KR20010031497A

KR20010031497A - Ｃｄｍａ, ｆｄｍａ 및 ｔｄｍａ 다중 액세스 콤포넌트를갖는 무선 원격 통신을 위한 원격 통신 시스템

Info

Publication number: KR20010031497A
Application number: KR1020007004534A
Authority: KR
Inventors: 안냐 클라인; 마르쿠스 나싼
Original assignee: 칼 하인쯔 호르닝어; 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1997-10-27
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2001-04-16
Also published as: HK1033721A1; US6741583B1; EP1027782A2; CA2307767A1; AU749546B2; EP1027782B1; KR100451674B1; CN1278381A; JP4402831B2; DE59812419D1; WO1999022474A3; BR9813150A; CN1139213C; AU1554299A; ES2232030T3; WO1999022474A2; DE19747370C1; JP2001522162A

Abstract

본 발명은 CDMA, FDMA 및 TDMA 다중 엑세스 콤포넌트를 갖는 무선 원격 통신을 위한 원격 통신 시스템에 관한 것이다. 상기 원격 통신 시스템에 있어서, 공지된 ″멀티 코드″ 옵션은 다운 링크(전송 방향: 기지국→이동국)에, 공지된 ″멀티 슬롯″ 옵션은 업링크(전송 방향: 이동국→기지국)에서 사용된다.

Description

ＣＤＭＡ, ＦＤＭＡ 및 ＴＤＭＡ 다중 액세스 콤포넌트를 갖는 무선 원격 통신을 위한 원격 통신 시스템 {TELECOMMUNICATION SYSTEM FOR WIRELESS TELECOMMUNICATION WITH A CDMA, FDMA AND TDMA MULTIPLE ACCESS COMPONENT}

송신 및 수신 장치(송신기 및 수신기)는 메세지 소스와 메세지 처리 및 전송을 위한 메세지 싱크 사이에서 메세지 전송 경로를 가진 메세지 시스템에 사용된다. 상기 장치에 있어서,

1) 메세지 처리 및 메세지 전송이 선취된 전송 방향(심플렉스 동작) 또는 두 개의 전송 방향(듀플렉스 동작)에서 이루어질 수 있다.

2) 메세지는 아날로그 또는 디지털로 처리된다.

3) 원격 전송 경로를 통한 메세지 전송은 와이어를 기반으로 하거나 - 예를 들면 DECT, GSM, WACS 또는 PACS, IS-54, IS-95, PHS, PDC등[IEEE 통신 잡지, 1995. 1, 50 ~ 57 페이지; D.D. Falconer et al.: ″Time Division Multiple Access Methods for Wireless Personal Communications″ 참조]과 같은 무선 표준에 따라 - FDMA(주파수 분할 다중 액세스), TDMA(시간 분할 다중 액세스), 및/또는 CDMA(코드 분할 다중 액세스)와 같은 다양한 메세지 전송 방법을 기초로 와이어없이(예를 들면 무선 전송에 의해) 실행된다.

″메세지″는 콘텐트(정보)와 물리적 개념(신호)을 대표하는 상위 개념이다. 동일 콘텐트-즉, 동일한 정보-를 가진 메세지라도 서로 다른 신호 형태가 발생할 수 있다. 그러므로, 한 항목에 관련된 메세지는 다음과 같은 형태로 전송될 수 있다.

(1) 영상의 형태로,

(2) 구어로,

(2) 문어로,

(4) 인코딩된 워드 또는 영상으로,

(1) ... (3)의 전송 방식은 일반적으로 연속된 (아날로그) 신호인 것이 특징이며, (4)의 전송 방식의 경우 일반적으로 불연속 신호(예를 들면, 펄스, 디지털 신호)가 발생한다.

이와 같은 메세지 시스템의 일반적인 정의를 기초로, 본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 청구된 바와 같이 CDMA, FDMA 및 TDMA 다중 접속 방식에 의한 무선 원격 통신을 위한 무선 통신 시스템에 관한 것이다.

무선 원격 통신에 의한 원격 통신 시스템은 다음 문서에 개시되어 있다. (1): Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin 45, 1995, Issue 1, 10 ~ 14 페이지 및 Issue 2, 24 ~ 27 페이지; P. Jung, B. Steiner: ″Konzept eines CDMA-Mobilfunksystems mit gemeinsamer Detektion fuer die dritte mobilfunkgeneration″; (2): Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin 41, 1991, Issue 6, 223 ~ 227 페이지 및 234 페이지; P.W. Baier P. Jung, A. Klein: ″CDMA - ein guenstiges Vielfachzugriffsverfahren fuer frequenzselektive und zeitvariante Mobilfunkkanaele″; (3): IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences, Vol. E79-A, No.12, December 1996, 1930 ~ 1937 페이지; P.W. Baier, P.Jung: ″CDMA Myths and realities Revisited″; (4): IEEE Personal Communications, 1995. 2, 38 ~ 47; A.Urie, M. Streeton, C. Mourot: ″An Advanced TDMA Mobile Access System for UMTS″ ; (5): telekom praxis, 5/1995, 9 ~ 14 페이지; P.W.Baier: ″Spread Spectrum-Technik und CDMA - eine urspruenglich militaerische Technik erobert den zivilen Bereich″; (6): IEEE Personal Communications, 1995. 2, 48 ~ 53 페이지; P.G. Andermo, L.M. Ewerbring: ″A CDMA-Based Radio Access Design for UMTS″ ; (7): ITG Fachberichte, Berlin, Offenbach: VDE Verlag ISBN 3-8007-1965-7, 67 ~ 75 페이지; Dr.T. Zimmermann, Siemens AG:″Anwendung von CDMA in der Mobilkommunikation″; (8): telecom report 16, (1993), Issue 1, 38 ~ 41 페이지; Dr.T. Ketseoglou, Siemens AG und DR.T. Zimmermann, Siemens AG; ″Effizienter Teilnehmerzugriff fuer die 3. Generation der Mobilkommunikation - Vielfachzugriffsverfahren CDMA macht Luftschnittstelle flexibler″. 상기 문서들에 설명된 바와 같이 상기 시스템은 일반적인 이동 원격 통신 시스템(UMTS)의 가능성을 기초로 제 3 세대 무선 원격 통신의 계획안으로서 언급된다.

제 2 세대 무선 원격 통신의 계획안은 마이크로 셀과 매크로셀 영역에서 FDMA/TDMA/FDD 전송 원칙(주파수 분할 듀플렉스)을 기초로 하는 GSM-지정 무선 원격 통신 시스템에 의해 결정된다. [그룹 전용 이동 통신 또는 이동 통신 세계화 시스템; 참조 문헌 (1): Informatik Spektrum 14 (1991.6), 3권, Berlin, DE; A. Mann: ″Der GSM-Standard - Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze″, 137 ~ 152페이지; (2); R. Steele: Mobile Radio Commiunications, Pentech Press, 1992(1994년 재판), 8장: The Pan-European Digital Cellular Mobile Radio System - known as GSM, 677 페이지 이하. ; (3): telekom praxis 4/1993, P. Smolka: ″GSM-Funkschnittstelle - Elemente und Funktionen″, 17, 24 페이지], 그리고 피코셀 영역에서 FDMA/TDMA/TDD 전송 원리(시간 분할 듀플렉스)를 기초로 하는 DECT 원격 통신 시스템에 의해 결정된다. [디지털 강화(이전에는 유럽으로 사용함) 무선 원격 통신; 참조 문헌(1); Nachrichtentechnik Elektronik 42 (1992, 1, 2) 1권, Berlin, DE; U. Pilger ″Struktur des DECT-Standards″, 23 ~ 29 페이지, ETSI 간행 ETS 300175-1...9(1992. 10)와 관련됨; (2):telecom report 16(1993), 1권, J.H. Koch: ″Digitaler Komfort fuer schnurlose Telekommunikation - DECT-Standard eroeffnet neue Nutzungsgebiete″, 26 ~ 27 페이지; (3); tec 2/93 - Das technische Magazin von Ascom ″Wege zur universellen mobilen Telekommunikation″, 35 ~ 42페이지; (4): Philips Telecommunication Review 49권, No. 3, 1991. 9, R.J.Mulder: ″DECT, a universal cordless access system″; (5):WO 93/21719(관련 설명은 도 1에서 3에)].

도 1에는 트래픽 채널(Traffic Channel;TCH)에 사용자 데이터를 전송하기 위해 다음 문서에 공지된 GSM 이동 무선의 개념에 대한 TCH 멀티프레임, TDMA 프레임 및 TDMA 타임 슬롯 구조가 도시되어 있다. ″(1): Informatik Spectrum 14(1991. 6)), No. 3, Berlin, DE; A. Mann: ″Der GSM-Standard - Grundlage fuer digitale europaeische Mobilfunknetze″, 137 ~ 152페이지; (2): R. Steele: Mobile Radio Communications, Pentech Press, 1992(1994년 재발행), 8장: The Pan-European Digital Cellular Mobile Radio System - GSM으로 알려짐, 677 페이지 이하.; (3): telekom praxis 4/1993, P. Smolka: ″GSM-Funkschnittstelle - Elemente und Funktionen″, 17, 24 페이지″ 여기에서 설명된 구조에 내장된 데이터는 890 MHz와 915 MHZ사이의 주파수 대역에서는 업링크 경로 또는 업링크 방향(업링크; ″이동국에서 기지국으로″의 전송)으로, 935 MHz와 960 MHz사이의 주파수 대역에서는 다운링크 경로 또는 다운 링크 방향(다운 링크:″기지국에서 이동국으로″의 전송)으로 FDD 원리에 따라 전송된다.

도 2에 DECT 이동 무선 개념의 TDMA 프레임 및 TDMA 타임 슬롯 구조가 도시되어 있으며, 상기 개념은 ″Nachrichtentechnik Elektronik 42(1992. 1, 2.),1 권, Berlin, DE; U. Pilger ″Struktur des DECT-Standards″, 23 ~ 29 페이지″ 에 개시되어 있다. 여기에서 상기 구조에 내장된 데이터는 다운링크 경로 또는 다운링크 방향(다운링크; ″기지국에서 이동국으로의″ 전송)으로 타임슬롯 0...11에, 업링크 경로 또는 업링크 방향(업링크; ″이동국에서 기지국으로의″ 전송)으로 TDD 원리를 사용하여 전송된다.

도 3에는 Nachrichtentechnik Elektronik, Berlin 45, 1995, Issue 1, 10 ~ 14 페이지 및 Issue 2, 24 ~ 27 페이지; P. Jung, B. Steiner: ″Konzept eines CDMA-Mobilfunksystems mit gemeinsamer Detektion fuer die dritte Mobilfunkgeneration″을 기초로 하여, CDMA, FDMA, TDMA 다중-액세스 성분을 가진 원격 통신 시스템의 업링크 경로(업링크: ″이동국에서 기지국으로의″의 전송 방향) 및 다운링크 경로(다운링크:″기지국에서 이동국으로″의 전송 방향)에 대해 가능한 FDMA/TDMA/CDMA 다중 액세스, 예를 들어, 결합 검출 CDMA 이동 무선 개념이 도시되어 있다. 여기에서, - GSM 시스템(도1)과 같이 - 데이터는 다른 주파수 대역에서의 업링크 경로 또는 업링크 방향(업링크; ″이동국에서 기지국으로의″ 전송) 및 다운링크 경로 또는 다운링크 방향(다운링크; ″기지국에서 이동국으로의″ 전송)으로 FDD 원리에 따라 전송된다.

타임 슬롯내에 동시에 활동하는 가입자의 수는 예컨대 K=8이다.

도 4는 도 3에 도시된 다중 액세스로부터 출발하여, 간행물 ″Nachrichtentechnik Elektronok″ Berlin 45, 1995, 제 1권의 10-14 페이지, 그리고 제 2권의 24-27 페이지에서 P.Jung,B.Steiner: ″Konzept eines CDMA-Mobilfunksystems mit gemeinsamer Detektion fuer die dritte Mobilfunkgeneration″이 공지되어 있으며, 특히 상기 간행물의 그림 5에는 공동 검출기를 갖는 CDMA 이동 무선 통신에 대한 개념에서 나온 업링크 경로(전송 방향: ″이동국 → 기지국″)의 타임 슬롯 구조(버스트 구조)가 공지되어 있다.

도 4에 제시된, 사용자 데이터 블록의 24개의 데이터 기호는 Q=14의 확산 팩터를 갖는 가입자 고유의 확산 코드에 의해 확산됨으로써, 각각의 데이터 기호(14)는 ″칩″으로서 형성된 데이터 엘리먼트를 포함한다.

도 5는 예컨대 두 개의 무선 셀 및 그 속에 배치된 기지국(송·수신기 기지국)을 갖는 GSM 무선 시나리오의 기본도를 나타낸 것이다. 여기서, 제 1 기지국(BTS1)(송신기/수신기)은 제 1 무선 셀(FZ1)을, 제 2 기지국(BTS2)(송신기/수신기)은 제 2 무선 셀(FZ2)을 전방향으로 ″조명하고″, 기지국들(BTS1, BTS2)이 FDMA/TDMA/CDMA-무선 시나리오를 위해 설계된 에어 인터페이스에 의해, 이에 상응하는 전송 채널(TRC)(Transmission Channel)상에서 단방향 또는 양방향의 업링크 방향(UL)(업 링크) 및/또는 다운 링크 방향(DL)(다운 링크)- 의 무선 원격 통신을 통해 무선 셀(FZ1, FZ2)에 있는 다수의 이동국(MS1...MS5)(송신기/수신기)에 접속되거나 접속될 수 있다. 상기 기지국(BTS1, BTS2)은 공지된 방식(GSM-원격 통신 시스템과 비교)으로 기지국 제어 장치(BSC)(Base Controller)에 접속되고, 상기 제어 장치(BSC)는 기지국의 제어 장치의 범위내에서 주파수 관리 및 교환 기능을 갖는다. 상기 기지국 제어 장치(BSC)는 그것의 이동 교환국(MSC)(Mobile Switching Center)을 통해 상위의 통신 네트워크, 다시 말해 PSTN(공중 교환 전화망)에 접속된다. 상기 이동 교환국(MSC)은 도시된 원격 통신 시스템을 위한 관리국이다. 상기 관리국은 전체 통화 관리, 그리고 네트워크 내에서 관련 레지스터(도시되지 않음)에 의해 원격 통신 가입자의 확인 및 위치 모니터링을 수행한다.

상기 이동국에 의해 전송될 수 있는 데이터 전송 속도는 간행물 ″Nachrichtentechnik Eletronik″, Berlin 45, 1995, 제 1권, 10-14 페이지 및 제 2권의 24-27 페이지의, 특히 제 2권의 26페이지, 왼쪽 칼럼의 4-8행에 있는 P.Jung, B.Steiner의 ″Konzept eines CDMA-Mobilfunksystems mit gemeinsamer Detektion fuer die dritte Mobilfunkgeneration″와 비교해 보면, 이러한 가입자에게 다수의 타임 슬롯(″멀티 슬롯″ 옵션) 및/또는 다수의 CDMA 코드(″멀티 코드″ 옵션)가 할당됨으로써 변형될 수 있다.

상기 ″멀티 슬롯″ 옵션 및 ″멀티 코드″ 옵션은 이동국의 관점으로 볼 때 하기의 특성을 지닌다:

″멀티 슬롯″ 옵션(타임 슬롯당 각각 최대 1의 CDMA 코드가 가입자에게 할당된다):

송신기의 이동국:

- 송신호가 거의 일정한 엔벌로프를 가지기 때문에, HF 부분의 직선성에 대한 요구는 줄어든다.

- 할당된 타임 슬롯의 수가 증가하면서, 연속적인 전송 모드로 전송된다. 예컨대, TDMA 범위의 모든 8개의 타임 슬롯이 이동국에 배치됨으로써, 정확하게 연속적인 전송 모드의 경우가 이루어진다. 이러한 경우는 EMV 관점으로 볼 때 바람직하다.

수신기로서의 이동국:

- 모든 타임 슬롯은 검출되어야만 하며, 거기에서 이동국은 CDMA 코드를 할당받는다. 여기서, 하기의 관점으로 신호 처리 장치에서 오버헤드가 생겨나는 단점이 있다. 즉, 상기 이동국이 예컨대 8개의 ″액티브한″ CDMA 코드로부터 단지 하나의 CDMA 코드를 할당받게 되면, 그럼에도 불구하고 예컨대 ″결합 검출″시에 8개가 검출된다. 할당되지 않은 7개의 코드의 데이터는 부가 처리되지 않는다.

″멀티 코드″ 옵션(타임 슬롯당 가입자에게 CDMA 코드로서 할당된다)

수신기로서의 이동국:

- 송신호가 일정한 엔벌로프를 가지지 않기 때문에, HF-부분에 대한 요구들은 높아진다.

송신기로서의 이동국:

- 송신기에서 신호 처리에 대한 오버헤드가 줄어든다. 타임 슬롯의 모든 액티브한 CDMA 코드가 이동국에 할당되는 경우, 어떠한 오버헤드도 생기지 않는다.

본 발명의 목적은 예컨대, CDMA, FDMA 및 TDMA 다중 액세스 콤포넌트를 갖는 무선 원격 통신을 위한 원격 통신 시스템에서 이동국에 의해 전송될 수 있는 데이터 전송 속도의 변경시, 전술한 단점을 피하는데 있다.

상기 목적은 청구항 제 1항의 서문에 의해 기술된 원격 통신 시스템에서 출발하여, 청구항 제 1 항의 특징부에 제시된 특징에 의해 달성된다.

본 발명의 이상은 다운 링크(전송 방향:″기지국→이동국″)에는 ″멀티 코드″ 옵션을, 그리고 업 링크(전송 방향:″이동국→기지국″)에는 ″멀티 슬롯″ 옵션을 사용하는데 있다.

청구항 제 2항에 따르면, 타임 슬롯당 다운 링크에는 하나 이상의 CDMA 코드가 할당될 수 있고, 업 링크에는 타임 슬롯당 각각 최대 1개의 CDMA 코드가 할당될 수 있다.

본 발명의 또다른 바람직한 실시예는 종속항에 제시된다.

본 발명의 실시예는 도 6에 의해 설명된다.

도 6은 도 5에 따른, 변형된 FDMA/TDMA/CDMA 무선 시나리오를 나타낸 것이다. 여기서, 전송 채널(TRC)의 다운 링크 경로(전송 방향: 기지국 (BTS1, BTS2)→이동국(MT1, MT2))에서는 예컨대 타임 슬롯당, 하나 이상의 CDMA 코드가 이동국(MT1...MT2)에 할당되는 반면, 다수의 타임 슬롯을 갖는 전송 채널(TRC)의 업링크 경로(전송 방향: 이동국(MT1...MT5)→기지국(BTS1, BTS2))에서는 예컨대 타임 슬롯당 각각 최대 1 개의 CDMA 코드가 이동국(MT1...MT5)에 할당된다.

Claims

(a) 상기 원격 통신 시스템을 위해 예정된 주파수 밴드의 주파수들이, 각각 예정된 타임 슬롯 기간(ZSD)을 갖는 다수의 타임 슬롯(ZS1...ZS8)으로 분할되고,

(b) 상기 원격 통신 시스템의 주파수 밴드에서, 각각 예정된 수의 원격 통신 가입자들(TKT1...TKT8)의 원격 통신 접속이 동시에 이루어지며, 업링크 및/또는 다운 링크에서 단방향 또는 양방향으로 전송된, 분리 가능성을 위한 가입자 신호들이 각각 개별적으로 할당된 코드에 접속되고,

(c) 상기 각각의 원격 통신 가입들(TKT1...TKT8)에게 다수의 타임 슬롯(ZS1...ZS8) 및/또는 다수의 코드가 할당될 수 있는 CDMA, FDMA 및 TDMA 다중 엑세스 콤포넌트를 갖는 무선 원격 통신을 위한 원격 통신 시스템에 있어서,

(d) 다운 링크에서, 상기 원격 통신 가입자들(TKT1...TKT8)에게 다수의 코드가 할당될 수 있으며,

(e) 업링크에서 상기 원격 통신 가입자들(ZS1...ZS8)에게 다수의 타임 슬롯이 할당될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 통신 시스템.
제 1항에 있어서,

(a) 상기 업링크에서, 타임 슬롯(ZS1...ZS8)당 최대 1개의 CDMA 코드가 각각 상기 원격 통신 가입자들(TKT1...TKT8)에게 할당될 수 있고,

(b) 상기 다운 링크에서, 타임 슬롯(ZS1...ZS8)당 하나 이상의 CDMA 코드가 상기 원격 통신 가입자들(TKT1...TKT8)에게 할당될 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 통신 시스템.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 주파수 밴드의 주파수들이 대략 577 ㎲의 각각의 예정된 타임 슬롯 기간(ZSD)을 가진, 각각 8 개의 타임 슬롯(ZS1...ZS8)으로 분할되는 것을 특징으로 하는 원격 통신 시스템.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 원격 통신 시스템의 주파수 밴드에서 8 개의 원격 통신 가입자들(TKT1...TKT8)의 원격 통신 접속이 동시에 이루어질 수 있는 것을 특징으로 하는 원격 통신 시스템.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 원격 통신 시스템이 JD-CDMA 원격 통신 시스템인 것을 특징으로 하는 원격 통신 시스템.