KR100561930B1 - Time-division multiple accesstdma multi-line wireless telephone system, communication method thereof and wireless handset - Google Patents
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Abstract
무선 전화 시스템은 하나 이상의 외부 전화선에 연결 가능하고 베이스 트랜시버를 구비하는 베이스 유닛과 활성되거나 비활성될 수 있는 다수의 무선 전화 핸드셋을 포함한다. 각각의 핸드셋은, 상기 핸드셋이 베이스 트랜시버를 경유하여 베이스 유닛과의 공유된 RF 채널을 통해 활성될 때, 시-분할 다중 접속(TDMA) 링크를 설정하기 위해 핸드셋 트랜시버를 구비한다. TDMA를 통한 통신에 있어, 각각의 활성 핸드셋은 활성 핸드셋에 시간 슬라이스를 할당하는 TDMA 구조의 배타적인 시간 슬라이스 동안에 통신하고, 샘플 크기를 갖는 다수의 데이터 샘플은 각 시간 슬라이스 동안에 송신된다. 적어도 두 개의 핸드셋은 상기 두 개의 핸드셋 중 하나의 핸드셋이 새로운 TDMA 링크를 설정할 때 및 상기 새로운 TDMA 링크를 설정하는 것이 유효 채널 용량을 초과할 때 시간 슬라이스를 교대로 공유한다. 시간 슬라이스는 상기 샘플 크기를 감소시켜 공유된 시간 슬라이스 동안에 송신되는 데이터 샘플의 수를 증가시킴으로써 공유된다.The wireless telephone system includes a base unit connectable to one or more external telephone lines and having a base transceiver and a plurality of wireless telephone handsets that can be activated or deactivated. Each handset has a handset transceiver to establish a time-division multiple access (TDMA) link when the handset is activated over a shared RF channel with the base unit via a base transceiver. In communication over TDMA, each active handset communicates during an exclusive time slice of the TDMA structure, which allocates a time slice to the active handset, and multiple data samples having a sample size are transmitted during each time slice. At least two handsets alternately share time slices when one of the two handsets establishes a new TDMA link and when establishing a new TDMA link exceeds the effective channel capacity. The time slice is shared by reducing the sample size to increase the number of data samples transmitted during the shared time slice.
Description
본 발명은 멀티라인 무선 전화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-line wireless telephone system.
무선 전화 시스템을 포함하는 전화 및 전화 시스템의 사용은 대중화되고 있다. 무선 전화 시스템에서, 코드리스(cordless) 또는 무선 전화 핸드셋 유닛은 아날로그 무선 신호나 디지털 무선 신호로 베이스 유닛과 통신을 하는데, 상기 베이스 유닛은 일반적으로 표준 전화선을 통해 외부 전화 네트워크에 연결된다. 이러한 방식으로, 사용자는 베이스 유닛과 전화 네트워크를 통해 다른 사용자와 전화 통화를 하기 위해서 무선 핸드셋을 이용할 수 있다.The use of telephones and telephone systems, including wireless telephone systems, is becoming popular. In a cordless telephone system, a cordless or cordless telephone handset unit communicates with the base unit via an analog radio signal or a digital radio signal, which is generally connected to an external telephone network via a standard telephone line. In this way, a user can use a wireless handset to make a phone call with another user through the base unit and the telephone network.
또한 멀티라인 무선 전화 시스템은 많은 전화 사용자와 비즈니스를 하는 것과 같은 여러 가지 상황에서 사용되어지고 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 시분할 다중 접속(TDMA)과 같은 디지털 통신 구조를 통해, 최대 N개의 핸드셋과 동시에 통신하는 핸드셋을 사용한다. 멀티라인 무선 전화 시스템에 현행의 전용 구내 교환 설비(PBX : Private Branch Exchange) 시스템의 특성을 구현하는 것이 바람직하다. 종래의 멀티라인 무선 전화 시스템은 일반적으로 특정 대역폭과 변조 포맷으로 동작하여야 하고, 따라서 이러한 특성은 베이스 유닛과 동작중인 또는 활성 중인 핸드셋 사이에 신호를 송신하기 위해 사용되는 무선-주파수(RF) 채널의 최대 용량을 제한한다.Multi-line wireless telephone systems are also used in many situations, such as doing business with many telephone users. Such systems typically use handsets that communicate with up to N handsets simultaneously, through digital communication structures such as time division multiple access (TDMA). It is desirable to implement the characteristics of the current Private Branch Exchange (PBX) system in a multi-line wireless telephone system. Conventional multiline radiotelephone systems generally must operate with a specific bandwidth and modulation format, so this characteristic of the radio-frequency (RF) channel used to transmit signals between the base unit and an active or active handset. Limit the maximum dose.
이러한 전화 시스템에 이용가능한 고정 용량 즉 대역폭과 이러한 시스템의 불융통성으로 인해 발생하는 한 가지 문제점은, 모든 핸드셋이 동작하는 것은 아닐 때 이용가능한 채널 용량이 비효율적으로 사용될 수 있다는 것이다. 이것은, 일예로 유럽 특허 출원(제 0 587 225 A2)에서 개시된 것과 같은 일부 이러한 시스템에서, 필요시 모든 N개의 핸드셋이 동시에 동작할 수 있도록 하기 위해 채널 용량이 선택되기 때문이다. 그러나, N보다 적은 수의 핸드셋이 동작중일 때는, 채널 용량이 불충분하게 사용된다. 전체적인 신호 품질은 총 대역폭(또한 그에 따라 모든 핸드셋이 사용되는 것은 아닐 때 낭비되는 양)을 또한 감소시키기 위해서 감소될 수 있지만, 이것은 일예로 단 하나의 핸드셋이 동작중이고 이 단일 핸드셋이 고품질로 통신하도록 이용가능한 충분한 총 채널 용량이 존재하는 일부 경우에 불필요하게 품질을 저하시킨다.One problem arising from the fixed capacity available to such telephone systems, i.e. bandwidth and the inflexibility of such systems, is that the available channel capacity can be used inefficiently when not all handsets are operating. This is because in some such systems, for example as disclosed in the European patent application (No. 0 587 225 A2), the channel capacity is chosen to allow all N handsets to operate simultaneously when needed. However, when less than N handsets are operating, channel capacity is insufficiently used. The overall signal quality can be reduced to also reduce the total bandwidth (and thus the amount wasted when not all the handsets are used), but this is one example to ensure that only one handset is operating and this single handset is communicating at high quality. Unnecessarily degraded in some cases where there is sufficient total channel capacity available.
무선 전화 시스템은, 하나 이상의 외부 전화선에 연결될 수 있고, 베이스 트랜시버를 구비하는 베이스 유닛과, 활성 또는 비활성될 수 있는 복수의 무선 핸드셋을 포함한다. 각각의 핸드셋은, 상기 핸드셋이 활성되었을 때, 베이스 트랜시버를 경유하여 베이스 유닛과의 공유된 RF 채널을 통해 시-분할 다중 접속(TDMA) 링크를 설정하기 위한 핸드셋 트랜시버를 구비한다. TDMA 링크를 통한 통신에 있어서, 각각의 활성 핸드셋은 상기 활성 핸드셋에 시간 슬라이스를 할당하는 TDMA 구조의 배타적인 시간 슬라이스(exclusive time slice) 동안에 통신하고, 샘플 크기를 갖는 다수의 데이터 샘플이 각각의 시간 슬라이스 동안에 송신된다. 적어도 두 개의 핸드셋 중에서 하나의 핸드셋이 새로운 TDMA 링크를 설정할 때 및 이 새로운 TDMA 링크의 설정이 이용가능한 채널 용량을 초과할 때, 상기 적어도 두 개의 핸드셋은 시간 슬라이스를 교대로 공유한다. 시간 슬라이스는 샘플 크기를 감소시킴으로써, 이에 따라 공유된 시간 슬라이스 동안에 송신된 데이터 샘플의 수를 증가시킴으로써 공유된다.The wireless telephone system includes a base unit that can be connected to one or more external telephone lines and has a base transceiver and a plurality of wireless handsets that can be activated or deactivated. Each handset has a handset transceiver for establishing a time-division multiple access (TDMA) link over a shared RF channel with the base unit via the base transceiver when the handset is activated. In a communication over a TDMA link, each active handset communicates during an exclusive time slice of a TDMA structure that allocates a time slice to the active handset, wherein a plurality of data samples having a sample size are each timed. Sent during the slice. When one of the at least two handsets establishes a new TDMA link and when the setting of this new TDMA link exceeds the available channel capacity, the at least two handsets alternately share time slices. The time slice is shared by reducing the sample size, thus increasing the number of data samples transmitted during the shared time slice.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른, TDMA 멀티라인 무선 전화 시스템을 나타내는 블록도.1 is a block diagram illustrating a TDMA multiline wireless telephone system, in accordance with an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 있는 시스템의 TDMA 구조에 사용되는 필드, 데이터 패킷, 및 오디오 패킷 구조를 개략적으로 나타내는 도면.FIG. 2 is a schematic representation of the field, data packet, and audio packet structures used in the TDMA structure of the system in FIG. 1; FIG.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 1의 시스템에 사용되는 가변-구조 TDMA 시간 슬라이스 할당 구조를 나타내는 표.3 is a table illustrating a variable-structured TDMA time slice allocation structure used in the system of FIG. 1, in accordance with an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 1의 시스템에 사용되는 고정-구조 TDMA 시간 슬라이스 할당 구조를 나타내는 표.4 is a table illustrating a fixed-structure TDMA time slice allocation structure used in the system of FIG. 1, in accordance with an embodiment of the present invention.
이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 TDMA 멀티라인 무선 전화 시스템(100)의 블록도가 도시되어 있다. TDMA 시스템(100)은, 수신기 유닛(112)과 송신기 유닛(111)을 각각 구비하고 전화선(들)(115)을 통해 외부 전화 네트워크(116)에 연결되는 베이스 유닛(110)을 포함한다. 베이스 유닛(110)은 상기 베이스 유닛(110)의 전체적인 기능을 제어하고 감시하기 위해 제어된 마이크로프로세서(113)를 또한 구비한다. 시스템(100)은 N개의 무선 핸드셋(1201, 1202, ... 120N)을 또한 포함한다. 각 핸드셋은 핸드셋(1201)의 송신기(121) 및 수신기(122)와 같은 송수신기 유닛(트랜시버)을 구비한다. 한 실시예에서, 수신기 유닛(112)은 N 개의 개별 논리 수신기를 포함하고, 송신기 유닛(111)은 N개의 개별 논리 송신기를 포함하여, 수신기 유닛(112)과 송신기 유닛(111)은 N개의 무선 핸드셋 각각에 대해 하나씩 총 N개의 논리 트랜시버 유닛을 제공하게 된다. 임의의 소정 시간에서, M 개의 핸드셋(0≤M≤N)이 동작 중이다(즉 전화 통화를 수행하는 과정 중에 있다). 핸드셋은 일반적으로 배터리로 전원이 공급되기 때문에, 무선 시스템에 대해서는 효율적인 전원 사용이 중요하다. 그러므로, 한 실시예에서, 시스템(100)은 이후에 더 상세히 설명되는 것처럼 디지털 TDMA 구조를 사용하고, 상기 TDMA 구조는, 각각의 동작중인 핸드셋이 대부분의 시간에는 "오프(off)" 되고(즉 데이터를 송신하거나 수신하지 않는 것), 고유의 "시간 슬라이스"나 슬롯 동안에만 "온(on)" 되기 때문에 효율적으로 전력이 사용되도록 한다. 따라서, 시스템(100)은 베이스 스테이션(110)과 각 핸드셋(120i)(1≤i≤N) 사이에 무선 네트워크를 제공한다.Referring now to FIG. 1, shown is a block diagram of a TDMA multiline
본 발명에서는 이용가능한 채널 용량이 더욱 효율적으로 사용되도록 하는 TDMA 구조가 사용된다. 이것은, 도 2 내지 도 4를 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명된 것처럼, 특정한 수의 핸드셋이 동작 중 일 때, 두 개 이상의 핸드셋 신호의 품질을 감소시키고 상기 신호들을 각각의 다른 시간 슬라이스로 교대시킴으로써 이루어진다.In the present invention, a TDMA structure is used in which the available channel capacity is used more efficiently. This is accomplished by reducing the quality of two or more handset signals and alternating the signals with each different time slice when a certain number of handsets are in operation, as described in more detail below with reference to FIGS. .
이제 도 2를 참조하면, 도 1에 있는 TDMA 시스템(100)의 TDMA 구조에서 사용되는 필드, 데이터 패킷, 및 오디오 패킷 구조의 개략적인 도해(200)가 도시되어 있다. 한 실시예에서, 0의 디지털 데이터 필드(210)는 총 9개의 패킷, 즉 하나의 데이터 패킷(220) 및 오디오 패킷(230)과 같은 8개의 오디오 패킷을 포함한다. 각각의 데이터 패킷은, 다른 핸드셋들이 시스템의 데이터 채널을 통해 데이터를 수신하거나 송신하지 않는 시간 동안에 이산적인 시간 슬라이스(discrete time slice)에 걸쳐 베이스 유닛으로부터 소정의 핸드셋으로 송신되거나 또는 그 역으로 송신되는 데이터 세트이다. 각각의 오디오 패킷은 전체적인 "기간(epoch)" 구조에서 소정의 시간-슬라이스 동안, 및 다른 핸드셋이 시스템의 데이터 채널을 통해 데이터를 수신하거나 송신하지 않는 시간 동안에, 베이스 유닛으로부터 소정의 핸드셋으로 송신되거나 또는 그 역으로 송신되는 오디오 데이터 세트이다.Referring now to FIG. 2, a schematic diagram 200 of the field, data packet, and audio packet structure used in the TDMA structure of the
도시된 바와 같이, 각 유형의 패킷은 여러 서브-필드나 섹션을 포함한다. 일예로, 데이터 패킷(220)은 32-비트 동기 필드(224), 데이터 필드(225), FEC(순방향 에러 보정:Forward Error Correction) 필드(222), 및 보호 시간(guard time)(223)을 포함한다. 데이터 패킷(220)에 있는 데이터는 베이스 유닛과 특정 핸드셋 사이에서 통신하기 위해 사용되고, 호출자 ID 유형 정보, 범위 및 전력 정보 등과 같은 여러 유형의 정보를 포함한다.As shown, each type of packet includes several sub-fields or sections. In one example, the
오디오 패킷(230)은 오디오 패킷 헤더(231), FEC 데이터 섹션(232), 및 보호 시간(233)을 포함한다. 오디오 패킷 헤더(231)는 일예로 오디오 패킷(핸드셋과 같은), 그 기간에서의 현 위치 등을 확인하는 정보를 포함한다.The
일반인 동작에서, 각각의 핸드셋은, 오디오 데이터를 수신하기 위해서 핸드셋에 대해 할당된 기간의 각 시간 슬라이스 동안에 16개의 디지털적으로 압축된 오디오 샘플{ADPCM(적응 차분 펄스 부호 변조:adaptive differential pulse code modulation) 샘플과 같은 샘플}을 수신하고, 오디오 데이터를 전송하기 위해서 핸드셋에 대해 할당된 기간의 각 시간 슬라이스 동안에 16개의 ADPCM 샘플을 베이스 유닛에 송신한다. 그러나, 본 발명에서는, 전송 채널 용량에 비해 너무 많은 핸드셋이 동작 중 일 때, 핸드셋 쌍은 그 사용을 교대로 하고, 샘플의 수를 시간 슬라이스 당 32개로 두 배로 함으로써(각 샘플의 품질을 낮춤으로써) 시간 슬라이스를 공유한다. ADPCM 및 관련된 기술적인 문제는 국제 전기 통신 연합(ITU)의 권고 G.727(12/1990)에 있는 "5-,4-,3- 및 2-비트 샘플로 구현된 적응 차분 펄스 부호 변조(ADPCM)"에 상세히 기술되어 있다(http://www.itu.ch). In normal operation, each handset has 16 digitally compressed audio samples {ADPCM (adaptive differential pulse code modulation) during each time slice of the period allocated for the handset to receive audio data. Receive a sample, such as a sample, and send 16 ADPCM samples to the base unit during each time slice of the time period allocated for the handset to transmit audio data. However, in the present invention, when too many handsets are operating relative to the transmission channel capacity, the handset pair alternates its use and doubles the number of samples to 32 per time slice (by reducing the quality of each sample). ) Share time slices. ADPCM and related technical issues can be found in the adaptive differential pulse code modulation (ADPCM) implemented with "5-, 4-, 3- and 2-bit samples" in Recommendation G.727 (12/1990) of the International Telecommunication Union (ITU). ) "(Http://www.itu.ch).
그러므로, 오디오 패킷(230)은 주요한 64-비트의 "오디오 데이터" 부분을 또한 포함 할 수 있고, 이것은 16개의 4-비트 ADPCM 샘플(고품질)이나 32개의 2-비트 ADPCM 샘플(저품질)을 포함한다. 오디오 패킷이 32개의 2-비트 ADPCM 샘플을 포함하는 것은, 시스템(100)의 할당된 최대 채널 용량을 통해 높은 품질로 동작할 수 있는 핸드셋의 수 보다 더 많은 핸드셋이 동작중인 경우에 해당한다. 따라서, 본 발명에 있어서, 동작 중인 각각의 핸드셋은 T개의 핸드셋보다 적은 수의 핸드셋이 동작중(통화 중) 일 때 높은 품질로 동작하는데, 여기서 M≤T이고, 최대 채널 용량은 T개까지의 높은 품질 통화나 링크를 동시에 처리하기에 충분하다. 그러나, T개 를 초과하는 핸드셋이 동작 중에 있을 때(M>T), 선택된 핸드셋 채널 쌍은 높은 품질의 오디오 링크로부터 낮은 품질의 오디오 링크로 스위칭되고 시간 슬라이스를 교대로 한다. 인지되는 것처럼, 2 ms 필드에 대해서, 높은 품질(오디오 패킷이나 시간 슬라이스 당 16개의 4-비트 ADPCM 샘플)은 32 Kbps ADPCM(디폴트 오디오 데이터)을 제공하고, 낮은 품질(오디오 패킷 당 두 개의 핸드셋 사이에 공유된 32개의 2-비트 샘플)은 16 Kbps를 제공한다.Thus,
따라서, 제한적으로, 본 발명의 이 실시예는 높은 품질의 최대 핸드셋 용량이 낮은 품질에서 보다 두 배가 되도록 한다. 시스템(100)의 한 실시예에서, 최대 4개의 핸드셋이 동시에 높은 품질로 통화를 수행할 수 있고, 최대 8개의 핸드셋이 낮은 품질로 통화를 수행할 수 있다. 중간적인 수에 대해서는, 이전의 4개의 핸드셋에 추가된 각각의 추가적인 핸드셋은 처음 4개의 핸드셋들 중 하나와 짝을 이루어야 한다(일예로, 만약 M=7라면, 처음 4개의 핸드셋 이외에 3개의 핸드셋이 존재하고, 따라서 7개의 핸드셋들 중 3×2=6의 핸드셋이 낮은 품질로 동작한다).Therefore, in a limited way, this embodiment of the invention allows the high quality maximum handset capacity to be doubled at low quality. In one embodiment of the
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 1에 있는 시스템 (100)에 의해 사용되는 가변-구조 TDMA 시간 슬라이스 할당 구조 기간(variable- structure TDMA time slice allocation scheme epoch)을 기술하는 표(300)가 도시되어 있다. 표(300)는 N쌍의 행(row)을 포함하며, 한 쌍의 행은 각각 기존의 핸드셋에 대한 것이다. 각 행은 도 2의 필드(210)와 같은 필드이다. 표(300)의 가변 구조 구성에 있어서, N은 8보다 더 클 수 있다. 일예로, N은 12일 수 있다. 기간의 각 행 또는 기간(epoch)의 필드는 본 명세서에서 초기 시간 슬라이스 즉 슬롯으로 명명될 수 있고, 이것은 소정의 핸드셋에 데이터(TD)를 송신하거나 또는 소정의 핸드셋으로부터 데이터(RD)를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 필드의 시작시에, 데이터는 특정 핸드셋으로부터 송신(또는 수신)된다. 따라서, 일예로, 베이스 유닛(110)은 행(TD1)의 제 1 시간 슬라이스에서 핸드셋 #1{일예로, 도 1의 핸드셋 (1201)}로 데이터를 송신한다; 그리고 베이스 유닛(110)은 행(RD1)의 제 1 시간 슬라이스에서 핸드셋 #1로부터 데이터를 수신한다. 이와 같이, 각 핸드셋은 전체 Q 슬라이스 기간 중 하나의 시간 슬라이스 동안에 데이터를 수신 및 송신하고, 여기서 Q=9×2×N이다. 따라서, 비록 임의의 수(N)의 핸드셋이 추가될 수 있지만, 소정의 핸드셋(120i)과 베이스 유닛(110) 사이의 데이터 통신에 대한 시간 지연은 그 때문에 길어질 수 있다. 이것은 일예로 소정의 핸드셋이 울리거나 통화자 ID 정보를 알고 있도록 하기 위해 더 긴 시간 지연이나 대기시간(latency)를 초래할 수 있다.Referring now to FIG. 3, in accordance with an embodiment of the present invention, a variable-structure TDMA time slice allocation scheme epoch used by
동작 중에, 소정의 핸드셋은 베이스 유닛(110)으로부터의 호출 및 동기 데이터를 받아들이기 위해 특정 데이터 채널 슬롯에서 폴링(poll)하고, 통화를 개시할 때 특정 데이터 채널 시간 슬롯 동안에 오디오 패킷을 송신한다. 각 필드(210) {표(300)의 각 행}의 오디오 패킷 쌍(일예로 TS1,RS1)은 32 Kbps ADPCM를 사용하여 하나의 통화(one conversation)를 전송할 수 있거나 16 Kbps ADPCM를 사용하여 두 개의 통화를 전송할 수 있다(ITU Rec. G. 727을 참조). 이 실시예에서, 16개의 4-비트 샘플이 매 2 ms 마다 핸드셋으로의 각 방향으로 전송된다. 표(300)는 좌측에서 우측으로, 위에서 아래로, 수평으로는 2 ms, 및 수직으로 2×2×N ms(N=8일 경우 32 ms)의 시간 시퀀스를 나타낸다.In operation, certain handsets poll at specific data channel slots to accept call and sync data from
한 실시예에서, 시스템(100)은 다음과 같은 표(300)의 기간을 구현한다. 시스템(100)의 채널 용량은 최대 T=4개의 핸드셋을 높은 품질로 동작시키기에 충분하다. 따라서, 처음 4개의 핸드셋이 동작하기 위해, 상기 4개의 핸드셋들은 공칭 (nominal) 번호(1 내지 4)로 할당된다. 표(300)의 각 시간 슬라이스가 내내 순환할 때(좌에서 우, 위에서 아래), 행의 쌍들 중에서 두 헹은 TD 행에서 상단 엔트리, 즉 괄호안에 있지 않은 엔트리로 도시된 할당을 사용한다. 이에 따라, 우리는 다음의 시퀀스를 갖는다:In one embodiment, the
TD1, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;TD1, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;
RD1, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;RD1, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;
TD2, TS1, RS1, TS2, RS2,...TD2, TS1, RS1, TS2, RS2, ...
......
RDN, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;RDN, TS1, RS1, TS2, RS2, TS3, RS3, TS4, RS4;
여기서 "TS1"은 오디오 신호나 "사운드" 패킷이 베이스 유닛(110)을 통해 핸드셋 #1로 송신되는 동안의 시간 슬라이스를 나타낸다; 그리고 "RS1"은 오디오 패킷이 베이스 유닛(110)을 통해 핸드셋 #1로부터 수신되는 동안의 시간 슬라이스를 나타낸다; 이와 같이 계속된다.Where "TS1" represents the time slice during which an audio signal or "sound" packet is transmitted to the handset # 1 through the
그러나, 표(300)의 각 오디오 패킷 시간 슬라이스 엔트리는 두 개의 엔트리를 포함한다. M≤T 일 때, TD 행이나 필드의 상단 엔트리는 TD 및 RD 행 모두에 대한 슬롯의 "정상적인" 할당을 나타낸다. 이러한 할당은 행의 쌍인 TD 및 RD 행 모두에 사용된다. 일예로, 4개의 핸드셋만이 활성된다면{오프 훅(off hook)}, 그 때는 상술된 시퀀스가 따르는데, 즉 TD 및 RD 행 모두가 TD 행에 있는 상단 엔트리에 의해 표시된 시퀀스를 따른다.However, each audio packet time slice entry of the table 300 includes two entries. When M ≦ T, the top entry of the TD row or field indicates the “normal” allocation of slots for both the TD and RD rows. This assignment is used for both TD and RD rows, which are pairs of rows. As an example, if only four handsets are active (off hook), then the sequence described above follows, i.e. both the TD and RD rows follow the sequence indicated by the top entry in the TD row.
괄호안의 하단 엔트리는 M>T일 때의 슬롯에 대한 교대 할당을 나타낸다. 상단 엔트리는 M>T일 때의 정상적인 교대 할당을 나타낸다. 만약 다섯 번째 핸드셋(핸드셋 #5)이 동작하게 되면, 모든 5개의 활성 또는 동작하는 핸드셋을 높은 품질로 처리하기에 충분한 채널 용량이 존재하지 않는다. 그러므로, 핸드셋(1) 및 핸드셋(5)은 교대 필드에서 시간 슬라이스를 공유하고, 각 오디오 패킷은 시간 슬라이스 동안에 송신한 샘플 수의 2배이다. 일예로, 이 경우에는, 행(TD1)의 제 1 오디오 패킷 시간 슬라이스 동안에, 엔트리(TS1)는 일반적인 16개의 4-비트 샘플 대신에 32개의 2-비트 오디오 ADPCM 샘플이 핸드셋 #1에 송신되는 것을 나타낸다. 행 (RD1)의 제 1 오디오 패킷 시간 슬라이스 동안에, 엔트리(TS5)는 32개의 2-비트 오디오 ADPCM 샘플이 이 시간 슬라이스 동안에 핸드셋 #5로 송신되는 것을 나타낸다. 핸드셋(1)에 대해 오디오 패킷에 32개의 2-비트 ADPCM 샘플을 제공하는 것은 4 ms TDMA 사이클 동안 충분한 오디오 데이터를 제공한다. 시스템은 다이내믹한데, 그 이유는, 만약 핸드셋 #1이 핸드셋 #5보다 먼저 전화통화가 끊겼다면, 베이스 유닛 (110)은 남은 통화 동안에 32 Kbps를 핸드셋 #5에 할당할 수 있기 때문이다. 핸드셋 #5가 활성되는 시기에 따라, 괄호안의 엔트리가 적용 가능하게 되도록 그 순서를 스위칭할 수 있다.The lower entry in parentheses indicates the alternate allocation for the slot when M> T. The top entry represents the normal shift assignment when M> T. If the fifth handset (handset # 5) is operational, there is not enough channel capacity to process all five active or active handsets with high quality. Therefore, handset 1 and
그러므로, M>T일 때, 시스템(100)은 핸드셋 확장 모드로 동작한다고 말할 수 있다. 정상적인 모드에서, 총 32개의 4-비트 샘플이 두 필드마다 핸드셋 #1에 송신된다(즉, 고품질의 TS1이 두 번 발생한다). 핸드셋 확장 모드에서, 두 개의 오디오 패킷이 아닌 하나의 오디오 패킷에서 이루어지는 것은 제외하고는 32개의 2-비트(저품질) 샘플이 두 필드마다 핸드셋 #1에 또한 송신된다. 처음 4개의 핸드셋 이상의 추가적인 핸드셋이 활성될 때, 시스템(100)은 다이내믹하게 핸드셋 확장 모드로 스위칭하고, 새롭게 활성된 핸드셋에 공칭적으로 번호를 매기며, 이것은, 기술된 것처럼, 다른 핸드셋의 시간 슬라이스와 기술된 것처럼 쌍을 이루게 된다. 따라서, 일예로, 만약 핸드셋 #6이 활성된다면, 상기 핸드셋 #6은 핸드셋 #2와 시간 슬라이스( 및 낮은 품질)를 교대로 공유한다. 이 경우에 우리는 다음을 갖는다:Therefore, when M> T, it can be said that the
TD1, TS1,* RS1,* TS2,* RS2,* TS3, RS3, TS4, RS4;TD1, TS1, * RS1, * TS2, * RS2, * TS3, RS3, TS4, RS4;
RD1, TS5,* RS5,* TS6,* RS6,* TS3, RS3, TS4, RS4;RD1, TS5, * RS5, * TS6, * RS6, * TS3, RS3, TS4, RS4;
TD2, TS1,* RS1,* TS2,* RS2,* TS3, RS3,...TD2, TS1, * RS1, * TS2, * RS2, * TS3, RS3, ...
......
RDN, TS5,* RS5,* TS6,* RS6,* TS3, RS3, TS4, RS4RDN, TS5, * RS5, * TS6, * RS6, * TS3, RS3, TS4, RS4
여기서, *는 저-품질 오디오 패킷(즉, 2-비트 샘플)을 나타낸다.Where * denotes a low-quality audio packet (ie, 2-bit sample).
따라서, 베이스 유닛(110)은 오디오 송신을 위해 각각의 후속 활성 핸드셋에 송신 및 수신 슬롯을 할당한다. 만약 어떤 핸드셋도 사용 중이지 않다면, 핸드셋 (1202)이 통화를 시작하고, 송신 슬롯(TS1) 및 수신 슬롯(RS1)은 32 Kbps 속도로 핸드셋(1202)(즉, 핸드셋 #1)에 할당될 것이다. 따라서, 최대 4개의 활성 핸드셋에 대해서, 32 Kbps의 고품질 오디오 링크가 각각의 핸드셋에 제공된다. 다섯 번째 핸드셋이 활성화되었을 때, 하나의 기존 채널이 16 Kbps로 감소되고, 상기 다섯 번째 핸드셋은 16 Kbps 속도로 그 채널로 다중화된다. 만약 8개를 초과하는 핸드셋이 송신을 하려한다면, 상기 핸드셋들은 차단된다(모든 회선은 통화 신호 상태이다). 차단이 가능한 그러한 실시예에서, 수신기 유닛(112)은 바람직하게 N개 미만의 개별 송신기(바람직하게는 8개)을 포함하고, 송신기 유닛(111)은 N개 미만의 개별 송신기(바람직하게는 8개)를 포함한다. 일반적으로, 임의의 실시예에서 베이스 유닛(110)은 동시에 설정될 수 있는 최대 통화(링크) 수와 동일한 수만큼의 논리 트랜시버 쌍을 포함한다.Thus,
따라서, 표(300)의 기간(epoch)에 있어서, 정상적인 모드에서 각각의 활성 핸드셋은 오디오 데이터 전달을 위해 각 필드(210)에 대해 고정된 시간 슬롯{즉 표(300)의 행}을 갖는다. 확장된 핸드셋 모드에서, 저품질 핸드셋은 오디오 데이터 전달을 위해 하나 걸러 하나의 필드(210)에 대해 고정된 시간 슬롯{즉, 표(300)의 행}을 갖는다.Thus, in the epoch of table 300, in normal mode each active handset has a fixed time slot (i.e. row of table 300) for each
한 실시예에서, 시스템(100)은 채널 용량의 사용을 최적화하도록 핸드셋들을 다이내믹하게 다시 지정하기 위해 변경된다. 일예로, 상술된 것처럼 6개의 핸드셋이 동작중이라고 가정하고, 6개의 핸드셋들 중 4개의 핸드셋이 저-품질 모드로 동작한다고 가정하자. 다음으로, 핸드셋 #3과 핸드셋 #4가 비활성 중이라고 가정하자. 이 경우에, 핸드셋 #1과 핸드셋 #5가 시간 슬라이스를 공유하거나 저품질 모드로 동작한다는 것은 이치에 맞지 않는데, 그 이유는 TS3, RS3, TS4, RS4에 대한 시간 슬라이스가 사용중이지 않기 때문이다. 따라서, 이 경우에 시스템(100)은 4개의 동작중인 핸드셋들을 다이내믹하게 #1-#4로 다시 번호를 매기거나 다시 지정한다.In one embodiment, the
따라서, 본 발명에 있어서, TDMA는 데이터와 오디오를 두 채널로 분리하고, 상기 채널을 필요로 하는 핸드셋에 요구될 때 대역폭을 할당하기 위해서 사용된다. 이러한 기술은 전력을 절감하는 프로토콜과 호환가능한데, 그 이유는 항상 가용적일 수 있는 데이터 채널이 핸드셋에 신호를 보내고 통화를 개시하기 위해 사용되기 때문이다. 특정 시간 슬롯에는 각각의 핸드셋에 대한 데이터가 제공되는데, 이것은 핸드셋 트랜시버가 지정된 시간 슬라이스 동안에만 통신을 하도록 TDMA를 동기상태로 유지하기 위해 사용된다. 전화기는 배터리로 동작하기 때문에, 전화기가 필요할 때에만 송신 및 수신하는 것이 중요하다.Thus, in the present invention, TDMA is used to separate data and audio into two channels and to allocate bandwidth when required by the handset that needs the channel. This technique is compatible with power-saving protocols because a data channel that is always available is used to signal the handset and initiate the call. A specific time slot is provided with data for each handset, which is used to keep the TDMA in sync so that the handset transceiver only communicates for a specified time slice. Because the phone is battery powered, it is important to only send and receive when the phone is needed.
한 실시예에서, 시스템(100)은 4개의 평범한 구 전화 시스템(POTS : Plain Old Telephone System)선{즉, 선(115)}를 갖는 전화 시스템을 통해 표(300)의 기간(epoch) 및 구조를 구현한다. 4개의 전용 POTS 선을 통해, 사용자는 여러 핸드셋이 회의 중에 있을 때나 일부 핸드셋들이 내부 통화중에 있고 동시에 다른 핸드셋들이 선을 통해 통화중에 있을 때를 제외하곤 32 Kbps의 성능을 항상 기대할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 다른 선/핸드셋의 조합이 사용될 수도 있다.In one embodiment,
상술된 실시예에서는 오디오 데이터 패킷 슬롯 당 2개의 송신/수신 쌍이 사용되었다. 대안적인 실시예에서는, 데이터 슬롯 당 더 작은 수 또는 더 많은 수의 송신/수신 쌍이 사용될 수 있다. 일예로, 오디오 데이터 샘플은 오디오 패킷 당 더 많은 샘플을 송신하여, 2개를 초과하는 핸드셋(일예로 4개)이 시간 슬라이스를 공유하도록 하기 위해서 품질이 더욱 감소될 수 있다. 그러나, 이것은 더 높은 압축 알고리듬을 필요로 할 수 있고, 이러한 알고리듬은 루프에 상당한 지연을 부가할 것이다. 상술된 것과 같은 ADPCM을 사용함으로써 루프에서의 지연을 최소화하고 오디오 에코(echo) 소거 문제를 단순화할 수 있고, 16 Kbps 알고리듬 및 32 Kbps 알고리듬 모두는 동일한 지연을 나타내어 상기 알고리듬 사이의 스위칭을 용이하게 한다.In the above embodiment, two transmit / receive pairs are used per audio data packet slot. In alternative embodiments, smaller or larger number of transmit / receive pairs may be used per data slot. In one example, the audio data sample may be further reduced in quality to transmit more samples per audio packet, such that more than two handsets (eg, four) share a time slice. However, this may require higher compression algorithms, which will add significant delay to the loop. By using an ADPCM as described above, it is possible to minimize delays in the loop and simplify the audio echo cancellation problem, and both the 16 Kbps algorithm and the 32 Kbps algorithm exhibit the same delay to facilitate switching between the algorithms. .
이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따라, 도 1에 있는 시스템(100)에 사용되는 고정-구조 TDMA 시간 슬라이스 할당 구조 기간이 도시되어 있다. 이 실시예에서, 채널 용량의 한도를 넘어 추가로 핸드셋을 추가함으로써 융통성(flexibility)이 더 작아진다. 그러나, 표(400)는 표(300)의 가변적인 해결방법보다 더 간단하게 구현될 수 있고, 차단이 발생하지 않도록 할 수 있다.Referring now to FIG. 4, shown is a fixed-structure TDMA time slice allocation structure duration used in the
표(400)에 기술된 기간 구조(epoch scheme)는, N=8일 때, 표(300)의 기간 구조와 유사하게 구현될 수 있다. 표(400)에 대한 한 실시예에서, 시간 슬롯은 데이터와 오디오 모두를 위해 각 핸드셋에 할당되었다. 따라서, 일예로, 만약 핸드셋 #1과 핸드셋 #5가 유일한 활성 핸드셋이라면, 상기 핸드셋들은 비록 추가적인 대역폭이나 이용가능한 채널 용량이 있다고 하더라도 16 Kbps ADPCM으로 각각 동작할 것이다. 그러나, 비록 이것이 채널을 사용하기 위한 가장 "효율적인" 방법이 아닐 수 있지만 이것은 채널의 제어를 간단하게 한다. 대안적인 실시예에서, 표(400)의 기간(epoch)을 구현하는데 있어 시스템(100)은 이용가능한 대역폭을 더욱 효율적으로 사용하기 위해 핸드셋 번호를 다이내믹하게 다시 지정할 수 있다.The epoch scheme described in table 400 may be implemented similar to the period structure of table 300 when N = 8. In one embodiment for table 400, time slots have been assigned to each handset for both data and audio. Thus, as an example, if handset # 1 and
당업자라면, 본 발명의 원리에 따라 상술된 무선 시스템은, 베이스 유닛 (110)이 셀룰러 전화 네트워크에서 셀들 중에서 하나의 셀 역할을 하는 베이스 스테이션을 나타내는 셀룰러 시스템일 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the wireless system described above in accordance with the principles of the present invention may be a cellular system in which the
본 발명의 특성을 설명하기 위해서 묘사되고 상술된 부분들의 설명, 재료, 및 장치에 대한 많은 변형이 다음의 청구항에서 제시된 것과 같은 본 발명의 원리와 범위에서 벗어나지 않으면서 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 이해될 것이다.It is understood by those skilled in the art that many modifications to the description, materials, and apparatus of the parts depicted and described above to illustrate the nature of the invention may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the following claims. Will be.
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