KR0119561B1 - Virtual cellular network - Google Patents

Virtual cellular network

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KR0119561B1
KR0119561B1 KR1019940026619A KR19940026619A KR0119561B1 KR 0119561 B1 KR0119561 B1 KR 0119561B1 KR 1019940026619 A KR1019940026619 A KR 1019940026619A KR 19940026619 A KR19940026619 A KR 19940026619A KR 0119561 B1 KR0119561 B1 KR 0119561B1
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Abstract

A virtual cellular network and a communication method thereof are provided, wherein the virtual cellular network includes a plurality of ports, being connected each other by means of port network, for receiving packets which are transmitted from mobile terminals, and a port server for selecting out of one or a plurality of duplex packets which are transmitted from one or more ports included in a temporarily formed virtual cells to transmit the selected packet toward a destination and the mobile terminals, wherein all frequency bands may be utilized by all terminals and the mobile terminals are not limited to one base station in communication by constructing ports around the mobile terminals to receive upward direction signals, and the positioning and installation of the ports are simplified.

Description

가상 셀룰라 통신망과 그 통신방법Virtual cellular network and its communication method

제1도는 종래의 셀룰라 통신방식에 대한 개략 블럭도.1 is a schematic block diagram of a conventional cellular communication scheme.

제2도는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가상 셀룰라 통신망에 대한 개략 블럭도.2 is a schematic block diagram of a virtual cellular network in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

제3도는 단말기에서의 상방향 패킷전송 프로토콜의 흐름도.3 is a flowchart of an uplink packet transmission protocol in a terminal.

제4도는 포트서버에서의 패킷처리 프로토콜의 흐름도.4 is a flowchart of a packet processing protocol in a port server.

제5도는 포트서버에서의 하향 패킷전송 프로토콜의 흐름도이다.5 is a flowchart of a downlink packet transfer protocol in a port server.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

Ma~Me : 이동단말기 PA~PN: 포트Ma ~ Me: Mobile terminal P A ~ P N : Port

PN : 포트 네트웍 PS : 포트 서버PN: Port Network PS: Port Server

VC1~VC5 : 가상셀VC1 ~ VC5: virtual cell

[발명의 분야][Field of Invention]

본 발명은 셀룰라 통신 방식에 관한 것으로, 특히 이동단말기가 하나의 패킷을 전송하는 시간동안에 이동단말기를 중심으로 가상적으로 형성되는 소정크기의 영역으로 정의되는 가상 셀(Virtual cell : VC) 구조를 갖는 가상 셀룰라 통신망(Virtual Cellular Network : VCN) 및 그의 통신방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cellular communication scheme, and in particular, a virtual having a virtual cell (VC) structure defined as a region of a predetermined size virtually formed around a mobile terminal during a time when a mobile terminal transmits one packet. It relates to a cellular communication network (VCN) and a communication method thereof.

[종래기술][Private Technology]

실내외 무선 데이타 통신, 차량 및 휴대전화, 그리고 장래의 개인통신망 등 무선 및 이동 통신 기술을 기초로 하는 통신방식에서 가장 중요한 것이 무선 자원을 공유하는 기술이다. 상기한 무선 자원을 공유하는 방법은 일반적으로 다음과 같이 두 단계로 구성되는데, 먼저, 지역별로 주파수 자원을 나누는 단계와, 다음에 나누어진 주파수 대역별로 무선 다원 접속(multiple access) 프로토콜을 적응하는 단계로 이루어진다. 이와 관련하여 현재 가장 널리 사용되는 방식은 셀룰라 통신방식이다.The most important is the technology of sharing radio resources in communication methods based on wireless and mobile communication technologies such as indoor and outdoor wireless data communication, vehicles and mobile phones, and future personal communication networks. The method of sharing the radio resources is generally composed of two steps as follows: first, dividing frequency resources by regions, and then adapting a wireless multiple access protocol for each divided frequency band. Is made of. In this regard, the most widely used method is cellular communication.

상기 셀룰라 통신방식에서는 서비스하고자 하는 지역을 미리 셀단위로 나누고, 각 셀에서는 지정된 주파수 대역을 사용하게 하며, 인접셀에서는 서로 다른 주파수대역을 사용하게 함으로써 신호간의 간섭 및 혼신을 줄인다. 그리고, 하나의 셀에서 사용된 주파수 대역은 충분히 멀리 떨어져 있는 거리(보통 인접한 셀을 하나 지난 지역에서)에서 다시 재사용(reuse)함으로써 한정된 전체 주파수 대역을 가지고 넓은 지역을 서비스할 수 있도록 한 것이 가장 큰 장점이라 할 수 있다.In the cellular communication method, an area to be serviced is previously divided into cell units, each cell uses a specified frequency band, and adjacent cells use different frequency bands, thereby reducing interference and interference between signals. And, the frequency band used in one cell is reused at a sufficiently long distance (usually adjacent cell in one region), so that it is possible to service a large area with a limited total frequency band. It is an advantage.

제1도에 7개의 주파수 재사용 패턴을 사용하는 종래의 셀룰라 통신망 구조가 도시되어 있다.A conventional cellular network architecture using seven frequency reuse patterns is shown in FIG.

각 셀(C1~C7)에는 하나의 기지국(Base Station : BS)(BS1~BS7)이 있어 각 셀내에 존재하는 모든 이동 단말기(MT1~MT8)와의 통신을 담당하게 된다.Each cell C1 to C7 has one base station BS1 to BS7, which is responsible for communication with all mobile terminals MT1 to MT8 present in each cell.

그리고, 모든 기지국(BS1~BS7)은 유선망(L1)을 통하여 이동교환기(MSC : Mobile Switchin Center)(2)에 연결되고, 상기 이동교환기는 근간망인 공용망(Public Switched Telephone Network : PSTN)(1)등과 접속되어 진다.And, all of the base stations BS1 to BS7 are connected to a Mobile Switching Center (MSC) 2 through a wired network L1, and the mobile switch is a public network that is a backbone network (Public Switched Telephone Network (PSTN) 1). ), Etc.

이러한 종래의 셀룰라 통신방식에서는 단위면적당 가입자 수 즉, 가입자 용량(user capacity)을 증가시키기 위하여 셀의 크기(반경)를 점차 작게하는 방법이 사용되고 있으며, 셀의 반경이 수백 내지 수십 m 되는 마이크로(micro) 및 피코(pico) 셀룰라 기술의 도입이 고려되고 있다.In the conventional cellular communication method, a method of gradually decreasing the size (radius) of a cell is used to increase the number of subscribers per unit area, that is, user capacity. And the introduction of pico cellular technology are under consideration.

그러나, 이와같이 셀의 반경을 작게하여 사용자 밀도를 높이는 방안은 다음과 같은 문제점을 해결해야 한다.However, the method of increasing the user density by reducing the radius of the cell in this way should solve the following problems.

첫째로, 셀의 반경이 작아지면 핸드오버(handover)가 발생하는 빈도가 증가하게 되고 이를 처리하기 위한 제어신호가 많이 발생한다.First, as the radius of the cell decreases, the frequency of handover increases and a lot of control signals for processing the handover occur.

상기한 핸드오버는, 이동단말기가 하나의 기지국과 통화연결되어 있는 상태에서 다른 기지국이 관리하는 셀 영역으로 이동하게 되는 경우에 새로운 기지국에 의해서 사용 주파수가 변하면서 계속 통화연결이 유지되도록 처리하는 것을 의미한다.The handover is a process in which the mobile station maintains the call connection while the frequency used is changed by the new base station when the mobile station moves to a cell area managed by the other base station while the mobile terminal is connected to one base station. it means.

둘째로, 기존의 이동 전화통신망에서는 셀의 크기가 수내지 수집 Km로 크기 때문에 기지국의 위치 선정 문제가 그다지 중요하지 않았으나, 셀의 반경이 작아지게 되면서 작아진 셀의 모양에 따라 기지국의 적절한 위치를 선정하는 것이 어려워지게 되며 추가로 기지국을 설치할 때에는 주변 기지국들과의 상호작용이 복잡하게 된다.Secondly, in the existing mobile telecommunication network, the size of the base station was not very important because the cell size was large in number to collection Km. However, as the radius of the cell became smaller, the proper position of the base station was determined according to the shape of the smaller cell. It becomes difficult to select and when installing additional base stations, the interaction with neighboring base stations becomes complicated.

네째로, 상기한 종래의 셀룰라 통신 방식에서는 한 셀내에서 다원접속 프로토콜이 이상적으로 수행되어 처리율이 1이 되더라도 전체 주파수 대역에 대한 단위면적당(한 셀의 크기로 정규화한) 처리율은 1/7=0.143 이상이 될 수 없다.(주파수 재사용 패턴수가 7일때).Fourthly, in the conventional cellular communication method described above, even if the throughput is 1 because a multiple access protocol is ideally performed in one cell, the throughput per unit area (normalized to the size of one cell) for the entire frequency band is 1/7 = 0.143. Can not be abnormal (when frequency reuse pattern is 7).

즉, 종래의 주파수 재사용 통신방식에서는 처리율의 상한 값이 제한되는 것을 근본적으로 해결할 수 있는 방법이 없었다.That is, in the conventional frequency reuse communication method, there is no method that can fundamentally solve the limitation of the upper limit of the throughput.

다섯째로, 개인 통신망 혹은 이동전화망에서는 가입자가 지표면에 고르게 분포되어 있는 경우보다 일시적으로 한 지역에 밀집되어 분포될 수가 있는데, 비록 종래의 셀룰라 방식에서 평균 트래픽 밀도치를 기준으로 셀의 크기와 경계를 정하였다 하더라도 가입자분포의 일시적인 변동에 대하여는 처리율이 나빠지는 문제가 있다.Fifth, in a personal communication network or a mobile phone network, subscribers may be more densely distributed in one area than if they are evenly distributed on the surface. However, in the conventional cellular method, the cell size and boundary are determined based on the average traffic density value. Even if it is, there is a problem that the throughput becomes worse for the temporary change in subscriber distribution.

한편, 유선 통신망에 대한 연구는 일반적으로 무선 이동통신 기술과 별도로 연구되었으며 이들의 상호관계에 대하여는 많은 연구가 이루어지지 않았다.On the other hand, the research on the wired communication network has been generally studied separately from the wireless mobile communication technology, and much research has not been conducted on their interrelationships.

지금까지 유무선 통신망에 관한 연구가 독립적으로 수행된 배경에는 각 통신망의 문제점은 각 통신망에서 해결한다는 논리가 적용되었기 때문이다.This is because the logic that the problem of each network is solved in each network has been applied to the background of the research on wired and wireless networks independently.

이에따라, 두 망을 연결하는 접속기는 유선망 프로토콜을 중심으로 설계되었고, 무선망에서는 완전한 패킷을 유선망측으로 전달하여야 한다는 기본적인 가정이 사용되었다.Accordingly, the interconnector connecting the two networks is designed around the wired network protocol, and the basic assumption is that the wireless network must deliver the complete packet to the wired network side.

상기한 유선망은 고속 LAN(Local Area Network) 기술,ATM(Asynchronous Transfer Mode)기술 등의 발달로 인하여 수백 Mbps 정도의 고속 전송이 저렴한 비용으로도 가능하고 전송오류도 적은 반면에, 상기한 무선망은 주파수 대역이 제한되어 있고 채널 특성이 불규칙적이며 전송오류율이 크다는 특성을 가지고 있다.The wired network is capable of high-speed transmission of hundreds of Mbps at low cost and low transmission errors due to the development of high speed LAN (Local Area Network) technology and ATM (Asynchronous Transfer Mode) technology. The frequency band is limited, the channel characteristics are irregular, and the transmission error rate is large.

[발명의 요약][Summary of invention]

본 발명의 기본 목적은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 유무선망이 효율적으로 결합된 새로운 개념의 망구조와 통신 프로토콜을 제공하는 것이다.The basic object of the present invention is to provide a new concept of network structure and communication protocol in which wired and wireless networks are efficiently combined in view of the prior art as described above.

******원고없음*********** No manuscript *****

본 발명의 다른 목적은 무선 부분의 구조와 프로토콜을 단순화 시킬 수 있는 가상 셀룰라 통신상(VCN)을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a virtual cellular communication topology (VCN) that can simplify the structure and protocol of the radio portion.

본 발명의 또 다른 목적은 전체 주파수 대역에 단위면적당 처리율을 향상시켜 가입자 용량을 증가시킬 수 있는 VCN을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a VCN capable of increasing subscriber capacity by improving throughput per unit area over the entire frequency band.

본 발명의 또 다른 목적은 핸드오버처리가 간단하고 기지국의 위치 설정이 용이한 VCN을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a VCN in which handover processing is simple and base station positioning is easy.

본 발명에 따른 가상 셀룰라 통신망(VCN)은 무선망의 단점을 보완하기 위하여 유선망의 장점을 활용하는 방식으로서, 그 기본개념은 무선채널의 통신 프로토콜을 가능한 단순화하여 대역 이용률을 향상시키고 이로 인하여 발생하는 트래픽 증가를 기지국들을 연결하는 유선망에서 수용하는 것이다.The virtual cellular network (VCN) according to the present invention utilizes the advantages of the wired network to compensate for the shortcomings of the wireless network. The basic concept is to simplify the communication protocol of the wireless channel as much as possible to improve the bandwidth utilization and thereby The traffic increase is accommodated in the wired network connecting the base stations.

이는 고속 LAN 혹은 MAN(Metropolitan Area Network)을 무선통신망의 근간망(backbone network)으로 사용함으로써 상대적으로 여유있는 유선망의 대역을 활용하여 무선부분(Common Air Interface : CAI)의 프로토콜을 단순화 시키려는 것이다.This is to use the high speed LAN or MAN (Metropolitan Area Network) as the backbone network of the wireless communication network to simplify the protocol of the Common Air Interface (CAI) by utilizing the bandwidth of the relatively free wired network.

본 발명에 따른 VCN을 기존의 셀룰라 통신 방식과 비교하여 설명하면 다음의 두가지 근본적인 차이점을 가지고 있다.When explaining the VCN according to the present invention compared with the conventional cellular communication method has the following two fundamental differences.

첫째로, 종래의 셀룰라 통신망에서 7혹은 9등의 주파수 재사용 패턴을 사용하는 것에 비하여 VCN에서는 상방향 채널에 배정된 전체 주파수 대역을 모든 단말기가 같이 사용한다.First, in the VCN, all terminals use the entire frequency band allocated to the uplink channel as compared to the frequency reuse pattern of 7 or 9 in the conventional cellular communication network.

이렇게 하는 데에는 수신 포트에서 동시에 두개 이상의 신호를 수신한 경우에 가장 강한 신호가 다른 간섭신호들의 합보다도 일정한 배수 이상으로 강하면 그 신호를 오류 없이 수신할 수 있다는 가정을 전제로 한다. 이 경우 각 단말기가 전체 시스템의 대역을 사용함으로써 주파수 재사용 방식을 사용하는 종래의 방법에 비하여 패킷 전송시간을 줄이게 되어 단위 면적당 트래픽 부하를 줄일 수 있다.This is based on the assumption that when two or more signals are received at the receiving port at the same time, if the strongest signal is stronger than the sum of other interference signals, the signal can be received without error. In this case, since each terminal uses the bandwidth of the entire system, the packet transmission time is reduced as compared with the conventional method using the frequency reuse method, thereby reducing the traffic load per unit area.

이 경우에 각각의 단말기가 넓은 주파수 대역을 공동으로 이용하여(고속으로)패킷을 전송하는 것보다는 상방향 채널대역(Bu)을 다수의 (K) 부채널로 나누고 상기 부채널을 랜덤하게 선택한 다음 대역폭이 B=Bu/K인 각 부채널에서 다원 접속 프로트콜(multiple access protocol)을 적용하는 것이 유리하다. 즉, 단말기는 각각의 전송을 위한 상방향 주파수를 랜덤하게 선택한다.In this case, rather than each terminal using a wide frequency band jointly (high speed) to transmit packets, the uplink channel band Bu is divided into a number of (K) subchannels, and the subchannels are randomly selected. It is advantageous to apply a multiple access protocol in each subchannel whose bandwidth is B = Bu / K. In other words, the terminal randomly selects an uplink frequency for each transmission.

이는 채널의 고유대역(coherence bandwidth)을 Bc라고 할 때, B《Bc《Bu이면 특히 효과적이다.This is particularly effective when B << Bc <Bu when the coherence bandwidth of the channel is Bc.

왜냐하면 이 경우 수신포트에서 채널 등화(channel equalization)를 할 필요가 없으며(B《Bc), 더욱이 일종의 랜덤의 저주파수 호핑(slow frequency hopping : SFH)으로 인하여 채널 페이딩(channel fading)이 각 패킷 전송마다 독립적으로 되는 것을 보장한다.Because in this case there is no need for channel equalization at the receiving port (B <Bc), and moreover, channel fading is independent for each packet transmission due to some sort of random low frequency hopping (SFH). To ensure that

이렇게 함으로써 모든 단말기가 공정하게 패킷을 전송할 수 있도록 하고, 특정 주파수 범위에서 나쁜 채널 특성을 갖는 단말기가 연속하여 재전송을 시도하지 않도록 할 수 있다.This allows all terminals to transmit packets fairly and prevents terminals with bad channel characteristics from attempting to retransmit continuously in a specific frequency range.

둘째로, 종래의 셀룰라 통신망과 같은 셀 중심부에 위치하여 단말기에 채널을 배정하거나 핸드오버 등을 관리하는 기지국(BS)이 본 발명의 VCN에는 없으며, VCN에서는 종래의 기지국보다 기능이 단순한 다수의 수신용 포트, 예를 들어, 안테나의 배열을 사용한다. VCN내의 각 포트는 임의의 단말기가 전송하는 신호를 수신할 수 있도록 하며 오류없이 수신한 모든 패킷을 유선망을 통하여 포트서버로 보내게 된다.Secondly, the base station (BS), which is located in the center of a cell such as a conventional cellular communication network and allocates a channel to a terminal or manages a handover, is not present in the VCN of the present invention, and in the VCN, a number of functions that are simpler than a conventional base station are simple. Use an array of credit ports, for example an antenna. Each port in the VCN allows any terminal to receive a signal and sends all received packets without error to the port server through the wired network.

이와 같이 포트의 배열을 사용함으로써 가상셀 내의 포트그룹은 기본적으로 위치 다이버시티(site diversity)를 제공하며, 따라서 다중경로 페이딩(multipath fading)에도 강하게 되는 장점이 있다.By using the arrangement of ports in this way, the port group in the virtual cell basically provides site diversity, and thus, there is an advantage in that it is also strong in multipath fading.

이와 같이 VCN에서는 이동 단말기를 중심으로 하여 일시적으로 만들어지는 가상 셀내의 임의의 포트가 패킷을 수신할 수 있게 함으로써 많은 장점을 갖게 되나, 최종 목적지에 둘 이상의 패킷이 도착할 수도 있게된다.As described above, in VCN, any port in the virtual cell that is temporarily created around the mobile terminal can receive a packet, but there are many advantages, but more than one packet may arrive at the final destination.

이러한 문제는 일정 지역에 속하는 포트들로 부터 전송된 패킷들을 여과하는 기능을 수행하는 포트서버에 의해 해결된다.This problem is solved by a port server that performs the function of filtering packets transmitted from ports belonging to a certain area.

가상셀의 크기는 패킷을 전송하는 단말기를 중심으로 하여 신호를 수신할 수 있는 거리로 정의되며 신호의 전력, 전파감쇠 형태 그리고 채널 잡음에 의하여 달라진다.The size of a virtual cell is defined as the distance that a signal can be received centering on a terminal transmitting a packet. The size of a virtual cell varies depending on the signal power, attenuation pattern, and channel noise.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 이동단말기로부터 전송된 패킷을 수신하기 위한 다수의 포트와, 이들을 상호 연결하는 유선 포트 네트웍, 그리고 하나의 포트 네트웍을 통하여 송수신되는 모든 패킷을 처리하는 포트서버로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상셀룰라 통신망을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a port server for processing a plurality of ports for receiving packets transmitted from a mobile terminal, a wired port network interconnecting them, and all packets transmitted and received through a single port network. It provides a virtual cellular communication network comprising a.

본 발명의 또다른 특징에 따르면 본발명은 다수의 포트가 포트 네트웍에 의해 상호연결되고 이 포트 네트웍의 일단에 포트서버가 연결되어 있는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법에 있어서, 이동단말기로부터 포트방향의 상방향 패킷전송은, ***원고 없음**상기 이동단말기로부터 무선다원 접속 프로토콜에 따라 패킷을 상기 각 포트로 전송하는 단계와, 상기 이동단말기에서 하나의 패킷을 전송하는 동안 상기 이동단말기를 중심으로 가상적으로 형성되는 가상셀내에 포함된 적어도 하나의 포트에 의해 상기 패킷을 수신하는 단계와, 포트 네트웍을 통해 상기 포트서버로 전송된 상기 적어도 하나 또는 다수의 중복된 패킷 중에서 최상의 신호를 선택하여 목적지로 전송하는 단계로 구성되고, 상기 포트서버로부터 상기 이동단말기 방향의 하향 패킷전송은, 상기 포트서버에 의해 패킷을 송신하기 위한 적어도 하나의 포트를 지정하는 단계와, 상기 지정된 포트를 통하여 상기 이동단말기로 패킷을 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법을 제공한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a communication method of a virtual cellular communication network in which a plurality of ports are interconnected by a port network and a port server is connected to one end of the port network. In the packet forwarding, *** no document ** transmits a packet from the mobile terminal to each port according to a wireless multiple access protocol, and focuses on the mobile terminal while transmitting one packet from the mobile terminal. Receiving the packet by at least one port included in a virtual cell that is virtually formed, and selecting the best signal among the at least one or a plurality of duplicate packets transmitted to the port server through a port network to a destination. And transmitting the downlink packet from the port server toward the mobile terminal. And designating at least one port for transmitting a packet by the port server, and transmitting the packet to the mobile terminal through the designated port. do.

[실시예]EXAMPLE

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail.

제2도에는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가상셀룰라 통신망에 대한 개략 블록로가 도시되어 있다.2 shows a schematic block diagram of a virtual cellular communication network in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

제2도에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 VCN은 다수의 이동 단말기(Ma~Me)로부터 전송된 패킷을 수신하기 위한 다수의 포트(PA-PN)가 포트 네트웍(PN)에 의해 상호 연결되어 있으며, 상기 포트 네트웍(PN)의 일단에는 포트 네트웍(PN)에 의해 연결된 다수의 포트들(PA-PN)을 관리하는 하나의 포트서버(Port Server : PS)가 연결되어 있다.As shown in FIG. 2, in the VCN of the present invention, a plurality of ports P A -P N for receiving packets transmitted from a plurality of mobile terminals Ma to Me are mutually connected by a port network PN. One port server (Port Server: PS) that manages a plurality of ports P A -P N connected by a port network PN is connected to one end of the port network PN.

상시한 포트서버(PS)는 근간망인 공용망에 연결되어 진다.The constant port server (PS) is connected to the public network, the backbone network.

제2도는 특히 한 패킷을 전송하는 슬롯타임 동안에 동시에 패킷을 전송하고 있는 단말기들(Ma~Me)을 표시하고 있다.FIG. 2 shows the terminals Ma to Me, which are transmitting packets at the same time, especially during the slot time of transmitting one packet.

그리고, 상기 포트 네트웍(PN)은 버스구조로 이루어진 것을 표시하고 있으나 예를 들어, 성형이나 링 구조를 가질 수 있으며, 이들은 네트웍 영역내에서 발생된 트래픽을 수용할 수 있는 충분한 대역폭을 갖고 있어야 한다.In addition, the port network (PN) indicates that the bus structure, but, for example, may have a forming or ring structure, they should have a sufficient bandwidth to accommodate the traffic generated in the network area.

본 발명에서 각 포트(PA-PN)들은 예를 들어 종래의 기지국에 비하여 훨씬 간단하고 단순한 기능을 갖고, 예를들어 안테나 소자로 구성될 수 있다.In the present invention, each of the ports PA-PN has a much simpler and simpler function than, for example, a conventional base station, and may be configured as, for example, an antenna element.

제2도에 5개의 서클로 표시된 가상셀(VC1~VC5)들은 이동단말기(Ma~Me)를 중심으로 형성되며 그내에 14개의 포트(PA-PN)를 포함하고 있다.The virtual cells VC1 to VC5 represented by five circles in FIG. 2 are formed around the mobile terminals Ma to Me and include 14 ports PA-PN therein.

이 가상셀(VC1~VC5)은 상기한 바와 같이 전송출려, 전파감쇠 및 채널잡음등에 의해 결정되는 크기를 가지며, 그 경계가 미리 정해져 있는 것이 아니고 이동터미널에서 하나의 패킷을 전송하는 시간동안 패킷을 수신할 수 있는 영역으로 정의될 수 있다.As described above, the virtual cells VC1 to VC5 have a size determined by transmission, attenuation, channel noise, etc., and the boundaries are not predetermined, and the packets are transmitted during the time of transmitting one packet in the mobile terminal. It can be defined as an area that can be received.

또한 포트서버(PS)는 일 이상의 포트(PA-PN)가 동일한 패킷을 수신하여 포트서버(Ps)로 전송할 때 뒤에 상세히 설명되는 바와 같이 중복된 패킷들 중에서 하나를 선택하여 공용망으로 출력하기 위한 중복패킷 제거 프로토콜(Duplication Resolution Protocol : DRP)을 수행한다.In addition, when one or more ports P A -P N receive the same packet and transmit the same packet to the port server Ps, the port server PS selects one of duplicate packets and outputs it to the public network as described in detail later. To perform a duplicate packet removal protocol (DRP).

본 발명에 있어서는 포트(PA-PN)가 아닌 포트서버(PS)에서 DRP를 실행하고 핸드오버가 단순해지기 때문에 단말기(Ma-Me)의 무선통신 프로토콜이 간단하게 이루어질 수 있고 그 결과 단말기의 소비 전력이 절감될 수 있는 잇점이 있다.In the present invention, since the DRP is executed in the port server PS instead of the ports P A -P N and handover is simplified, the wireless communication protocol of the terminal Ma-Me can be made simple, and as a result, the terminal Has the advantage of reducing power consumption.

한편 모든 단말기(Ma~Me)는 신호를 송신할 때 상방향 채널에 배정된 전체 주파수 대역을 모두 사용하거나, 상방향 전체 채널대역(Bu)을 다수의 부채널 대역(B)으로 나누어 Bu/k의 대역을 갖는 다수의 부채널중 하나를 랜덤하게 선택하는 방식을 택할 수 있다.On the other hand, all terminals Ma to Me use all frequency bands allocated to the uplink channel when transmitting signals, or divide the uplink all channel bands Bu into a plurality of subchannel bands B / B. A method of randomly selecting one of a plurality of subchannels having a band may be selected.

후자의 경우 채널의 고유대역(Bc)이 B《Bc《Bu 관계를 만족하는 경우 수신포트(PA-PN)에서 채널등화를 할 필요가 없게 된다(∵B《Bc)In the latter case, if the natural band Bc of the channel satisfies the B &lt; Bc &lt; Bu relationship, it is not necessary to perform channel equalization at the receiving ports P A -P N (∵B &lt; Bc).

이 경우 랜덤 저주파수 호핑으로 인해 채널페이딩이 각 패킷 전송마다 독립적으로 되는 것이 보장된다.In this case, random low frequency hopping ensures that channel fading is independent for each packet transmission.

[통신 프로토콜][Communication Protocol]

VCN에서 필요한 통신 프로토콜은, 제3도에 도시되어 있는 바와 같이 단말기가 포트를 억세스하는데 필요한 무선 다원접속(multiple acess control;MAC)프로토콜과, 제4도에 도시되어 있는 바와같이 포트서버에서의 상향패킷처리 프로토콜, 제5도에 도시되어 있는 바와 같이 그리고 포트서버에서의 하향 패킷전송 프로토콜, 그리고 포트 네트웍의 다원접속 프로토콜로 구성된다. 이를 첨부된 도면을 참조로하여 하나씩 설명하면 다음과 같다.The communication protocol required in the VCN includes the multiple access control (MAC) protocol required for the terminal to access the port as shown in FIG. 3, and the upstream in the port server as shown in FIG. It consists of a packet processing protocol, as shown in FIG. 5 and a downlink packet transfer protocol at the port server, and a multiple access protocol of the port network. This will be described one by one with reference to the accompanying drawings.

A. 단말기에서의 상방향 패킷전송 프로토콜A. Uplink Packet Transfer Protocol in Terminal

VCN의 상방향(단말기에서 포트방향) 채널에서는 기존의 혹은 그의 개선된 다원접속 프로토콜이 사용될 수 있으며 특히 랜덤 엑세스 프로토콜, 예를 들어 단순한 슬로트 알로하 프로토콜(slotted ALOHA protocol)을 사용할 수 있다. 랜덤 엑세스 프로토콜의 장점은 단순성과 유연성이며 중앙 통제식이 아니기 때문에 VCN과 같은 분산형 망에서 그 장점을 최대한 살릴 수 있다.In the upstream (terminal to port) channel of the VCN, an existing or improved multi-connection protocol can be used, in particular a random access protocol, for example a simple slotted ALOHA protocol. The advantages of the random access protocol are simplicity, flexibility, and not centralized, so you can take advantage of them in a distributed network such as VCN.

제3도를 참고하면 먼저 각 단말기(Ma~Me)는 전송할 때 패킷이 발생한 경우(S31)이 패킷을 슬로트 알로하 프로토콜에 따라 랜덤하게 전송한다. 전체 시스템 주파수 대역이 넓은 경우에는 전체 대역을 다수의 부채널로 나누고 각 부채널을 랜덤하게 선택하여 패킷을 전송한다(S32). 단말기(Ma~ME) 주변에 있던 포트들(PA~PN)에 수신된 패킷은 모두 포트서버(PS)로 즉시 전달되고(S33), 포트서버(PS)는 수신확인신호(ACK)를 하향 채널을 통하여 해당 단말기(Ma~Me)로 전송한다. 이때 단말기는 일정 시간 대기하여(S34),이 대기시간내에 수신확인을 받지 못하면(S35), 단계(S32)로 진행하여 계속 재전송을 시도한다.Referring to FIG. 3, firstly, each terminal Ma to Me randomly transmits a packet according to the slotted Aloha protocol when a packet is generated (S31). If the entire system frequency band is wide, the entire band is divided into a plurality of subchannels, and each subchannel is randomly selected to transmit a packet (S32). All packets received at the ports P A to P N around the terminals Ma to ME are immediately transmitted to the port server PS (S33), and the port server PS sends an acknowledgment signal (ACK). Transmit to the terminal (Ma ~ Me) through the downlink channel. At this time, the terminal waits for a predetermined time (S34), and if the acknowledgment is not received within this waiting time (S35), the terminal proceeds to step S32 and continues to retransmit.

제2도에서 예를들어 ***원고 없음**단말기(Mb와 Mc)가 동시에 패킷을 전송햇을 때, 포트(PG와 PH)에서 수신된 신호들은 강한 간섭을 받을 것이다. 따라서 단말기 (Mb와 Mc)로부터의 패킷들은 각각 포트(PG와PH)를 통해서 포트서버(PS)로 보내질 가능성이 크게된다. 단말기로부터의 패킷이 어떤 포트에서도 수신(capture)되지 못했을 때 단말기는 수신확인신호(Ack)를 받지 못하게 되며 이 경우 일정시간(backoff) 지연후 재전송을 시도한다.In Figure 2, for example, when *** No **** terminals Mb and Mc transmit packets simultaneously, signals received at ports P G and P H will be subject to strong interference. Therefore, the packets from the terminals Mb and Mc are more likely to be sent to the port server PS through the ports PG and PH, respectively. When a packet from a terminal is not captured at any port, the terminal does not receive an acknowledgment signal (Ack). In this case, the terminal attempts to retransmit after a backoff delay.

B. 포트서버에서의 상향 패킷전송 프로토콜B. Uplink Packet Transfer Protocol in Port Server

제4도를 참고하면, 포트서버(PS)가 예를들어 한 단말기로부터 전송된 새로운 패킷을 받으면(S41), 중복된 패킷들(즉 같은 패킷이 여러 경로를 통하여 전송된 패킷들)이 있는지를 일정시간동안 확인한다(S42).Referring to FIG. 4, when the port server PS receives a new packet transmitted from one terminal, for example (S41), it is determined whether there are duplicate packets (i.e., the same packet is transmitted through multiple paths). Check for a certain time (S42).

이 중복된 패킷들 중에는 오류가 전혀 없는 패킷과 전송중의 오류로 인하여 부분적으로 손상된 패킷도 있을 수 있다.Some of these duplicate packets may be packets with no errors and packets that are partially corrupted due to errors in transit.

포트서버(PS)에서는 이들 중복 패킷들중에 하나를 선택하거나 불완전한 패킷들을 조합하여 위치 다이버시티를 활용할 수 있다(S43).The port server PS may utilize location diversity by selecting one of these duplicate packets or by combining incomplete packets (S43).

포트서버(PS)는 하나의 성공적인 패킷을 받을 때 마다 수신 확인 신호(ACK)를 단말기로 보내고(S44), 가입자 고유번호(ID), 신호입력 포트 번호, 신호의 질 및 수신된 시간을 포함하는 단말기 관리 테이블을 새로 만들거나 갱신한다(S45).The port server PS sends an acknowledgment signal (ACK) to the terminal every time a successful packet is received (S44), including a subscriber's unique number (ID), a signal input port number, a signal quality and a received time. Create or update a terminal management table (S45).

제2도에서 예를들어 단말기(Ma)에서 전송된 패킷은 4포트(PA~PD)를 통하여(중복되어) 포트서버(PS)에 전달될 수 있는데, 포트서버(PS)는 이 중복된 패킷들 중에서 하나를 선택하여(S46)선택된 패킷을 최종 목적지로 보낸다(S47).In FIG. 2, for example, a packet transmitted from the terminal Ma may be transmitted to the port server PS through the four ports PA to PD (duplicated). One of them is selected (S46) and the selected packet is sent to the final destination (S47).

이를 중복패킷 제거 프로토콜(DRP)이라고 정의한다.This is defined as duplicated packet elimination protocol (DRP).

상기한 DRP는 크게 두가지 방법이 가능하다.The DRP can be largely two methods.

첫째 방법은 포트서버(PS)가 오류가 없는 패킷을 받은 후에 도착하는 모든 중복된 패킷을 무시하는 방법이다.The first method is to ignore all duplicate packets arriving after the port server receives an error free packet.

이 간단한 알고리즘은 포트서버(PS)에서의 처리 지연을 최소화 시킨다.This simple algorithm minimizes processing delays in the port server.

둘째 방법은 포트서버(PS)가, 모든 중복된 패킷을 일정시간동안 수신하고 그 중에 오류율이 가장 적은 것, 예를들면 해밍거리(Hamming distance)가 가장 적은 것을 선택하여 목적지로 보내는 방법이다.The second method is that the port server (PS) receives all duplicate packets for a certain period of time, and selects the one with the lowest error rate, for example, the one with the lowest Hamming distance, and sends it to the destination.

이 경우에 포트서버(PS)는 각 사용자마다 어느 포트를 통하여 가장 오류가 적은 패킷이 수신된 포트번호를 단말기 관리 테이블에 기록하여 두고 이 정보를 하향 전송시 단말기로 패킷을 전송할 최적의 포트를 선택하는 데 사용할 수 있다.In this case, the port server (PS) records the port number where the least error packet is received through each port for each user in the terminal management table, and selects the optimal port to transmit the packet to the terminal when transmitting this information downward. Can be used to

C. 포트서버에서의 하향 패킷전송 프로토콜C. Downlink Packet Transfer Protocol in Port Server

포트서버(PS)로부터 단말기(Ma~Me)로 패킷을 전송하는 하향 프로토콜에 있어서도 상방향 프로토콜에서와 같은 가상셀룰라 개념을 이용할 수 있다.In the downlink protocol for transmitting a packet from the port server PS to the terminals Ma to Me, the same virtual cellular concept as in the uplink protocol can be used.

제5도를 참고하여 단말기로 보낼 패킷이 포트서버(PS)에 도착한 경우(S51), 먼저 수신할 단말기의 위치를 파악하고 있는지를 단말기관리 테이블을 이용하여 조사한다(S52). 단말기의 위치파악은, 목적지 단말기와 가장 가까이 있는 포트로서 상방향 전송시 가장 우수한 전송품질을 보였던 포트를 선택함으로써 이루어진다.Referring to FIG. 5, when a packet to be sent to the terminal arrives at the port server PS (S51), it is first checked whether the position of the terminal to be received is determined using the terminal management table (S52). The location of the terminal is determined by selecting the port that has the best transmission quality in the uplink transmission as the port closest to the destination terminal.

상방향 전송이 없었던 단말기의 위치를 추적하기 위해서는, 이동 단말기가 자신의 위치를 알리는 신호를 정기적으로 포트서버(PS)로 전송하도록 하거나, 페이징을 통하여 찾을 수도 있다.In order to track the location of the terminal that did not have an uplink transmission, the mobile terminal may periodically transmit a signal indicating its location to the port server PS, or may search through paging.

조사결과 현재 단말기의 위치파악에 실패한 경우는 포트서버(PS)가 관리하는 망전체의 포트들을 통하여 페이징을 한다(S53).As a result of the investigation, if the current terminal fails to be located, paging is performed through ports of the entire network managed by the port server PS (S53).

이어서 망전체를 통한 페이징의 경우에도 단말기의 위치파악이 안되는 경우에는(S54) 단말기가 망내에 없음을 송신측에 보고한다(S55).Subsequently, even in the case of paging through the entire network, if the location of the terminal cannot be detected (S54), the terminal reports that the terminal is not in the network (S55).

단계(S52 및 S54)로부터 단말기의 위치를 파악한 경우 이상적으로는 최상의 상방향 신호를 수신한 포트를 지정하여(S56), 지정된 포트를 통하여 하향 데이타를 전송(S57)한다.When the location of the terminal is determined from steps S52 and S54, the port ideally receiving the best uplink signal is ideally designated (S56), and downlink data is transmitted through the designated port (S57).

그러나 바람직하게 수신율을 높이기 위해서는 단계(S56 및 S57) 대신에 상방향 전송시 가장 좋은 특성을 나타냈던 포트와 주변의 몇개의 포트를 통하여 멀티 캐스팅하는 것이 유리하다.However, in order to increase the reception rate, it is advantageous to multicast through the ports that exhibited the best characteristics in the uplink transmission and a few peripheral ports instead of steps S56 and S57.

D. 포트 네트웍 프로토콜D. Port Network Protocol

포트 네트웍(PN)은 포트서버(PS)와 포트서버에 의해 커버되는 네트웍 영역내의 모든 포트(PA~PN)를 상호 연결하여 상방향 및 하방향 데이타를 실어나른다.The port network PN interconnects the port server PS and all ports P A to P N in the network area covered by the port server to carry the up and down data.

인접한 포트간에 직접적인 유지 데이타 교환은 이루어지지 않으므로 패킷 지연과 안정성을 고려할 때 포트 네트웍으로서 가장 적당한 것은 성형구조(star topology)이다.Since no direct maintenance data exchange occurs between adjacent ports, the star topology is most suitable as a port network in consideration of packet delay and stability.

그러나 실제적인 설치 측면을 고려하면 버스 네트웍이 포트 네트웍에 적합하며 링구조도 사용될 수 있다.However, considering the practical installation aspects, the bus network is suitable for the port network and a ring structure can be used.

만약 IEEE 820.6 DQDB(Distributed Queue Dual Bus)프로토콜 혹은 이의 변형된 프로토콜을 사용하는 경우 일버스는 하향 전송을 위해 포트서버에 의해 독점해서 사용하고, 다른 버스는 포트들로부터 포트서버로 상방향 전송을 위해 사용될 수 있다.If you use the IEEE 820.6 Distributed Queue Dual Bus (DQDB) protocol or a variant of it, one bus is used exclusively by the port server for downlink transmission, and the other bus is used for upstream transmission from the ports to the port server. Can be used.

상기와 같이 포트 네트웍은 고속근거리 통신망으로 구성될 수 있으며 포트와 포트서버간의 트래픽 특성에 적합한 다원접속프로토콜을 사용한다. 이때 인접포트간의 데이타 교환이 없으므로 이에 알맞은 효율적인 프로토콜을 선택하는 것이 바람직하다.As described above, the port network can be configured as a high-speed local area network and uses a multiple access protocol suitable for the traffic characteristics between the port and the port server. Since there is no data exchange between adjacent ports, it is desirable to select an efficient protocol suitable for this.

[장점 및 효과][Pros and Effects]

(1)가입자 용량 증가(1) Increase in subscriber capacity

기존의 셀룰라 통신방식에서는 한 셀 내에서 다원접속(MAC) 프로토콜이 이상적으로 수행되어 각 셀의 처리율이 1이 되더라도 전체시스템 주파수 대역에 대한 단위면적당(한 셀의 크기로 정규화 한) 및리율은 1/7=0.143 이상이 될 수 없었으나(주파수 재사용 패턴 수가 7일때), 이와같이 처리율의 상한 값이 제한되는 것을 근본적으로 해결할 수 있는 방법은 주파수 재사용 패턴 수를 7보다 작게 하는 것이며 그 최소치는 1이된다.In the conventional cellular communication method, the MAC protocol is ideally performed in one cell, so that even if the throughput of each cell is 1, the unit ratio (normalized to the size of one cell) and the ratio of the entire system frequency band are 1 /7=0.143 could not be greater than (when the number of frequency reuse patterns is 7), but the fundamental solution to this limit of throughput is to make the number of frequency reuse patterns smaller than 7, with a minimum of 1 do.

즉, 모든 단말기가 같은 주파수 대역을 사용하도록 하는 것이다.That is, all terminals use the same frequency band.

본 발명의 가상 셀룰라 방식에서 주의 깊게 고려되어야 하는 사항은 다른 단말기로부터의 간접신호 문제이다.One thing that should be carefully considered in the virtual cellular scheme of the present invention is the problem of indirect signals from other terminals.

이는 수신시에서의 수신(capture) 기능 채택과, 넓은 주파수 대역을 사용함으로써 패킷 전송시간이 1/7로 감소되는 것 그리고 위치 다이버시티 이득으로 보상될 수 있으며 종래의 셀룰라 통신 방식과 비슷한 수의 기지국(포트)를 사용하는 경우에 보다 많은 가입자를 수용할 수 있다.This can be compensated with the adoption of the capture function at the time of reception, the reduction of the packet transmission time by 1/7 by using the wide frequency band, and the position diversity gain, and similar number of base stations to the conventional cellular communication method. If you use (port), you can accommodate more subscribers.

(2) 가입자의 일시적 밀집 현상 수용(2) acceptance of temporary congestion of subscribers

개인통신망 혹은 이동전화망에서 가입자가 평균적으로 혹은 일시적으로 한 지역에 밀집되어 분포되는 경우 기존의 셀룰라 방식으로는 이를 효율적으로 대처하기가 어려우며 평균 트래픽 밀도치를 기준으로 셀의 크기와 경계를 정하였더라도 일시적인 변동에 대하여는 처리율이 나빠지게 된다.If the subscribers are distributed in one area on average or temporarily in a personal communication network or mobile phone network, it is difficult to cope efficiently with the existing cellular method, and even though the cell size and boundary are determined based on the average traffic density, With respect to the processing rate becomes poor.

본 발명의 VCN에서는 모든 단말기가 전 주파수 대역을 사용하게 함으로써(즉, 사용주파수 대역을 미리 제한하지 않음으로써) 다이나믹(dynamic)하게 변하는 사용자 분포의 변화에 대하여 보다 좋은 처리율을 가질 수 있다.In the VCN of the present invention, all terminals use all frequency bands (that is, by not limiting the frequency bands used in advance), thereby having a better throughput for a dynamically changing user distribution.

즉, VCN에서는 주어진 무선 자원을 주파수 시간〔Hz sec〕차원이 아니라 주파수 시간공간 [Hz sec㎡] 의 차원에서 최대한 이용할 수 있다.That is, in the VCN, a given radio resource can be used to the maximum in the frequency time space [Hz sec ㎡] rather than the frequency time [Hz sec] dimension.

(3) 기지국 위치 선정의 용이성(3) ease of base station positioning

기존 셀룰라 통신망과 달리, VCN에는 셀의 경계가 미리 정해져 있지 않다. 즉 셀의 경계가 기지국 중심으로 정해지는 것이 아니라 단말기 중심으로 정해진다고 할 수 있으며 단말기는 가상 셀 내의 임의의 포트와 통신할 수가 있다.Unlike conventional cellular networks, cell boundaries are not predetermined in VCN. In other words, the cell boundary is defined not at the base station but at the center of the terminal, and the terminal may communicate with any port in the virtual cell.

따라서 VCN은 기본적으로 위치 다이버시티를 제공하며 다중경로 페이딩에도 강하게 되는 장점이 있다.Thus, VCN has the advantage of providing location diversity and being strong in multipath fading.

이와 같은 방식을 사용함으로서 VCN에서는 포트의 위치를 매우 자유롭게 정할 수 있으며 가입자 용량을 증가시키기 위하여 포트를 추가로 설치할 때 인접한 포트와의 상호작용이 기존의 셀룰라 방식에서의 기지국들의 경우보다 매우 단순하게 된다.By using this approach, VCNs are able to locate ports very freely, and when additional ports are installed to increase subscriber capacity, the interaction with adjacent ports is much simpler than that of conventional cellular base stations. .

(4) 단순한 핸드오버 처리 방안(4) Simple Handover Processing Scheme

VCN에서는 단말기 주변의 임의의 포트가 패킷을 수신할 수 있고 오류없이 포트에 수신된 패킷은 포트 네트웍을 통하여 포트서버로 보내진다. 즉, 이동 단말기가 미리 정해진 셀 경계를 지난다는 개념이 VCN내에서는 없기 때문에 기존 셀룰라 방식에서와 같은 복잡한 핸드오버는 발생하지 않으며 일종의 소프트 핸드오버(soft handover)가 이루어 진다고 할 수 있다.In VCN, any port around the terminal can receive the packet, and the packet received at the port without error is sent to the port server through the port network. That is, since there is no concept in the VCN that the mobile terminal crosses a predetermined cell boundary, a complicated handover like the conventional cellular method does not occur and a kind of soft handover is achieved.

따라서 VCN의 포트에는 핸드오버 처리를 위하여 복잡한 기능이 필요없게 되고 포트서버에서 핸드오버에 대응하는 기능을 수행하면 된다.Therefore, the port of the VCN does not need a complicated function for handover processing, and the port server needs to perform a function corresponding to the handover.

(5) 단말기 통신 프로토콜의 단순화(5) simplification of terminal communication protocol

VCN은 핸드오버 처리를 위하여 단말기에서 필요한 기능을 최소한으로 하고 있으며 다원접속 프로토콜에서도 VCN의 구조 특히 포트 네트웍 구조를 활용함으로써 단말기의 통신 프로토콜을 단순화 시킬 수 있기 때문에 단말기의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.The VCN minimizes the functions required by the terminal for handover processing, and the power consumption of the terminal can be reduced because the communication protocol of the terminal can be simplified by utilizing the structure of the VCN, especially the port network structure, in the multiple access protocol.

상기한 실시예 설명에 있어서는 본 발명에 따른 VCN의 기본 개념을 만족할 수 있는 구조와 통신 프로토콜을 예를들어 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 수 많은 변형이 당업자에 의해 이루어질 수 있을 것이다.In the above-described embodiment, the structure and communication protocol that can satisfy the basic concept of the VCN according to the present invention has been described by way of example, but many modifications can be made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. will be.

Claims (31)

포트 네트웍에 의해 상호 연결되어 이동단말기로부터 전송한 패킷을 수신하기 위한 다수의 포트와 상기 이동단말기에서 하나의 패킷을 전송하는 동안 상기 이동단말기를 중심으로 일시적으로 형성되는 가상셀내에 포함된 적어도 일이상의 포트들로부터 전송된 일 또는 다수의 중복패킷중 어느 하나의 패킷을 선택하여 공용망을 통해 목적지로 송신하고 상기 포트를 통하여 상기 이동단말기로 패킷을 전송하기 위한 포트서버로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.At least one or more ports included in a virtual cell which are interconnected by a port network and temporarily formed around the mobile terminal while transmitting a packet from the mobile terminal and a plurality of ports for receiving a packet transmitted from the mobile terminal. And a port server for selecting one packet among one or a plurality of duplicate packets transmitted from the ports and transmitting the packet to a destination through a public network and transmitting the packet to the mobile terminal through the port. Cellular network. 제1항에 있어서, 상기 이동단말기는 단말기로부터 포트방향의 상방향 채널에 배정된 전 주파수 대역을 사용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The virtual cellular communication network of claim 1, wherein the mobile station transmits a packet from a terminal using a full frequency band allocated to an uplink channel in a port direction. 제1항에 있어서, 상기 이동단말기는 단말기로부터 포트방향의 상방향 채널에 배정된 전주파수 대역을 다수로 분할하고 분할된 다수의 부채널 중 하나를 사용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The virtual cellular terminal according to claim 1, wherein the mobile terminal divides a full frequency band allocated to an uplink channel in a port direction from a terminal and transmits a packet using one of a plurality of divided subchannels. communications network. 제3항에 있어서, 상기 상방향 전체 채널대역을 Bu, 부채널 대역을 B, 채널의 고유대역을 Bc라고 할 때, B《Bc《Bu 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.4. The virtual cellular communication network according to claim 3, wherein the relationship B &lt; Bc &lt; Bu is satisfied when Bu is the uplink full channel band, B is the subchannel band, and Bc is the natural band of the channel. 제3항에 있어서, 상기 이동단말기는 랜덤하게 부채널을 선택하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.4. The virtual cellular network of claim 3, wherein the mobile terminal randomly selects a subchannel. 제1항에 있어서, 상기 포트 네트웍은 버스구조 또는 성형구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The virtual cellular communication network of claim 1, wherein the port network has a bus structure or a molded structure. 제1항에 있어서, 상기 포트서버는 상기 다수의 중복 패킷중에서 오류가 없는 첫번째 수신된 패킷을 선택하고 이후에 수신되는 중복패킷을 무시하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.2. The virtual cellular network of claim 1, wherein the port server selects an error-free first received packet among the plurality of duplicate packets and ignores duplicate packets received thereafter. 제1항에 있어서, 상기 포트서버는 일정시간 수신된 상기 다수의 중복패킷 중에서 오류율이 가장 적은 패킷을 선택하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The virtual cellular communication network of claim 1, wherein the port server selects a packet having the lowest error rate among the plurality of redundant packets received for a predetermined time. 제8항에 있어서, 상기 오류율이 가장 적은 패킷의 판단은 해밍거리(Hamming distance)에 의해 행하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.9. The virtual cellular network according to claim 8, wherein the packet having the smallest error rate is determined by a Hamming distance. 제8항에 있어서, 상기 포트서버는 각 단말기마다 가장 오류가 적은 패킷이 수신된 포트 정보를 포함하는 단말기관리 테이블을 구비한 것을 특징으로 하는 가상셀룰라 통신망.9. The virtual cellular communication network of claim 8, wherein the port server includes a terminal management table including port information on which the least error packet is received for each terminal. 제10항에 있어서, 상기 단말기관리 테이블은 적어도 사용자 고유번호, 패킷수신포트 번호, 패킷신호의 질 및 수신시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.11. The virtual cellular network according to claim 10, wherein the terminal management table includes at least a user unique number, a packet receiving port number, a packet signal quality and a reception time. 제1항에 있어서, 상기 이동단말기로부터 가상 셀내의 임의의 포트를 억세스하기 위한 통신 프로토콜은 무선 다원접속 프로토콜로 구성되고, 상기 포트 네트웍의 통신 프로토콜은 다원접속 프로토콜로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The method of claim 1, wherein the communication protocol for accessing any port in the virtual cell from the mobile terminal is configured with a wireless multiple access protocol, the communication protocol of the port network is configured with a multiple access protocol. communications network. 제12항에 있어서, 상기 다원 접속 프로토콜은 랜덤 억세스 프로토콜인 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.13. The virtual cellular network of claim 12 wherein the multiple access protocol is a random access protocol. 제1항에 있어서, 상기 포트서버는 최상의 패킷을 수신하였던 포트를 통하여 상기 이동단말기로 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.The virtual cellular network of claim 1, wherein the port server transmits a packet to the mobile terminal through a port that has received the best packet. 제1항에 잇어서, 상기 포트서버는 최상의 패킷을 수신하였던 포트와 이 포트주변의 소정의 포트를 통하여 멀티캐스팅 방식으로 상기 이동단말기로 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.2. The virtual cellular network according to claim 1, wherein the port server transmits the packet to the mobile terminal in a multicasting manner through a port that has received the best packet and a predetermined port around the port. 제1항에 있어서, 포트서버가 여러 포트를 통하여 수신된 중복 패킷들을 이용하여 위치 다이버시티 방식으로 선택하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.2. The virtual cellular communication network of claim 1, wherein the port server selects in a location diversity manner by using duplicate packets received through various ports. 제6항에 있어서, 상기 버스는 상기 포트서버로부터 상기 포트를 향한 패킷의 하향 전송을 위해 포트서버가 독점사용하는 제1버스와, 상기 포트들로부터 상기 포트서버로 패킷의 상방향 전송을 위해 사용되는 제2버스로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.7. The system of claim 6, wherein the bus is used for a first bus exclusively used by the port server for downlink transmission of packets from the port server to the port, and for upstream transmission of packets from the ports to the port server. And a second bus that is configured to be a virtual cellular communication network. 제1항에 내지 17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 각 포트는 안테나로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.18. The virtual cellular communication network according to any one of claims 1 to 17, wherein each port consists of an antenna. 이동단말기로부터 전송된 패킷을 수신하기 위한 다수의 포트와, 상기 다수의 포트를 상호연결하기 위한 포트 네트웍과, 상기 이동단말기를 중심으로 하나의 패킷을 전송하는 동안 가상적으로 형성되는 가상 셀내에 포함된 적어도 하나의 포트들로부터 상기 포트 네트웍을 통해 수신되는 적어도 하나의 패킷 중에서 최상의 신호를 선택하여 목적지로 전송하고, 상기 포트 네트웍을 통해 상기 이동단말기로 적어도 일이상의 포트를 통해 패킷을 전송하기 위한 포트서버로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망.A plurality of ports for receiving a packet transmitted from a mobile terminal, a port network for interconnecting the plurality of ports, and a virtual cell formed virtually while transmitting a packet about the mobile terminal. Port server for selecting the best signal among at least one packet received from the at least one port through the port network to the destination, and transmitting the packet through at least one port to the mobile terminal through the port network. Virtual cellular network, characterized in that consisting of. 다수의 포트가 포트 네트웍에 의해 상호 연결되고 이 포트 네트웍의 일단에 포트섭가 연결되어 있는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법에 있어서, 이동단말기로부터 포트방향의 상방향 패킷전송은, 상기 이동단말기로부터 무선다원 접속 프로토콜에 따라 하나의 패킷을 상기 각 포트로 전송하는 단계와, 상기 이동단말기에서 하나의 패킷을 전송하는 동안 상기 이동단말기를 중심으로 가상적으로 형성되는 가상셀내에 포함된 적어도 하나의 포트에 의해 상기 패킷을 수신하는 단계와, 포트 네트웍을 통해 상기 포트서버로 전송된 상기 적어도 하나 또는 다수의 중복된 패킷 중에서 최상의 신호를 선택하여 목적지로 전송하는 단계로 구성되고, 상기 포트서버로부터 상기 이동단말기 방향의 하향 패킷 전송은, 상기 포트서버에 의해 패킷을 송신하기 위한 적어도 하나의 포트를 지정하는 단계와, 상기 지정된 포트를 통하여 상기 이동단말기로 패킷을 전송하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.In a communication method of a virtual cellular communication network in which a plurality of ports are interconnected by a port network and a port subsidiary is connected to one end of the port network, uplink packet transmission from a mobile terminal to a port direction is wirelessly connected from the mobile terminal. Transmitting one packet to each port according to a protocol; and at least one port included in a virtual cell formed virtually around the mobile terminal while transmitting one packet from the mobile terminal. And selecting the best signal among the at least one or a plurality of duplicate packets transmitted to the port server through a port network, and transmitting the selected signal to a destination, the downward direction of the mobile terminal from the port server. Packet transmission is for transmitting a packet by the port server. Even if the communication method of the communication network, characterized in that the virtual cell consisting of a step of specifying a port and, transmitting the packet to the MS via the specified port. 제20항에 있어서, 상기 상방향 패킷전송을 할 경우 상기 이동단말기는 상방향 채널에 할당된 전주파수 대역을 사용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The method of claim 20, wherein when the uplink packet is transmitted, the mobile station transmits a packet using a full frequency band allocated to an uplink channel. 제20항에 있어서, 상기 상방향 패킷 전송을 할 경우 상기 이동단말기는 다수의 분할된 부채널 중 어느 하나를 사용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.The method of claim 20, wherein the mobile station transmits the packet using any one of a plurality of divided subchannels when the uplink packet is transmitted. 제22항에 있어서, 상기 다수의 부채널 중 어느 하나의 선택은 다원접속 프로토콜에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.23. The method of claim 22, wherein the selection of any one of the plurality of subchannels is made by a multiple access protocol. 제23항에 있어서, 상기 다원접속 프로토콜은 랜덤 억세스 프로토콜인 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.24. The method of claim 23, wherein the multiple access protocol is a random access protocol. 제20항에 있어서, 상기 중복된 패킷중에서 최상의 신호를 선택하는 단계는 일정시간동안 수신된 상기 다수의 중복 패킷 중에서 오류율이 가장 적은 패킷을 선택하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The method of claim 20, wherein selecting the best signal among the duplicated packets comprises selecting a packet having the lowest error rate among the plurality of duplicated packets received for a predetermined time. 제20항에 있어서, 상기 패킷 송신포트를 지정하는 단계는 상방향 패킷 전송시에 최상의 패킷을 수신하였던 포트를 지정하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신벙법.21. The method of claim 20, wherein the specifying of the packet transmission port designates a port that received the best packet during uplink packet transmission. 제20항에 있어서, 상기 패킷 송신 포트를 지정하는 단계는 상방향 패킷전송시에 최상의 패킷을 수신하였던 포트와 이 포트 주변의 소정의 포트를 지정하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The communication method according to claim 20, wherein the step of designating a packet transmission port designates a port that received the best packet during uplink packet transmission and a predetermined port around the port. 제20항에 있어서, 상기 지정된 포트로 부터 상기 이동단말기에 대한 패킷 전송은 다수의 포트를 통하여 멀티 캐스팅 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The communication method according to claim 20, wherein the packet transmission from the designated port to the mobile terminal is multicasting through a plurality of ports. 제20항에 있어서, 상기 포트 네트웍으로부터 상기 포트서버에 대한 패킷 전송은 슬로트 알로하 프로토콜에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The method of claim 20, wherein the packet transmission from the port network to the port server is performed by a slotted Aloha protocol. 제20항에 있어서, 상기 중복된 패킷중에서 최상의 신호를 선택하는 단계는 오류가 없는 첫번째 수신된 패킷을 선택하고 이후에 수신되는 중복패킷을 무시하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The method of claim 20, wherein the step of selecting the best signal among the duplicated packets selects the first received packet without error and ignores the duplicated packets received thereafter. 제20항에 있어서, 상기 하향 패킷이 전송될 단말기의 위치를 파악하는 단계와, 상기 단말기의 위치 파악이 되지 않는 경우 모든 포트를 통하여 페이징을 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 셀룰라 통신망의 통신방법.21. The method of claim 20, further comprising determining a location of a terminal to which the downlink packet is to be transmitted, and if the location of the terminal is not determined, paging through all ports. Communication method.
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