KR20010042423A

KR20010042423A - 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템

Info

Publication number: KR20010042423A
Application number: KR1020007011004A
Authority: KR
Inventors: 하트센자코버스
Original assignee: 클라스 노린, 쿨트 헬스트룀; 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2001-05-25
Also published as: BR9909397A; AU3857099A; CN1147197C; HK1037446A1; EP1068761A1; NO20004986D0; CA2327084A1; EE04480B1; ATE350867T1; AU751892B2; DE69934677D1; MY133121A; US6473412B1; JP2002511680A; EE200000548A; NO20004986L; CA2327084C; WO1999052319A1; EP1068761B1; CN1296717A

Abstract

비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템은 이동 유닛 및 다수의 기지국을 포함한다. 이동 유닛은 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지리적 위치에 어느 기지국이 있는 지를 결정한다. 이 결정은 하나 이상의 조회 메시지를 송신하는 것 및 응답하는 기지국에 의해 송신된 응답 정보를 수신하는 것에 의해 이루어진다. 이동 유닛은 이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택한다. 각 기지국은 적어도 하나의 조회 메시지를 수신하고, 적어도 하나의 수신된 조회 메시지에 대한 응답으로서 이동 유닛에 응답 정보를 송신한다. 이동 유닛은 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하고, 선택된 기지국과 통신을 설정하기 위해 동기화 정보를 이용한다.

Description

비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템{UNCOORDINATED FREQUENCY HOPPING CELLULAR SYSTEM}

이동 전화의 광범위하게 확산된 이용으로, 셀룰러 시스템은 잘 알려져 있고 높은 수준에 이르렀다. 일반적으로 셀룰러 시스템은 중요 지점에 위치한 다수의 기지국을 갖는 이동 네트워크를 포함하고, 한정된 영역을 커버하는 각 기지국은 셀이라 불린다. 인접한 셀이 부분적으로 오버랩(overlap)하기 때문에, 휴대전화 유닛은 이동 네트워크와의 접속 실패없이 하나의 셀에서 다른 셀로 이동할 수 있다. 호출하는 동안 휴대전화가 움직일 때, 기지국에 대한 휴대전화의 상대적 위치에 따라서, 접속은 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 통화채널전환(handed off)된다.

네트워크에 대한 액세스 및 핸드오버 기능을 지원하기 위해, 일반적으로 기지국은 소위 제어 채널 또는 비컨(beacon)이라 불리는, 미리 규정된(알려진) 무선 신호를 송신한다. 제어 채널은 휴대전화에 기지국의 존재를 나타낸다. 휴대전화에서 수신되는 제어 채널의 신호 강도에 기초하여, 어느 기지국에 관하여 휴대전화가 호출 전 또는 호출 중에 접속할 지의 결정이 이루어질 수 있다.

제어 채널은 휴대전화에 의해 쉽게 발견될 수 있는 고정된 채널이다. 제어 채널은 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access, FDMA)/시 분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access, TDMA) 기초 시스템에서 전용 주파수 및/또는 타임 슬롯(time slot)을 이용하거나, 직접-시퀀스 부호 분할 다중 액세스(direct-sequence Code Division Multiple Access, CDMA) 기초 시스템에서 고정된 확산 부호를 이용한다. 모든 경우에서, 기지국마다 다를 수 있지만, 제어 채널이 위치되는 반송(carrier) 주파수는 고정된다. 모든 휴대전화가 해야할 것은 적당한 반송 주파수에 동조하는 것과 디코드할 수 있는 신호가 발견될 때까지 신호를 스캔(scan)하는 것이다.

주파수-홉(frequency-hop) CDMA에 기초하는 시스템에서, 상황(situation)은 완전히 다르다. 이들 시스템에서, 반송 주파수는 의사-임의 홉 시퀀스(pseudo-random hop sequence)에 따라서 주기적으로 변화한다. 따라서, 특히 휴대전화가 홉 타이밍(hop timing) 및 홉 시퀀스(hop sequency)에 관한 지식(knowledge)이 없을 때, 휴대전화가 FH 제어 채널을 찾기가 어렵기 때문에, FH 시스템으로 셀룰러 시스템을 제조하는 것이 어렵다. 과거에는, FH는 간섭 다이버시티(interference diversity)를 통해 용량(capacity)을 증가시키기 위해 GSM과 같은 디지털 셀룰러 시스템에 적용되어 왔지만, 이들 시스템에서, 홉하는 것은 제어 채널이 아니고, 트래픽(traffic) 채널뿐이다.

기지국 사이의 호핑이 일치된다면 FH 셀룰러 시스템에서 휴대전화를 찾는 노력은 상당히 감소될 수 있다. 이 경우에, 휴대전화가 하나의 기지국에 동기화(synchronized)되면, 기지국 가까이에서, FH 송신이 현재 기지국과 일치한다면 다른 근처의 기지국에 동기(lock)시키도록 노력할 필요는 없다. 따라서, 일치된 시스템에서 휴대전화를 찾는 노력은 휴대전화를 켤 때 파워가 올라가는 것과 같이, 처음으로 휴대전화가 이동 네트워크에 들어갈 때 확대된다.

그러나, 무선 인터페이스가 어떤 주파수 대역을 이용할 때, 미국의 미국 연방 통신 위원회(Federal Communications Commission,FCC) 또는 유럽의 유럽 전기 통신 표준화 기구(European Telecommunication Standards institute,ETSI)같은 관리 조직에 의해 정해진 규정(regulations)과 규칙(rules)은 기지국의 일치를 금지한다. 하나의 예는 2.4GHz에서 허가되지 않은 산업/과학/의료(ISM) 대역이다. 이 대역을 이용하기 위해서는, 무선 시스템은 직접-시퀀스(direct-sequence,DS) 확산, 또는 주파수-홉 확산(frequency-hop spreading)에 의해 자신의 신호를 확산시켜야한다. 전술한 바와 같이, 고정된 반송 주파수가 제어 채널을 지원하기 위해 이용될 수 있기 때문에, DS 확산에 기초하는 셀룰러 시스템을 이용하는 것이 유리하다. 그러나, FH 확산은 알려지지 않은 방해전파(jammer)를 가진 환경에서 더욱 강하므로 더욱 저렴한 트랜시버(transceiver)가 실현된다. 불행하게도, ISM 대역을 통제하는 규칙의 세트는 FH 기지국의 일치를 허용하지 않는다. 이것은 다중-셀(multi-cell)의 ISM 대역에서의 배치(deployment)와 예컨대 핸드오버를 지원하는 셀룰러 FH 시스템을 방해한다.

무선 대역이 기지국의 일치를 허용하는 어떤 규정(regulations)에서 이용될지라도, 저비용 문제의 해결을 위해 일치는 불필요하다. 공중 교환 전화네트워크(PSTN), 이더넷(Ethernet), 또는 임의의 다른 일반적인 근거리 통신네트워크(LAN)와 같은 기존의 유선 네트워크로의 무선 액서스를 위한 액서스 파인트(pints)로서 이용되는 기지국은 선로(wireline)상의 일치 및 동기화 신호에 따를 수 없다. 이러한 경우에는, 전용(dedicated) 네트워크가 액세스 지점에 의해 요구되는 이동성 기능(mobility function)을 처리하기 위해 필요하게 된다. 이것은 유리한 해결방법은 아니다. 바람직한 경우에는, 액세스 지점은 일치 및 동기화 신호가 필요 없이 일반적인 유선 백본(backbone)에 플러그로 접속될 수 있다.

따라서 일치되지 않은 기지국 사이에서 핸드오버를 실행하는 통신 시스템에 주파수 호핑을 적용하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명은 주파수 호핑(FH) 무선 시스템에 관한 것으로 특히, 고정된 기지국 및 이동하면서, 하나의 기지국으로부터 다른 기지국으로 접속하는 이동 휴대전화(portables)를 포함하는 셀룰러 응용에 적용되는 FH 무선 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 비록 기지국이 결코 일치되지 않더라도 FH 기지국 사이에서 핸드오버(handovers)가 발생 가능하게 한다.

도 1은 주파수 호핑 통신 시스템에서 두개의 유닛 사이의 호출(paging) 절차를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 하나의 양태에 따르는 조회 절차를 도시하는 도면.

도 3은 기지국의 제어 채널의 범위에 의해 하나의 고정된 셀이 결정되는 종래의 단일-셀 시스템을 도시하는 도면.

도 4는 기지국의 제어 채널의 범위에 의해 고정된 셀이 결정되는 종래의 다중-셀 시스템을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따라 부동 셀이 휴대전화 유닛의 조회 신호의 범위에 의해 결정되는 단일 셀 시스템을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라 부동 셀이 휴대전화 유닛의 조회 신호 범위에 의해 결정되는 다중-셀 시스템을 도시하는 도면.

도 7은 본 발명의 하나의 양태에 따라, 다중-셀 환경에서 휴대전화 유닛의 예시적인 조회 결과 리스트를 도시하는 도면.

도 8은 본 발명의 하나의 양태에 따라 핸드오버 중에 공중(air) 인터페이스를 통한 신호의 타이밍 및 방향의 예를 도시한 도면.

따라서, 본 발명의 목적은 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템, 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템에서 이용하는 이동 유닛 및 상기 이동 유닛 및 상기 시스템을 동작시키는 방법을 제공하는 것이다.

발명의 하나의 양태에 따라, 이동 유닛(mobile unit)은 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지역적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정한다. 이 결정은 이동 유닛으로부터의 하나 이상의 조회(inquiry) 메시지를 송신하는 것과; 응답하는 기지국에 의해 송신된 응답 정보를 수신하는 것에 의해 이루어진다. 이동 유닛은 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트를 결정한다. 기지국의 세트 중에 하나의 기지국이 이동 유닛에 의해 이용하기 위해 선택된다.

발명의 또 하나의 양태에서, 비일치 주파수 호핑 시스템 안의 기지국은 적어도 하나의 조회 메시지를 수신하고, 적어도 하나의 수신된 조회 메시지에 대해 응답으로서 이동 유닛에 응답 정보를 송신한다.

발명의 또 하나의 양태에서, 이동 유닛은 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하고, 선택된 이동국과 통신을 설정하기 위해 동기화 정보를 이용한다.

발명의 또 하나의 양태에서, 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지역적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는; 지역적인 위치에서 기지국의 세트를 결정하는; 그리고 이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 적어도 하나의 기지국을 선택하는 행위는 핸드오버 절차의 일부로서 실행된다.

발명의 또 하나의 양태에서, 이동 유닛은 하나 이상의 기지국으로부터 수신된 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하고; 그리고 상기 적어도 하나의 기지국에 의해 송신된 주파수 호핑 비컨(beacon)을 모니터(monitor)하기 위해 동기화 정보를 활용한다.

발명의 또 하나의 양태에서, 비일치 주파수 호핑 시스템에서의 적어도 하나의 기지국은 주파수 호핑 비컨을 송신한다.

본 발명의 목적 및 장점은 도면과 함께 이어지는 세부 설명을 읽는 것에 의해 이해되어질 것이다.

본 발명의 다양한 특징은 동일한 참조 부호로 나타내는 도면에 관련하여 설명한다. 이 명세서에 설명되는 시스템의 바람직한 실시예는 1996년 7월 23일에 출원된, 미국. 특허 출원 No. 08/685,069,(P.W. Dent 및 J.C. Haartsen에 의한,"짧은-영역 무선 통신 시스템과 이용 방법"),에 설명되는 것처럼 FH 무선 공중 인터페이스를 활용하고, 그리고 1996년 12월 23일에 출원된 미국. 특허 출원 NO. 08/771,692, (J.C. Haartsen 및 P.W. Dent에 의한,"채널 호핑 통신 시스템 액서스 기술")에 설명되는 채널 액서스 방법을 활용한다. 미국 특허 출원 08/685,069와 08/771,692는 이 명세서에서 참조하여 통합된다. 참작된 공중 인터페이스는 트랜시버가 이중 링크(duplex link)를 지원하기 위해 선택적으로 송신 및 수신하는 소위 시-분할 이중 물리적 인터페이스(time-division duplex physical interface)를 설명한다. 게다가, 각 타임 슬롯(time slot)은 의사-임의 홉 패턴에 따른 다른 홉 주파수일 때 송신된다. 홉 패턴(hop pattern)은 링크에 참가하는 하나의 유닛 식별(identity)에 의해 결정된다. 홉 패턴에서 위상은 동일한 유닛의 본래 시스템 클록(clock)에 의해 결정된다. 접속 설정(setup) 동안에, 식별 및 클록 정보는 하나의 유닛에서 다른 유닛으로 전송되고 둘은 같은 호핑 패턴 및 위상을 이용할 수 있고 따라서 동기한다.

대기상태의 유닛은 페이지(page) 메시지를 스캔하기 위해 규칙적인 간격(interval)으로 웨이크 업(wake up)한다. 웨이크 업하는 유닛에서 홉 주파수는 각 새로운 웨이크-업 간격에 대해서는 다르지만 웨이크 업 간격의 지속기간에 대해서는 일정하다. 대기상태의 유닛에 접속하기를 원하는 유닛은 많은 다수의 다른 홉 주파수위에 페이지 메시지를 순차적으로 송신한다. 유닛은 웨이크 업할 대기상태의 유닛을 예측하는 주파수에 가까운 다른 홉 주파수에 먼저 시험삼아 시도할 것이다. 응답이 나타나지 않으면, 유닛은 예측된 주파수로부터 더 떨어진 다른 홉 주파수를 시험할 것이다. 예측된 주파수는 이전의 접속 또는 이전의 조회 처리로부터 얻어진다. 두개의 유닛이 접속될 때, 두개의 유닛은 각 다른 유닛의 시스템 클록의 정확한 지식을 갖는다. 클록 오프셋(clock offset)은 절단(disconnection)전에 저장되고 클록 오프셋은 나중 페이지 시도(later page attempt)를 위해 이용된다. 특히, 다른 유닛의 클록 값은 본래의 시스템 클록에 오프셋을 더하는 것에 의해 파생된다. 호핑 순서를 결정하는 식별과 함께, 두개의 유닛은 빠르게 접속할 수 있다. 절단 후에, 클록 추정치의 정확도는 클록 편류(clock drift)에 의지한다. 클록 편류가 더 클 수록, 불확실성(uncertainty)이 더 크거나 길수록 하나의 유닛이 다른 유닛에 접속하는데 시간이 걸린다.

이제 도 1에 도시된 전형적인 신호방식에 대해 언급하면, 일단 하나의 페이지가 수신 유닛(recipient)(단계 101)에 도착하고, 수신 유닛은 확인(confirmation)(단계 103)을 되돌려 보낸다. 이 확인을 수신하자마자, 호출(paging) 유닛은 호출 유닛의 식별 및 시스템 클록(단계 105)을 포함하는 메시지를 보낸다. 이 정보를 수신하자마자, 수신 유닛은 호출 유닛에 동기하기 위해 식별 및 클록 값을 이용하고 접속을 계속한다. 액서스 절차의 세부 설명은 상기-참조된 미국 특허 출원 08/771,692에 설명되어있다.

상기-참조된 미국 특허 출원 08/771,692에 설명되는 것처럼 액서스 절차에 기초하여, 조회 절차는 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 어떤 점에서, 중요한 차이점이 있지만, 조회 절차는 호출 절차와 유사하다. 조회하는 유닛 X1은 모든 홉 주파수에 순차적으로 조회 요구 메시지(inquiry request message)를 송신한다.(단계 201). 메시지가 수신 유닛에 도착하면,(즉, 각각의 유닛 Y1 또는 Y2에 도착하는 메시지 203, 205의 어느 한쪽), 수신 유닛(Y1, Y2)은 수신 유닛의 식별과 클록을 포함하는 메시지를 가지고 응답하는 절차를 시작할 것이다. 이것은 호출 절차에서 일어나는 것과는 반대이고, 반대되는 것은 페이저의 식별과 클록 값을 포함하는 메시지를 수신하는 수신 유닛이라는 것이다. 조회 절차 동안에, 원칙적으로 범위의 모든 유닛으로부터, 조회 유닛 X1은 많은 응답을 수신한다. 바람직한 실시예에서, 하나의 절차가 동시에 송신되어 조회 유닛 X1의 수신기에서 충돌하는 것으로부터 두 수신 유닛을 예방하기 위해 포함된다. 제1 조회 요구 메시지를 수신하는 때에(즉, 단계 203, 205), 수신 유닛은 조회 요구 메시지를 다시 듣기 전에 임의 시간 간격(random time interval)을 대기한다. 수신 유닛(Y1 및/또는 Y2)이 임의 대기 주기 후에 다시 들을 때 및 제2 시간(각각의 호핑 순서에서 다음 주파수일 때의 이 시간)에 대해 조회 요구 메시지를 수신할 때(단계 206, 208), 수신 유닛은 새로운 기지국의 제어 채널에 이미 록(lock)된 조회 유닛에 바로 응답한다. 핸드오버 동안에, 단말기는 짧은 시간동안 양쪽 기지국에 록(lock)된다.

배경 부분에서 설명되는 것처럼, 제어 채널 또는 비컨(beacon)이 주파수 도메인(domain)에서 홉(hop)하면 문제가 생긴다. 이 경우에서, 비컨을 찾기 위한 단말기의 확실한 어떤 노력이 필요하다. 이 문제는 상기 설명되는 것처럼 호출 및 조회 기술을 이용하여 해결될 수 있다. 발명의 선택적인 실시예에서, 기지국은 어떤 것도 송신하지 않거나 또는 그 밖에 매우 낮은 듀티 주기(duty cycle)에서 비컨을 송신한다.(이 비컨은 낮은-파워 유닛을 록(lock) 또는 "파크(park)"하기 위해 이용될 수 있고, 또한 참고로 이 명세서에서 통합된, J.C. Haartsen 및 J. Elg에 의해 "FH 무선네트워크에 대한 중앙 다중 액서스 제어"라 명칭 되어, 1998년 1월 13일에 출원된, 미국 임시 출원 NO. 60/071,262를 참조하라.). 어느 경우에서, 단말기는 조회 요구를 보낸 것에 의해 기지국을 발견한다. 기지국으로부터 조회 응답 메시지를 수신하자마자, 단말기는 기지국의 식별 및 타이밍(예를 들면, 클록 값)의 완전한 지식을 갖고, 그리고 단말기로부터 기지국까지의 하나의 페이지를 통해 기지국에 빨리 액서스할 수 있다. 접촉이 이루어질 때, 만일 조금이라도 접촉이 있으면, 기지국은 기지국에 의해 지원되는 낮은 듀티 사이클 FH 비컨 채널의 단말기에 알릴 수 있다. 접속을 바라지 않을 때, 단말기는 해제(release)될 수 있고 유휴 모드(idle mode)로 돌아가는 게 허용될 수 있다. 기지국이 비컨 채널을 지원한다면, 단말기는 이제 유휴 모드 동안에 이 비컨에 록(locking)하기 위해 필요한 모든 지식을 갖는다.

발명에 따른 하나의 전형적인 단일-셀 시스템이 도 5에 도시된다. 단말기 MS1과 MS2로부터의 조회 메시지의 범위는 단말기 주위의 "부동(floating)" 셀을 결정한다. 그래서 이 경우에서, 셀을 정하는 것은 기지국이 아니라 단말기이다. 이 예에서, 두개의 부동 셀이 있기 때문에, 단일-셀 시스템보다 단일-베이스(base) 시스템이라는 용어를 쓰는 게 더 낫다. 기지국이 단말기 셀의 안쪽에 있다면(예를 들면, BS1이 단말기 MS1과 MS2에 의해 각각 정해진 각 부동 셀의 안에 위치되어 있다.), 기지국은 조회 메시지에 응답한다. 그러면 단말기(MS1, MS2)는 식별과 기지국(BS1)의 클록을 얻는다. 이 정보를 가지고, 이동국(MS1, MS2)은 기지국(BS1)에 빨리 액서스할 수 있다. 기지국(BS1)이 낮은 듀티 주기 비컨을 송신하면, 단말기(MS1, MS2)는 또한 이 비컨을 따를 수 있고 전형적인 시스템에서처럼, 그것에 의해 이 기지국에 "록-온(lock-on)"될 수 있다. 이 개념에 따른 로밍(roaming) 단말기는 주기적으로 조회 메시지를 내보낸다.

발명의 다른 관점에서, 적당한 기지국으로부터 일단 응답이 되돌아오면, 단말기는 나중에 이용하기 위하여 베이스 식별 및 클록 오프셋(offset)을 저장할 수 있고, 기지국이 낮은-듀티 주기 비컨을 송신하면, 비컨에 록한다. 제공되는 비컨이 없다면, 단말기는 기지국이 여전히 범위 안에 있는지 확인하기 위해 주기적으로 조회 메시지를 재송신해야 한다.

다중-베이스(multi-base) 환경에서, 도 6에서 도시된 전형적인 시스템처럼, 하나 이상의 기지국이 단말기 범위 안에 있다. 예로, 단말기 MS1은 그것의 부동 셀의 범위 영역 안에 3개의 기지국(BS1, BS2, BS3)을 가진다. 그 결과로서, 조회 메시지의 송신 후에, 몇몇의 기지국(사실 단말기의 부동 셀 안의 모든 기지국)은 응답할 것이다. 단말기는 응답하는 기지국의 모든 식별 및 모든 클록 오프셋을 저장한다. 기지국이 다른 하나의 기지국에 대해 일치 또는 동기되지 않는다는 것에 주목해야 한다: 기지국 및 단말기가 동일한 클록율(clock rate)을 명목상 갖는 동안, 하나의 본래 클록(예를 들면, 단말기의 클록)과 함께 오프셋은 범위 안의 모든 기지국에 액서스할 수 있게 하기 위해 단말기에 충분한 정보를 제공한다.

도 7은 도 6의 전형적인 단말기 MS1에 저장된 기지국 정보의 표(list, 리스트)의 한 예를 도시한다. 기지국 BS1, BS2, 그리고 BS3는 범위 안에 있고, 기지국의 식별, 클록 오프셋, 그리고 수신된 신호 강도 지적(received signal strength indication, RSSI)이 주어진다. 기지국 BS4, 그리고 BS5는 범위 안에 있지 않지만, 이 예의 목적을 위해 기지국 BS4 및 BS5는 이전의 조회 절차에서 응답하고, 그래서 단말기 MS1은 기지국 BS4와 BS5의 존재를 인식하고, 그것에 따라서 기지국 BS4와 BS5의 식별 및 클록 오프셋 값을 저장한다. 이들 기지국 BS4 및 BS5에 대한 현재 RSSI값은 너무 낮아서 중요하지 않다.

단말기는 단말기 이동(displacement)때문에 기지국이 단말기 셀에 들어갔는 지 또는 떠났는지 알아내기 위해 주기적으로 조회 절차를 반복해야한다. 어느 기지국이 비컨을 송신하지 않는 실시예에서, 호출을 설정하기 전에, 단말기는 RSSI에 기초하여, 어느 기지국이 가장 가까운 지를 결정하기 위해 조회를 내야한다. 그러나, 기지국이 낮은 듀티 주기를 송신하면, FH 비컨은 2.4GHz ISM 대역에서 요구되는 예처럼 오히려 비일치되고, 단말기는 비컨이 송신될 때, 짧은 순간 동안 비컨에 동조(tuning)하는 것에 의해 각 기지국을 모니터할 수 있다. 단말기는 오프셋(클록 편류를 정정하기 위해)을 조절할 수 있고 RSSI를 모니터할 수 있다. 호출이 설정될 때, 단말기는 가장 큰 RSSI를 갖는 기지국을 선택할 수 있다.

하나의 기지국으로부터 다른 기지국까지의 핸드오버가 요구되어질 때, 현재 접속하는 동안 동일 절차가 실행되어질 수 있다. 현재의 접속이 저하될 때, 단말기는 단말기의 셀에서 새로운 그리고 더 나은 기지국을 찾기 위해 조회를 내보낸다. 비컨이 이용 가능하면, 비컨을 모니터 하는 것은 호출하는 동안 계속될 수 있고 다른 기지국에 접속하는 것이 더 나을지의 지적을 줄 수 있다. 그러나, 새로운 기지국을 발견하기 위해 조회 메시지의 송신은 여전히 중요하다.

FH에 기초한 공중 인터페이스와 타임 슬롯을 가지고, 단말기는 다른 기지국에 요구 및 접속하는 동안에 현재의 기지국에 접속을 유지할 수 있다. 이것은 도 8에 설명된다. 이 경우에서, 이중 트래픽 접속(duplex traffic connection)은 6슬롯마다 순방향(forword) 및 복귀(return) 패킷(packet)을 교환하는 것에 의해 나타난다. 트래픽 패킷은 어두운 직사각형으로 표시된다. 트래픽에 대해 이용되지 않은 슬롯에서, 단말기 MS1은, 이 예에서 BS1에 현재 연결된(예를 들면, 단계 801, 803, 805, 그리고 807에서 통신되는 트래픽을 참고하라), 다른 기지국을 조회 또는 모니터할 수 있다. 이 경우에서, MS1이 BS2를 모니터하고 있고; 단지 BS2(단계 809)로부터 수신된 비컨 후에, MS1은 액서스 요구를 BS2(단계 811)에 송신한다.(제어 패킷은 검정 직사각형으로 표시된다.). MS1이 준비될 때, 트래픽 접속은 BS1으로부터 BS2로 핸드오버된다. 이 경우에서, BS2는 MS1이 핸드오버(예를 들면, 단계 813)하기 위해 준비될 때까지 기다린다. 핸드오버 후에, 트래픽 패킷은 MS1과 BS2사이에서 교환된다.(예를 들면, 단계 815,817,819,821).

요약하면, 설명되는 시스템은 비컨 또는 제어 채널을 전혀 송신하지 않거나, 또는 매우 낮은 듀티 주기에서 FH 비컨을 선택적으로 송신하는 기지국을 이용한다. 기지국에 의해 커버(cover)된 영역 안에서 이동하는 휴대전화 유닛(또는 선택적으로 휴대전화 유닛 자신의 부동 셀의 범위 안에 다가오는 기지국처럼 간주된다.)은 휴대전화 주위의 상태에 따라, 어느 기지국이 범위 안에 있는지 그리고 기지국의 상태는 어떤지를 나타내기 위한 목적으로, 반복적으로 조회한다. 조회 처리 동안에, 휴대전화 유닛은 호핑 패턴에 관한 정보 및 범위 안의 각 기지국에 대해 이 호핑 패턴에서 위상에 관한 정보를 얻는다. 바람직한 실시예는, 호핑 패턴은 기지국의 식별에 기초하고, 이 호핑 시퀀스에서 위상은 기지국에서 자주 클록(free running clock)에 기초한다. 휴대전화가 기지국의 클록을 얻고 오프셋처럼 휴대전화 자신의 클록에 기지국 클록을 저장하면, 휴대전화와 기지국에서 클록이 동기성(synchrony)에 일치하는 동안은 기지국 클록은 동기상태로 이 기지국에 남아있다. 클록 편류를 조절하기 위해, 클록 오프셋은 주기적으로 조절되어야한다. 조회 절차에 의해, 휴대전화는 범위 안의 모든 기지국의 주소와 클록 오프셋을 얻을 수 있다. 기지국은 그들 스스로 일치되어서는 안 된다; 유일한 요구사항은 모든 유닛(휴대전화 및 기지국)이 동일한 공칭(nominal) 클록율을 이용하는 것이다.

기지국이 FH 비컨을 송신하면, 휴대전화 유닛은 조회 절차 동안에 얻어진 동기화 정보를 이용하여 기지국을 모니터할 수 있다. 이것은 클록 편류를 정정하기 위해 클록 오프셋을 항상 조절할 수 있고, 이 기지국에 수신된 신호 레벨을 추적(track)할 수 있다. 기지국이 전혀 비컨을 보내지 않으면, 조회 처리는 더 빈번히 실행된다.

어떤 관점에서, 설명되는 개념은 일반적인 셀룰러 시스템에서 실행된 개념에 대한 역동작처럼 고려될 수 있다. 셀룰러 시스템에서, 네트워크는 셀을 만든다; 기지국의 송신은 셀을 규정한다. 본 발명에 따른 시스템에서, 셀은 휴대전화에 의해 결정되고, 휴대전화는 어느 기지국이 범위 안에 있는지, 어느 기지국이 휴대전화 자신의 "부동" 셀 안에 존재하는지 알아낸다. 그런 까닭에, 휴대전화는 휴대전화의 셀 안에 새로운 기지국을 발견하기 위해 주기적으로 신호를 송신한다. 조회 처리 수단에 의해, 휴대전화는 휴대전화의 부동 셀 안에 얼마나 많은 기지국이 존재하는 지, 이들 기지국이 위치된 거리가 얼마인 지의 화상을 얻는다. 기지국이 (FH) 비컨을 보내면, 휴대전화 유닛은 또한 조회 절차 중간에 기지국을 모니터할 수 있다.

조회 및 모니터링(monitoring)은 현재 기지국이 휴대전화의 셀을 떠나기 전에 제 시간에 핸드오버를 실행하기 위해 접속 동안에 더 빈번히 실행된다.

이 개념이 갖는 장점은 1) 기지국이 일치되어서는 안되고, 2) 용량이 낭비되는 게 거의 없고 휴대전화를 지원하지 않는 기지국이 송신하지 않거나, 또는 그렇지 않으면 매우 낮은 듀티 주기에서 송신하기 때문에 불필요한 간섭이 피해진다.

본 발명은 특별한 실시예에 참조하여 설명되었다. 그러나, 상기 설명되는 바람직한 실시예의 형상(form)보다 다른 특정된 형상에서 발명을 실시하는 게 가능하다는 것이 당업자에게는 쉽게 명백해 질 것이다. 이것은 발명의 참뜻에서 벗어나는 것 없이 되어야 한다. 바람직한 실시예는 단지 실례가 되는 것이고 어느 쪽이든 한정하여 고려되어선 안 된다. 발명의 유효범위는 이전의 설명보다, 첨부된 청구 범위에 의해 주어지고, 청구항의 범위 안에 생긴(fall) 변동(variations) 및 등가물(equivalents)은 여기에 포함되게 의도한다.

Claims

비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템에서 이용하는 이동 유닛에 있어서,

하나 이상의 조회 메시지를 송신하는 수단과,

응답하는 기지국에 의해 송신된 응답 정보를 수신하는 수단을 포함하는 이동 유닛에 의해 정해진 지리적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는 무선 수단과;

상기 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트(set)를 결정하는 수단과;

이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택하는 수단을 포함하는 이동 유닛.
제1항에 있어서,

상기 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 수단과;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 선택된 기지국과 통신을 설정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
제2항에 있어서,

상기 동기화 정보를 결정하는 수단은 클록 오프셋(clock offset) 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
제3항에 있어서,

상기 동기화 정보를 결정하는 수단이 상기 선택된 기지국의 식별(identity)을 더 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
제1항에 있어서,

적어도 하나의 상기 기지국으로부터 수신된 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 수단과;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 적어도 하나의 기지국에 의해 송신되어진 주파수 호핑 비컨(frequency hopping beacon)을 모니터(monitor)하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛.
비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템에 있어서,

하나 이상의 조회 메시지를 송신하는 수단과,

응답하는 기지국에 의해 송신된 응답 정보를 수신하는 수단을 포함하는 이동 유닛에 의해 정해진 지리적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는 무선 수단과;

상기 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트를 결정하는 수단과;

이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택하는 수단을 포함하는 이동 유닛과;

적어도 하나의 조회 메시지를 수신하는 수단과;

수신된 적어도 하나의 조회 메시지에 응답하여, 이동 유닛에 응답 정보를 송신하는 수단을 각각 포함하는 하나 이상의 기지국을 포함하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템.
제6항에 있어서,

상기 이동 유닛은,

상기 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 수단과;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 선택된 기지국과 통신을 설정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템.
제6항에 있어서,

상기 적어도 하나의 기지국은 주파수 호핑 비컨을 송신하는 수단을 더 포함하고;

상기 이동 유닛은,

상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신된 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 수단과;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 기지국중 하나에 의해 송신되는 주파수 호핑 비컨을 모니터 하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템.
비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템에서 이용하는 이동 유닛 동작 방법에 있어서,

이동 유닛으로부터 하나 이상의 조회 메시지를 송신하는 단계와,

응답하는 기지국에 의해 송신되는 응답 정보를 수신하는 단계에 의해 이루어지는 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지리적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는 단계와;

상기 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트를 결정하는 단계와;

이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택하는 단계를 포함하는 이동 유닛 동작 방법.
제9항에 있어서,

상기 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 단계와;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 선택된 기지국과 통신을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛 동작 방법.
제9항에 있어서,

상기 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지리적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는 단계, 상기 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트를 결정하는 단계, 및 이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택하는 단계는 핸드오버(handover) 절차의 일부로서 실행되는 것을 특징으로 하는 이동 유닛 동작 방법.
제9항에 있어서,

적어도 하나의 상기 기지국으로부터 수신된 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 단계와;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 적어도 하나의 기지국에 의해 송신되는 주파수 호핑 비컨을 모니터 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 유닛 동작 방법.
비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템을 동작하는 방법에 있어서,

이동 유닛에서,

하나 이상의 조회 메시지를 송신하는 단계와,

응답하는 기지국에 의해 송신되는 응답 정보를 수신하는 단계에 의해 이루어지는 이동 유닛의 위치에 의해 정해진 지리적인 위치에 어느 기지국이 있는지를 결정하는 단계와;

상기 지리적인 위치에 있는 기지국의 세트를 결정하는 단계와;

이동 유닛에 의해 이용하기 위해, 기지국의 세트로부터 하나의 기지국을 선택하는 단계와;

하나 이상의 기지국의 각각에서,

적어도 하나의 조회 메시지를 수신하는 단계와;

적어도 하나의 수신된 조회 메시지에 응답하여 이동 유닛에 응답 정보를 송신하는 단계를 포함하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템 동작 방법.
제13항에 있어서,

상기 이동 유닛은,

상기 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 단계와;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 선택된 기지국과 통신을 설정하는 단계를 더 실행하는 이동 유닛인 것을 특징으로 하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템 동작 방법.
제13항에 있어서,

상기 적어도 하나의 기지국은 주파수 호핑 비컨을 송신하는 단계를 더 실행하고;

상기 이동 유닛은,

상기 적어도 하나의 기지국으로부터 수신되는 응답 정보로부터 동기화 정보를 결정하는 단계와;

상기 동기화 정보를 활용하여 상기 적어도 하나의 기지국에 의해 송신되는 주파수 호핑 비컨을 모니터 하는 단계를 더 실행하는 것을 특징으로 하는 비일치 주파수 호핑 셀룰러 시스템 동작 방법.