KR100389663B1

KR100389663B1 - 확산 스펙트럼 통신 시스템에서의 데이터 전송

Info

Publication number: KR100389663B1
Application number: KR10-2001-7008819A
Authority: KR
Inventors: 마크 씨. 크닥; 어미타바 고시
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2003-06-27
Also published as: BR9916802B1; KR20010101488A; EP1145466A1; EP1145466A4; JP2002535875A; BR9916802A; US6091757A; WO2000042723A1; JP4616996B2

Abstract

전송될 데이터량이 많은 원격 유닛(113)은 더 높은 데이터 속도에 대응하는 직교 가변 확산 인수(Orthogonal Variable Spreading Factor: OVSF) 코드에 동적으로 지정되고, 전송될 데이터량이 적은 원격 유닛(113)은 더 낮은 데이터 속도에 대응하는 OVSF 코드에 지정된다. 원격 유닛(113) 및 기지국(100) 모두에 의해 사용되는 현재의 OVSF 코드를 변화시킴으로써, 기지국(100)과 원격 유닛(113) 사이의 데이터 속도가 감소된다. 데이터를 전송하는 원격 유닛들 간의 충돌을 없애기 위해, 원격 유닛 전송은 프레임 경계로부터의 오프셋 양을 근거로 시간적으로 진행 및 지연된다.

Description

확산 스펙트럼 통신 시스템에서의 데이터 전송{DATA TRANSMISSION WITHIN A SPREAD-SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM}

통신 시스템은 이미 공지되어 있고, 지상 이동 무선, 셀룰러 무선 전화기, 개인용 통신 시스템, 및 다른 통신 시스템 종류를 포함하여 많은 종류로 구성된다. 통신 시스템에서, 전송은 일반적으로 통신 채널이라 칭하여지는 통신 자원을 통하여 전송 디바이스와 수신 디바이스 사이에서 행하여진다. 지금까지는 전송이 전형적으로 음성 신호로 구성되었다. 그러나, 보다 최근에는 고속 데이터 신호를 포함하여 다른 형태의 신호를 운반하도록 제안된다. 동작의 편의성을 위해, 데이터 전송 기능이 기존의 음성 통신 기능을 오버레이하게 하여, 그 동작이 기본적으로 음성 통신 시스템에 명백하면서, 계속하여 통신 자원 및 음성 통신 시스템의 다른 하부 구조를 사용하는 것이 바람직하다.

명백한 데이터 전송 기능으로 현재 개발되고 있는 한 가지 통신 시스템은 차세대 코드 분할 다중 액세스(Code-Division Multiple Access: CDMA) 셀룰러 통신 시스템으로, 이는 보다 일반적으로 UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem) 광대역 CDMA 또는 CDMA 2000이라 칭하여진다. 광대역 통신 시스템에서의 원격 유닛 데이터 전송은 원격 유닛에 고속 데이터 채널 (전용 데이터 채널이라 칭함)을 지정하고 그 전용 데이터 채널을 사용하여 데이터를 전송함으로써 행하여진다. 전형적으로, 원격 유닛이 서비스를 제공하는 기지국의 통신 가능 영역 주변으로 이동함에 따라, 이 통신 유닛의 전송 전력 뿐만 아니라 기지국의 전송 전력은 서비스를 제공하는 기지국과 원격 유닛 사이의 경로 손실 증가를 고려하여 증가되어야 한다. 전송 전력이 증가되어도, 때로는 시스템 간섭/잡음의 증가가 더 높은 데이터 속도로 원격 유닛과 기지국 사이의 데이터 전송을 방해하게 된다. 보다 상세히는, 원격 유닛과 기지국 사이의 전송이 고속 데이터 채널을 사용하여 행하여지더라도, 증가된 시스템 간섭으로 인한 데이터의 재전송은 전용 데이터 채널의 데이터 속도를 효과적으로 감소시킨다. 계속되는 고속 데이트 전송 및 이어지는 재전송은 전체적인 시스템 간섭에 영향을 준다. 부가하여, 다운링크 전송에서는 기지국으로부터의 데이터 전송에 사용될 이용가능한 채널이 부족하다. 계속되는 데이터의 전송 및 재전송은 오랜 시간 주기동안 전용 데이터 채널을 차지한다. 그러므로, 오랜 시간 주기동안 전용 데이터 채널을 차지하지 않고, 시스템 잡음이 고속 데이터 전송을 방해할 때 전체적인 시스템 간섭에 영향을 주지 않는 통신 시스템에서의 데이터 전송을 위한 방법 및 장치가 필요하다.

본 발명은 일반적으로 셀룰러 통신 시스템에 관한 것으로, 특히 확산 스펙트럼 통신 시스템에서의 데이터 전송에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 데이터를 전송하는 기지국의 블럭도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 직교 가변 확산 인수 코드의 지정을 설명하는 도면.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 원격 유닛에 적절한 직교 코드를 지정하기 위한 도 1의 코드 지정 채널의 블럭도.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 데이터를 전송하기 위한 도 1의 전용 데이터 채널의 블럭도.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도 1의 기지국의 동작을 설명하는 흐름도.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 1의 기지국의 동작을 설명하는 흐름도.

도 7은 기지국으로부터 다양한 거리에 있는 원격 유닛을 도시하는 통신 시스템의 블럭도.

도 8은 도 7의 다수의 원격 유닛으로부터 기지국에 도착하는 프레임을 도시하는 타이밍 이벤트 도면.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 7의 기지국의 동작을 설명하는 흐름도.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따라 프레임 오프셋 경계를 결정하는 것을 설명하는 도면.

오랜 시간 주기동안 전용 데이터 채널을 차지하지 않고, 전체적인 시스템 간섭에 과도하게 영향을 주지 않는 통신 시스템에 대한 필요성을 해결하기 위해, 통신 시스템에서의 데이터 전송을 위한 방법 및 장치가 제공된다. 동작하는 동안, 전송할 데이터량이 많은 원격 유닛은, 더 높은 데이터 속도에 대응하는 직교 가변 확산 인수(Orthogonal Variable Spreading Factor: OVSF) 코드에 동적으로 지정되고, 전송될 데이터량이 적은 원격 유닛은 더 낮은 데이터 속도에 대응하는 OVSF 코드에 지정된다. 데이터를 전송하는 원격 유닛들 간의 충돌을 제거하기 위해, 원격 유닛 전송은 프레임 경계로부터의 오프셋 량을 근거로 시간적으로 진행 및 지연된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 원격 유닛(113)에 데이터를 전송하는 기지국(100)의 블럭도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 기지국(100)은 UMTS Wideband CDMA SMG2 UMTS Physical Layer Expert Group Tdoc SMG2 UMTSL1 221/98 (UMTS 221/98)에서 설명된 바와 같은 차세대 CDMA 구조를 사용한다. 그러나, 기지국(100)은 CDMA 2000 International Telecommunication Union-Radio Communication (ITU-R) Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission 문서, 차세대 Global System for Mobile Communications (GSM) 프로토콜, 또는 Cellular System Remote unit-Base Station Compatibility Standard of the Electronic Industry Association/Telecommunications Industry Association Interim Standard 95C (IS-95C)에 기술된 바와 같은 CDMA 시스템 프로토콜과 같은 다른 시스템 프로토콜을 사용할 수 있다. 기지국(100)은 기지국 제어기(101), 다수의 원격 유닛(113) (하나만이 도시됨), 다수의 트래픽 채널(103), 하나 이상의전용 데이터 채널(105), 코드 지정 채널(104), 코드 지정 회로(102), 합산기(107), 및 변조기(111)를 구비한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 모든 네트워크 구성 소자가 Motorola사로부터 입수가능하다 (Motorola사는 1301 East Algonquin Road, Schaumburg, IL 60196에 위치함). 도시된 바와 같이, 기지국(100)은 다운링크 통신 신호(117)를 통해 원격 유닛(113)과 통신하고, 원격 유닛(113)은 업링크 통신 신호(119)를 통해 기지국(100)과 통신한다. 통신 시스템(100)의 네트워크 구성 소자는 여기서 설명되는 기능을 실행하기에 적절한 방식으로 동작하는 프로세서, 메모리, 명령어 세트 등을 가지고 이미 공지된 방식으로 구성되는 것으로 생각한다.

바람직한 실시예에서, 코드 지정 채널은 기지국(100)과 통신하는 모든 원격 유닛에 채널화 코드를 지정하는 데 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 채널화 코드는, F. Adachi, M. Sawahashi, 및 K. Okawa의 "Tree Structured Generation of Orthogonal Spreading Codes with different lengths for Forward Link of DS-CDMA Mobile Radio", Electronics Letters, 1997년 1월 2일, pp.27-28에서 상세히 설명된 코드의 계층 구조로부터 선택된 직교 가변 확산 인수(OVSF) 코드이다.

트래픽 채널(103)은 기존의 CDMA 트래픽 채널과 유사하고, 음성 신호 전달에 사용된다. UMTS 221/98에 설명된 바와 같이, 이 채널의 전송 속도는 동적으로 변화될 수 있다. 부가하여, 트래픽 채널 회로(103)를 사용하여 소프트 핸드오프 (하나 이상의 트래픽 채널(103)을 사용한 동시 통신)이 지원된다.

다른 공통 채널(108)은 페이징 채널(paging channel: PCH), 방송 채널(broadcast channel: BCH), 순방향 액세스 채널(forward access channel: FACH), 동기화 채널(synchronization channel: SCH)과 같은 채널 뿐만 아니라 다른 공지된 채널을 포함한다.

상기에 논의된 바와 같이, 전용 데이터 채널(105)은 높은 데이터 속도 서비스를 원격 유닛(113)에 통신하는 데 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 전용 데이터 채널의 데이터 속도는 전송되는 데이터량, 시스템 간섭, 및 증폭기 전력 출력을 근거로 변화되도록 허용된다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 실시예에 따른 기지국(100)으로부터의 데이터 전송은 다음과 같이 행하여진다: 원격 유닛(113)이 트래픽 채널이나 전용 데이터 채널을 사용하여 기지국(100)에 활동적으로 통신하고 있지 않는 시간 주기동안, 원격 유닛(113)은 기지국(100)에 의해 진행 중인 전송을 주시하도록 순방향 제어 채널 (UMTS 다운링크 공유 제어 채널)을 활동적으로 또는 주기적으로 모니터한다. 특히, 다운링크 공유 제어 채널 회로(도시되지 않음)는 진행 중인 다운링크 전송을 나타내는 메시지를 원격 유닛(13)에 전달하는 데 사용된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 다운링크 공유 제어 채널 회로는 UMTS 221/98에 설명된 것과 유사하다. 기지국(100)은 원격 유닛(113)으로 높은 데이터 속도의 전송이 일어날 필요가 있는 것으로 결정하고, 전용 데이터 채널 회로(105)가 이용가능한가를 결정한다. 통신에 이용가능한 전용 데이터 채널의 수가 제한되므로, 전용 데이터 채널은 원격 유닛(113)으로의 전송에 즉시 이용가능하지 않을 수 있다. 일단 전용 데이터 채널 회로(105)가 이용가능해지면, 원격 유닛(113)에는 진행 중인 데이터 전송이 (다운링크 공유 제어 채널을 통하여) 통보되고, 전용 데이터 채널(105)에 의해 사용되는 확산 코드 (월시 코드(Walsh Code))를 원격 유닛(113)에 지정한다. 이어서, 전용 데이터 채널(105)을 사용하여 데이터 전송이 시작된다.

상기에 논의된 바와 같이, 데이터를 전송하는 동안에, 이용가능한 OVSF 코드가 부족할 수 있다. 부가하여, 기지국(100)과 원격 유닛(113) 모두가 높은 데이터 속도로 계속하여 전송하더라도, 시스템 간섭은 기지국(100)과 원격 유닛(113) 사이의 전송 속도를 효과적으로 감소시킬 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 실시예에서는 코드 지정 회로(102)가 시스템 부하 및 전체적인 시스템 간섭을 검출하고, OVSF 코드가 변화되어야 할 때를 기지국 제어기(101)에 통보한다. 특히, 전송될 데이터량이 많은 원격 유닛은 더 높은 데이터 속도에 대응하는 OVSF 코드로 동적으로 지정된다. 부가하여, 본 발명의 다른 실시예에서는 일단 시스템 간섭이 소정의 한계값보다 더 커지면, 기지국(100)과 통신하고 있는 원격 유닛과 기지국 사이의 데이터 속도가 감소된다. 본 발명의 두 실시예에서는 기지국(100)과 원격 유닛(113) 사이의 데이터 속도의 감소 또는 증가가 원격 유닛(113) 및 기지국(100)에 의해 사용되는 현재 확산 코드 (OVSF 코드)를 변화시킴으로써 행하여진다.

본 발명의 두 실시예에서, 기지국(100)과 통신하고 있는 원격 유닛에 알려진 단일 고정 고유 OVSF 코드(single fixed unique OVSF codes)를 사용하는 다운링크 코드 지정 채널을 사용함으로써, OVSF 코드가 변화된다. 기지국(100)과 통신하고있는 각 원격 유닛(113)은 영구 OVSF 코드를 지정하지 않고 다운링크 및 업링크 전용 데이터 채널에 할당된다. 그래서, 각 원격 유닛(113)에 지정된 OVSF 코드는 프레임 별로 변화될 수 있다. OVSF 코드는 UMTS 221/98, 섹션 4.3.2에서 설명된 바와 같이 지정된다. 섹션 4.3.2에서 설명되고 도 2에 도시된 바와 같이, 코드 트리(code tree)의 세그먼트는 패킷 데이터 서비스에 대해 지정된다 (예를 들면, 노드 3, 6, 7, 12, 13, 14, 15, 및 24 내지 31). 더 높은 데이터 속도에서는 더 낮은 확산 인수를 요구하여, 더 적은 코드가 이용가능하다. 그래서, 도 2에 도시된 바와 같이, (코드 1 및 확산 인수 8을 사용하는) 가장 높은 데이터 속도에서는 단 하나의 채널 (코드)만이 이용가능하다. 확산 인수가 증가됨에 따라, 데이터 속도가 감소되어, 확산 인수가 128일 때 16개 채널이 이용가능한 것과 같이 더 많은 채널이 이용가능해진다.

사용자의 확산 코드를 변화시키면, 그에 따라 데이터 전송 속도가 변하여, 시스템 간섭을 감소시킨다. 부가하여, 사용자의 확산 코드를 변화시키면, 제한된 시간에 사용자에게 코드를 지정하여 그 사용자에게 데이터를 버스트(burst) 처리함으로써, 많은 사용자가 이용가능한 제한 채널을 공유하게 된다. 일정량의 데이터가 사용자에게 전송된 이후에는 특정 코드가 데이터 전송을 위해 또 다른 사용자에게 재지정될 수 있다. 한 예로, 기지국(100)으로부터 전송된 제1 프레임에서, 제1 사용자는 코드 6에 지정되고, 제2 패킷 사용자는 코드 14에 지정되고, 제3 패킷 사용자는 코드 31에 지정되고, 기지국(100)으로부터 전송되는 다음 프레임에서는 제1 사용자가 코드 24에 지정되고, 제2 패킷 데이터가 코드 13에 지정되고, 제3 사용자에 지정된 코드는 변하지 않고 유지될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 원격 유닛에 적절한 직교 코드를 지정하기 위한 도 1의 코드 지정 채널의 블럭도이다. 코드 지정 채널(103)은 채널 멀티플렉서(305), 콘볼루션 인코더(convolutional encoder; 307), 심볼 리피터(symbol repeater; 309), 블럭 인터리버(block interleaver; 311), 제어 멀티플렉서(313), 직교 인코더(327), 및 스크램블러(scrambler; 325)를 포함한다. 동작하는 동안, 데이터(310)는 특정한 비트율로 채널 멀티플렉서(305)에 의해 수신된다. 데이터 비트(310)는 원격 유닛 ID 정보 및 그 원격 유닛에 대해 지정된 특정한 OVSF 코드를 포함한다. 표 1에는 데이터 비트(310)의 한 예가 도시된다.

필드	비트	참고
ID	6	할당을 식별하는 데 사용되는 GPRS (Slot+USF <=> 3+3)와 동일한 분해능을 제공하는 6-비트 임시 ID
OVSF 코드 지정	7	코드 트리의 특정한 브랜치를 지정

<코드 지정 채널에 의해 전송된 다운링크 원격 유닛 OVSF 지정>

채널 멀티플렉서(305)는 데이터 및/또는 데이터(310)에 대한 제어 및 신호 전송 트래픽을 멀티플렉스 처리하고, 멀티플렉스 처리된 데이터를 콘볼루션 인코더(307)에 출력한다. 콘볼루션 인코더(307)는 데이터 심볼을 데이터 비트로, 후속하는 최대 공산 복호화하는 것을 용이하게 하는 부호화 알고리즘 (콘볼루션 또는 블럭 코드화 알고리즘)을 가지고 고정된 부호화율로 입력 데이터 비트(310)를 데이터 심볼로 부호화한다. 예를 들면, 콘볼루션 인코더(307)는 32 K심볼/초 속도로 데이터 심볼(314)을 출력하도록 1 데이터 비트 대 2 데이터 심볼의 고정된 부호화율로 (즉, 비율 1/3) 입력 데이터 비트(310)를 부호화한다. 비율 1/3 부호화를 사용하는 32 K심볼/초에서는 10 msec 프레임 당 6개의 원격 유닛 OVSF 지정이 이루어질 수 있다.

이어서, 데이터 심볼(314)은 리피터(309)에 의해 반복되어 인터리버(311)로 입력된다. 인터리버(311)는 심볼 레벨로 입력된 데이터 심볼(314)을 인터리브 처리한다. 인터리버(311)에서는 데이터 심볼(314)이 각각 소정의 크기의 블럭인 데이터 심볼(314)을 정의하는 매트릭스에 입력된다. 데이터 심볼(314)은 매트릭스가 컬럼 대 컬럼 방식으로 채워지도록 매트릭스 내의 위치에 입력된다. 데이터 심볼(314)은 매트릭스가 로우 대 로우 방식으로 비워지도록 매트릭스 내의 위치로부터 각각 출력된다. 전형적으로, 매트릭스는 동일한 로우 및 컬럼의 수를 갖는 정방 매트릭스이다; 그러나, 연속하여 입력되는 인터리브 처리되지 않은 데이터 심볼 사이의 출력 인터리브 거리를 증가시키기 위해 다른 매트릭스 형태가 선택될 수 있다. 인터리브 처리된 데이터 심볼(318)은 입력되었던 것과 똑같은 데이터 심볼 속도로 (예를 들면, 32 K심볼/초) 인터리버(311)에 의해 출력된다. 매트릭스에 의해 정의된 소정의 크기의 데이터 심볼 블럭은 소정의 길이의 전송 블럭 내에서 소정의 심볼 속도로 전송될 수 있는 데이터 심볼의 최대수로부터 유도된다.

인터리브 처리된 데이터 심볼(318)은 부가된 제어 정보를 가지고, 직교 인코더(327)에 전달된다. 직교 인코더(327)는, 제1 길이를 갖는 고정된 불변 직교 코드 (예를 들면, 256-ary 월시 코드)를 인터리브 처리되고 스크램블 처리된 각 데이터 심볼(318)에 모듈로(modulo) 2 가산한다. 예를 들어, 256-ary 직교 부호화에서, 인터리브 및 스크램블 처리된 데이터 심볼(318)은 각각 256 심볼 직교 코드와 XOR 처리된다. 이들 256개의 직교 코드는 바람직하게 256 대 256 하다마르(Hadamard) 매트릭스로부터의 월시 코드에 대응하고, 여기서 월시 코드는 매트릭스의 단일 로우 또는 컬럼이다. 직교 인코더(327)는 고정된 심볼 속도로 입력 데이터 심볼(318)에 대응하는 월시 코드를 반복하여 출력한다.

월시 코드(342)의 시퀀스는 믹서(도시되지 않음)로 출력되어 이득이 조정된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 월시 코드(342)가 고정된 불변량 만큼 증폭된다. 전력 조정된 월시 코드의 시퀀스는 이어서 한쌍의 셀-지정 스크램블링 코드(cell-specific scrambling code; 324)에 의해 더 확산되어, I-채널 및 Q-채널 코드 확산 시퀀스(326)를 발생한다. I-채널 및 Q-채널 코드 확산 시퀀스(326)는 한쌍의 사인(sine)파의 전력 레벨 제어를 구동시킴으로써 직교하는 한 쌍의 사인파를 이중 위상 변조하는 데 사용된다. (변조기(115)에 의해) 사인파 출력 신호는 합산되고, QPSK 변조되고 , 또한 안테나에 의해 방사되어, 채널 데이터 비트(310)의 전송을 완료한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 확산 시퀀스(326)는 초당 4.096 Mega Chip(Mcps)의 속도로 출력되고, 5 ㎒ 대역폭 내에서 방사되지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 확산 시퀀스(326)가 다른 속도로 출력되고 다른 대역폭 내에서 방사될 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 데이터를 전송하는 도 1의 전용 데이터 채널 회로(105)의 블럭도이다. 전용 데이터 채널 회로(105)는 채널 멀티플렉서(405), 콘볼루션 인코더(407), 심볼 리피터(409), 블럭 인터리버(411), 제어멀티플렉서(413), 이득 컴퓨터(415), 직교 인코더(427), 및 스크램블러(425)를 포함한다. 전용 데이터 채널 회로(105)의 동작은, 직교 인코더(427)가 인터리브 및 스크램블 처리된 각 데이터 심볼(418)에 가변 길이를 갖는 직교 코드 (예를 들면, 길이-M의 월시 코드)를 모듈로 2 가산하는 것을 제외하고 트래픽 채널 회로(103)와 유사한 방식으로 행하여진다. 이들 M-길이 직교 코드는 바람직하게 M 대 M 하다마르 매트릭스로부터의 월시 코드에 대응하고, 여기서 월시 코드는 매트릭스의 단일 로우 또는 컬럼이다. 본 발명의 두 실시예에서는 모두 제어기(101)에 의해 사용되는 특정 직교 코드에 대한 것이 직교 인코더(427)에 알려진다. 예를 들어, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 전송될 데이터량이 많은 원격 유닛은 제1 길이의 월시 코드 (예를 들면, 길이 16)에 지정되고, 전송될 데이터량이 적은 전송 유닛은 제2 길이의 월시 코드 (예를 들면, 길이 128)에 지정될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 간섭이 거의 없는 시간 주기동안, 제1 길이 (예를 들면, 길이 32)를 갖는 월시 코드가 사용되지만, 코드 지정 회로(102)가 간섭의 상승을 검출하면, 제2 길이 (예를 들면, 길이 128)를 갖는 월시 코드가 사용될 수 있다. 상기에 논의된 바와 같이, 직교 인코더(427)는 프레임율로 월시 코드를 변화시킬 수 있어, 특정한 원격 유닛에 전송되는 연속하는 프레임들이 다른 OVSF 코드 (월시 코드)를 갖도록 허용되고, 여기서 사용되는 OVSF 코드는 간섭 레벨을 근거로 한다.

사용자의 확산 코드를 변화시키면, 그에 따라 데이터 전송 속도가 변하여, 시스템 간섭을 감소시킨다. 부가하여, 사용자의 확산 코드를 변화시키면, 제한된 시간에 사용자에게 코드를 지정하여 그 사용자에게 그 시간 주기동안 데이터를 버스트 처리함으로써, 많은 사용자가 이용가능한 제한 채널을 공유하게 된다. 일정량의 데이터가 사용자에게 전송된 이후에는 특정 코드가 데이터 전송을 위해 또 다른 사용자에게 재지정될 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국(100)의 동작을 설명하는 흐름도이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 사용자 OVSF 코드는 프레임율로 주기적으로 변화된다. 프레임율로 사용자 OVSF 코드를 변화시키는 데 대해 많은 이점 (예를 들면, OVSF 코드보다 더 많은 데이터 사용자가 이용가능한 점, 시스템 간섭을 줄이는 점, 사용자에게 전송되는 데이터량을 근거로 각각의 사용자 전송 속도를 낮추는 점 등)이 있지만, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 특정한 사용자에게 전송되는 데이터량을 근거로 사용자의 코드가 변화된다. 예를 들면, 제1 사용자에게는 상당한 양의 데이터가 전송될 필요가 있고, 제2 사용자에게는 데이터가 거의 전송될 필요가 없을 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 전송될 데이터량이 상당히 많은 사용자는 데이터가 전송될 필요가 없는 사용자보다 더 높은 데이터 속도에 대응하는 OVSF 코드에 지정된다.

논리 흐름은 기지국(100)과 통신하고 있는 각 원격 유닛(113)에 대해 코드 지정 블럭(102)이 전송될 데이터량을 결정하는 단계(501)에서 시작된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 이것이 각 원격 유닛(113)에 지정된 데이터 대기열(data queue)에 남아있는 데이터량을 결정함으로써 이루어진다. 다음에, 단계(503)에서는 대기열에 있는 데이터를 갖는 모든 사용자가 각 사용자의 대기열 내의 데이터량을 근거로 등급 순서가 정해진다. 단계(505)에서는 더 높은 데이터 속도에 대응하는 OVSF 코드가 대기열 내에 가장 많은 데이터량을 갖는 사용자에게 지정된다. 예를 들면, 기지국(100)은 각각 대기열 내에 다른 데이터량을 갖는 4개의 원격 유닛(113)과 통신하고 있을 수 있다. 제1 및 제2 원격 유닛이 전송될 데이터를 거의 갖고 있지 않으면, 이들은 더 낮은 데이터 속도에 대응하는 확산 인수의 코드에 지정된다 (예를 들면, 도 2의 코드 24 및 25). 제3 원격 유닛이 제1 및 제2 원격 유닛보다 전송될 데이터를 더 많이 가지고 있고 제4 원격 유닛보다 전송될 데이터가 더 적으면, 제3 원격 유닛은 중간 데이터 속도에 대응하는 코드 (예를 들면, 도 2의 코드 13)에 지정되고, 제4 원격 유닛은 이용가능한 가장 높은 데이터 속도에 대응하는 코드 (예를 들면, 도 2의 코드 7)에 지정된다. 그래서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 특정한 원격 유닛에 지정된 OVSF 코드는 원격 유닛에 전송될 데이터량을 근거로 길이가 정해진다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 OVSF 코드 지정이 프레임 대 프레임을 근거로 이루어짐을 주목하여야 한다. 다시 말하면, 기지국(100)으로부터 전송되는 모든 프레임에 대해 상기에 설명된 바와 같이 다른 OVSF 코드가 지정될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 제1 및 제2 OVSF 코드는 제1 프레임동안 제1 및 제2 원격 유닛에 의해 사용되고, 바로 다음 프레임에서는 제3 및 제4 OVSF 코드가 제1 및 제2 원격 유닛에 의해 사용될 수 있다. 부가하여, 각 원격 유닛에 지정된 OVSF 코드는 도 3을 참고로 상기에 설명된 바와 같이 원격 유닛에 전송된다.

단계 507에서는 OVSF 코드 및 대응하는 원격 유닛 식별 정보가 제어기(101)에 전달된다. 제어기(101)는 이 정보를 코드 지정 채널(104)을 통해 원격 유닛에전송한다 (단계 509). 마지막으로, 단계 511에서는 데이터가 지정된 OVSF 코드를 사용하여 각 원격 유닛에 전송된다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기지국(100)의 동작을 설명하는 흐름도이다. 논리 흐름은 기지국(100)이 전용 데이터 채널 회로(105)를 사용하여 원격 유닛(113)에 데이터를 활동적으로 전송하고 있는 단계 601에서 시작된다. 단계 603에서, 코드 지정 회로(102)는 시스템 간섭이 한계값 이상인가를 결정한다. 간섭 레벨은 원격 유닛(113)에서 검출되고, 이는 검출된 수신 간섭 당 칩 에너지의 함수 (Ec/Io)이다. Ec/Io는 원격 유닛(113)에 의해 검출되고, UMTS 광대역 CDMA 시스템에서 표준적인 메시지 전송 일부인 전용 또는 랜덤 액세스 채널을 통해 기지국(100)에 통신된다.

계속하여, 단계 603에서 시스템 간섭이 한계값 이상인 것으로 결정되면, 논리 흐름은 단계 605로 계속되어, 데이터 전송 속도가 더 감소될 수 있는가를 결정한다. 단계 605에서 데이터 전송 속도가 감소될 수 있는 것으로 결정되면, 논리 흐름은 단계 607로 계속되어 데이터 전송 속도가 감소되고, 그렇지 않은 경우에는 논리 흐름이 단계 601로 복귀한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이터 전송 속도는 동시에 코드 지정 채널(104)로 새로운 코드 지정을 방송하고 직교 인코더(427)에 의해 사용되는 현재 OVSF 코드를 변화시킴으로써 감소된다. 예를 들어, 직교 인코더(427)가 (256 K심볼/초에 대응하는) 길이 16의 직교 코드를 사용하고 있었으면, 심볼 속도는 OVSF 코드를 128 길이의 OVSF 코드로 변화시킴으로써 32 K심볼/초로 낮추어질 수 있다. 이어서, 논리 흐름은 단계 601로 복귀한다.

단계 603으로 복귀하여, 단계(603)에서 시스템 간섭이 한계값 이상이 아닌 것으로 결정되면, 논리 흐름은 단계 609로 계속되어, 데이터 전송 속도가 증가될 수 있는가를 결정한다. 단계 609에서 데이터 전송 속도가 증가될 수 있는 것으로 결정되면, 논리 흐름은 단계 611로 계속되어, 데이터 전송 속도가 증가되고, 그렇지 않은 경우에는 논리 흐름이 단계 601로 복귀한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 데이터 전송 속도는 동시에 코드 지정 채널(104)로 새로운 코드 지정을 방송하고 직교 인코더(427)에 의해 사용되는 현재 OVSF 코드를 변화시킴으로써 증가된다. 예를 들어, 직교 인코더(427)가 (32 K심볼/초에 대응하는) 길이 128의 OVSF 코드를 사용하고 있었으면, 심볼 속도는 OVSF 코드를 길이 16의 직교 코드로 변화시킴으로써 256 K심볼/초로 증가될 수 있다. 이어서, 논리 흐름은 단계 601로 복귀한다.

본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 방법의 실시예에서는 다수의 원격 유닛이 연속적인 프레임을 사용하여 단일 기지국에 데이터를 전송할 수 있다. 이와 같이, 2개의 다른 원격 유닛은 연속적인 프레임에서 사용하도록 상술된 바와 같은 높은 속도의 확산 인수 (OVSF 코드이거나 그렇지 않을 수 있음)에 지정될 수 있다. 전형적으로, 통신 시스템에서 가장 큰 셀은 약 10 마일 (16 ㎞)의 최대 반지름을 가지므로, 약 100 ㎲ec의 왕복 전파 지연을 갖게 된다. 그래서, 2개의 원격 유닛이 대략 10 마일 (16 ㎞) 떨어져 위치하면, 한 원격 유닛으로부터의 전송 중 마지막 부분은 프레임의 약 1/96동안 제2 원격 유닛의 처음 부분으로부터의 전송과 오버랩될 수 있다.

도 7은 기지국으로부터 다양한 거리에 있는 원격 유닛을 도시하는 통신 시스템의 블럭도이다. 도시된 바와 같이, 원격 유닛(701 내지 703)은 원격 유닛(707 내지 705)보다 기지국(100)에 상당히 더 가깝다. 원격 유닛(701 내지 703)이 원격 유닛(705 내지 707)에 이어서 데이터 프레임을 전송하면, 가까이 있는 원격 유닛(701 내지 703)으로부터의 전송 중 마지막 부분은 멀리 있는 원격 유닛(705 내지 707)의 처음 부분으로부터의 전송과 오버랩될 수 있다. 이는 도 8에서 설명된다. 도 8에 도시된 바와 같이, 4개의 원격 유닛(701 내지 707)으로부터의 전송은 기지국(100)에 의해 수신된다. (도 8에서는 설명을 위해 왕복 지연이 없는 프레임 경계 (절대 프레임 경계)가 도시됨) 명백히, 모든 원격 유닛(701 내지 707)으로부터의 전송 (프레임(801 내지 807)으로 도시됨)은 절대 프레임 경계로부터 시간상으로 오프셋된다. 가까이 있는 원격 유닛 (예를 들면, 원격 유닛(701 내지 703))이 멀리 있는 원격 유닛의 전송에 이어서 프레임 전송할 때, 충돌이 일어날 수 있다. 이는 도 8에서 프레임 오버랩(809)으로 도시된다. 즉, 원격 유닛(705)으로부터의 전송 (프레임(805)으로 도시됨)은 부분적으로 원격 유닛(703)으로부터 전송된 프레임(803)과 부분적으로 오버랩된다.

멀리 있는 원격 유닛으로부터의 프레임이 가까이 있는 원격 유닛으로부터의 프레임과 오버랩되는 것을 방지하기 위해, 가까이 있는 원격 유닛으로부터의 전송은 멀리 있는 원격 유닛으로부터 전송된 프레임에 이어질 때 시간상으로 지연된다. 이 처리는 도 9에서 설명된다.

도 9는 본 발명의 다른 제2 실시예에 따른 도 7의 기지국의 동작을 설명하는흐름도이다. 논리 흐름은 기지국(100)이 원격 유닛으로부터 데이터를 수신할 필요가 있음을 결정하는 단계 901에서 시작된다. 다음 단계 905에서, 기지국(100)은 원격 유닛으로부터 데이터를 수신할 미래의 프레임을 결정한다. 이는 도 5를 참고로 상기에 설명된 바와 같이 이루어진다. 단계 910에서는 전송을 위해 프레임 오프셋값 Δt가 결정된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 프레임 오프셋값은 기지국(100)으로 전송할 때 원격 유닛이 전송을 지연시킬 시간량이다.

본 발명의 다른 실시예에서는 Δt를 결정하는 2가지 다른 방법이 고안되었다. 제1 방법에서는 프레임 오프셋이 단일 원격 유닛과 기지국 사이의 거리를 근거로 하고, 제2 방법에서는 프레임 오프셋이 제1 및 제2 원격 유닛 사이의 상대적인 거리를 근거로 한다. 제1 방법에서, Δt는 현재 수신되고 있는 프레임이 절대 프레임 경계로부터 오프셋된 시간 주기(η)와 똑같이 설정된다. 다른 말로 하면, 제어기(101)는 왕복 지연을 갖지 않는 원격 유닛에 대한 프레임 경계를 결정하고, 원격 유닛이 데이터 전송을 시작한 시간과 프레임 경계 사이의 시간차(η)를 결정한다. η는 원격 유닛과 기지국 사이의 범위에 직접 비례함을 주목하여야 한다. 이는 도 10에서 설명된다.

제2 방법에서는, 다음 프레임에 전송할 원격 유닛으로부터의 이전 전송이 분석되어, 수신될 다음 프레임이 마지막 전송동안 절대 프레임 경계로부터 오프셋되었던 시간 주기(γ)를 결정한다. Δt는 η-γ로 설정된다. 이와 같이, 제2 방법에서는 Δt가 기지국에 대해, 다음 프레임에 전송할 원격 유닛과 현재 프레임에 전송하고 있는 원격 유닛 사이의 범위차에 직접 비례한다. 이는 도 11에서 설명된다.

계속하여, 단계 915에서, Δt는 다음 시간 주기동안 전송할 원격 유닛에 전송된다. 특정하게, 다음 프레임에 전송할 원격 유닛에 Δt를 전송하는 데 코드 지정 채널이 사용되지만, 본 발명의 다른 실시예에서는 임의의 방법이 원격 유닛에 Δt를 전송하는 데 사용될 수 있다. 마지막으로, 단계 920에서는 Δt와 같이 조정된 프레임 오프셋값을 갖는 원격 유닛으로부터 데이터가 수신된다.

상술된 본 발명의 설명, 특정한 상세 내용, 및 도면은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아니다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 실시예 및 다른 방법의 실시예는 다운링크 OVSF 코드를 변화시키는 것에 관련되는 것으로 상술되었지만, 본 기술 분야에서 숙련된 자는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 업링크 OVSF 코드가 유사한 방식으로 변화될 수 있음을 알 수 있다. 이 경우에는 똑같은 코드 지정 채널(104)을 사용하여 다운링크 및 업링크 OVSF 코드가 모두 지정될 수 있다. 본 발명의 의도 및 범위에서 벗어나지 않고 본 발명에는 다양한 수정이 이루어질 수 있고, 이와 같은 수정은 모두 이하의 청구항 및 그와 동일한 범위 내에 포함된 것이다.

Claims

확산 스펙트럼 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

제1 원격 유닛으로부터 데이터가 수신될 필요가 있음을 결정하는 단계;

상기 제1 원격 유닛으로부터 데이터를 수신하기 위한 미래의 프레임을 결정하는 단계;

시간 오프셋을 두고 수신되는 데이터가 이전 프레임동안 제2 원격 유닛으로부터 전송된 데이터와 충돌하는 것을 피하도록 상기 프레임에 대해 시간 오프셋을 결정하는 단계 - 상기 시간 오프셋은 상기 제1 원격 유닛과 상기 제2 원격 유닛 사이의 기지국에 대한 범위 차이에 직접 비례함 -;

상기 시간 오프셋을 상기 제1 원격 유닛에 전송하는 단계; 및

상기 미래의 프레임동안 상기 제1 원격 유닛으로부터 데이터를 수신하는 단계 - 상기 데이터는 상기 시간 오프셋과 같은, 조정된 시간 주기로 수신됨 -

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 시간 오프셋을 상기 원격 유닛에 전송하는 상기 단계는, 공통 코드 지정 채널을 통해 상기 원격 유닛에 상기 시간 오프셋을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
확산 스펙트럼 통신 시스템에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서,

제1 원격 유닛으로부터 데이터가 수신될 필요가 있음을 결정하는 단계;

상기 제1 원격 유닛으로부터 데이터를 수신하기 위한 미래의 프레임을 결정하는 단계;

제2 원격 유닛이 전송을 시작했던 시간 주기와 현재의 프레임 경계 사이에서 시간의 차이를 결정하는 단계;

상기 시간의 차이를 상기 제1 원격 유닛에 전송하는 단계; 및

상기 미래의 프레임동안 상기 제1 원격 유닛으로부터 데이터를 수신하는 단계 - 상기 데이터는 상기 시간의 차이와 같은, 조정된 시간 주기로 수신됨 -

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.