KR100751432B1 - 자기최적화 다변수 점-다점 통신 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적응 점-다점 무선 통신 방법 및 시스템을 개시한다. 무선 물리층과 무선 미디어 접속 제어(MAC) 층은 매개변수 세트를 포함하며, 이 변수들은 다수의 고객측 장비와의 통신을 위한 기지국 제어기에 의해 변경된다. 기지국 제어기는 물리적 특성, 통신 트래픽량, 통신 트래픽에 대한 응용특성등을 포함한 통신 특성의 변화에 대응하여 고객측 장비와의 통신을 개별적으로 조정한다.

Description

자기최적화 다변수 점-다점 통신 시스템{SELF-OPTIMIZING MULTI-VARIABLE POINT TO MULTIPOINT COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 점-다점 무선 통신 시스템에 관한 것이다.
수신자와 송신자간의 무선 통신은 무선 통신 링크를 사용하여 정보를 송신하는 과정을 포함하며, 송신자는 무선 통신 채널(예를 들면, 송신자와 수신자간의 무선 통신을 위한 주파수 대역)로 정보를 변조하고, 수신자는 무선 통신 채널로부터 상기 정보를 복조하여 원래의 정보를 복구한다.
종래 시스템의 문제점은 송수신자간 통신 링크의 물리적 특성이 비교적 짧은 기간에 실질적으로 변화한다는 것이다(예를 들면, 송수신자간의 거리 또는 송수신자가 사용하는 장비). 이러한 문제점은 동일 채널 간섭(co-channel interference:CCI)에 있어서 특히 발생하며, 내부 심볼 간섭 및 심볼간의 간섭을 초래하는 반사와 같은 다중점 효과에서 발생한다. 또한, 이러한 물리적 특성의 변화는 상호 독립적으로 발생한다. 상기 물리적 특성은 송수신자간의 통신을 비교적 비효율적이거나 비효과적으로 만드는 결과를 가져온다.
따라서, 종래 기술의 결점에 영향을 받지 않는, 송수신자간의 통신 기술의 특성이 물리적 통신 매체의 특성 변화에 대응하여 변화하는 점-다점 무선 통신 기술을 제공하면, 이점이 있을 것이다.
종래 기술은 독일 특허 DE 제 197 28 469호 및 WO 99/44341호를 포함한다. 상기한 독일 특허 DE 제 197 28 469호는 그러한 복수의 메카니즘들 중에서 여러가지 에러 보정 메카니즘을 선택하도록 선택 변수들을 이용한다. 선택된 메카니즘은 소정 선택 기준에 대응하는 최상의 것이다. 상기한 WO 99/44341호는 다채널 환경의 프로토콜의 서브레이어의 실현에 관한 것이다. 상기 서브레이어는 전체 스루아웃의 최적화를 허용하도록 서브프레임 사이즈의 다이나믹한 조정을 허용한다. 그러나, 본 출원인은 상기 특허들이 전술한 문제점을 적절하게 해결할 수 있는 것으로 생각하지 않는다.
본 발명은 점-다점 무선 통신 방법 및 시스템을 개시한다. 바람직한 실시예에서, 무선 물리층과 무선 매체 접속 제어(MAC)층은 다수의 고객측 장비와의 통신을 위해 기지국 제어기에 의해 변경되는 일체의 매개 변수를 포함한다. 본 발명의 제1 측면에서, 무선 전송층은 적응 링크층 전송 서비스 및 진보한 TDMA(시분할 다중 접속) 프로토콜과 같은 다수의 전제 조항을 포함한다. 본 발명의 제2 측면에서, 기지국 제어기는 물리적특성, 통신량, 통신 어플리케이션의 특성과 같은 통신 특성의 변화에 대응하여, 각 고객측 장비와의 통신을 개별적으로 조정한다. 점대점(point-to-point) 다점 무선 채널을 사용하면 사용자단위로 현재 조건에 연속 적응하는 매개 변수를 가진 링크를 이용한 서비스를 제공할수 있다.
본 발명은 광범위한 통신 응용을 가능하게 하는 기술을 제공하여, 종래 기술에 비추어 볼 때 신규성있는 이점과 기능을 달성한다. 아래에 기술될 예는 무선 통신 시스템에 관한 것이지만, 본 발명은 통신 링크의 특성이 변화하는 다수의 상이한 유형의 통신에 광범위하게 응용 가능하다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 점-다점 무선 통신을 이용한 시스템의 블록도.
도 2는 무선 통신 시스템에서 점-다점 무선 통신을 이용한 시스템을 작동하는 방법에 관한 공정 흐름도.
아래의 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시예는 바람직한 프로세스 단계와 데이터 구조에 관하여 서술된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 프로그램 제어하에 구동되는 범용 프로세서 혹은 특정 목적 프로세서, 또는 여기에서 기술되는 각각의 프로세스 단계와 데이터 구조에 적응된 회로를 사용하여 실행한다. 여기에서 기술된 프로세스 단계와 데이터 구조의 실행은 추가적인 실험 및 발명을 요구하지 않는다.
색인어 사전
아래의 용어들은 아래에 기술될 본 발명의 측면들에 관련된 것이다. 이러한 용어들의 일반적 의미에 관한 설명은 제한되지 않으며 단지 예시하기 위한 것이다.
기지국 제어기 - 일반적으로 무선 통신 셀의 조정 및 제어를 실행하는 장치이다. 기지국 제어기가 단일 장치라야 한다는 조건은 없다. 각각의 실시예에서, 기지국 제어기는 단일 장치의 일부, 복수 장치의 조합, 또는 복수 장치의 하이브리드의 일부를 포함할 수 있다.
통신 링크 - 일반적으로, 송신자로부터 수신자에게 정보를 송신하는 요소이다. 바람직한 실시예에서 언급되는 통신 링크는 일반적으로 무선 가시거리내 점대점 통신 링크이지만 이에 대한 특별한 제한 요구사항은 없다.
고객측 장비 - 일반적으로, 고객 위치에서 통신 프로세스 및 업무를 수행하기 위한 장치이며, 무선 통신 셀 범주내에서 기지국 제어기와 함께 작동한다. 고객측 장비가 단일 장치라야 한다는 요구사항은 없다. 각각의 실시예에서, 고객측 장 비는 단일 장치의 일부, 복수 장치의 조합, 또는 복수 장치의 하이브리드의 일부를 포함할 수 있다.
물리적 매개 변수 - 일반적으로, 무선 통신 링크와 연관되어, 통신 링크상의 물리적 정보 전송과 관련한 일체의 특성 또는 매개 변수이다. 예를 들면, 물리적 특성은 (a)심볼 전송 속도, (b)심볼당 지정되는 다수의 페이로드 데이터 비트, (c)심볼당 지정되는 다수의 오류 검출 또는 보정 비트.
MAC 매개변수 - 일반적으로, 무선 통신 링크와 연관되어, 통신 링크의 미디어 액서스 제어와 연관된 일체의 특성 또는 매개 변수이다. 예를 들면, MAC 매개 변수는 (a) 메시지당 지정되는 페이로드 데이터 바이트, (b) 인식 메시지의 횟수와 메시지 재전송 시도 횟수, (c) 다운스트림 대 업스트림 통신에 할당된 통신 링크의 일부.
무선 통신 시스템 - 일반적으로, 무선 통신 기술을 사용하는 최소 한 개의 통신 링크를 갖는 통신 시스템.
무선 전송 층 - 일반적으로, 무선 전송을 사용하여 정보를 송수신하는 일체의 프로토콜 및 프로토콜 매개 변수. 바람직한 실시예에서, 무선 전송층은 다층 시스템 구조의 일부이며, 무선 전송층은 물리적 전송층을 사용하여 구축되며, 무선 전송층은 IP와 같은 논리적 전송층을 사용한다.
상술한 바와 같이, 상기 용어들의 일반적 의미는 제한을 목적으로 하지 않고 예시의 목적으로 사용되었다. 상기 용어들과 개념의 확장을 포함한 본 발명의 다른 부가적인 응용은 당업자에게 자명할 것이다. 본 발명의 부가적인 응용은 본 발명의 범위와 사상의 일부이며, 발명의 추가 없이 당업자에게 자명할 것이다.
시스템 배경
무선 통신 시스템에서 점-다점 무선 통신을 사용하는 시스템은, 네트워크(컴퓨터 네트워크)와 연결된 장치가 메시지를 송신하고 메시지를 라우팅 및 교환하며 수신하는 시스템의 일부로 작동한다. 바람직한 실시예에서, 네트워크와 연결(및 통합)된 장치는 패킷 순서대로 메시지를 송신, 라우팅 및 수신하며, 각각의 패킷은 전송 정보를 포함한 헤더및 데이터를 포함한 페이로드를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 패킷 형식은 OSI 모델에 적합하며, 응용 프로토콜(층 5, 이를테면 FTP)은 전송 프로토콜 (층 4, 이를테면 TCP)을, 전송 프로토콜은 네트워크 프로토콜 (층 3, 이를테면 IP)을, 네트워크 프로토콜은 매체 접속 제어(MAC) 프로토콜(층 2)을, 매체 접속 제어 프로토콜은 물리적 전송 기술(층 1)을 각각 사용한다.
점-다점 무선 통신을 사용하는 시스템은 여기에서 층1과 층2에 관하여 기술되었으며, 특히, 층1 및 층2 사이의 상호작용과 층1, 2 및 층3 간의 상호 작용에 적용되어 기술된다. 본 발명의 개념과 기술은 OSI 모델의 다른 층에도 적용가능하다. 이러한 응용은 응용층(층5)에서의 응용유형이 통신을 향상시키기 위해 본 발명의 실시예들에 통합되는 경우에 대한 예들을 제시한다. 이러한 개념과 기술을 다른층들에 적용함은 추가적인 실험 및 발명을 요구하지 않으며, 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않는다.
시스템 구성 요소
도 1은 점-다점 무선 통신 시스템을 이용하는 시스템의 블록도이다.
시스템(100)은 무선 통신 셀(110), 기지국 제어기(120), 및 하나 이상의 고객측 장비(130)를 포함한다.
무선 통신 셀(110)은 대략 육각형 모양의 지역 표면을 가진 영역을 포함하며, 대도시 지역에서 찾아볼 수있다. 육각형의 영역을 사용하는 것은 로컬 영역을 실질적인 갭없이 연결할 수 있으므로 무선통신기술에서 주지의 사실이다. 바람직한 실시예에서 무선 통신 셀(110)은 대략 육각형의 영역을 포함하지만, 특별히 그러한 모양을 사용해야한다는 요구조건은 없다. 다른 실시예에서, 다른 모양 또는 경사를 가진 로컬 영역을 사용할 수 있다.
기지국 제어기(120)는 프로세서, 프로그램 및 데이터 메모리, 대량 저장기, 그리고 무선 통신 기술을 사용하여 정보를 송수신하기 위한 하나 이상의 안테나를 포함한다.
기지국 제어기(120)와 마찬가지로, 각각의 고객측 장비(130)는 프로세서, 프로그램 및 데이터 메모리, 대량 저장기, 그리고 무선 통신 기술을 사용하여 정보를 송수신하기 위한 하나 이상의 안테나를 포함한다.
무선 통신 셀(110)의 범주내의 장치간의 통신은 각각의 고객측 장비(130)와 기지국 제어기(120)간에 일대일로 수행된다. 따라서, 기지국 제어기(120)는 각각의 고객측 장비(130)와 통신하며, 각각의 고객측 장비(130)은 기지국 제어기(120)와 통신한다. 고객측 장비(130)는 타 고객측 장비 130과 직접 통신하지 않는다.
기지국 제어기(120)와 각각의 고객측 장비(130)간의 통신은 지속 시간이 개별 프레임으로 분할되는 시분할 이중 기술을 이용하여 수행되며, 각각의 프레임은 "다운스트림" 및 "업스트림" 부분을 포함한다. 송신이 송신측에 의해 제어되는 기존의 프로토콜과 달리, 기지국 제어기(120)는 고객측 장비로부터 특정한 요청이 없어도 업스트림 및 다운스트림 방향으로 송신을 제어한다.
각 프레임의 다운스트림 부분에서, 기지국 제어기(120)는 하나 이상의 고객측 장비(130)에 정보를 송신한다. 각 프레임의 업스트림 부분에서, 각 고객측 장비(130)는 송신을 위한 시간 슬롯을 할당받으며, 기지국 제어기(120)로 정보를 송신한다. 시분할 이중 기술은 무선 통신 분야의 주지의 기술이다.
점-다점 통신
기지국 제어기(120)는 일체의 각 고객측 장비(130)을 위한 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수를 유지한다. 바람직한 실시예에서, 기지국 제어기(120)에 의한 각 매개 변수의 제어는 각 고객측 장비 130에 관하여 독립적이고 개별적으로 이루어진다. 예를 들면, 기지국 제어기(120)는 다른 고객측 장비(130)의 파워 레벨 및 변조 유형에 상관없이 각 고객측 장비(130)에 대한 파워 레벨과 변조 유형을 결정한다. 마찬가지로, 기지국 제어기(120)는 특정 고객측 장비(130)의 변조 유형과 상관없이 특정 고객측 장비(130)의 파워 레벨을 결정한다.
그러나, 각각의 실시예에서, 기지국 제어기(120)는 그룹으로 또는 상호연관시키는 방법으로 다수의 매개 변수를 제어한다. 따라서, 기지국 제어기(120)은 켤레값으로서 각각 고객측 장비(130)에 대한 파워 레벨과 변조 유형을 각각 결정하며, 켤레값은 (최적개별값이 아닌) 최적화된 켤레쌍이 선택되도록 결정된다. 예를 들면, 기지국 제어기(120)는 보다 강력한 변조 유형이 사용되는 경우에 특정 고객 측 장비(130)는 실질적으로 낮은 파워 레벨을 요구한다는 것을 인식하며, 개별값이 아닌 켤레값으로 최적화되도록 각 고객측 장비(130)에 대한 파워레벨과 변조 유형 매개 변수를 선택한다.
각각의 실시예에서, 기지국 제어기(120)는 그룹으로 또는 상호 연관시키는 방법으로 다수의 고객측 장비(130)에 대한 매개 변수를 제어한다. 따라서, 기지국 제어기(120)는 하나 이상의 고객 장비(130) 그룹을 선택하고, 그 그룹 전체에 대한 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수를 제어하며, 매개 변수는 개별적 고객측 장비(130)에 대해서보다는 그룹으로 최적화되도록 결정된다. 예를들면, 기지국 제어기(120)는 두개의 고객측 장비(130A 및 130B)가 실질적인 동일 채널 간섭을 발생시킨다는 것을 인지하고, 이러한 동일 채널 간섭을 피하도록 두 고객측 장비(130A 및 130B)에 대한 채널 선택 매개 변수를 설정한다.
다수의 고객측 장비(130)에 대한 매개변수를 그룹으로 제어하는 각각의 실시예에서, 기지국 제어기(120)는 (N개의 고객측 장비(130)에 대하여) M개의 고객측 장비(130)의 일부가 제1 세트의 매개 변수를 가지고, 그 고객측 장비의 다른 일부(N - M)가 제2 세트의 매개 변수를 갖도록 매개변수를 제어하여, N개의 고객측 장비(130)의 전체 그룹과의 통신이 최적화되도록 한다. 예를들면, N=10인 고객측 장비(130)에 대하여, M=9인 고객측 장비(130)는 초당 20메가심볼의 속도로 기지국 제어기(120)와 통신하며, 고객측 장비(130)의 잔여 값 (N-M)=1은 초당 5메가심볼의 속도로 기지국 제어기(120와 통신하여, N-10개의 고객측 장비(130)의 전체 그룹과 통신을 위해 할당된 자원을 최소화한다.
바람직한 실시예에서, 각각의 매개 변수는 실제로, 기지국 제어기(120)에 의해 전송되는 제1값과 고객측 장비(130)에 의해 전송되는 제2값의 두 개의 값을 갖는다. 따라서, 기지국 제어기(120)는 제1 매개변수를 이용하여 전송하는 한편, 고객측 장비(130)는 제2 매개변수를 이용하여 전송하도록 지시된다. 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130) 간의 통신 링크의 특성에 맞는 바람직한 최적화를 제외하고는 제1 매개변수와 제2 매개변수가 상호관련이 있어야 한다는 요구사항은 없다.
각각의 실시예에서, 기지국 제어기(120)에 의해 선택된 최적화는 OSI 모델에서 고도의 수준에서 요구되는 최적화 조건 또는 필요 조건에 대응한다. 예를 들면, 음성 정보 또는 다른 스트리밍 매체를 전송하는 어플리케이션 수준에서는, 제1세트의 매개변수가 최적으로 고려되며, 파일 데이터 또는 기타 비교적 응집력있는 정보를 전송하는 어플리케이션 수준이라면, 제2세트의 매개변수가 최적으로 고려된다.
바람직한 실시예에서, 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수는 다음과 같은 물리적 매개 변수를 포함한다.
안테나 선택 - 기지국 제어기(120)는 하나 이상의 안테나를 포함하며, 각 고객측 장비(130)는 하나 이상의 안테나를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 안테나 선택 매개 변수는 기지국 제어기(120 )및 각각의 고객측 장비(130)에서의 안테나 선택을 포함한다.
각각의 실시예에서, 안테나 선택 매개 변수는 다수의 안테나 각각으로부터 통신 신호의 일부를 송신할 가능성을 포함하며(두개의 안테나로부터 동시에 송신하 거나, 또는 두 개의 다른 안테나로부터 차례로 송신한다.), 마찬가지로 복수의 안테나 각각에서 통신 신호의 일부를 수신할 가능성을 포함한다.
파워레벨 - 기지국 제어기(120)는 전송을 위해 할당된 전원을 설정한다.
채널 선택 - 통신 링크는 송수신을 위한 하나 이상의 주파수 채널을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 채널 선택 매개 변수는 기지국 제어기(120) 및 각각의 고객측 장비(130)가 전송하는데 사용하는 채널의 선택을 포함한다.
안테나 선택과 마찬가지로, 각각의 실시예에서, 채널 선택 매개 변수는 다수 채널 각각으로로부터 통신 신호 일부를 송신할 가능성을 포함하며(따라서, 두개의 안테나로부터 동시에 송신하거나, 또는 두 개의 다른 안테나로부터 차례로 송신한다.), 마찬가지로 다수 채널 각각에서 통신 신호 일부를 수신할 가능성을 포함한다.
각각의 실시예에서, 통신 링크는 스프레드 스펙트럼 코드 분할(CDMA) 또는 CDMA, FDMA 및 TDMA 기술의 조합과 같은 전송 분리 기술의 조합과 같은, 주파수 분할(FDMA)과는 다른 유형의 채널을 포함한다. 이러한 실시예에서, 채널 선택 매개 변수는 독립적 또는 공동으로 한개 이상의 분리 기술을 선택할 가능성을 포함한다.
변조 유형 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 정보전송에 대한 변조유형에 의해 결정된, 다수의 상이한 비트/심볼 속도중 하나의 속도로 정보 교환한다. 바람직한 실시예에서, 변조 유형 매개 변수는 QPSK, 16QAM 및 64QAM 변조 기술 사이에서 선택한다. 변조 유형이 QPSK이면, 각 심볼에 대해 두 개의 비트가 전송된다. 마찬가지로, 변조 유형이 16QAM이면, 각각의 심볼에 대해 4개의 비트가 전 송되며, 변조 유형이 64QAM이면, 각각의 심볼에 대해 6개의 비트가 전송된다.
각각의 실시예에서, 변조 유형은 QFSK 또는 다른 주파수 변조 기술, 스프레드 스펙트럼 변조 기술 또는 이들의 조합과 같은 여러 변조 기술을 포함한다.
심볼 속도 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)은 정보전송에 대한 변조유형에 의해 결정된, 다수의 다른 비트/심볼 속도중 하나의 속도로 정보 교환한다. 정보 전송에 대한 심볼 속도를 결정한다. 바람직한 실시예에서, 심볼 속도 매개 변수는 초당 5, 10 또는 20 메가심볼 전송 속도중에서 선택한다.
오류 코드 유형 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)은 다수의 상이한 오류 검출 및 보정 기술중 하나를 사용하여 정보 교환한다. 전술한 오류 검출 및 보정 기술은 역방향 오류 검출 및 보정과 순방향 오류 검출 및 보정을 포함한다. 오류 검출 및 보정을 위한 다양한 코드 및 기술은 정보 과학의 분야의 주지의 기술이다. 바람직한 실시예에서, 오류 코드 유형 매개 변수는 M개의 전송 비트 블록을 사용하여 N개의 페이로드 비트를 인코딩하는 Reid-Solomon 코드들중에서 선택하며, M은 N보다 크거나 동일하다.
등화(equalization) - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 정보 교환시, 양측간의 통신 링크는 임펄스 반응을 발생시키며, 송신자로부터 수신자에게 전송되는 신호는 실질적으로 비선형 방식으로 변형된다. 임펄스 반응은 주로 송수신자간의 통신 다중 경로 효과에 기인하지만, 기후와 같은 다른 주파수를 변화시키는 효과에 기인할 수도 있다.
바람직한 실시예에서, 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 전송전 신 호 사전 처리를 하여 통신 링크의 임펄스 반응을 역전시키는 이퀄라이저 요소를 포함한다. 이퀄라이저 요소는 유한 임펄스 반응(FIR) 필터에 사용하는 일련의 계수를 포함하거나, 무한 임펄스 반응(IIR) 필터의 값을 결정하도록 다항식에서 사용하는 일련의 계수를 포함한다. 따라서, 균등화 매개 변수는 전송전 신호 사전 처리에 사용하는 필터에 대한 일련의 계수를 포함한다.
바람직한 실시예에서, 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수는 다음과 같은 MAC 매개 변수를 포함한다.
메시지 크기 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 (다운스트림 또는 업스트림)페이로드 요소를 사용하여 정보를 교환하며, 각 페이로드요소는 헤더 정보 및 페이로드 정보를 포함한다. 메시지 크기 매개 변수는 각각의 페이로드 요소에 포함되는 페이로드 정보량에 대한 값을 포함한다. 이 값은 비교적 소수의 페이로드 바이트 수로부터 네트워크 (층2) 프로토콜이 허용하는 최대 페이로드 바이트 수인 대략 1500까지 변경 가능하다.
바람직한 실시예에서, 메시지 크기 매개 변수는 주로 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)간의 통신 링크에서 나타나는 비트 오류율(BER)에 대응한다. 비트 오류율이 비교적 작으면, 메시지 크기 매개 변수는 비교적 크게 설정되어, 각각의 페이로드 요소의 헤더 정보에 대한 오버헤드 양을 감소시킨다. 그러나, 비트 오류율이 비교적 커지면, 메시지 크기 매개 변수는 비교적 작게 설정되며, 전송되는 페이로드 요소의 하나 이상의 심볼에서 발생하는 오류에 기인하는 손실된 페이로드 요소에 대한 오버헤드 양을 감소시킨다.
당업자는 본 응용 기술을 숙독하면 변조 유형, 오류 코드 유형 및 메시지 크기간에 연관이 있다는 것을 알게될 것이다. 따라서, 변조 유형이 심볼당 비교적 적은 비트를 할당할 때, 특정 심볼에 대한 오류발생 가능성이 비교적 낮아지며, 비트 오류율도 또한 비교적 낮아진다. 마찬가지로, 오류 코드 유형이 심볼당 비교적 많은 오류 검출 및 보정 비트를 할당할 때, 특정 심볼에 대한 오류 가능성 또한 비교적 낮아지며, 비트 오류율도 비교적 낮아진다. 비트오류율이 비교적 낮은 이러한 경우에서, 메시지 크기 매개 변수는 비교적 큰 값으로 설정 가능하다.
인지 및 재전송 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 인지 메시지(ARQ)를 사용하여 정보를 교환함으로써 수신자가 특정 페이로드 요소를 정확히 수신하였는지 송신자에게 알려준다. 특정 페이로드 요소가 수신되지 않으면, 송신자는 정확히 수신되도록 하기 위해 수차례 페이로드 요소를 재전송하도록 결정한다. 인지 매개 변수는 페이로드 요소에 대응하기 위해 인지 메시지가 사용되는 주기를 선택하여, 페이로드 요소 수신 여부를 송신자가 알수 있도록 하는 주기를 선택한다. 마찬가지로, 재전송 매개 변수는 송신자가 수신자에게 페이로드 요소를 송신 또는 재송신하는 지속성을 선택한다.
당업자는 본 응용 기술을 숙독하면 층5 응용 프로토콜이 사용하는 응용기술과 인지 및 재전송 매개 변수의 선택 간에 연관이 있다는 것을 알게될 것이다. 예를 들면, 응용 기술이 음성 전송 또는 다른 스트리밍 매체를 포함하는 경우, 특정 페이로드 요소의 재전송하는 것은 그 값이 낮으며, 페이로드 요소를 디코딩하고 나타내는 시간은 특정 페이로드 요소를 송신자가 재전송하여 수신자가 수신하는 시간 까지 일반적으로 잘 경과한다. 반대로, 예를 들면, 할당에 파일 데이터 전송이 포함되는 경우, 각 손실 페이로드 요소를 재전송하는 것은 비교적 큰 값을 갖는데, 그것은 각각의 모든 페이로드 요소는 일반적으로 전체 파일 데이터 전송의 유용한 수신을 위해 요구되기 때문이다.
TDD 듀티 사이클 - 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 TDMA 전송 프레임의 다운스트림 부 및 업스트림 부를 이용하여 정보를 교환한다. TDD 듀티 사이클 매개 변수는 다운스트림 정보 전송에 할당되는 TDMA 전송 프레임의 수 및 업스트림 정보 전송에 할당되는 전송 프레임의 수를 선택한다.
아래 상술하는 바와 같이, 기지국 제어기(120)는 이러한 물리적 매개 변수 및 MAC 매개변수를 유지하며, 기지국 제어기 및 고객측 장비간의 통신 링크상의 변화 조건에 따라 매개 변수를 변경한다. 따라서, 기지국 제어기(120)가 통신 링크의 특성 변화를 인지하여도, 통신 링크의 새로운 특성에 정확하게 상응하도록 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수를 즉시 변경하지는 않는다. 대신에, 기지국 제어기(120)는 과거 일련의 매개 변수 값을 (적어도 하나) 유지하고, 새로운 특성을 사용하는 최근의 매개 변수를 변경하여, 일체의 매개 변수를 동적으로 조정하여 매개 변수값이 추후 값에 대한 지속적인 효과를 가지도록 한다.
바람직한 실시예에서, 기지국 제어기(120)는 물리적 매개 변수 및 MAC 매개변수 각각의 현재 값을 기록하며, 통신 링크의 특성에 응답하여 물리적 매개변수와 MAC 매개변수에 대한 정확한 값을 결정하며, 현재값을 동적인 갑과 선형 혼합하여 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수(차기 TDMA 프레임)에 대한 신규값을 선택한다. 상술한 기술은 아래 수식 140에서와 같이 작동한다.
(수식 140)
Figure 112002020937366-pct00001
여기에서, value new = 차기 TDMA 프레임에 대한 각 매개변수의 새로운 값
value current = 가장 최근의 TDMA 프레임에 대한 각 매개변수의 현재 값
value exact = 통신 링크 특성에 대응하여 결정된 각 매개변수의 동적인 값
alpha = 통신 링크 특성 변화에 대응하는 속도를 결정하는 히스테리시스 매개변수
상기 실시예에서, 알파값은 각 개별 물리적 매개변수와 MAC 매개변수에 대한 특정값이다.
구동 방법
도 2는 무선 통신 시스템에서 점-다점 무선 통신을 이용하는 시스템을 운영하는 방법에 대한 프로세스 흐름도이다.
방법(200)은 플로 포인트및 단계들을 포함한다. 시스템(100)은 방법(200)을 수행한다. 방법(200)은 직렬로 서술되나, 방법(200)의 단계들은 결합 또는 병렬, 파이프라인형식으로 비동기적으로 또는 기타 방법으로 연결된 개별 요소에 의해 수행된다. 특별히 명시된 곳을 제외하고는 상세한 설명에서 나열된 순서대로 방법(200)을 수행해야할 필요는 없다.
플로 포인트 210에서, 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)은 TDMA 프레임을 개시하도록 준비된다.
단계 211에서, 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)은 TDMA 프레임을 사용하여 통신을 수행한다. 단계의 일부로서, 기지국 제어기(120)는 사용할 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수에 관하여 고객측 장비(130)을 조정한다.
단계 212에서, 기지국 제어기(120)는 이전의 TDMA 프레임동안의 통신 수행에 대응하여 고객측 장비(130)와의 통신 링크의 특성을 결정한다.
단계 213에서, 기지국 제어기(120)는 통신 링크의 특성에 대응하여 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수의 정확한 값을 결정한다.
단계 214에서, 기지국 제어기(120)는 이전 단계 및 수식 140의 수행 결과에 대응하여 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수의 새로운 값을 결정한다.
상기 단계후에, 기지국 제어기(120) 및 고객측 장비(130)는 TDMA 프레임을 사용하여 정보 송수신을 수행한다. 플로 포인트 310에 반복적으로 도달하며 플로 포인트로부터 그다음 단계를 각각의 TDMA 프레임에 대해 반복 수행한다.
본 발명의 일반성
본 발명은 다양한 사용 분야에 일반적으로 응용될수 있지만, 상기한 서비스와 꼭 관련된 것만은 아니다. 예를 들면, 이러한 사용 분야는 아래의 사항을 하나 이상 또는 조합하여 포함한다.
본 발명은 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 또는 코드 분할 다중 접속 (스프레 드 스펙트럼 통신으로도 알려져있는 CDMA)과 같은 타 무선 통신 형식에 응용가능하다.
본 발명은 유선(즉, 무선이 아닌) 통신에 응용가능하며, 현재 물리적 매개 변수 및 MAC 매개 변수와 같은 통신 매개 변수를 동적으로 조정함으로써 성취된다. 예를 들면, 본 발명은 등화 매개변수가 동적으로 조정되는 모뎀을 사용하는 무선 통신으로 일반화될 수 있다.
본 발명은 위성 통신 시스템 및 (마이크로웨이브 타워 또는 기타) 점대점 전송 시스템과 같은 타 무선 통신 시스템에 응용가능하다.
본 발명은 고객측 장비가 기지국 제어기(120) 및 이동 무선 통신 시스템에 대하여 이동하지 않으며, 상기 고객측 장비가 기지국 제어기(120)에 대하여 실질적으로 이동하는 두 개의 고정된 무선 통신 시스템에 응용가능하다.
기타 본 발명의 가장 일반적인 형태의 응용은 본 출원을 숙독하면 당업자에게 자명해질 것이며, 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않는다.
다른 실시예
상기에서 바람직한 실시예들이 설명되었으나, 여러가지 변경이 가능하고, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는본 출원을 숙지한다면 그러한 변경들을 이해하게 될 것이다.

Claims (66)

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  41. 점-다점 통신을 자기 최적화하는 방법에 있어서,
    통신 링크를 위해 다수의 제1매개변수와 하나 이상의 제2매개변수에 대한 제1값을 설정하는 결정 스텝으로, 상기 제1매개변수는 OSI 모델 통신 시스템의 제1층과 관련되고 상기 제2매개변수는 OSI 모델 통신 시스템의 제2층과 관련되는, 결정 스텝;
    상기 제1값을 사용한 제1정보를 전송하는 전송 스텝;
    상기 전송 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크의 특성에 관한 제2정보를 얻는 스텝; 및
    상기 제2정보에 대응하여 연결된 다수의 상기 제1값을 조정하는 조정 스텝으로, 상기 통신 링크의 한층 더한(further) 사용을 위해 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수는 상기 조정 스텝에 대응하는, 조정 스텝을 포함하고,
    상기 조정 스텝은 상기 제2정보에 대응하여 변경된 제1값 셋트를 다이내믹하게 선택하는 스텝을 포함하고, 상기 변경된 제1값 셋트는 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수에 대한 적어도 두개의 변화를 포함하고, 상기 변경된 제1값 셋트는 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수에 대해 오직 하나의 변화를 가지는 변경된 제1값보다 우수한 것으로 결정되는, 방법.
  42. 제41항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층은 물리층, 미디어 접속층, 네트워크층, 전송층, 응용층으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 방법.
  43. 제41항에 있어서, 상기 제1매개변수는 안테나 선택값, 파워 레벨값, 채널 선택값, 변조 유형값, 심볼 속도값, 오류 코드 유형값, 등화값 세트중 적어도 2개를 포함하는, 방법.
  44. 제41항에 있어서, 상기 제2매개변수는 페이로드 요소 크기, 메시지 크기값, 인지 및 재전송값 세트, TDD 듀티 사이클값 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  45. 제41항에 있어서, 상기 통신 링크는 간섭 효과, 다중경로 효과, 간섭 효과 및 다중경로 양자 중 적어도 하나에 영향을 받는, 방법.
  46. 제41항에 있어서, 상기 통신 링크는 무선 통신 링크를 포함하는, 방법.
  47. 제41항에 있어서, 상기 통신 링크는 다수의 식별 채널을 포함하고, 상기 채널은 주파수 분할, 시분할, 공간 분할, 스프레드 스펙트럼 코드 분할 중 다수를 이용하여 식별되는, 방법.
  48. 제41항에 있어서, 상기 통신 링크는 다수의 식별 채널을 포함하고, 상기 채널은 주파수 분할, 시분할, 공간 분할, 스프레드 스펙트럼 코드 분할 중 적어도 하나를 사용하여 식별되는, 방법
  49. 점-다점 통신을 자기 최적화하는 방법에 있어서,
    통신 링크를 위해 다수의 제1매개변수와 하나 이상의 제2매개변수에 대한 제1값을 결정하는 결정 스텝으로, 상기 제1매개변수는 OSI 모델 통신 시스템의 제1층과 관련되고 상기 제2매개변수는 OSI 모델 통신 시스템의 제2층과 관련되는, 결정 스텝; 상기 제1값을 사용한 제1정보를 전송하는 스텝;
    상기 전송 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크의 특성에 관한 제2정보를 얻는 스텝;
    상기 제2정보에 대응하여 연결된 다수의 상기 제1값을 조정하는 조정 스텝으로, 상기 통신 링크의 한층 더한 사용을 위해 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수는 상기 조정 스텝에 대응하고, 상기 조정 스텝은 상기 제2정보를 얻는 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크를 위한 상기 제1값의 새로운 셋트를 계산하는 것을 포함하는, 조정 스텝;
    상기 통신 링크를 위한 상기 제1값의 구(old) 셋트를 기록하는 스텝; 및
    상기 제1값의 상기 구 셋트와 상기 제1값의 상기 새로운 셋트에 대응하여 적응적으로 상기 제1값의 보정된 셋트를 결합하는 결합 스텝을 포함하는, 방법.
  50. 제49항에 있어서, 상기 결합 스텝은 적어도 하나의 히스테리시스 매개변수를 사용하여 상기 보정된 셋트를 결정하는 것을 포함하는, 방법.
  51. 제50항에 있어서, 상기 조정 스텝은 물리층, 미디어 접속층, 네트워크층, 전송층, 응용층으로 구성된 그룹 중 적어도 하나에 의해 사용되는 프로토콜의 타입에 대응하는, 방법.
  52. 제51항에 있어서, 상기 조정 스텝은 응용층 프로토콜이 정보의 비대칭 전송을 위한 것인지에 여부에 대응하는, 방법.
  53. 제51항에 있어서, 상기 조정 스텝은 응용층 프로토콜이 음성 또는 영상 정보를 송신하기 위한 것인지 여부에 대응하는, 방법.
  54. 통신 링크를 통해 정보를 전송 및 송신하기 위한 하나 이상의 안테나;
    OSI 모델 통신 시스템의 제1층과 관련된 적어도 제1매개변수와 OSI 모델 통신 시스템의 제2층과 관련된 하나 이상의 제2매개변수에 대응하는 통신 링크를 통해 정소의 송신 및 수신을 제어하는 프로세서; 및
    데이터와 명령을 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 데이터는 제1매개변수와 제2매개변수를 저장하고, 상기 명령은,
    통신 링크를 위한 다수의 제1매개변수와 제2매개변수에 대한 제1값을 결정하는 스텝;
    상기 제1값을 사용하여 제1정보를 전송하는 전송 스텝;
    상기 전송 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크의 특성에 관한 제2정보를 얻는 스텝; 및
    상기 제2정보에 대응하여 연결된 다수의 상기 제1값을 조정하는 조정 스텝으로, 상기 통신 링크의 한층 더한 사용을 위해 상기 제1매개변수 및 상기 제2매개변수는 상기 조정 스텝에 대응하는, 조정 스텝을 포함하고,
    상기 조정 스텝은 상기 제2정보에 대응하여 변경된 제1값 셋트를 다이내믹하게 선택하는 스텝을 포함하고, 상기 변경된 제1값 셋트는 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수에 대한 적어도 두개의 변화를 포함하고, 상기 변경된 제1값 셋트는 상기 제1매개변수와 상기 제2매개변수에 대해 오직 하나의 변화를 가지는 변경된 제1값보다 우수한 것으로 결정되는, 기지국 제어기.
  55. 제54항에 있어서, 상기 제1층과 상기 제2층은 물리층, 미디어 접속층, 네트워크층, 전송층, 응용층으로 구성된 그룹으로부터 선택되는, 기지국 제어기.
  56. 제54항에 있어서, 상기 제1매개변수는 안테나 선택값, 파워 레벨값, 채널 선택값, 변조 유형값, 심볼 속도값, 오류 코드 유형값, 등화값 세트중 적어도 2개를 포함하는, 기지국 제어기.
  57. 제54항에 있어서, 상기 제2매개변수는 페이로드 요소 크기, 메시지 크기값, 인지 및 재전송값 세트, TDD 듀티 사이클값 중 적어도 하나를 포함하는, 기지국 제어기.
  58. 제54항에 있어서, 상기 통신 링크는 간섭 효과, 다중경로 효과, 간섭 효과 및 다중경로 양자 중 적어도 하나에 영향을 받는, 기지국 제어기.
  59. 제54항에 있어서, 상기 통신 링크는 무선 통신 링크를 포함하는, 기지국 제어기.
  60. 제54항에 있어서, 상기 통신 링크는 다수의 식별 채널을 포함하고, 상기 채널은 주파수 분할, 시분할, 공간 분할, 스프레드 스펙트럼 코드 분할 중 다수를 이용하여 식별되는, 기지국 제어기.
  61. 제54항에 있어서, 상기 통신 링크는 다수의 식별 채널을 포함하고, 상기 채널은 주파수 분할, 시분할, 공간 분할, 스프레드 스펙트럼 코드 분할 중 적어도 하나를 사용하여 식별되는, 기지국 제어기.
  62. 통신 링크를 통해 정보를 전송 및 송신하기 위한 하나 이상의 안테나;
    OSI 모델 통신 시스템의 제1층과 관련된 적어도 제1매개변수와 OSI 모델 통신 시스템의 제2층과 관련된 하나 이상의 제2매개변수에 대응하는 통신 링크를 통해 정소의 송신 및 수신을 제어하는 프로세서; 및
    데이터와 명령을 저장하는 메모리를 포함하되, 상기 데이터는 제1매개변수와 제2매개변수를 저장하고, 상기 명령은,
    통신 링크를 위한 다수의 제1매개변수와 제2매개변수에 대한 제1값을 결정하는 스텝;
    상기 제1값을 사용하여 제1정보를 전송하는 전송 스텝; 상기 전송 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크의 특성에 관한 제2정보를 얻는 스텝;
    상기 제2정보에 대응하여 연결된 다수의 상기 제1값을 조정하는 조정 스텝으로, 상기 통신 링크의 한층 더한 사용을 위해 상기 제1매개변수 및 상기 제2매개변수는 상기 조정 스텝에 대응하고, 상기 조정 스텝은 상기 제2정보를 얻는 스텝의 결과에 대응하여 상기 통신 링크에 대한 상기 제1값의 새로운 셋트를 계산하는 것을 포함하는, 조정 스텝;
    상기 통신 링크를 위한 상기 제1값의 구 셋트를 기록하는 스텝; 및
    상기 제1값의 상기 구 셋트와 상기 제1값의 상기 새로운 셋트에 대응하여 적응적으로 상기 제1값의 보정된 셋트를 결합하는 결합 스텝을 포함하는, 기지국 제어기.
  63. 제62항에 있어서, 상기 결합 스텝은 적어도 하나의 히스테리시스 매개변수를 사용하여 상기 보정된 셋트를 결정하는 것을 포함하는, 기지국 제어기.
  64. 제54항에 있어서, 상기 조정 스텝은 물리층, 미디어 접속층, 네트워크층, 전송층, 응용층으로 구성된 그룹 중 적어도 하나에 의해 사용되는 프로토콜의 타입에 대응하는, 기지국 제어기.
  65. 제64항에 있어서, 상기 조정 스텝은 응용층 프로토콜이 정보의 비대칭 전송을 위한 것인지에 여부에 대응하는, 기지국 제어기.
  66. 제64항에 있어서, 상기 조정 스텝은 응용층 프로토콜이 음성 또는 영상 정보를 송신하기 위한 것인지 여부에 대응하는, 기지국 제어기.
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