 막대그래프(300)이다. PACS-UB는 8개의 1.25 MHz 채널들의 각각을 다시 4개의 300 kHz 시스템 채널들로 나누어 총 32개의 채널로 만든다. 채널이 RP에 이용될 수 있는가를 결정하는데에 한계 레벨 Th가 사용된다. 이 한계가 도 3의 Th₁과 같이 높은 레벨로 맞추어져 있다면, 매우 고소음인 채널이 허용되어 최적 이하의 실행을 보일 것이다. 도 3에서, 채널 2와 같이 상대적으로 고소음인 채널은 한계 아래에 있다. RP가 혼신 한계 레벨 보다 낮은 최초의 채널을 획득해야 하기 때문에, 채널 9, 및 채널 11과 같은 훨씬 저소음인 채널들을 이용할 수 있음에도 불구하고 채널 2와 같이 고소음 채널이 획득될 수 있다. FCC는 최고 레벨을 배경 소음 레벨보다 30dB 높게 정하고 있는데, 배경 레벨은 PACS-UB 프로토콜 시스템에서 약 -118 dBm이다. 그러나, 이 최고 레벨은 RP의 송신 전력을 상응하는 양만큼 감소시킴에 의해 20 dB까지 증가될 수 있다.

한계 레벨이 도 3의 Th₃과 같이 매우 낮게 정해져 있다면, 단지 매우 저소음인 채널들만이 선택될 것이다. 이 낮은 한계에 맞는 채널들은 거의 없어서(있기는 하지만), RP들이 사용 가능한 채널을 찾는 것을 막게 된다. 도 3에서, 단지 채널 31만이 Th₃레벨보다 낮다. 만약 몇몇 RP들이 채널을 탐색하여 이 RP와 거의 동일한 신호 레벨을 "청취"하면 이 채널이 획득되고 이 RP 및 다른 RP들이 이용할 수 있는 채널들은 없어지게 된다.

따라서, Th₂와 같은 중간 한계 레벨이 바람직하게 된다. 도 3에서, 이 한계 보다 낮은 적어도 7개의 채널들이 사용 가능하다. 그러나, 이 레벨도 최적이 아닐 수 있다. 가장 저소음인 채널들은 채널들(9, 11, 31)이다. RP는 한계 아래에서 최초의 사용 가능한 채널을 획득할 것이다. 여기에서는 채널 4이다. 채널 4는 채널들(9, 11, 31)보다 약 2배 고소음이어서 덜 바람직하다. 더욱이, 채널들을 위한 신호 레벨들은 시간에 따라 호출 도착들(call arrivals) 및 호출 출발(call departures)들로 변화된다. 도 3에 도시된 시간내의 한 점에서, Th₂는 바람직한 한계 레벨일 수 있다. 그러나, 시간내의 다른 한 점에서는 그 시간에 측정된 신호 레벨들에 대해서는 다른 한계 레벨이 더 나을 수 있다.

도 4는 예시적인 PACS-UB 시스템에서 32개의 각 채널들이 선택되는 시간의 수를 도시한 그래프이다. 상기한 바와 같이, LBT 프로토콜은 RP가 10 ms 기간 동안 만나는 혼신의 한계 레벨보다 낮은 최초의 채널을 선택할 것을 요구한다. 또한 LBT 프로토콜은 RP가 대역의 하위 3 MHz에서 탐색을 시작하여 사용 가능한 채널이 발견될 때까지 높은 주파수로 탐색할 것을 요구한다. (광대역 시스템의 경우, 탐색은 대역의 상위 3MHz에서 시작된다.) 이들 두 가지 요건에 의해 최저 주파수 채널들이 최고 주파수 채널들보다 더 자주 획득되게 된다(광대역 시스템의 경우에는 그 반대이다). 이는 도 4에 도시되어 있다. "실제"라 표시된 곡선은 상대적으로 간단한 UPCS 시스템에서 얼마나 자주 채널들이 획득되는가를 나타낸다. 이 곡선은 낮은 채널들이 높은 채널들보다 훨씬 자주 획득된다는 것을 보여준다. 이는 시스템 자원의 비효율적 사용으로 귀결된다. 이상적인 채널 사용 분포는 도 4에서 "이상"이라 표시된 선으로 도시된 바와 같이 일정한 것이다: 각 채널은 다른 채널들과 동일한 빈도로 획득되며 모든 사용 가능한 채널들을 최대한 사용하게 된다.

이러한 이상적 분포에 이르기 위해, 한계 레벨은 시스템의 관련 조건들보다 너무 높지도 너무 낮지도 않은 적절한 레벨로 조정되어야만 한다. 한편, RP 사이의 거리, 현재 UPCS 범위 사용법, 및 지역적 전달 조건들과 같은 관련 조건들은 시스템에 따라, 심지어 동일 시스템 내에서도 시간에 따라 변한다. 게다가, 최적 한계 값은 동일한 시스템 내에서의 RP들 사이에서 변할 수 있으며, 관련 조건들이 변함에 따라 시간이 지나면서 각 RP에 대해 변할 수도 있다. 따라서, 단일 시스템에 대해서도 항상 이상적 경우에 근접하는 채널 분포를 제공하는 유일한 한계 값을 선택하는 것은 어렵거나 불가능하다.

어떤 경우에는, 한계 레벨이 RP 송신 전력과 관련된다. FCC는 UPCS 범위 내에서 동작하는 장치들에 대해 최대 송신 전력을 제한하였다. 이 최대 전력 레벨은 송신 대역폭의 제곱근에 비례한다. PACS-UB 프로토콜에서, 이 최대 송신 전력은 약 17 dBm이다. FCC는 송신 전력이 최대치 아래로 상응하는 양만큼 감소하기만 하면, 혼신 한계 레벨이 최대치인 30 dB로부터 증가함을 허용한다. 예를 들어, 혼잡한 고소음 환경에서 RP가 35dB의 혼신 한계 레벨을 요구할 수 있다. FCC는 송신 전력이 5 dBm 만큼 감소한다면, 한계 레벨이 이 레벨까지 증가하는 것을 허용한다. 따라서, 여기 설명된 PACS-UB의 예에서 최대 송신 전력은 12 dBm으로 감소한다.

어떤 경우에는, RP들 사이의 혼신을 감소시키기 위해 송신 전력을 감소시키는 것이 바람직하다. 이는 도 5에 도시되어 있다. 도 5는 UPCS 시스템을 가지는 빌딩(500)의 한 층을 도시하고 있다. 빌딩은 세 부분, 고밀도의 RP들(54)을 갖는 사무실(502), 중밀도의 RP들(54)을 갖는 공장(504), 및 저밀도의 RP들(54)을 갖는 창고(506)로 구성된다. RP들의 송신은 서비스 범위(508)들을 가지는데 이는 도 5에 원(또는 원의 일부)으로 도시되어 있다. 바람직하게는, RP들(54)은 전체 영역이 서비스 범위들(508)에 의해 커버되도록 배치된다. 따라서 MT(52)는 빌딩(500)내에서의 MT의 위치에 상관없이 RP(54)와 무선 통신을 하게 된다. 이 예에서, 인근 RP들과의 불필요한 혼신을 피하기 위해 사무실(502)에서의 서비스 범위(508)들은 공장(504) 또는 창고(506)의 경우보다 작은 영역을 커버한다(몇몇 겹쳐진 커버 범위들은 RP 적용 범위상의 틈을 방지하기 위해 바람직하다). 따라서, 사무실(502) RP들(54)의 송신 전력이 공장(504) 또는 창고(506)에서의 RP(54)들의 송신 전력보다 낮다. 또한, 하나의 영역내의 RP(54)들의 송신 전력은 동일할 필요가 없다. 예를 들어, 이 예에서의 창고(506)에서, RP(54')는 RP(54")보다 높은 송신 전력을 가진다. 이 경우에, 혼신 한계 레벨에 영향을 주는 조건들이 변하면 혼신 한계 레벨도 이에 적응하여 변화되고 따라서 송신 전력도 변화되어야 할 것이다.

본 발명의 하나의 목적은 적응 가능한 자율적인 혼신 한계 레벨 설정을 위한 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 모든 사용 가능한 채널들을 유효하게 사용하는 UPCS 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 적응성 있게 자율적으로 송신 전력 레벨을 설정하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

발명의 요약

이들 목적 및 다른 목적들이 본 발명에 의해 달성될 수 있는데, 본 발명은 각 무선 포트가 적응성 있게 자율적으로 그 혼선 한계 레벨 및/또는 송신 전력 레벨들을 설정하기 위한 방법을 제공한다. 이는, 예를 들어, 각 채널들 상의 신호 레벨을 측정하고 이들 측정에 따라 혼신 한계 레벨 및/또는 전력 레벨을 설정함에 의해 이루어진다.

바람직한 방법에서는, 각 채널상의 신호 레벨을 측정하고, 측정된 신호 레벨의 순서로 채널들을 분류하고, 상기 분류를 사용하여 한계를 결정함에 의해 혼신 한계 레벨이 결정된다. 송신 전력 레벨은 적응성 있는 혼신 한계 레벨과 관련하여 설정될 수 있다. 이 송신 전력 레벨은 시스템과 FCC의 전력 제한, 및 만족스러운 송신 레벨을 제공하기 위한 현재의 전달 조건들을 사용하여 결정된다.

바람직한 일 실시예에서, 혼신 한계 레벨을 결정하기 위한 방정식은

Th = Min (50, RSSI₂+ Max(2, RSSI₃- RSSI₂)-kTB) dB

이다. 여기서 Th는 혼신 한계 레벨이며, RSSI_n은 수신 신호 강도 지시기(received signal strength indicator, RSSI)에 의해 감지되고, 분류된 무선 주파수 에너지(예를 들어, 신호 레벨)(분류는 최저부터 최고로 즉, RSSI₂는 두 번째로 낮은 무선 주파수 에너지이다)이며, kTB는 배경 소음 레벨이다.

바람직한 일 방법에서, 혼신 한계 레벨에 대해 송신 전력을 결정하기 위한 방정식은

TX = Min (TX_max, Max (TX_min, TX_max- (Th - 30)))dB

이며, TX는 송신 전력, TX_max는 FCC가 허용하는 최대 송신 전력, TX_min은 시스템에 의존하는 최소 송신 전력, 그리고 Th는 혼신 한계 레벨이다.

본 발명은 Li Fung Chang, Anthony Noerpel, Ashok Ranade, 및 Nelson Sollenberger에 의해 발명되고, 여기 개시될 본 발명의 양수인 에게 양도된, "비전용 개인 휴대 통신 시스템에서 대역 포트 채널들을 할당하기 위한 방법"이라는 명칭의 동시 계류중인 출원과 관련된 주제를 포함한다. 이 관련 출원의 내용은 본 명세서에 참조되어 있다.

본 발명은 무선 통신 시스템, 더 상세히는 비전용(unlicensed) 개인 휴대 통신 범위에서 무선 포트(radio port)가 혼신 한계 레벨 및 송신 전력 레벨을 자율적으로 결정하기 위한 방법에 관한 것이다.

본 발명은 하기의 도면을 참조하여 설명된다.

도 1은 비전용 개인 휴대 통신 시스템에 관한 도.

도 2는 예시적인 PACS-UB 시스템의 하이퍼프레임/수퍼프레임 구조에 관한 도.

도 3은 UPCS의 예시적인 PACS-UB 시스템에서의 채널들에 대한 신호 레벨들을 도시한 막대그래프도.

도 4는 각 채널이 범위 내에서 예시적인 PACS-UB 시스템에 의해 선택되는 회수를 보여주는 도.

도 5는 UPCS 시스템을 가진 빌딩의 한 층을 도시한 도.

도 6은 자율적으로 혼신 한계 레벨을 결정하는 바람직한 방법의 흐름도.

도 7은 자율적으로 혼신 한계 레벨을 결정하는 바람직한 방법을 도시한 타이밍도.

첨부된 부록 A는 본 명세서에서 사용되는 두문자어의 용어집이다.

부록 A

FCC : 연방 통신 위원회

HLR : 홈 위치 등록기

LBT : 청취 후 송신 에티켓

MT : 이동 단말기

PACS-UB : 비전용 개인 접근 통신 시스템

PCS : 개인 휴대 통신 서비스

PSTN : 공중 교환 전화망

RP : 무선 포트

RPCU : 무선 포트 제어 유닛

SBC-SF : 시스템 송신 채널 수퍼프레임

STG : 시차제 시작 값

UPCS : 비전용 개인 휴대 통신 시스템

본 발명은 UPCS 시스템에서 무선 포트들이 혼선 한계 레벨 및/또는 송신 전력 레벨을 적응성 있게 결정하기 위한 방법이다. 이것은 모든 채널들 상의 신호 강도를 측정하고 이들 측정치를 사용하여 혼선 한계 레벨 및 또는 송신 전력 레벨을 결정함에 의해 달성된다.

하기의 상세한 설명은 UPCS 범위에서 작용하는 PACS-UB 프로토콜에 관한 것이다. 그러나 이 발명은 LBT 에티켓과 함께 사용되는 다른 프로토콜들에도 동일하게 적용할 수 있다. 또한, 특정한 방정식이 개시되어 있다. 이들 방정식은 예시적인 것이며, 다른 방정식들도 또한 본 발명의 방법을 유효하게 수행하기 위해 사용될 수 있다.

A. 적응성 있게 자율적으로 혼신 한계 레벨을 결정하기 위한 방법.

상기한 바와 같이, 최적 한계 값은 동일 시스템에서도 RP들에 따라 다를 수 있으며, 관련 조건들이 변함에 따라 시간에 걸쳐 각 RP에 대해서도 변화될 수 있다. 따라서, 하나의 시스템에서조차도 항상 이상적 경우에 근접하는 주파수 분포를 제공하는 유일한 한계 값을 선택하는 것은 어렵거나 불가능하다. 이 문제를 해결하기 위해, 혼신 한계 레벨을 적응성 있게 자율적으로 결정하기 위한 방법이 제공되었다. 이 방법은 각 RP가 시간상의 개개의 순간에서의 채널 신호 레벨들에 근거하여 한계 값을 선택하는 것을 허용한다. LBT 에티켓은 RP가 대역 내에 있는 채널들 상의 신호 레벨들을 측정할 것을 요구한다. 본 발명에 따른 바람직한 방법에서는, RP가 모든 신호 채널들에 대해 그것이 감지하는 신호 레벨을 측정하고, 이들 채널들을 감지된 신호 레벨의 순서에 따라 분류하고, 혼선 한계 레벨을 선택하기 위해 이들 측정치를 사용한다. 채널 신호 레벨들을 측정하기 위해 사용되는 RP내의 수신 신호 강도 지시기(RSSI)가 측정치를 받는다.

한계 레벨을 선택하기 위한 한가지 가능한 방정식은

Th = Min (50, RSSI₂+ Max(2, RSSI₃- RSSI₂) - kTB) dB 이다.

여기서 Th는 혼신 한계 레벨이며;

RSSI_n은 수신 신호 강도 지시기에 의해 감지된, 분류된 신호 레벨로서 최하위로부터 최상위로 분류된다(예를 들어, RSSI₂는 두 번째로 저소음인 채널이다); 그리고

kTB는 배경 소음 레벨이다.

이 방정식은 선택된 레벨이

(1) 제 2 하위 채널의 신호 레벨에

(a) 2 dB; 또는

(b) 제 3 하위 채널과 제 2 하위 채널의 신호 레벨들 사이의 차이를 더한 값 중에서 높은 것으로부터 배경 소음 kTB를 뺀 값; 또는

(2) 50 dB(송신 전력이 상응하는 양만큼 감소되었을 때 FCC가 허용하는 최대 한계 레벨)에서 배경 소음(kTB)을 뺀 값 중 낮은 것이라는 것을 의미한다.

당업자는 본 발명의 목적을 달성하기 위해 어떠한 개수의 방정식도 사용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

각 RP는 그것이 가지는 혼신 조건에 대해 최적 한계 레벨을 선택한다. 이 예시적 예에서, 한계 레벨은 두 번째 그리고 세 번째로 저소음인 채널들(예를 들어, 두 번째 그리고 세 번째로 낮게 측정된 무선 주파수 에너지들)에 근거하여 선택된다. 이 방정식의 경우, 한계 레벨은 항상 두 개의 최저소음 채널들에 대한 레벨들보다 2dB 더 높은데, 이는 측정 과정에서의 어떤 부정확성 또는 에러를 보상하기 위한 것이다. 제 3 저소음 채널이 제 2 저소음 채널의 레벨을 2dB 미만으로 초과한다면, 레벨은 제 3 저소음 채널의 레벨로 올려진다. 따라서, 두 개의 저소음 채널들이 제 3 저소음 채널보다 훨씬 더 저소음이라면(예를 들어 2dB 이상 저소음이라면), 제 2와 제 3 저소음 레벨들 사이의 차이가 제 2 저소음 레벨에 더해진다. 그렇지 않으면, 최소량인 2dB가 제 2 저소음 레벨에 더해진다.

도 6은 혼신 한계 레벨을 결정하기 위한 본 발명의 방법을 설명하는 흐름도(600)이다. 도 6에서, RP는 PACS-UB 프로토콜 내에서 동작하며, 상기 언급된 관련 출원에 설명된 "시차제 시작(stagger start)" 방법을 사용한다. 방법은 하이퍼프레임 타이머를 초기화함(단계 602)으로써 시작한다. RP의 접근 수퍼프레임 단계 B(206)의 최후 40ms 와 같은 소정의 시간에, RP는 UPCS 범위내의 각 채널의 신호 레벨들을 측정한다(단계 604). 만약 32개의 채널들이 있고, 모든 채널들이 총 40ms 내에 측정된다면, 각 채널은 1.25ms 동안 모니터된다. 이들 32개의 측정치들은 RP가 대역 내에서 감지하는 한계 레벨들의 개요를 RP에 제공한다. 이들 측정치들을 사용하여, 채널들은 신호 레벨의 순서로 분류되고, 한계 혼신 레벨이 결정된다(단계 606).

일단 한계 혼신 레벨이 결정되면, RP는 수퍼프레임 단계 C 동안 RP들에 할당된 시차제 시작 시간에 따라 결정된 한계 레벨을 사용하여 LBT 에티켓을 수행한다(단계 608). LBT 에티켓 채널 탐색 동안, RP는 그것이 획득가능한지를 결정하기 위해 채널을 모니터한다. RP가 10ms가 경과하기 전에 한계 혼신 레벨을 초과하는 혼신을 감지하게되면, RP는 그 채널을 버리고 다음 채널을 모니터한다. 총 10ms 기간 동안 RP가 한계 레벨을 초과하는 혼신을 감지하지 않으면, RP는 그 채널을 획득하고 즉시 그 채널로 송신한다.

무선 주파수 채널이 획득되지 않으면(단계 610)(예를 들어, 어떠한 채널도 한계 레벨 미만의 신호 레벨을 가지지 않으면), 하이퍼프레임 타이머가 소진되고(예를 들어, 30초) 과정은 다시 시작된다(단계 612). 하나의 채널이 획득되면(단계 610)(예를 들어, RP가 한계 레벨 보다 낮은 신호 레벨을 가지는 최초의 채널을 획득하면), RP는 획득된 채널 상에서 송신을 시작한다(예를 들어, 그 사용 가능함을 MT들에 "선전"함)(단계 614).

하이퍼프레임의 끝에서(단계 616), RP가 MT와 통신하지 않으면(단계 618), RP는 채널을 포기하고 과정을 다시 시작한다. RP가 MT와 통신을 하면(단계 618), 하이퍼프레임 타이머는 RP가 MT와 더 이상 통신을 하지 않을 때까지 다시 초기화된다(단계 620).

도 7은 혼신 레벨을 결정하기 위한 본 방법의 발명을 설명하는 타이밍도(700)이다. 도 7은 관련 출원에 개시된 "시차제 시작" 방법과 본 발명의 방법을 모두 수행하는, n개의 RP들을 가지며 PACS-UB 프로토콜을 사용하는 시스템을 예시하고 있다. 이 예에서, 시차제 시작 시간들은 이미 할당되었고 RP들이 동작하고 있다. 이 도에서, 두 개의 수퍼프레임들(202)이 도시되어 있다: SBC-SF_i(702) 및 SBC-SF_i+1(704). 제 1 수퍼프레임 SBC-SF_i(702)에서, RP₁이 제 1 시차제 시작 간격에, RP₄가 제 2 시차제 시작 간격에, RP₂가 제 3 시차제 시작 간격에, RP₃이 제 4 시차제 시작 간격에 할당된다. RP_n에는 다음 수퍼프레임 SBC-SF_i+1의 단계 C (208)에서의 시차제 시작이 할당된다. 다시 말해, SBC-SF_i+1은 RP_n의 접근 수퍼프레임이다. 단계 B(206)의 끝에서, 그 수퍼프레임(202)에 시차제 시작을 갖는 각 RP(예를 들어, 이 수퍼프레임을 그들의 접근 수퍼프레임으로 가지는 RP들)는 "Th"(706)로 나타난 간격동안 본 발명의 방법을 수행한다. 이 바람직한 PACS-UB 실시예에서, Th 간격(706)은 수퍼프레임 단계 B(206)의 최후 40ms 이다. 최초의 시차제 시작 시간을 갖는 RP(여기서는 RP₁)는 "측정" 간격(710) 동안 이들 채널상의 무선 주파수 에너지를 측정함으로써 채널 탐색을 시작한다. "i"로 표시된 짧은 휴지 시간(708) 다음에, 시차제 시작 시간들을 갖는 다른 RP들이 주파수 탐색을 시작한다. 휴지 시간(708)은 단계 C의 시작과 RP의 시차제 시작된 주파수 탐색의 시작 사이의 시간이다. 따라서 최초의 시차제 시작 시간을 갖는 RP에 대한 휴지 시간은 0 이다. "측정" 간격(710) 동안, RP는 10ms 동안 모니터할 때 한계 레벨을 초과하는 신호 레벨을 가지지 않는 제 1 채널을 획득하기 위해 "Th" 간격(706) 동안 결정된 적응성 있는 혼신 레벨을 사용한다. 주파수가 획득된 후에는, RP는 "송신" 간격(712) 동안 MT들(52)과의 통신의 유효성을 "선전"한다. 각 RP는 할당된 시차제 시작 시간에 따라 "측정" 간격(710) 및 "송신" 간격(712)을 수행한다.

B. 적응성 있는 자율적인 혼신 한계 레벨에 근거하여 송신 전력을 결정하기 위한 방법.

동일 지역에 경쟁관계에 있는 다수의 시스템들이 있을 경우에는, 송신 전력이 혼신 한계 레벨에 비례하여 감소됨이 바람직하다. 이는 경쟁 시스템들이 같이 "시차제 시작"을 하지는 않을 것이기 때문이다. 이는 채널을 획득하기 위한 직접적 경쟁 및 증가된 동일 채널 혼신 가능성으로 귀결된다. 도 5에서, 서비스 영역(508)의 중복을 최소화하기 위해 사무실(502)에서의 RP들의 송신 전력이 감소된다. 감소된 서비스 영역은 RP와의 관계에 있어 시차제 시작을 하지 않았고, 채널을 획득하기 위해 경쟁하는 다른 시스템들로부터의 인근 RP들과의 혼신 가능성을 감소시킨다.

하나의 바람직한 방법에서는, 혼신 한계 레벨과 관련하여 송신 전력을 결정하기 위한 방정식은,

TX = Min ( TX_max, Max (TX_min, TX_max- (Th -30))) dBm 이며,

여기서, TX는 송신 전력;

TX_max는 FCC에 의해 허용되는 최대 송신 전력;

TX_min는 시스템에 의존하는 최소 송신 전력; 그리고

Th는 RP의 혼신 한계 레벨이다.

이 방정식에서, 송신 전력은

(1) (a) 시스템에 의존하는 최소 송신 전력 레벨; 또는

(b) FCC의 최대 송신 전력 레벨에서 혼신 한계 레벨에서 30 dB를 뺀 값을 뺀 값 중 높은 값; 또는

(2) FCC의 최대 송신 전력 레벨 중 낮은 값으로 결정된다.

당업자는 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 어떠한 개수의 방정식도 사용될 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

본 발명은 개시된 방법들에 한정되지 않으며, 오히려 본 발명의 범위를 벗어남이 없이도 여러 가지의 수정, 치환, 방정식, 및 방법들이 사용될 수 있다.

Claims

다수의 채널들을 가지며 청취 후 송신 에티켓을 채용하는 통신 시스템에서 혼신 한계를 결정하기 위한 방법에 있어서,

각 상기 채널상의 무선 주파수 에너지 레벨을 측정하는 단계; 그리고

이들 측정치들에 근거하여 상기 혼신 한계를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼신 한계 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 측정 단계는 상기 측정치들에 따라 각 채널을 분류하는 단계를 더 포함하며,

상기 선택 단계는 상기 분류에 따라 상기 혼신 한계를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼신 한계 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 측정 단계는 각 채널의 수신된 신호 강도를 측정하는 것을 특징으로 하는 혼신 한계 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

Th는 혼신 한계;

RSSI₂는 제 2 저소음으로 측정된 무선 주파수 에너지 레벨;

RSSI₃은 제 3 저소음으로 측정된 무선 주파수 에너지 레벨; 그리고

kTB는 배경 무선 주파수 에너지 레벨일 때,

상기 선택 단계는

Th = Min (50, RSSI₂+ Max (2, RSSI₃- RSSI₂) - kTB) dB

에 따라 혼신 한계를 선택하는 것을 특징으로 하는 혼신 한계 결정 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 통신 시스템이 하이퍼프레임/수퍼프레임 구조를 포함할 때,

상기 수퍼프레임은 수 개의 단계들로 분할되며,

상기 수 개의 단계들 중 하나의 단계 동안 측정 단계 및 선택 단계를 수행하는 단계; 그리고

상기 수 개의 단계들 중 다음 단계에서 청취 후 송신 에티켓을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼신 한계 결정 방법.
다수의 채널들을 가지며 청취 후 송신 에티켓을 사용하는 통신 시스템에서 채널을 획득하기 위한 방법에 있어서,

통신 시스템 내의 모든 상기 채널들의 신호 레벨들을 측정하는 단계;

상기 측정된 신호 레벨들을 사용하여 혼신 한계를 결정하는 단계; 그리고

상기 결정된 혼신 한계 레벨을 사용하여 청취 후 송신 에티켓을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 획득 방법.
제 6 항에 있어서,

상기 결정 단계는,

상기 채널들을 상기 측정된 신호 레벨들의 순서로 분류하는 단계; 그리고

상기 혼신 한계를 결정하기 위해 상기 분류를 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 획득 방법.
청취 후 송신 에티켓을 사용하는 통신 시스템에서 무선 포트에 대한 송신 전력을 결정하기 위한 방법에 있어서,

TX는 결정되는 송신 전력;

TX_max는 최대 송신 전력;

TX_min는 최소 송신 전력; 그리고

Th는 혼신 한계일 때,

TX = Min ( TX_max, Max (TX_min, TX_max- (Th - 30)))

에 따라 송신 전력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 전력 결정 방법.