KR100665073B1 - Ｃｄｍａ 셀룰러 전화기 시스템에서 이동 장치에 대하여 이웃 목록을 모델링하는 방법 - Google Patents

Abstract

이동 장치와 통신할 확률이 가장 높은 기지국을 결정하는 컴퓨터 실행 프로세스는 각 기지국이 한 위치에서 이동 장치와 통신할 확률을 그 위치에서 수신된 신호의 간섭 레벨과 비교하는 실제 수신 신호 레벨을 토대로 결정한 다음, 각 기지국의 세트에 대하여 상기 기지국 세트가 통신할 수 있는 확률을 계산한다.

Description

ＣＤＭＡ 셀룰러 전화기 시스템에서 이동 장치에 대하여 이웃 목록을 모델링하는 방법{A METHOD OF MODELING A NEIGHBOR LIST FOR A MOBILE UNIT IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM}

도 1은 CDMA 셀룰러 전화기 시스템의 부분도.

도 2는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템의 일부를 도시하는 다른 부분도.

도 3은 CDMA 셀룰러 전화기 시스템의 핸드오프 범주를 설명할 때 유용한 도.

도 4는 수신 신호에 세기 레벨 대 간섭 레벨비를 제공하는 기지국이 CDMA 셀룰러 전화기 시스템에서 특정 위치를 서비스 할 수 있는 확률을 평가하는데 이용되는 곡선도.

도 5는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템 내의 위치에서 가능성 있는 기지국의 그룹으로부터 신호를 수신할 수 있는 확률을 도시하는 2개의 테이블도.

도 6은 본 발명에 따른 프로세스도.

도 7는 도 6의 일부 프로세스에 대한 상세도.

도 8은 본 발명의 프로세스를 수행하는데 이용될 데이터를 수집하는 이동 장치도.

본 발명은 셀룰러 전화기 시스템에 관한 것으로써, 특히 코드 분할 다중 접속(CDMA) 셀룰러 전화기 시스템에서 이동 장치가 통신해야 하는 기지국을 결정하는 방법에 관한 것이다.

현재 이용하고 있는 상업용 이동 통신 시스템은 그 통신 영역 내에서 신호를 차동차로/로부터 송수신하는 복수의 고정 기지국(셀)을 포함한다. CDMA 시스템에서 각 기지국은 동일한 주파수 스펙트럼을 걸쳐 디지털 전송을 행함으로써 이동 장치와 통신한다. 대부분의 셀룰러 시스템, 특히 과중한 트래픽을 운반하는 도시 지역의 셀을 갖는 셀룰러 시스템에 있어서, 각 지지국은 안테나의 커버리지가 180 또는 120도인 자체의 전송 장비를 각각 갖춘 2개 또는 3개의 섹터로 분할된다. 여기서 기지국을 이용할 때, 상기 섹터와 셀은 그 지시하는 바가 같다.

CDMA 시스템은 메세지를 디지털로 전송한다. CDMA 시스템은 동일한 주파수 스펙트럼상에서 모두 전송함으로써, 각각의 메세지를 구성하는 상기 디지털 신호는 이용가능한 모든 전송으로부터 어떻게든 인식되어야 한다. 이러한 기능을 실행하기 위하여, 상기 디지털 메세지는 일련의 중복 디지털 코드에 의해 디코딩된다. 의사 랜덤 잡음 코드로 불리는 이러한 코드 중 한 개의 코드는 CDMA 시스템 전체의 모든 전송에 적용된다. 상기 PN 코드는 상기 전송기에서 최초 메세지의 각 비트를 인코딩하고 그 인코딩 메시지를 상기 수신기에서 디코딩하는데 적용된다. 특정 기지국에서 제공된 메세지를 인식하기 위해서, 각 기지국은 몇번의 반복 초기 시간과 별개의 시간 오프셋(PN 오프셋)을 이용하여 그 PN 코드를 이용하는 전송을 인코딩하 기 시작한다. 따라서, 한 개의 기지국은 그 초기 시간에 인코딩 전송을 개시할 수 있고, 제2 기지국은 그 초기 시간으로부터 한 개의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시할 수 있고, 제3 기지국은 상기 초기 시간으로부터 2개의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시할 수 있으며, 총 512 오프셋까지 인코딩 전송을 개시할 수 있다.

또한, 이동 장치와 기지국사이의 각각의 전송은 복수의 월쉬 코드(Walsh code) 중 한 개의 코드로 전송을 인코딩함으로써 각 채널이 효율적으로 위치된다. PN 코드와 같이 월쉬 코드에 의해 인코딩되는 메세지는 상기 수신기에서 동일한 월쉬 코드에 의해 디코딩될 수 있다. 따라서, 복수 채널상의 인코딩 전송은 월쉬 코드 및 PN 코드를 포함하는 마스크를 특정 기지국에 지정된 PN 오프셋에서 개시하는 정보 비트의 수신 패턴에 적용함으로써 디코딩된다.

기지국은 이동 장치와 전송을 설정할 수 있는 채널을 형성하는데 이용할 수 있는 64 월쉬 코드를 통상적으로 갖고 있다. 몇개의 이러한 채널들은 사전에 할당되어 제어 채널로서 작용한다. 예컨대, 이동 장치에 사용된 특정 오프셋을 알리기 위하여, 각 기지국은 월쉬 코드에 의해 형성된 채널(파일럿 채널) 중 한 개의 채널에 할당된 PN 오프셋을 이용하는 PN 코드를 지속적으로 전송한다. 이동 장치는 이렇게 사전 설정된 파일럿 채널을 감시한다. 파일럿이 디코딩할 수 있는 오프셋을 이동 장치가 찾을 때, 다른 제어 채널(동기 채널)이 초기 시간을 결정한 다음, 상기 기지국의 PN 오프셋을 식별하게 한다. 또한, 각 시스템은 신규 메세지가 도달하는 지시를 전송하는 페이징 채널을 유지한다. 총 9개의 채널은 이러한 제어 기능 및 다른 제어 기능에 제공된다.

이동 장치가 광활한 지역에 걸쳐 이동하면서 전화기 통신을 송수신하기 위해서, 각 기지국은 그 기지국의 커버리지 영역이 복수의 다른 기지국의 커버리지 영역에 인접하고 중첩되도록 통상 물리적으로 위치된다. 이동 장치가 한 기지국이 커버하는 영역에서 다른 기지국이 커버하는 영역으로 이동할 때, 그 이동 장치와 통신은 한 기지국에서 다른 기지국과 커버리지가 중첩하는 영역의 다른 기지국으로 전송된다(핸드 오프).

대부분의 다른 종류의 셀룰러 통신 시스템에 있어서, 이동 장치는 한 번에 단지 한 개의 기지국과 통신한다. 그러나, CDMA 시스템은 동일한 주파수 스펙트럼상에서 모든 전송이 일어나기 때문에, 이동 장치는 그 범위내의 모든 정보를 이용할 수 있다. 그러나, PN 오프셋 및 그것으로 향하는 월쉬 코드 채널상의 정보만을 디코딩한다. CDMA 이동 장치는 그것이 수신하는 전체 정보 스펙트럼의 다른 오프셋에서 복수의 디코딩 마스크를 동시에 적용할 수 있는 수신기를 이용한다. 현재, 차량용 수신기는 한번에 6개의 PN 오프셋 만큼 디코딩할 수 있다. 그러나, 일반적으로 단지 3개의 PN 오프셋을 이용하여 메세지를 디코딩하는 반면, 다른 오프셋은 제어 정보를 디코딩한다. CDMA 시스템에서 이동 장치가 동일한 순간에 복수의 다른 기지국으로부터 동일한 정보가 수신될 수 있기 때문에, 다른 PN 오프셋 및 월쉬 코드를 동시에 이용하는 복수의 다른 기지국으로부터 이동 장치로 보낸 단일 메세지의 정보를 디코딩하고, 그 정보를 결합하여 단일 출력 메세지를 발생한다. 따라서, 한 개의 기지국에서 전송된 신호가 페이딩될 수 있는 반면, 그 동일한 메세지는 다른 기지국에서 적당한 강도로 수신될 수 있다. 한 번에 복수의 기지국과 이동 장치가 통신할 수 있는 상황은 "소프트 핸드오프(Soft handoff)로 불린다.

CDMA 기술에 의해 제공되는 장점을 이용하기 위해서, 이동 장치는 통신하고 있는 기지국을 정확하게 선택할 수 있어야 한다. 그러나, 이동 장치가 너무 느려서 각각의 512 PN 오프셋에 통신될 기지국을 결정하기 위한 문의를 할 수 없다. 결과적으로, 이동 장치는 전송이 가장 쉽게 될 것 같은 PN 오프셋을 지정하는 " 이웃 목록 (neighbors list)"을 이용하여 이러한 전송을 검색하는데 필요한 시간을 줄인다. 이웃 목록은 이동 장치가 접촉하고 있는 기지국에 의해 제공된다.

특정 기지국과 접촉이 이루어지는지 여부를 이동 장치가 결정하는 방법은 매우 복잡하다. 상기 이동 장치는 파일럿 채널상의 신호 전파의 강도를 상기 기지국이 지속적으로 감시하여 가능한 고품질의 신호를 이용하기 위하여 시도한다. 상기 이동 장치가 현재 접촉하고 있는 기지국에 대한 파일럿 신호는 상기 이웃 목록상의 기지국에 대한 파일럿 신호를 따라, 즉, 한 그룹의 모든 기지국에 대한 파일럿 신호를 따라 아주 드물게 감시된다. 특정 기지국에서 제공된 파일럿 신호의 강도가 이동 장치에 의해 수신되는 모든 신호 레벨(인코딩에 불구하고 수신된 간섭)에 대하여 임의의 임계치(Tadd) 이상으로 올라갈 때, 상기 이동 장치는 상기 시스템에 요청하고, 지시에 따라, 상기 수신 성분 중 한 개의 성분은 상기 기지국에 할당된다. 이것은 그 활성 목록에 상기 기지국을 놓는다고 말한다. 기지국에서 제공된 파일럿 신호의 강도가 한 세트의 주기동안 상기 이동 장치에 의해 수신되는 모든 신호 레벨에 대하여 다른 임계 레벨(Tdrop) 이하로 떨어질 때, 상기 이동 장치는 상기 시스템에 요청을 하고, 지시에 따라, 그 기지국은 상기 활성 목록에서 제거됨으로써 다른 강력한 기지국에 할당될 수 있다. 더욱더, 파일럿 신호가 그 활성 세트에서 기지국의 가장 약한 파일럿 신호보다 강하다면, 상기 이동 장치는 상기 시스템에 요청하여, 지시에 따라, 보다 강력한 기지국과 그 약한 기지국을 대체할 것이다.

시스템 운용자가 지능적으로 CDMA 시스템에 자원을 할당하기 위해서, 상기 운용자는 통상적으로 상기 시스템을 모델링하여 변화가 일어나는 장소를 결정한다. 자원 할당을 결정할 때 중요한 범주 중에 한 가지는 임의의 특정 위치에서 이동 장치가 접촉하는 기지국의 결정이다. 시스템이 동작하는 효율에 의한 대부분의 특징은 이러한 결정에 따라 이루어지는데, 그 이유는 그 활성 목록 기지국이 임의의 위치에서 간섭과 비교되는 신호 레벨을 결정하기 때문이다.

이동 장치가 접촉하는 기지국을 결정하는 실제적인 방법이 매우 복잡할지라도, 모든 종래의 모델은 디코딩 전에 상기 이동 장치에 의해 수신된 모든 신호의 합계에 관한 차단보다 큰 파일럿 신호를 제공하는 기지국이 상기 이동 장치와 실제로 통신될 것이라고 간단히 가정한다. 이것으로 인하여 시스템의 부정확한 모델링 및 정보 제공자의 부정확한 할당이 발생한다.

결과적으로, CDMA 셀룰러 시스템의 핸드오프 특성이 모델링될 수 있는 신규의 프로세스를 제공하여 상기 시스템을 단계적으로 개선하는 것이 바람직하다.

본 발명은 특정 위치에서 이동 장치와 가장 적합하게 통신할 수 있는 기지국을 결정하고, 각 기지국이 상기 위치에서 수신된 신호의 간섭 레벨과 비교되는 실제 수신 신호 레벨을 토대로 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 결정하고, 상기 각 기지국 세트에 대하여 상기 기지국이 상기 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 계산하고, 기지국 및 상기 시스템 전체의 다른 기지국에 함께 제공하는 임의의 다른 기지국을 합하여, 확률이 가장 높은 총합으로부터 각 위치에서 각 기지국에 대한 이웃 기지국의 목록을 선택하는 컴퓨터 실행 프로세스에 의해 실행된다.

본 발명의 이러한 특징 및 다른 특징은 동일한 구성 요소가 동일한 번호로 언급되는 도면과 함께 상세한 설명을 참조로 보다 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

지금부터, 도 1을 언급하면, 서비스 영역의 커버리지를 제공하기 위하여 배치된 복수의 개별 기지국(12)을 포함하는 CDMA 셀룰러 전화기 시스템(10)의 일부를 도시한다. 도 1의 각 기지국(12)은 유효한 통신 범위의 한도를 지시하는 외부의 경계(13)가 도시된다. 다른 인접한 기지국의 경계(13)는 통상적으로 중첩한다.

상기 각각의 기지국(12)은 그 서비스 영역 내에서 동작하는 이동 장치(15)와 통신을 송수신하는 적어도 한 개의 셀을 포함한다. 많은 경우에 있어서, 한 개의 셀 대신에, 기지국은 180。 또는 120。 의 안테나 패턴각에 의해 정의되는 일부 영역에서 복수의 이동 장치와 통신하는 통신 장비를 각각 갖춘 2개 또는 3개의 섹터로 분할된다. CDMA 시스템에서 기지국과 이동 장치사이에는 모두 디지털로 전송되고 1.25㎒의 동일한 "확산 스펙트럼" 주파수상에서 수행된다. 상기 각 메세지의 디지털 정보 비트는 다양한 레벨의 부호화 정보를 이용하여 확장된다. 한 개의 이러한 레벨은 의사 랜덤 잡음(PN) 코드로 불려진다. 시스템 전체의 각 기지국은 동일한 PN 코드를 이용하여 상기 전송 정보를 인코딩한다. 각 기지국은 상기 PN 인코딩을 임의 전송에 적용하는 몇번의 반복 초기 시간으로부터 개별 시간 오프셋(일반적으로 PN 오프셋으로 언급)을 이용함으로써 자체를 식별한다. 초기 시간 간격은 총 512개로 분할된다. 따라서, 한 개의 기지국은 그 초기 시간에 인코딩 전송을 개시하고, 제2 기지국은 그 초기 시간으로부터 한 개의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시하며, 제3 기지국은 2개의 오프셋에서 인코딩 전송을 개시한다. 통상적으로, 물리적으로 서로 근처에 있는 기지국은 서로 멀리 떨어져 있는 PN 오프셋을 이용한다. 그 초기 시간 및 다양한 오프셋은 전 영역 위치 시스템(global positioning system)(GPS) 회로 등의 회로를 이용하여 통상적으로 정확하게 설정된다.

각 기지국이 동일한 PN 오프셋에서 동일한 PN 코드를 이용하여 모든 메세지를 전송하기 때문에, 이동 장치가 메세지를 검출하는 방법이 있어야 한다. 이것을 수행하기 위하여, 기지국과의 각각의 전송은 복수의 월쉬 코드 중 한 개의 코드로 그 전송을 더욱 인코딩함으로써 각 채널이 효율적으로 위치된다. PN 코드와 같이 월쉬 코드에 의해 인코딩된 메세지는 동일한 패턴의 마스크를 이용하여 송수신됨으로써, 다른 월쉬 코드를 이용하여 보내진 메세지는 상기 인코딩에 직교하여 삭제된다. 특정 채널상의 전송은 상기 월쉬 코드 및 PN 코드를 포함하는 마스크를 특정 채널을 지시하는 PN 오프셋에서 개시하는 정보 비트의 수신 패턴에 적용함으로써 디코딩된다.

전송 CDMA 시스템은 많은 장점을 제공한다. 이러한 장점 중의 한 가지는 이동 장치가 동일한 시간에 복수의 다른 기지국을 통하여 지연되는 동일한 메세지를 수신할 수 있다는 것이다. 모든 전송이 동일한 주파수 밴드상에서 일어나기 때문에, 이동 장치는 그 범위 내에서 이용할 수 있는 모든 정보를 수신할 뿐만 아니라 이동 장치로 지향되는 채널상의 정보를 디코딩한다. CDMA 이동 장치는 동일한 순간에 복수의 다른 월쉬 및 PN 디코딩 마스크를 그것이 수신하는 정보의 전체 스펙트럼에 적용할 수 있는 수신기를 이용한다. 수신하기에 바람직한 채널을 알고 있음으로서, 이동 장치는 동시에 복수의 다른 기지국에 의해 이동 장치로 보내진 한 개의 메세지로부터 정보를 디코딩하여 그 정보를 결합시켜 한 개의 출력 메세지를 발생한다. 따라서, 한 개의 기지국에서 제공된 메세지가 페이딩되는 동안, 동일한 메세지는 다른 기지국으로부터 적합한 세기로 수신될 수 있다. 이것에 의해 CDMA 시스템이 다른 시스템보다 상당히 좋은 전송 확률을 제공할 수 있다.

이러한 장점을 가지고 있음에도 불구하고, CDMA 시스템은 여러가지 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점 중에서 한 개는 모든 전송이 동일한 주파수 스펙트럼상에서 발생하는 사실에 의해 일어난다. 모든 전송이 동일한 주파수 밴드상에서 일어나기 때문에, 이동 장치는 그 범위내에서 이용할 수 있는 모든 전송을 실제적으로 수신한다. 특정 수신기로 향하지 않는 전송은 그 소정의 전송을 불명료하게 하는 간섭과 같이 작용한다. 상기 수신기에서 전송 레벨(바람직하고, 바람직하지 않은)이 바람직한 신호 레벨보다 약 14㏈ 큰 레벨에 도달할 때, 그 바람직한 전송을 디코딩하기 어렵게 된다. 디코딩하기 전에 이러한 신호의 레벨은 수신기로 지향되는 메세지를 디코딩한 후의 간섭 레벨보다 대략 7㏈ 큰 레벨로 변환된다.

고품질의 전송을 제공하기 위하여, CDMA 시스템은 기지국 및 이동 장치에서 세기 레벨을 자동으로 증감하는 특징을 포함하여 상기 채널상의 모든 간섭 레벨상에 대략 7㏈ 이상의 통상적인 레벨에서 디코딩 후에 그 메세지 세기를 유지한다.

이동 장치는 상기 수신 디코딩 신호에서 에러가 발생하는 비율(프레임 에러율), 즉, 신호 대 간섭 비율과 직접 관련된 인자를 측정함으로써 상기 수신 신호의 세기가 충분히 강한지 여부를 결정한다. 앞서 기재된 한도 이상으로 에러가 발생할 때, 상기 이동 장치는 기지국에 신호하여 그 신호의 세기를 증가시킨다. 상기 기지국은 이러한 것을 행하지만, 다시 이동 장치가 신호할 때 까지 고 전송 레벨로부터 신호 세기를 점증적으로 감소시켜 그 세기를 증가시킨다. 따라서, 신호가 디코딩 후에 간섭 레벨보다 대략 7㏈ 아래의 세기를 지시하여 너무 높게 될 때, 상기 기지국은 전송되는 신호의 세기를 자동으로 증가시켜 간섭에 대한 수신 신호 레벨을 올리고 그 신호의 품질을 향상시킨다.

유사한 방법으로, 기지국은 프레임 에러율을 감시함으로써 이동 장치에서 수신된 신호의 세기를 측정하고 그 전송 세기가 올라가고 떨어지는지 여부를 상기 이동 장치에 지시한다. 이동 장치가 복수의 기지국과 접촉할 때, 상기 이동 장치는 상기 기지국에 대하여 전송 세기가 상승하는지 또는 하강하는지 여부를 지시하는 각 기지국으로부터 신호를 수신한다. 그 전송 강도를 떨어 뜨리기 위하여 이동 장치에 신호를 전송하는 한 개의 기지국이 있는 한, 상기 이동 장치는 전송 세기를 증가시키기 위하여 임의 신호를 무시하고 그 신호 대신에 응답하여 전송 세기를 떨어 뜨리는데, 그 이유는 한 개의 강한 신호가 상기 이동 장치에 대하여 간섭이 없는 서비스를 충분히 제공할 수 있기 때문이다.

CDMA 서비스 영역에서는 서비스의 품질을 평가하여 그 시스템의 동작을 향상시킬 수 있어 매우 유용하다. 이렇게 정확하게 행하기 위하여, 상기 시스템 전체의 임의의 특정 위치에 최상의 서비스를 제공하는 기지국을 알고 있을 필요가 있다. 이러한 기지국을 알지 못한다면, 그 시스템의 동작을 이해하는 것은 불가능하다. 예컨대, 임의 위치에서 이동 장치가 접촉되어야 하는 기지국을 알지 못함으로써, 전송력 레벨, 간섭 레벨 및 시스템의 비슷한 특성을 아는 것은 불가능하다.

상기 시스템내의 특정 위치에 제공될 기지국을 결정하기 위하여 CDMA 시스템을 평가하는 모든 종래의 방법은 복수의 다른 차단 레벨 중 한 개의 레벨을 이용하여 신호 세기를 평가한다. 기지국으로부터 이동 장치에 의해 수신된 신호가 디코딩 전에 이러한 차단 레벨보다 강하다면, 그 기지국은 그 위치를 서비스하는 것으로 가정된다. 이해할 수 있는 바와 같이, 디코딩 전에 평가된 임의 종류의 한 개의 차단 레벨은 그 활성 서버 목록에 특정 기지국을 부가할 것인지 또는 떨어 뜨릴 것인지 여부를 결정할 때 이동 장치에 의해 이루어진 실제의 평가를 정확하게 나타내지 않는다. 첫째, 디코딩 전에 평가된 신호들은 디코딩 후의 실제 신호 대 간섭비의 불명료한 근사치만을 제공한다. 둘째, 단일 임계치는 상세하게 기재되어 있고 도 3에 도시된 CDMA 시스템의 복잡한 핸드오프 특성을 나타내지 않는다. 결과적으로, 이러한 종래의 결정은 어느 것도 정확하게 시스템의 특성을 결정할 수 없다.

본 발명은 CDMA 시스템에서 임의의 위치에 최상의 서비스를 제공하는 기지국을 정확하게 평가하는 프로세스를 제공함으로서 운용자는 서비스의 품질을 단계적으로 향상시킬 수 있다.

임의의 시스템을 평가하기 위하여, 그 시스템에 관한 데이터는 우선 수집된 다. 이것은 CDMA 시스템과 동일한 영역에 AMPS 또는 TDMA 시스템을 이용하여 수집된 데이터와 동일한 데이터가 될 수 있다. 서비스 영역에서 CDMA 서비스의 품질을 결정하기 위하여 누적된 데이터가 될 수 있다. 임의의 경우에, 상기 이용된 특정 데이터는 기지국에서 전송한 전송 신호 세기, 한 위치에서 전송한 수신 신호 세기 및 상기 시스템 전체의 위치를 기록한 수신 위치를 지시하는 데이터이다.

CDMA 시스템에서, 데이터는 21㏈ 보다 크고 상기 전체 수신 신호 세기보다 작은 레벨에서 신호를 수신할 수 있는 PN 스캐닝 수신기라 불리는 특정 수신기를 이용하여 운전 시험을 함으로써 수집된다. PN 스캐닝 수신기는 전영역 위치 시스템(GPS) 수신기 및 시험 차량내의 컴퓨터와 관련된다. 이 시험 차량은 상기 스캐닝 수신기가 일정한 간격(통상 1 내지 5초 마다)으로 자동으로 측정하는 것과 같이 상기 시스템(10)의 도로를 운전한다. 각 측정 간격에서, 상기 수신기는 모든 수신 신호의 전체 신호 세기 및 임의의 기지국에서 수신된 각 파일럿 신호의 세기를 측정한다. 이러한 값은 상기 GPS 수신기에 의해 제공되는 시간 및 위치값에 따라 일반적으로 시험 차량의 컴퓨터에 기억된다. 도 8은 상기 데이터를 수집하는 이동 장치를 도시한다.

상기 시스템을 기술하여 데이터를 수집할 때, 이러한 데이터는 상기 평가를 제공하는데 이용된다. 종래의 시스템 평가 방법과 반대로, 본 발명은 상기 시스템의 실제 측정을 통하여 얻어진 데이터를 이용하여 지형 모델에 의해 제공된 값을 추측할 필요성을 없앤다.

상기 파일럿 채널상에 기지국에 의해 발생된 파일럿 신호는 상기 시스템을 통하여 일정한 힘으로 전송된다. 전송력이 동일하기 때문에, 이동 장치는 다른 기지국에서 수신된 파일럿 신호의 세기를 서로 비교할 수 있다. 또한, 그 알려진 전송 레벨은 상기 위치에서 이동 장치에 의해 수신되는 기지국으로부터 전송하는 경로 손실을 결정한다. 이러한 경로 손실 값, 각각의 관심있는 기지국으로부터 수신된 파일럿 세기 및 상기 위치에서 모든 신호의 전체 수신 세기는 상기 시스템의 각 위치에 기록된다. 이러한 목적을 위하여, 몇몇 차단 레벨 이하의 수신 파일럿 신호 세기는 상기 이동 장치에 의해 구별할 수 없는 것으로 고려된다.

어떤 기지국이 한 위치를 서비스하는지(활성 리스트상에 되는 것을)를 결정하기 위한 확률 시험은 도 6에 도시된 방법의 본 발명에 따라 적용된다. 특정 신호 대 간섭 레벨(Ec/Io)비로 특정 위치를 서비스하는 수신 신호를 제공하는 기지국이 있을 확률을 평가하는 도 4에 도시된 곡선과 같은 확률 곡선(상기 시스템용 데이터로부터 유도된)을 이용하여, 상기 위치를 서비스하는 개별 기지국의 확률은 결정될 수 있다. 임의의 위치에 대하여, 상기 Ec/Io 비는 상기 위치에서 전체 수신 신호 세기(총 간섭)에 의해 디코딩하기 전에 수신된 파일럿 신호의 세기를 분할 함으로써 각 기지국에 대하여 결정될 수 있다. 평균 파일럿 신호상에 각각의 위치에서 2개의 기지국에서 수신되는 것이 발견된다. 한 개 이상의 기지국이 한 위치에서 판별가능한 파일럿 신호를 제공하는 장소에 대하여, 상기 각각의 개별 기지국에 대한 확률이 결정된다. 다음, 판별가능한 신호가 수신되는 기지국의 가능한 그룹에 대한 확률은 상기 그룹에서 수신되는 각각의 개별 기지국에 대한 확률을 모든 다른 기지국의 확률만큼 곱하고, 상기 그룹에 없는 모든 기지국이 수신될 수 없는 확률 만큼 곱함으로서 얻어질 수 있다. 이것은 도 5의 테이블에 의해 판별가능한 파일럿 신호를 제공하는 4개의 기지국의 그룹에 대하여 도시된다. 이러한 테이블은 각각의 교점에 상기 위치를 서비스하기 위하여 특정 그룹의 기지국에 대한 확률을 도시한다.

예컨데, 도 5의 다른 파일럿 신호는 각각의 다른 파일럿이 점증적으로 약해지고 낮은 비율을 갖는 동안 8㏈ 이하의 모든 간섭비(Ec/Io)를 갖는 가장 강한 파일럿(A)의 예시값이 할당된다. 도 4의 예시 그래프에서, 파일럿 신호(A-D)를 발생하는 개별 기지국에 대한 확률(P(X))은 결정되어 상기 특정 파일럿을 지정하는 로우에 대하여 도 5의 P(X) 컬럼에 위치된다. 이러한 값은 본 발명의 일 실시예에 대한 컬럼 레벨 pn(X)에서 추론되어 3개의 채널만을 운반하는 음성 신호가 한 번에 수신될 수 있는 상태에 제공한다. 다음, 그 도면의 제2 부분에서, 상기 로우 및 컬럼의 교차점의 값은 각 로우 및 컬럼의 초기에 지시된 파일럿에 대한 최종 확률이다. 그 도면에 있어서, 액센트는 특정 파일럿이 부재인 것을 지시한다.

이것에서, 대략적인 확률의 순위가 랭크된 가능한 기지국의 목록은 그 위치를 서비스할 수 있는 기지국 중 한 개를 고려하여 각 위치에서 얻어진다. 임의 개별 기지국이 1차 기지국의 도 1의 바깥쪽 한도(13)에 의해 정의된 커버리지 영역을 제공할 확률을 결정하기 위하여, 그 1차 기지국 및 다른 기지국이 포함되는 각 그룹에 대한 확률은 합해진다. 예컨데, 도 5에 있어서, 상기 기지국(A 및 B)을 포함하는 각 그룹에 대한 확률은 결정될 수 있다. 이러한 합계는 복수의 상기 위치를제공한다. 이러한 커버리지 영역의 모든 위치를 가산할 때, 각각의 특정 기지국에 대한 총 확률 갯수는 실행된다. 따라서, 기지국(A)에 대한 이웃 목록을 결정할 때, 상기 각각의 다른 가능한 기지국(예컨데, A 및 B, A 및 C, A 및 D)이 상기 위치에 기지국(A)이 서비스할 확률은 기지국(A)과 함께 위치를 서비스하는 각각의 다른 가능한 기지국의 순수한 확률을 토대로 이웃 기지국의 목록을 제공한다.

한 위치를 서비스하는 상기 기지국을 식별할 때, 품질 신호를 제공하는데 필요한 그 전송 신호 세기는 각각의 기지국에 대하여 계산된다. 각각의 기지국은 그 전송 신호 세기를 조정하여 이동 장치에 품질 신호를 유지할 수 있다. 그 품질 신호 레벨은 디코딩 후에 측정되는 그 의도된 신호 대 수신된 총 간섭으로부터 상기 위치에서 수신된 에너지를 측정하는 Eb/No 값에 의해 결정된다. 품질 신호를 발생하는데 필요한 전송력을 결정할 때, 평균 전송력은 그 수신 신호 세기에 상기 위치에서 상기 기지국으로부터 신호가 수신될 확률을 가중함으로서 계산될 수 있다. 상기 시스템 전체의 각 위치에 대하여 결정된 전송력이 상기 기지국에 합해지면, 총 전송력은 결정될 것이다.

기지국을 계산하는 프로세스(도6에 도시), 한 위치를 서비스 할 확률 및 각 기지국에 대하여 필요한 전송력은 모든 위치에 대한 값이 결정될 때 까지 모델링이 행해지는 시스템(일부의 상기 시스템)의 각 위치에 대하여 지속한다. 1회의 계산이 종료될 때, 한 위치에 품질 신호를 제공하는데 필요한 각각의 수신 신호 세기 및 그 위치에 상기 품질 신호를 제공하는 기지국에 필요한 각각의 전송 세기는 2회 계산에 이용된다. 즉, 상기 위치에서 수신 신호의 값 및 상기 기지국에서 전송된 신호의 값의 증가는 각각의 위치에서 새로운 전체 수신 신호값을 결정하는 데 이용된다. 수신 신호 값의 증가는 개별 수신 신호 값의 점증적인 증가를 이전에 계산된 총계에 가산함으로써 각 위치에 대하여 결정될 수 있다.

각 위치에서 신규의 총 수신 신호 세기는 개별 파일럿 신호의 수신 신호 세기에 이용되어 Ec/Io를 계산하고 상기 토론된 방법으로 상기 위치를 서비스하는 새로운 확률을 결정한다. 각각 가능한 기지국의 그룹에 대한 확률은 상기 기술된 방법으로 계산된다. 최종적으로, 개별 기지국에서 새롭게 전송된 신호 세기는 수신 신호 세기의 결정에 의해 계산되어 상기 위치에 필요한 이동(Eb/No)을 제공한다. 많은 위치에 대하여, 임의 기지국에 대한 전송 세기가 다시 증가될 수 있는데, 그 이유는 상기 제1회 계산에 필요한 전송 세기의 증가가 주요 위치에서 총 수신 신호 세기를 올림으로서, 많은 기지국으로부터 수신된 신호 세기는 품질 서비스에 필요한 Eb/No 를 유지하기 위하여 증가될 필요가 있기 때문이다.

상기 모델링 프로세스의 어떤 점에서, 모든 기지국에 의해 전송된 신호 세기의 레벨 증가 및 상기 시스템의 각 위치에서 간섭 레벨의 증가는 동일하게 되어 부가적인 횟수의 계산이 상기 시스템의 간섭에 미미한 영향을 미칠 것이다. 모든 위치에 대한 계산 횟수가 완료되었을 때, 상기 계산 초기에 전송 신호 세기의 변화를 결정하기 위하여 시험된다. 변화가 너무 작아서 문제시되지 않을 때를 결정하기 위하여 특정 시스템에 선택된 소정의 레벨보다 레벨이 작으면, 그 모델링은 종료된다. 이것은 때때로 이러한 명세서에서 컨버젼시로 불린다. 상기 필요한 전송력에 대하여 결정된 값, 상기 전송력에 의해 정의된 기지국 및 상기 시스템에서 임의 위치를 서비스하기 위하여 가장 있음직한 기지국 또는 기지국의 그룹은 동일한 시험이 충족되기 전에 마지막 계산으로 결정된 기지국이다.

CDMA 시스템을 통하여 모델링된 각 위치 값으로, 이웃 목록은 각 섹터에 준비될 수 있다. 상기 위치를 서비스하는 다른 기지국의 확률을 결정하기 위하여 각 위치에 누적된 데이터를 이용하면, 특정 커버리지 영역을 갖는 임의 기지국 및 상기 커버리지 영역내의 위치를 서비스하는 다른 특정 기지국의 확률은 상기 시스템전체의 각 위치에서 발견될 수 있다.

이것은 그룹이 커버리지 영역을 갖는 기지국 및 관심있는 다른 기지국을 포함하는 커버리지 영역내에 한 위치를 제공할 수 있는 모든 기지국 중 각각 가능한 기지국의 그룹에 대한 확률을 결정하는 것에 의해 수행된다. 상기 각 그룹에 대한 확률은 상기 위치를 서비스하는 그룹의 각 기지국의 확률을 서비스할 그룹에 없는 기지국이 상기 위치를 서비스하지 않을 확률에 곱하여 발생된다. 이것은 도 5의 예에서 테이블의 오른쪽 부분에 도시된 확률이다. 2개의 기지국을 포함하는 각 그룹의 확률은 가산되어 2개의 기지국이 상기 위치를 서비스할 확률을 제공한다. 다음, 상기 1차 기지국의 커버리지 영역안의 위치를 서비스하는 상기 기지국 및 다른 특정 기지국의 확률은 커버리지 영역의 모든 위치에 가산된다. 유사하게, 임의 특정 위치를 서비스하는 임의 기지국 및 각각의 다른 기지국의 확률은 상기 시스템을 통하여 결정되고 가산되어, 각 커버리지 영역의 기지국 및 다른 기지국이 상기 커버리지 영역을 서비스할 수 있는 확률의 목록을 상기 기지국에 의해 발생한다. 그 결과는 상기 기지국 및 그 기지국이 서비스하는 임의 위치를 서비스하는 다른 기지국의 확률을 합한 갯수이다.

충분한 갯수의 이웃하는 기지국이 상기 시스템의 용량에 선택될 때까지 점증 적으로 낮은 확률의 합을 이용하고 확률이 가장 높은 합으로 시작하는 목록을 선택하는 것은 시비스된 각 위치에 실제로 서비스를 제공하기 위하여 다른 기지국만을 각 기지국에 포함하는 이웃 목록을 제공할 것이다. 임의 특정 기지국이 커버리지 영역내에서 차량과 통신할 수 있는 위치의 갯수 만큼 최종 값을 가중하는 것을 주목해야 한다. 이것은 1차 기지국에 의해 서비스된 폭넓은 섹터 영역을 커버하는 기지국에 앞서 효과적으로 제공한다. 그러한 가중은 로딩 효과가 결정되지 않고 중요하지 않은 가끔 사용되는 신규 시스템에 특히 유용하다.

다른 한편, 많은 상황에서 한 시스템의 다양한 영역은 다른 영역보다 훨씬 많은 양의 트래픽을 조종한다. 그러한 경우에, 상기 시스템을 고려해보는 것이 바람직하다. 본 발명은 이것을 허용한다. 각 위치에 유용한 인자를 할당시켜 과중한 트래픽을 경험하는 영역이 더욱 가중됨으로써 사용이 고려될 수 있다. 따라서, 예컨데, 특정 위치에는 모든 시간에 사용자의 평균 1/10 트래픽을 갖는 반면, 다른 위치에는 약간 적은 양의 트래픽을 가진다고 추측할 수 있다. 상기 위치에 대한 사용 인자에 의해 각각의 개별 기지국에 대한 확률을 가중함으로써(예컨데, 사용자의 1/10이 존재하는 확률을 곱함으로써), 얻어진 확률의 합은 사용자 인자에 의해 비슷하게 가중될 것이다. 또한, 이러한 사용 인자는 다른 시간에 다른 사용 레벨의 효과를 결정하는데 이용될 수 있다.

이러한 동일한 사용 가중은 한 위치에서 품질 신호를 발생하는데 필요한 전송력을 계산하는데 이용되는 것을 주목해야 한다. 예컨대, 그 전송력이 상기 수신 신호력을 특정 기지국에 의해 상기 위치가 서비스될 확률만큼 곱한 다음, 전송 손실을 가산하는 것에 의해 상기 프로세스에서 결정될 수 있다. 또한, 상기 위치에 대한 전송력은 사용 인자를 토대로 결정될 수 있다. 각 위치의 확률 및 사용 인자 만큼 상기 수신 신호력을 가중한 다음, 각 섹터에 상기 전송력을 가산함으로써, 전송력은 더욱 정확하게 상기 기지국에 대하여 결정될 수 있다.

상기 확률을 결정하고 상기 기술된 방법으로 할당된 갯수를 몇개의 미리 선택된 레벨보다 큰 임의 기지국을 상기 이웃 목록에 포함할 때 결정될 수 있다. 이것은 커버리지 영역에 기초한 목록에 기지국을 포함하는 경향 및 신호의 특정 레벨의 확신을 가짐으로서 실제로 서비스를 제공할 기회가 적은 기지국을 가장 유사하게 서비스할 수 있는 그룹으로부터 제거한다. 상기 이웃 목록의 결정에 이용된 다른 범주를 계산하는 확률 및 사용 인자에 따라 레벨이 사용될 수 있다.

또한, 한 위치를 서비스하는 기지국의 그룹에 대해 결정된 확률은 한 위치에서 간섭 레벨을 결정하는데 이용될 수 있다. 예컨데, 한 위치에서 수신된 모든 신호를 간단히 합하는 대신에, 한 그룹의 각 위치로부터 수신된 신호 값은 기지국의 상기 그룹이 상기 위치를 제공할 확률만큼 가산되고 가중될 수 있다. 다음, 국에서 수신된 모든 그룹에 대한 결과는 간섭 레벨을 제공하기 위하여 결합될 수 있다.

본 발명이 양호한 실시예에 기재되었을 지라도, 당업자라면 본 발명의 범위 및 정신에 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 다음과 같은 청구항에서 측정되어야 한다.

Claims (18)

1. CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법에 있어서:

   한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 모든 기지국으로 구성된 기지국의 세트를 상기 위치에서 수신된 모든 신호의 전력 레벨과 비교되는 기지국으로부터 수신되는 신호 세기 레벨을 기초하여 결정하는 단계;

   한 위치에서 이동 장치와 통신 가능한 상기 기지국의 세트 내의 각각의 기지국에 대한 상기 위치에서의 통신 확률을 결정하는 단계;

   상기 기지국의 세트로부터 가능한 하나 이상의 기지국의 조합을 각각 표시하는 단계;

   상기 세트내의 나머지 기지국의 통신 확률과 비교되어 결정된 상기 조합내의 상기 기지국 각각의 통신 확률에 기초하여 상기 각각의 가능한 기지국 조합에 대한 상기 위치에서의 통신 확률을 계산하는 단계; 및

   상기 계산된 상기 조합들의 확률들로부터 이웃 목록을 작성하는 단계로서, 상기 이웃 목록은 목록상의 이웃 기지국들 각각에 대해 상기 위치를 서비스하는 각각의 기지국의 상대적 확률을 표시하는 것인, 상기 이웃 목록을 작성하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 각 기지국이 그 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 결정하는 단계는, 상기 기지국에서 수신된 신호 세기 레벨 대 그 위치에서 총 간섭비를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 각 기지국이 그 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 결정하는 단계는, 상기 기지국에서 수신된 신호 세기 레벨 대 그 위치에서 총 간섭 레벨비와, 그 레벨비를 신호가 수신될 확률과 비교하는 곡선을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 각 기지국이 그 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 결정하는 단계는, 가장 확률이 높은 기지국 및 조합으로부터 각 기지국에 대한 이웃 목록을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 모든 기지국의 세트에서 가능한 기지국 조합이 이동 장치와 통신하는 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 계산하는 단계는 한 위치에서 수신된 신호의 간섭 레벨과 상기 기지국의 세트에서 각 기지국의 실제 세기 레벨을 비교하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 모든 기지국의 세트에서 각각 가능한 조합이 이동 장치와 통신하는 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 확률을 계산하는 단계는 상기 시스템 전체의 임의의 다른 서비스 기지국과 함께 한 개의 서비스 기지국에 대한 확률을 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 확률의 총계는 상기 시스템 전체의 한 개의 기지국 및 임의의 다른 기지국에 의해 상호 서비스되는 복수의 위치에 의존하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 확률의 총계는 상기 시스템 전체의 한 개의 기지국 및 임의의 다른 기지국에 의해 상호 서비스되는 각각의 위치에서 평균 사용자 수에 의존하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 한 위치를 서비스할 수 있는 기지국 및 기지국의 조합으로부터 각 기지국에 대한 이웃 목록을 선택하는 단계는 상호 제공된 위치의 임계치보다 많은 수를 갖는 기지국을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 한 위치에서 서비스할 수 있는 기지국의 조합 및 기지국으로부터 상호 서비스 위치가 가장 많은 미리 결정된 기지국의 갯수를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
11. 제7항에 있어서, 상기 한 위치에서 서비스할 수 있는 기지국의 조합 및 기지국으로부터 각 기지국에 대한 이웃 목록을 선택하는 단계는 상호 서비스 사용자가 가장 많은 미리 결정된 기지국의 수를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
12. 제7항에 있어서, 상기 한 위치에서 서비스할 기지국의 조합 및 기지국으로부터 각 기지국에 대한 이웃 목록을 선택하는 단계는 상호 서비스된 사용자의 임계치보다 많은 수의 사용자를 갖는 기지국을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 각각의 기지국을 그 위치에서 수신된 모든 신호의 세기 레벨과 비교되는 상기 기지국에서 수신된 신호 세기 레벨을 기초로 결정하는 단계는 상기 위치에서 수신된 측정 신호 레벨로부터 각 위치에서의 간섭을 계산하는 단계와,

    품질 신호에 대하여 각 위치에서 필요한 수신 신호 레벨을 결정하는 단계와,

    기지국이 필요한 수신 신호 레벨을 발생시킬 수 있는 전송력을 계산하는 단계와,

    간섭의 변화가 미리 결정된 양보다 적어질 때 까지 상기 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 기지국이 필요한 수신 신호 레벨을 발생시킬 수 있는 전송력을 계산하는 단계는 한 위치에서 평균 사용자의 수에 의해 가중된 위치를 서 비스하는 기지국의 확률을 이용하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 기지국이 필요한 수신 신호 레벨을 발생시킬 수 있는 전송력을 계산하는 단계는 기지국이 복수의 위치를 서비스할 수 있는 평균 전송 레벨을 가산하여 기지국에 대한 총 평균 전송 레벨을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 각 위치에서의 간섭을 상기 위치에서 수신된 측정 신호 레벨로부터 계산하는 단계는 한 위치를 서비스하는 기지국의 각 조합이 수신한 신호 레벨을 가산하는 단계와,

    상기 가산 합을 상기 위치를 서비스하는 상기 기지국 조합의 확률만큼 가중하는 단계와,

    한 위치를 서비스하는 각 기지국의 조합에 대한 결과치를 가산하여 한 위치에서 평균 간섭 레벨을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 기지국이 필요한 수신 신호 레벨을 발생시킬 수 있는 전송력을 계산하는 단계는

    한 위치에서 평균 사용자 수 만큼 가중된 상기 한 위치를 서비스하는 기지국 의 확률을 이용하여 상기 시스템의 각 위치에 기지국에 대한 전송 레벨을 결정하는 단계와,

    2개의 연속 반복사이의 섹터 전송력의 차를 비교하여 그 차가 특정 임계치 이하로 떨어질 때 컨버젼스를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 한 위치에서 이동 장치와 통신할 수 있는 각각의 기지국을 상기 위치에서 수신된 모든 신호의 세기 레벨과 비교되는 상기 기지국으로부터 수신된 신호 세기 레벨을 토대로 결정하는 단계는

    각 위치에서의 간섭을 그 위치에서 수신된 신호 레벨로부터 계산하는 단계와,

    품질 신호에 대하여 각 위치에서 수신된 필요한 신호 레벨을 결정하는 단계와,

    기지국이 필요한 수신 신호 레벨을 발생시킬 수 있는 전송력을 계산하는 단계와,

    간섭의 변화가 미리 결정된 양보다 작을 때 까지 상기 단계들을 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 시스템에서 이웃 목록을 선택하는 방법.

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