KR101009329B1 - Repetitive paging from wireless data base station having a smart antenna system - Google Patents
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Abstract
통신국으로부터 제1 원격 통신기기로 다운링크 채널로 실질적으로 무지향성 방식으로 다운링크롤 송신하는 방법, 장치 및 기계로 판독한 매체를 개시한다. 상기 통신국은 복수의 안테나 소자를 구비하는 스마트 안테나 시스템을 구비한다. 상기 방법은 제1 무지향성 방식으로 송신하기 위한 제1 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는 단계, 상기 제1 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 사용하여, 제1 다운링크 메시지를 상기 통신국으로부터 상기 제1 무지향성 방식으로 송신하는 단계, 및 상기 제1 다운링크 메시지를 상기 통신국으로부터 제2 무지향성 방식으로 반복하여 송신하는 단계를 포함한다. 반복 송신은 반복 시에 상이한 간섭 환경을 조장하기 위한 비동일 반복(non-identical repetition)이다.Disclosed are a method, apparatus and machine readable medium for transmitting a downlink in a substantially omni-directional manner from a communication station to a first remote communication device on a downlink channel. The communication station has a smart antenna system having a plurality of antenna elements. The method includes determining a first downlink smart antenna processing strategy for transmitting in a first omni directional manner, using the first downlink smart antenna processing strategy, sending a first downlink message from the communication station to the first. Transmitting in an omni-directional manner, and repeatedly transmitting the first downlink message from the communication station in a second omni-directional manner. Repetitive transmissions are non-identical repetition to encourage different interference environments upon repetition.
지향성, 무지향성, 전방향성, 무선, 기지국, 통신국, 단말기, 간섭완화, 코채널 Directional, Omni-Directional, Omni-Directional, Wireless, Base Station, Communications Station, Terminal, Interference Mitigation, Cochannel
Description
관련 특허출원Related patent application
본 발명은 동시 출원되어 계속중인 다음 3건의 미국 특허출원과 관련이 있으며, 그 각각은 본 발명의 양수인(출원인)에게 양도되었고, 참조에 의해 본 명세서에 통합된다. The present invention is related to the following three concurrent US patent applications, each of which is assigned to the assignee of the present invention and incorporated herein by reference.
(1) 발명자는 Youssefmir(유세프미르) 등이고, 발명의 명칭은 "DOWNLINK TRANSMISSION IN A WIRELESS DATA COMMUNICATION SYSTEM HAVING A BASE STATION WITH A SMART ANTENNASYSTEM"이며, 대리인 참조번호는 제015685.P031호인 출원.(1) The inventor is Youssefmir et al., The name of the invention is "DOWNLINK TRANSMISSION IN A WIRELESS DATA COMMUNICATION SYSTEM HAVING A BASE STATION WITH A SMART ANTENNASYSTEM," and the agent reference number is 0,5685. P031.
(2) 발명자는 Trott(트로트) 등이고, 발명의 명칭은 "COOPERATIVE POLLING IN A WIRELESS DATA COMMUNICATION SYSTEM HAVING SMART ANTENNA PROCESSING"이며, 대리인 참조번호는 제015685.P034호인 출원. (2) The inventor is Trott et al., And the name of the invention is "COOPERATIVE POLLING IN A WIRELESS DATA COMMUNICATION SYSTEM HAVING SMART ANTENNA PROCESSING", and the agent reference number 016585.P034.
(3) 발명자는 Barratt 등이고, 발명의 명칭은 "NON-DIRECTIONAL TRANSMITTING FROM A WIRELESS DATA BASE STATION HAVING A SMART ANTENNA SYSTEM"이며, 대리인 참조번호는 제015685. P027호인 출원.(3) The inventor is Barratt et al., And the name of the invention is "NON-DIRECTIONAL TRANSMITTING FROM A WIRELESS DATA BASE STATION HAVING A SMART ANTENNA SYSTEM", and the agent reference number is 015685. Filed P027.
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 셀룰러 무선 통신시스템이나 이와 유사한 무선 통신시스템에서의 기지국 송신기/수신기(송수신기)와 복수의 원격 사용자 단말기 사이의 무선 통신 방법에 관한 것이며, 특히 변화하는 환경에서의 무선 통신에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to wireless communications, and more particularly to a method of wireless communication between a base station transmitter / receiver (transceiver) and a plurality of remote user terminals in a cellular wireless communication system or similar wireless communication system. It relates to wireless communication in the environment.
이러한 통신시스템에서는 통신 링크의 신호대잡음비(signal-to-noise ratio)를 증가시키고 간섭을 감소시키기 위해 스마트 안테나 시스템과 같은 지향성 안테나 시스템(directional antenna system)을 사용하는 것이 바람직하다. 또한 스마트 안테나 시스템의 사용은 다중경로(multipath)와 페이딩(fading)에 대한 저항력을 제공할 수 있다.In such a communication system, it is desirable to use a directional antenna system such as a smart antenna system to increase the signal-to-noise ratio of the communication link and reduce the interference. The use of smart antenna systems can also provide resistance to multipath and fading.
스마트 안테나 시스템은 신호대잡음비의 증대 및/또는 간섭의 감소를 위해, 안테나 소자(antenna element)의 어레이(array)를 포함하고, 스마트 안테나의 처리 전략을 결정하는 메커니즘(mechanism)을 가지고 있다. 스마트 안테나 시스템은 수 개의 고정된 빔(beam)을 형성하는 빔 형성기(beamformer)를 포함하고, 하나 이상의 빔을 결합하는 메커니즘을 구비하는 "스위치형 빔(swiched beam)" 시스템일 수 있다. 이와는 달리, 스마트 안테나 시스템은 특정 수신 또는 송신 상황에 대해 처리 전략에 따라 적응될 수 있는 안테나 방사 패턴을 무한히 변화시킬 수 있는, 스마트 안테나 처리 전략을 포함하는 적응성 안테나 어레이 시스템일 수 있다.The smart antenna system includes an array of antenna elements for increasing the signal-to-noise ratio and / or reducing the interference, and has a mechanism for determining the processing strategy of the smart antenna. The smart antenna system can be a "swiched beam" system that includes a beamformer that forms several fixed beams and that has a mechanism for combining one or more beams. Alternatively, the smart antenna system can be an adaptive antenna array system that includes a smart antenna processing strategy, which can infinitely change the antenna radiation pattern that can be adapted to the processing strategy for a particular reception or transmission situation.
스마트 안테나 시스템은 업링크(사용자 단말기에서 기지국으로) 또는 다운링크(기지국에서 사용자 단말기) 또는 업링크와 다운링크 통신 모두에 사용될 수 있 다.The smart antenna system can be used for uplink (user terminal to base station) or downlink (base station to user terminal) or for both uplink and downlink communications.
스마트 안테나 시스템은 또한 공간 분할 다중 접속(spatial division multiple access, "SDMA")을 허용할 수 있다. SDMA을 사용함으로써, 코채널(co-channel) 사용자 단말기가 공간적으로 분리되어 있기만 하면, 기지국의 하나 이상의 사용자 단말기가 동일한 "일반(conventional)" 채널, 즉 동일한 주파수 채널과 시간 채널(FDMA 시스템과 TDMA 시스템의 경우) 또는 부호(code) 채널(CDMA 시스템의 경우)로 기지국과 통신할 수 있다. 이러한 경우에, 스마트 안테나 시스템은 동일한 일반 채널 내에 하나 이상의 "공간 채널(spatial channel)"을 제공한다.Smart antenna systems may also allow for spatial division multiple access ("SDMA"). By using SDMA, as long as co-channel user terminals are spatially separated, one or more user terminals of the base station may have the same "conventional" channel, i.e., the same frequency channel and time channel (FDMA system and TDMA). Communication with a base station in the case of a system) or a code channel (in a CDMA system). In this case, the smart antenna system provides more than one "spatial channel" within the same general channel.
전송 RF 및 간섭 환경은 셀룰러 시스템에서 상당히 쉽게 변화할 수 있다. 패킷화된 시스템(packetized system)에서, 이런 환경들은 연속 패킷 전송(sequential packet transmission) 사이에서 두드러지게 변화할 수 있다. 예를 들어, 스마트 안테나 시스템과 하나 이상의 원격 사용자 단말기를 구비하는 기지국을 포함하는 셀룰러 시스템을 생각해보자. 급속하게 변화하는 환경에서, 적절한 스마트 안테나 처리 전략의 결정은, 전송 기간(transmission period)에 엄밀히 대응하는 시간 간격(time interval) 동안에 모바일 기기 사용자로부터 수신된 업링크 신호에 대한 적응을 필요로 한다. 그러한 적응에는, 그러한 수신된 신호를 사용하여 결정된 스마트 안테나 처리 전략과 함께 일반적으로 사용자 단말기로부터 기지국으로의 무선 신호를 사용한다.The transmit RF and interference environment can change quite easily in cellular systems. In a packetized system, these environments can vary significantly between sequential packet transmissions. For example, consider a cellular system comprising a smart antenna system and a base station having one or more remote user terminals. In a rapidly changing environment, the determination of an appropriate smart antenna processing strategy requires adaptation to the uplink signal received from the mobile device user during a time interval that strictly corresponds to the transmission period. Such adaptation typically uses a radio signal from the user terminal to the base station with a smart antenna processing strategy determined using such a received signal.
급속하게 변화하는 RF 및 간섭 환경에 적응하는 기술이 요구된다.There is a need for techniques that adapt to rapidly changing RF and interference environments.
폴링(Polling PollingPolling ))
각각이 하나 이상의 사용자 단말기의 세트를 구비하는 수 개의 기지국을 포함하는 셀룰러 시스템을 생각해보자. 동일한 채널에서 신호를 전송하고 있지만 다른 기지국으로 신호를 전송하고 있을 수 있는 코채널 사용자 단말기들의 간섭을 완화하기 위한, 특정 기지국의 스마트 안테나 시스템을 위한 스마트 안테나 처리 전략의 결정 방법은 해당 기술분야에서 공지되어 있다. 이러한 간섭 완화는 특정 기지국에서 간섭하는 코채널 사용자 단말기들로부터 무선 신호를 수신하고 간섭하는 신호로부터 원하는 신호를 구별함으로써 실현될 수 있다.Consider a cellular system comprising several base stations, each with a set of one or more user terminals. Methods of determining a smart antenna processing strategy for a smart antenna system of a specific base station for mitigating interference of co-channel user terminals that may be transmitting signals on the same channel but transmitting signals to other base stations are known in the art. It is. Such interference mitigation can be realized by receiving a radio signal from co-channel user terminals interfering at a particular base station and distinguishing the desired signal from the interfering signal.
특정 기지국은 업링크 상에서 다른 기지국의 사용자 단말기로부터의 간섭을 완화시킬 수 없거나, 다운링크 상에서 다른 기지국의 사용자 단말기 쪽으로의 간섭을 완화시킬 수 없다. 특정 기지국은 다른 사용자 단말기에 대한 적절한 무선 주파수 링크를 가질 수 없거나 다른 기지국의 사용자 단말기를 폴링하는 방법에 대한 정보를 가질 수 없다. Certain base stations may not mitigate interference from other base station user terminals on the uplink or may not mitigate interference towards other base station user terminals on the downlink. A particular base station may not have an appropriate radio frequency link to another user terminal or may have no information on how to poll a user terminal of another base station.
통신 개시Start communication
원격 사용자 단말기와의 통신을 개시할 때, 원격 사용자 단말기는 시스템에 로그 오프(log off)된 상태이거나, 또는 통신하고 있지 않거나, 비교적 최근에 기지국과 사용자 단말기 사이에 통신하였거나, 거의 침묵 기간(silent period)으로 상당히 느린 속도로 통신하고 있는 "유휴(idle)" 상태일 수 있다.When initiating communication with a remote user terminal, the remote user terminal is either logged off to the system, or is not communicating, has communicated between the base station and the user terminal relatively recently, or is near silent. It may be in an "idle" state, communicating at a fairly slow rate over a period of time.
기지국과 유휴 상태에 있을 수 있는 사용자 단말기 사이의 통신 개시는 비교적 힘들 수 있다. 사용자 단말기의 위치는, 예를 들어 모바일(mobile) 단말기이기 때문에 알려져 있지 않을 수 있다. 또한, 간섭 패턴은 급속히 변할 수 있어, 위치 를 알고 있더라도, 기지국에 의한 개시[예를 들면, 페이징(paging, 페이징)] 메시지를 성공적으로 수신할 가능성을 감소시킬 수 있는 상당한 간섭이 존재할 수 있다. 또한, 페이징을 위한 채널은 다른 기지국의 사용자 단말기에 의해 많이 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 원하는/의도한 사용자 단말기에 대한 간섭은 상당할 수 있다.Initiating communication between a base station and a user terminal that may be in an idle state can be relatively difficult. The location of the user terminal may not be known, for example because it is a mobile terminal. In addition, the interference pattern may change rapidly, so even if the location is known, there may be significant interference that may reduce the likelihood of successfully receiving an initiation (eg, paging) message by the base station. In addition, a channel for paging may be used by a user terminal of another base station. In such a case, interference to the desired / intended user terminal can be significant.
사용자 단말기를 페이징(무선호출)하는 페이징 메시지의 전송은, 통상 간섭이 급속하게 변화하는 환경에서 위치가 알려져 있지 않고 변화할 가능성이 있는 사용자 단말기가, 자신과 연관된 기지국(associated base station)으로부터 그러한 페이징( 및 다른 제어 신호를) 성공적으로 수신할 가능성을 높이는 일정한 방식으로 수행된다.The transmission of a paging message for paging (radio calling) a user terminal is typically performed by a user terminal whose location is unknown and likely to change in an environment where interference is rapidly changing, from a base station associated with it. This is done in a consistent way that increases the likelihood of successfully receiving (and other control signals).
통신국에서 제1 원격 통신기기에 다운링크 채널로 실질적으로 무지향성 방식으로 다운링크롤 송신하는 방법, 장치 및 기계로 판독한 매체를 개시한다. 통신국은 복수의 안테나 소자를 구비하는 스마트 안테나 시스템을 구비한다. 일 실시예에서, 상기 방법은 제1 무지향성 방식으로 송신하기 위한 제1 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는 단계, 상기 제1 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 사용하여, 제1 다운링크 메시지를 상기 통신국으로부터 상기 제1 무지향성 방식으로 송신하는 단계, 및 상기 제1 다운링크 메시지를 상기 통신국으로부터 제2 무지향성 방식으로 반복하여 송신하는 단계를 포함한다. 반복 송신은 반복 시에 상이한 간섭 환경을 조장하기 위한 비동일 반복(non-identical repetition)이다.A method, apparatus and machine-readable medium for transmitting a downlink in a substantially omni-directional manner in a downlink channel at a communication station to a first remote communication device. The communication station has a smart antenna system having a plurality of antenna elements. In one embodiment, the method further comprises: determining a first downlink smart antenna processing strategy for transmitting in a first omnidirectional manner, using the first downlink smart antenna processing strategy, the first downlink message to the first downlink message; Transmitting from the communication station in the first omnidirectional manner and repeatedly transmitting the first downlink message from the communication station in a second omnidirectional manner. Repetitive transmissions are non-identical repetition to encourage different interference environments upon repetition.
일 실시예는 통신시스템의 제1 통신국으로부터 다운링크 상의 제1 원격 통신기기를 페이징하는 방법을 포함한다. 통신시스템은 제1 통신국과는 별개의 다른 통신국을 포함하지 않거나 하나 이상 포함하며, 다른 통신국 각각은 하나 이상의 다른 원격 통신기기와 연관되어 있다. 제1 통신국은 적어도 제1 원격 통신기기와 연관되어 있으며, 안테나 소자의 어레이를 구비하는 스마트 안테나 시스템을 포함한다. 상기 방법은 그 연관된 원격 통신기기와 통신하도록 제1 통신국에 연속하는 시간 간격(sequential time interval)의 제1 세트를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 제1 세트의 시간 간격 각각은 선택된 수의 다운링크 일반 채널을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 제1 세트의 제1 타임 구간의 제1 다운링크 일반 채널 동안에 제1 페이징 신호를 상기 제1 통신국으로부터 상기 제1 원격 통신기기로 송신하는 단계, 및 상기 제1 시간 구간보다 뒤에 반복하여 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 반복 전송은 제2 페이징 신호를 상기 제1 통신국으로부터 상기 제1 원격 통신기기로 상기 제1 세트의 다운링크 일반 채널로 송신하는 것이다. 상기 반복하여 송신하는 단계는, 상기 첫 번째(제1) 송신하는 단계 동안에 상기 제1 다운링크 일반 채널로 다운링크 상에서 활발히 수신하는 원격 통신기기의 세트가, 상기 반복하여 송신하는 단계 동안에 페이징을 위해 사용된 다운링크 일반 채널로 활발히 수신하는 원격 통신기기의 세트와 다르도록, 동일 반복이 아닌 전략을 사용한다.One embodiment includes a method of paging a first remote communication device on a downlink from a first communication station of a communication system. The communication system does not include or includes one or more other communication stations separate from the first communication station, each of which is associated with one or more other remote communication devices. The first communication station is associated with at least the first remote communication device and includes a smart antenna system having an array of antenna elements. The method includes providing a first set of sequential time intervals to a first communication station to communicate with its associated remote communication device, each of the first set of time intervals being a selected number of downlinks. Includes regular channels. The method also includes transmitting a first paging signal from the first communication station to the first remote communication device during a first downlink normal channel of the first set of first time periods, and after the first time period. And repeatedly transmitting, wherein the repetitive transmission is to transmit a second paging signal from the first communication station to the first remote communication device on the first set of downlink regular channels. The repeating transmitting step includes a set of remote communication devices actively receiving on the downlink to the first downlink general channel during the first (first) transmitting step for paging during the repeatedly transmitting step. Use a strategy that is not the same iteration to be different from the set of telecommunications actively receiving on the downlink general channel used.
도 1은 적어도 두 개의 기지국, 스마트 안테나 시스템을 구비하는 적어도 하나의 기지국을 포함하는 통신시스템을 나타낸 도면이다.1 illustrates a communication system including at least two base stations and at least one base station having a smart antenna system.
도 2a 및 도 2b는 스마트 안테나 시스템을 사용하는 기지국에 대한 두 실시예를 나타낸 것으로, 도 2a는 스마트 안테나 시스템이 적응성 안테나 어레이 시스템인 하나의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2b는 빔 형성 네트워크를 포함하는 스위치형 빔(switched beam) 스마트 안테나 시스템을 구비하는 다른 기지국을 나타낸 도면이다.2A and 2B show two embodiments of a base station using a smart antenna system, FIG. 2A shows one configuration in which the smart antenna system is an adaptive antenna array system, and FIG. 2B includes a beamforming network. FIG. 4 shows another base station having a switched beam smart antenna system.
도 3은 본 발명의 반이중 방식(half duplex)의 실시예에 따른 신호 타이밍 배치를 나타낸 도면이다.3 illustrates a signal timing arrangement according to an embodiment of a half duplex of the present invention.
도 4는 본 발명의 전이중 방식(full duplex)의 실시예에 따른 신호 타이밍 배치를 나타낸 도면이다.4 illustrates a signal timing arrangement according to an embodiment of the full duplex of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 타이밍 배치를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a signal timing arrangement according to another embodiment of the present invention.
셀룰러 시스템 및 그 스마트 안테나 기지국Cellular Systems and Their Smart Antenna Base Stations
도 1을 참조하면, 적어도 두 개의 기지국, 즉 제1 기지국(102)과 적어도 하나의 제2 기지국(111)을 구비하는 셀룰러 무선 통신시스템(100)을 일반적으로 나타낸 것이며, 제1 기지국(102)은 안테나 소자(104)의 어레이를 구비는 스마트 안테나 시스템을 포함한다. 셀룰러 무선 통신시스템(100)은 또한 제1 기지국(102)과 양방향 패킷 통신(bi-directional packet communication)을 수행하는 복수의 원격, 아마도 모바일 사용자 단말기(105,106, 107, 108)와, 제2 기지국(111)과 같은 다른 기지국들과 양방향 패킷 통신을 수행하는 복수의 원격, 아마도 모바일 사용자 단말기(109, 110)를 포함한다. 제1 기지국(102)은 모바일 사용자 단말기(105,106, 107, 108)와 연관되어 있고, 제2 기지국(111)은 모바일 사용자 단말기(109, 110)와 연관되어 있다.Referring to FIG. 1, a cellular
제1 기지국(102)은 데이터 및 음성(voice) 네트워크와 같은 네트워크에 연결되어 있다. 하나 이상의 제2 기지국(111)은 또한 상기 네트워크와 동일한 네트워크에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 기지국(102)과 다른 기지국(111)은 인터넷에 연결되어 있다.The
도 2a는 제1 기지국(102)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 기지국은 적응성 안테나 어레이 시스템(adaptive antenna array system)인 스마트 안테나 시스템(203)을 포함한다. 스마트 안테나 시스템(203)은 안테나 소자의 어레이(104), 어레이(104)의 개별 안테나 소자 각각에 대해 하나의 송신기와 하나의 수신기를 구비하는, 일 실시예에서는 송신기/수신기("송수신기")(206)의 세트로 구현되는 송신기의 세트와 수신기의 세트, 및 업링크 및 다운링크 스마트 안테나 처리를 수행하는 공간 프로세서(208)를 포함한다.2A illustrates one embodiment of a
업링크 스마트 안테나 처리는 송수신기의 세트를 통해 개별 안테나 소자로부터 수신된 신호의 결합을 포함하고, 다운링크 스마트 안테나 처리는 송수신기의 세트를 통해 개별 안테나 소자에서 송신하는 신호에 대한 복수 버전(version)의 생성을 포함한다. 제어 컴퓨터(210)는 스마트 안테나 처리를 제어한다. 공간 프로세서(208)와 제어 컴퓨터(210)는 하나 이상의 디지털 신호 처리(Digital Signal Processing, DSP) 기기를 포함하며, 업링크 및 다운링크 스마트 안테나 처리 및 제어를 실현하기 위한 임의의 다른 메커니즘(mechanism)을 사용할 수도 있다.Uplink smart antenna processing includes a combination of signals received from individual antenna elements via a set of transceivers, and downlink smart antenna processing includes multiple versions of signals transmitted by individual antenna elements through a set of transceivers. Includes generation. The
업링크 상에서, 스마트 안테나 처리는 제어 컴퓨터(210)의 제어로 수신된 신호를 편리하게 결합하기 위해 업링크 가중 파라미터(weighting parameter)의 세트에 따라서 수신된 신호를 진폭 및 위상에 있어 가중치를 부여(weighting)함으로써 실행된다. 이러한 결합은 업링크 공간 처리 및 업링크 스마트 안테나 처리라고 한다. 업링크 스마트 안테나 처리 전략은, 이 경우에 업링크 가중 파라미터의 세트에 의해 규정된다. 그러한 결합은 시간 등화(time equalization)를 위한 시간 필터링(temporal filtering)을 더 포함할 수 있으며, 공간 처리와 결합되는 경우에 그러한 결합은 업링크 시공간(spatial-temporal) 처리, 또는 업링크 스마트 안테나 처리라고 한다. On the uplink, smart antenna processing weights the received signal in amplitude and phase according to a set of uplink weighting parameters to conveniently combine the received signal under the control of the
시공간 처리는, 각각의 안테나 소자에서 시작되는 신호에 대한 시간 처리 파라미터를 포함하는 업링크 가중 파라미터의 세트에 의해 규정되는 업링크 스마트 안테나 처리 전략에 따라 수행된다. 단순화를 위해, 업링크 공간 처리 및 업링크 스마트 안테나 처리는 여기서 업링크 시공간 처리나 업링크 공간 처리 중 어느 하나를 의미할 것이다.Space-time processing is performed according to an uplink smart antenna processing strategy defined by a set of uplink weighting parameters that include time processing parameters for signals originating at each antenna element. For simplicity, uplink spatial processing and uplink smart antenna processing will mean here either uplink space-time processing or uplink space processing.
업링크 전략은 일반적으로 제1 기지국(102)의 안테나 소자에서 수신된 신호에 기초하여 결정되며, 일 실시예에서 다운링크 전략은 안테나 소자에서 수신된 신호에 기초하여 또한 결정된다.The uplink strategy is generally determined based on the signal received at the antenna element of the
따라서, 일 실시예에서, 제1 기지국(102)은 다운링크 채널에서 관련 원격 사용자 단말기로 다운링크 데이터를 송신하도록 안테나 소자에 연결된 다운링크 송신 유닛, 원격 사용자 단말기부터 업링크 신호를 수신하도록 상기 안테나 소자에 연결 된 업링크 수신 유닛, 및 상기 다운링크 송신 유닛과 업링크 수신 유닛에 연결되며, 업링크 응답 신호(response signal)에 기초하여 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다.Thus, in one embodiment, the
일 실시예에서, 제1 기지국(102)의 안테나 소자(104)는 각각 송신과 수신에 모두 사용되고, 다른 실시예에서, 복수의 안테나 소자는 송신과 수신을 위한 개별 안테나를 포함한다.In one embodiment, the
도면 부호 105,106, 107,108과 같은 사용자 단말기는 일반적으로 안테나 시스템과 송수신기를 포함하고, 인터넷 또는 기타 데이터 통신 네트워크를 통해 음성 통신 및/또는 데이터 통신 등의 다양한 타입의 기능성(functionality)을 제공하기 위해 입력 기기 및/또는 출력 기기 및/또는 처리 기기에 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 안테나 시스템은 하나의 안테나를 구비할 수 있고, 다른 실시예에서 안테나 시스템은 다이버시티(diversity) 수신 및 송신을 용이하게 하기 위해 복수의 안테나 소자를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 안테나 시스템은 스마트 안테나 시스템을 포함한다. 사용자 단말기는, 일 실시예에서 사용자 단말기 간에 음성 및/또는 데이터 통신이 가능할 수도 있다. User terminals, such as 105, 106, 107, 108 generally include an antenna system and a transceiver, and input devices to provide various types of functionality, such as voice and / or data communications, via the Internet or other data communications networks. And / or to an output device and / or a processing device. In one embodiment, the antenna system may include one antenna, and in another embodiment, the antenna system may include a plurality of antenna elements to facilitate diversity reception and transmission. In yet another embodiment, the antenna system comprises a smart antenna system. The user terminal may be capable of voice and / or data communication between user terminals in one embodiment.
사용자 단말기에 연결되거나 사용자 단말기의 일부로서, 랩톱 컴퓨터과 같은 컴퓨터, 양방향 페이저(two-way pager), 개인 휴대 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 비디오 모니터, 오디오 플레이어, 셀룰러폰, 또는 다른 통신기기나 기지국과 같은 통신국과 무선 방식으로 음성 또는 데이터를 전송할 수 있는 기타 기기 중 하나 이상이 있을 수 있다.A computer, such as a laptop computer, a two-way pager, a personal digital assistant (PDA), a video monitor, an audio player, a cellular phone, or other communication device connected to or as part of the user terminal. Or one or more other devices capable of transmitting voice or data wirelessly with a communication station, such as a base station.
원격의 사용자 단말기(105,106, 107, 108) 중 하나로부터 신호가 수신될 때, 적응성 공간 프로세서(208)는 어레이(104)의 안테나 소자 각각에서 수신될 때의 신호의 진폭 및 위상에 반응하여, 있을 수 있는 다중경로 상태에서의 보상과, 간섭 완화의 제공을 포함한, 사용자 단말기로부터 기지국으로의 신호 링크를 유리하게 강화하는 지향성 수신 패턴을 효과적으로 제공하는 방식으로 신호를 결합하는 업링크 공간 처리를 수행한다.When a signal is received from one of the
가중 파라미터에 의해 규정되는 바와 같이 업링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는 다양한 기술이 공지되어 있다. 일 실시예에서, 공지된 심볼들의 시퀀스 트레이닝(training sequence of symbols)은 업링크 신호에 포함되어 있다. 실시예의 한 변형은 전략 결정을 위해 최소 제곱법(least squares method)을 사용한다. 다른 실시예에서는, 업링크 신호가 예를 들어, 상수 계수(constant modulus) 또는 특정 변조 포맷을 가지는 것으로 알려져 있는, 하나 이상의 특성을 갖도록 구성되는 기준 신호(reference)에 따라서"블라인드(blind)"법이 사용된다. 기지(known) 의 신호나 구성된 기준 신호를 사용하여 에러 신호(error signal)를 형성하며, 업링크 스마트 안테나 전략 결정은 에러를 기초로 하여 일정한 기준을 최적화하는 업링크 가중 파라미터를 결정한다. 일 실시예에서, 상기 기준은 최소 제곱된 에러 기준(least squared error criterion)이다.Various techniques are known for determining an uplink smart antenna processing strategy as defined by weighting parameters. In one embodiment, a training sequence of symbols of known symbols is included in the uplink signal. One variation of the embodiment uses the least squares method for strategy determination. In another embodiment, the " blind " method according to a reference configured to have one or more characteristics, for example, known to have a constant modulus or a particular modulation format. This is used. An error signal is formed using a known signal or a configured reference signal, and the uplink smart antenna strategy determination determines an uplink weighting parameter that optimizes certain criteria based on the error. In one embodiment, the criterion is a least squared error criterion.
일 실시예는 공간 분할 다중 접속(spatial division multiple access , "SDMA") 시스템에 따라 동작할 수도 있다. SDMA 시스템을 사용함으로써, 제1 기지국(102)과 관련된 하나 이상의 사용자 단말기는, 동일 채널의 원격 사용자가 공간 적으로 떨어져 있기만 하면 동일한 "일반(conventional)" 채널에 대해, 즉, 동일한 주파수 및 시간 채널(FDMA 및 TDMA 시스템의 경우) 또는 부호 채널(CDMA 시스템의 경우)에서 업링크로 제1 기지국(102)과 통신할 수 있다. 이러한 경우에, 스마트 안테나 시스템은 동일한 일반 채널 내에 하나 이상의 "공간 채널"을 제공하고, 적응성 공간 프로세서(208)는 업링크 공간 처리를 수행하여, 원하는 사용자 단말기와 일반 채널을 공유하는 제1 기지국(102)과 연관된 원격 단말기로부터의 간섭을 완화시킨다.One embodiment may operate according to a spatial division multiple access (“SDMA”) system. By using an SDMA system, one or more user terminals associated with the
제1 기지국(102)은 또한 존재할 수 있는 다중경로 상태(multipath condition)의 보상 및 간섭의 완화를 포함하는, 기지국으로부터 사용자 단말기로의 신호 링크를 유리하게 강화시키는 지향성 신호 패턴을 효과적으로 제공하는 방식으로 하나 이상의 원격 유닛(105, 106, 107,108)에 신호를 전송하기 위해 사용된다. SDMA는 또한, 다운링크 방향으로 기지국이 동일한 일반 채널에서 하나 이상의 연관된 사용자 단말기로 전송할 수 있도록 해준다. 즉, 동일한 일반 채널은 하나 이상의 공간 채널을 가질 수 있다.The
다운링크에서, 공간 프로세서(208)는, 제어 컴퓨터(210)의 제어로 다운링크 가중 파라미터의 세트에 따라 진폭 및 위상에서 신호에 가중치를 부여함으로써, 원격 단말로 전송될 신호의 다양한 변형(버전, version)을 생성한다. 이러한 처리를 일반적으로 다운링크 공간 처리 또는 다운링크 스마트 안테나 처리라고 한다. 이 경우에, 다운링크 스마트 안테나 처리 전략은 다운링크 가중 파라미터에 의해 정해진다. 이러한 처리는 또한 시간 등화를 위한 시각 필터링을 포함할 수 있으며, 가 중치 부여(weighting)와 결합될 때, 그러한 스마트 안테나 처리를 다운링크 시공간(spatio-temporal) 처리라고 한다. 다운링크 시공간 처리는, 각각의 안테나 소자에 의해 전송될 신호에 대한 시간 처리 파라미터를 포함하는 다운링크 가중 파라미터의 세트에 의해 규정되는 다운링크 스마트 안테나 처리 전략에 따라 수행된다. 단순하게는, 다운링크 공간 처리와 다운링크 스마트 안테나 처리는 여기서 다운링크 시공간 처리 또는 다운링크 공간처리를 의미할 것이다.In the downlink, the
다운링크 가중 파라미터에 의해 이 경우에 정해지는 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는 다양한 메커니즘이 알려져 있다. 일 실시예는 특정 사용자 단말기와 관련 기지국 사이의 업링크 주파수와 다운링크 주파수 가 동일하도록, 시간 도메인 듀플렉싱(Time Domain Duplexing, TDD)을 사용하는 TDMA 시스템인 통신시스템(100)에서 동작한다. 다운링크 가중 파라미터는 일반적으로 동일 사용자 단말기에 대한 업링크 가중 파라미터로부터 결정된다. 캘리브레이션 인자(calibration factor)는 왜곡(distortion)의 차이, 예를 들면 신호가 어레이(104)의 안테나 소작 각각에 연결된 상이한 수신 체인과 송신 체인을 통과할 때 발생하는 진폭 천이(shift)와 위상 천이의 차이를 보상하기 위해, 업링크 가중 파라미터로부터 다운링크 가중 파라미터를 결정할 때 포함된다. 그러한 체인은 안테나 소자, 케이블, 필터, RF 수신기, RF 송신기, 물리적 접속(physical connection), 및 처리가 디지털 방식인 경우 AD(Analog-to-Digital) 컨버터를 포함한다. 본 발명의 출원인에게 양도된 미국 특허출원 제08/948,772호 및 제09/295,434호는 각각, 예를 들면 캘리브레이션 장치 및 방법에 대한 설명을 포함하 고 있다.Various mechanisms are known for determining the downlink smart antenna processing strategy determined in this case by the downlink weighting parameters. One embodiment operates in a
시간 도메인 듀플렉싱을 사용하지 않는 통신시스템에서 동작하는 다른 실시예에서는, 예를 들면 특정 사용자 단말기와 통신하기 위한 업링크 주파수와 다운링크 주파수가 동일하지 않은 주파수 도메인 듀플렉싱(Frequency Domain Duplexing, FDD)을 사용하는 시스템에서 동작하는 본 발명의 일 시예에서는, 사용자 단말기로부터 수신된 업링크 신호로부터 다운링크 가중 파라미터를 결정하는데 이용할 수 있는 기술은 다양하며, 사용자 단말기의 도착 방향(Directions Of Arrival, DOA)을 결정하는 것을 포함하지만 이것으로 한정되지는 않는다.In another embodiment operating in a communication system that does not use time domain duplexing, for example, frequency domain duplexing (FDD) in which the uplink frequency and the downlink frequency for communicating with a particular user terminal are not the same. In one embodiment of the present invention operating in a system that uses a number of techniques available for determining the downlink weighting parameter from the uplink signal received from the user terminal is varied, the direction of arrival of the user terminal (DOA) Determining but not limited to.
도 2b는 스위치형 빔 시스템인 스마트 안테나 시스템(223)을 포함하는 제1 기지국(102)의 다른 실시예를 나타낸 것이다. 스마트 안테나 시스템(223)은 안테나 소자의 어레이(104), 어레이(104)의 안테나 소자에 대해 고정된 빔의 세트를 형성하는 빔형성 네트워크(225), 빔형성 네트워크(225)의 개별 빔 단자(beam terminal) 각각에 대해 하나의 송신기/수신기를 구비하는 송수신기(227)의 세트, 및 송수신기(227)의 하나 이상의 빔을 결합하는 결합기(229)를 구비한다. 포함된 제어 컴퓨터(231)는 스마트 안테나 시스템을 제어한다. 대표적인 빔 형성기는 버틀러 매트릭스(Butler matrix)를 포함하지만, 이것으로 한정되지는 않는다. 결합기(229)는 업링크 또는 다운링크에서 사용하기 위해 하나 이상의 고정된 빔을 선택하며, 하나 이상의 빔을 선택하기 위한 스위칭 네트워크를 포함할 수 있다. 결합기(229)는 또한 하나 이상의 빔을 결합하는 메커니즘을 포함할 수 있다. 도 2a의 적응성 스마트 안테나 시스템을 구비하는 경우, 다운링크 통신을 위해 스위치형 빔 스마트 안테나 시스템을 제어하는 방법의 결정은, 다운링크 스마트 안테나 처리 전략의 결정이라고 한다.2B illustrates another embodiment of a
다운링크 통신중의 결합기(229)의 처리는 다운링크 공간 처리라고 한다. 업링크에서, 결합은 수신된 신호를 유리하게 결합하기 위해, 업링크 가중 파라미터의 세트에 따라 선택된 빔에 가중치를 부여(weighting)함으로써 동작한다. 도 2a의 적응성 스마트 안테나 시스템을 구비할 때, 그러한 업링크 결합은 업링크 공간 처리라고 하며, 업링크 통신을 위하여 결합을 결정하는 것을 업링크 스마트 안테나 처리 전략의 결정이라고 한다.The processing of
더욱 구체적으로는, 원격 유닛(105, 106, 107, 108)의 원격 송신기 중 하나로부터 신호가 수신될 때, 결합기(229)는 어레이(104)의 안테나 소자 각각에서 수신된 신호에 응답하여 빔형성 네트워크(225)로부터의 빔을 결합하는 업링크 공간 처리를, 존재할 수 있는 다중경로 상태의 보상과, 본 발명의 일 측면에 따른 간섭의 완화를 포함하는, 사용자 단말기로부터 기지국으로의 신호 링크를 강화시키는 지향성 신호 패턴을 효과적으로 제공하는 방식으로 수행한다.More specifically, when a signal is received from one of the remote transmitters of the
도 2b를 참조하면, 다운링크에서, 결합기는 신호를 처리하여, 빔형성 네트워크(225)의 선택된 하나 이상의 빔을 통해 송신할 가중된 버전을 결정한다. 결합기의 처리는, 존재할 수 있는 다중경로 상태의 보상과, 본 발명의 일 측면에 따른 간섭의 완화를 포함하여, 기지국으로부터 사용자 단말기로의 전송을 향상시키기 위한 것이다.2B, in the downlink, the combiner processes the signal to determine the weighted version to transmit on the selected one or more beams of the
본 발명의 일 측면에 따른, 도 2a 및 도 2b의 실시예 양자에서, 신호는 또한 다른 기지국(들)(111)의 원격 유닛(109, 110)과 같은 코채널 사용자로부터 수신된다. 공간 처리는 이 수신된 신호들을 다른 기지국(111)의 원격 유닛(109, 110)과 같은 코채널 사용자로부터의 간섭을 완화시키는 방식으로 사용한다.In both the embodiments of FIGS. 2A and 2B, according to one aspect of the present invention, signals are also received from co-channel users, such as
바람직한 스마트 안테나 전략의 적응성 결정(adaptive determining)은, 특히 이동 가능한 사용자 단말기 또는 다중경로 환경 또는 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크에서의 데이터 통신, 또는 그러한 인자들의 결합의 경우, 셀룰러 시스템에서처럼, RF 및 간섭 환경의 변화로 인해, 데이터 통신의 특정 시간에 가장 잘 이루어진다. 원격 사용자 단말기가 이동하고 있는 경우, 사용자 단말기의 움직임은 후속하는 데이터 전송들 사이에서 바람직한 장소와 바람직하지 못한 장소 사이의 사용자 단말기의 이동을 초래할 수 있다. 데이터 송신의 경우, 예를 들면 통신시스템(100)이 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크의 일부인 경우, 사용자 단말기와 제1 기지국(102) 사이에 전송되는 데이터는, 간섭 환경이 급격히 변화할 수 있다. 따라서, 제1 기지국(102)의 경우, 원격 단말기(109, 110)와 같은 간섭자(interferer)는 그 각각의 제2 기지국(111)으로 상이한 시간에 전송될 수 있으며, 그러한 간섭 패턴을 급격히 변화할 수 있다.Adaptive determining of the preferred smart antenna strategy is particularly effective in RF and interference environments, such as in cellular systems, in the case of cellular communication, or in the communication of data in a computer network such as the Internet, or a combination of such factors. Due to the change, it works best at certain times of data communication. When the remote user terminal is moving, the movement of the user terminal can result in the movement of the user terminal between the preferred place and the undesirable place between subsequent data transmissions. In the case of data transmission, for example, when the
기지국으로부터의 통신 개시Start communication from the base station
제1 기지국(102)으로부터 다운링크로 통신을 개시하는 경우, 최적의 스마트 안테나 처리 전략을 신속하게 결정하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기지국(102)은 협정한(agreed-upon) 논리 제어 채널로 제1 기지국(102)이 통신을 개시하기 원한다는 것을 나타내는 초기 다운링크 페이징 메시지(paging message)를 사용자 단말기로 송신한다.When initiating communication from the
사용자 단말기는 로그인 상태가 아니거나 로그인 및 인증된 유휴 상태일 수 있지만, 관련 기지국과 통신을 교환하는 활성상태가 아니거나, 또는 관련 기지국과 활발히 통신하는 활성 상태일 수 있다. 사용자 단말기가 유휴 상태일 때, 기지국과 사용자 단말기 양자는 모두 통신을 개시하기 위해 준비되어 있다. 또한, 기지국과 그 유휴 상태의 단말기 양자는 모두, 사용자 단말기를 페이징하기 위한 기지국의 채널 또는 기지국과 통신을 개시하기 위한 사용자 단말기의 채널이나 잠재적인 채널 세트를 나타내는 정보를 가지고 있다.The user terminal may not be logged in, or may be idle when logged in and authenticated, but may not be active to communicate with the associated base station, or may be active to actively communicate with the associated base station. When the user terminal is in an idle state, both the base station and the user terminal are ready to initiate communication. In addition, both the base station and its idle terminal have information indicating a channel of the base station for paging the user terminal or a channel or potential channel set of the user terminal for initiating communication with the base station.
사용자 단말기는 하나 이상의 채널로 통신할 수 있는 능력이 있으므로, 하나의 채널은 유휴 상태이고 다른 채널은 활성 상태일 수 있음에 유의하여야 한다. 유휴 상태의 사용자 단말기가 다른 채널들에 대해서는 유휴 상태가 아닐 수 있다는 것을 알아야 한다.Note that the user terminal has the ability to communicate on more than one channel, so that one channel may be idle and the other channel may be active. Note that an idle user terminal may not be idle for other channels.
사용자 단말기를 페이징하기 위한 페이징 메시지의 전송은, 간섭이 상당히 급속하게 변화하는 환경에서 미지(unknown)이고, 어쩌면 위치가 변화하는 사용자 단말기가 관련 기지국으로부터 그러한 페이징(및/또는 다른 제어 신호)을 성공적으로 수신할 가능성을 증가시키는 어떤 방식으로 실행하는 것이 바람직하다.The transmission of a paging message for paging the user terminal is unknown in an environment where the interference varies considerably, and the user terminal, which changes position, may successfully receive such paging (and / or other control signals) from the associated base station. It is desirable to run in some way that increases the likelihood of receiving.
본 발명의 일 측면은 무지향성 방식(non-directional manner)으로 다운링크 신호를 송신하고, 하나 이상의 사용자 단말기 각각이 다운링크 신호의 송신중에 특정 다운링크 채널에서 하나 이상의 신호를 수신할 수 있다는 점에서, 원하지 않은 단말기로 기지국에 알려져 있는 하나 이상의 사용자 단말기 쪽으로의 간섭을 동시 에 완화시킨다.One aspect of the invention is that in transmitting a downlink signal in a non-directional manner, each of the one or more user terminals may receive one or more signals on a particular downlink channel during transmission of the downlink signal. It simultaneously mitigates interference towards one or more user terminals known to the base station as unwanted terminals.
무지향성 방식은, 여기에서 사용된 바와 같이, 임의의 특정 사용자 또는 사용자들 쪽으로 에너지를 의도적으로는 향하게 하지 않는 것을 가리킨다. 섹터형(sectorized) 시스템에서, 이것은 섹터 내에서의 무지향성을 의미한다. 또한 실질적으로 무지향성은, 전체의 전송이 각각 어쩌면 상이한 전략을 가지는 반복되는 전송의 세트로 분해되는 경우, 시간 평균에 대한 무지향성도 또한 의미한다.The omnidirectional approach refers to not intentionally directing energy towards any particular user or users, as used herein. In a sectorized system, this means omni-directional within the sector. Substantially omnidirectional also means omnidirectional with respect to the time average, where the entire transmission is broken down into a set of repeated transmissions, each with perhaps a different strategy.
본 발명의 일 측면은 제1 기지국(102)과 같은 기지국으로부터 시스템(100)과 같은 무선 패킷 데이터 시스템의 특정 사용자 단말기로, 신뢰성 있게 통신을 개시하는 방법을 수반한다. 이 방법은 특히 이하에서 설명하는 바와 같이 스마트 안테나 시스템을 구비하는 기지국에 유용하다.One aspect of the present invention involves a method of reliably initiating communication from a base station, such as
이 방법의 일 실시예는, 응답하는 사용자 단말기를 얻기 위해 특별히 제1 기지국(102)에 의한 비교적 고도로 부호화된(heavily encoded), 비교적 저속의(row rate) 페이징 메시지 전송을 포함한다. 부호화는 사용자 단말기에서의 비교적 높은 확률의 검출을 용이하게 방법 중 하나이다. 많은 정보가 전송되는 것이 아니기 때문에 저속 신호를 전송한다. 사용자 단말기는 페이징 메시지를 검출하고 그것에 응답한다. 상기 응답은 그 후 후속하는 전송의 통신 링크에 관한 정보를 취득하기 위해 기지국에 의해 사용된다. 통신 링크에 관한 이 정보는 일반적으로 신뢰성 있고, 기지국과 사용자 단말기 사이의 비교적 고속(예를 들면, 트래픽 데이터) 통신을 제공한다. 다른 기지국들의 사용자 단말기는 동일한 일반 채널로 그 각각의 기지국에 대해 응답할 수도 있으며, 그러한 응답은 또한 후속하는 다운링크 송신 또 는 업링크 송신에서 간섭하는 코채널 사용자 단말기(들)로의 또는 그로부터의 간섭을 완화하기 위해 사용될 수 있다.One embodiment of the method includes relatively high encoded, relatively low rate paging message transmission by the
복수의 사용자 Multiple users 단말기간의Between terminals 다운링크Downlink 데이터 송신을 공유하는 Sharing data transmission 다운링크Downlink 채널에서의 On the channel 페이징Paging
일 실시예에서, 페이징 메시지는 제1 기지국(102)과 하나 이상의 사용자 단말기 사이에 통신되는 트래픽 데이터와 같은 다른 데이터와 동일한 일반 채널을 점유할 수 있는 논리적 제어 채널로 전송될 수 있다.In one embodiment, the paging message may be sent in a logical control channel that may occupy the same common channel as other data, such as traffic data communicated between the
또한, 페이징 메시지는, 다른 기지국들과 하나 이상의 사용자 단말기 사이에 통신되는 트래픽 데이터 또는 페이징 데이터와 같은 다른 데이터와 동일한 일반 채널을 점유할 수 있는 논리적 제어 채널로, 제1 기지국(102)으로부터 전송될 수 있다.The paging message is also a logical control channel that can occupy the same common channel as other data, such as traffic data or paging data communicated between other base stations and one or more user terminals, to be transmitted from the
나아가, 페이징 메시지는 제1 기지국(102) 및 하나 이상의 다른 기지국의 다른 사용자와 연관된 다른 사용자 단말기와 동일한 일반 채널을 점유할 수 있는 논리적 제어 채널로, 제1 기지국(102)으로부터 전송될 수 있다.Further, the paging message may be transmitted from the
일 실시예는 사용자 단말기 각각에 대해 UT-Sequence라고 불리는 고유한 페이징 시퀀스의 제공을 포함한다. 이 시퀀스는 여러 방법으로 생성될 수 있다. 예를 들면, 기지국 식별 번호 및 사용자 단말기 식별 번호는 PN 시퀀스 생성기에 대한 입력으로 사용될 수 있다. 결과 비트는 그 후 변조되고, 그 결과 I/Q 베이스밴드 시퀀스는 UT_Sequence를 구성한다. UT_Sequence를 생성하는 다른 방법이 많이 있다. 예를 들면, 사용자 단말기 식별 번호는 저속 에러 정정 코드(low-rate error correction code)를 사용하여 부호화될 수 있으며, 부호화된 번호는 기지국 식별 번호의 전부 또는 일부로 시작되는 PN 시퀀스 생성기의 출력과 XOR 연산으로 스크램블된다(scrambled). UT_Sequence는 두 사용자 단말기가 동일한 페이징 시퀀스를 가질 확률이 비교적 낮도록 하는 것이고 , 일 실시예에서, UT_Sequence는 시스템의 사용자 단말기 각각에 대해 고유하다. 일 실시예에서, UT_Sequence는 원하는 사용자 단말기에서 UT_Sequence를 성공적으로 수신할 가능성을 증가시키기 위해 매우 큰 정도의 용장도(redundancey)를 제공하는 코딩을 포함한다.One embodiment includes providing a unique paging sequence called UT-Sequence for each user terminal. This sequence can be generated in several ways. For example, the base station identification number and the user terminal identification number can be used as input to the PN sequence generator. The resulting bit is then modulated and the resulting I / Q baseband sequence constitutes a UT_Sequence. There are many other ways to create a UT_Sequence. For example, the user terminal identification number can be encoded using a low-rate error correction code, the coded number being XOR operation with the output of the PN sequence generator beginning with all or part of the base station identification number. Scrambled to UT_Sequence is such that the probability that two user terminals have the same paging sequence is relatively low, and in one embodiment, UT_Sequence is unique for each user terminal of the system. In one embodiment, the UT_Sequence includes coding that provides a very high degree of redundancy to increase the likelihood of successfully receiving the UT_Sequence at the desired user terminal.
각 사용자 단말기는 협정한 논리 제어 채널 상에서 그것의 UT_Sequence를 검출하려는 시도를 청취한다(liten). 이 논리 제어 채널은 제어 채널일 수 있으며, 또는 본 발명의 일 측면에 따라, 시스템의 다른 사용자 단말기에 의한 트래픽을 위해서도 사용되는 일반 채널일 수 있다.Each user terminal listens for an attempt to detect its UT_Sequence on the negotiated logical control channel. This logical control channel may be a control channel or, in accordance with one aspect of the present invention, a generic channel that is also used for traffic by other user terminals in the system.
사용자 단말기는 자신의 UT_Sequence를 성공적으로 검출할 때까지 사용자 단말기 시퀀스 검출 기술을 사용한다. 한 검출 방법은 상관 임계값을 포함하는 검출 기준과 함께, 상관 관계(correlation)를 사용한다.The user terminal uses the user terminal sequence detection technique until it successfully detects its UT_Sequence. One detection method uses correlation, along with detection criteria that include a correlation threshold.
제1 기지국(102)은, 어떤 협정된 방식으로, 원하는 사용자 단말기가 어떤 채널 또는 채널들을 청취하고 있는지를 나타내는 정보를 갖지며, 기지국은 이 채널에 대한 UT_Sequence를 송신한다. 청취하는 채널 또는 채널들은, 예를 들면 사용자 단말기와 그 연관 기지국을 등록("로그인")하는 중의, 초기 교환 동안에 협정에 의한 것이거나 또는 미리 설정될 된 것일 수 있다. 제1 기지국(102)은, 간섭이 통신을 방해할 가능성을 감소시킴으로써 UT_Sequence의 성공적인 수신 확률을 증가시키 도록, 스마트 안테나 시스템을 위한 스마트 안테나 처리 전략을 결정하였다.The
페이징에 앞서, 제1 기지국(102)은 페이징될 사용자 단말기가 유휴 상태인 시간 동안에, 연관된 사용자 단말기 중 하나 이상으로부터 신호들("페이징에 선행하여 수신된 신호(prior-to-paging received signals), 이하 페이징 선행 수신 신호")을 수신할 수 있고, 따라서 송신하지 않는 것으로 알려져 있지만, 제1 기지국(102)과 연관된 임의의 사용자 단말기 또는 단말기들이 제1 기지국(102)으로부터 동시에 그리고 동일한 일반 채널로 페이징 메시지인 데이터를 수신할 수 있는 어떤 시간 동안은, 업링크에서 제1 기지국(102)으로 송신한다.Prior to paging, the
제1 기지국(102)은 페이징 선행 수신 신호를 사용하여, 동시에 그러한 코채널 사용자 단말기로의 데이터와 동일한 일반 채널의 상이한 공간 채널 상의 페이징 메시지를 동시에 송신하도록, 스마트 안테나 시스템을 위한 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다.The
연관된 사용자 단말기로부터의 신호 수신에 더해, 제1 기지국(102)은 간섭자로부터 신호를 수신할 수 있다. 제1 기지국(102)은 그 자체의 연관된 사용자 단말기로부터의 신호와 간섭자로부터의 신호를 구별한다. 일 실시예에서, 이 구별은 사용자 단말기 식별자(identifier)를 사용한다.In addition to receiving signals from an associated user terminal, the
페이징 메시지와 다운링크 일반 채널을 공유할 수 있는 제1 기지국(102)과 연관된 다른 사용자 단말기가 없을 수 있음에 또한 유의하여야 한다.It should also be noted that there may be no other user terminal associated with the
통신시스템에는 하나 이상의 다른 기지국이 또한 포함될 수 있으며, 일 실시예에서, 이 다른 기지국(들)은 제1 기지국(102)과 동등한 기능을 갖는다. 따라서, 제1 기지국(102)은 페이징 선행 수신 신호를 수신하는 외에, 페이징할 사용자 단말기를 페이징하기 전에, 다른 기지국(들)과 연관된 하나 이상의 다른 사용자 단말기로부터 신호("다른 사용자 단말기 수신 신호,other-user-terminal received signal")를 수신할 수 있다. 이러한 다른 사용자 단말기는 페이징 메시지와 동일한 일반 채널 상에서 신호를 전송할 수 있는 단말기를 포함한다. The communication system may also include one or more other base stations, and in one embodiment, these other base station (s) have the same functionality as the
제1 기지국(102)은 자신과 연관된 사용자 단말기로부터의 신호와 다른 기지국(들)과 연관된 다른 사용자 단말기(들)로부터의 신호를 구별한다. 다른 기지국(들)과 연관된 다른 사용자 단말기(들)는, 동시에, 그리고 제1 기지국(102)으로부터의 페이징과 같은 동일한 일반 채널로, 그들 각자의 연관된 기지국(들)으로부터 데이터를 수신할 수 있다는 것에 유의하여야 한다.The
각 기지국은 자신과 연관된 사용자 단말기와 통신하기 위한 프로토콜을 사용하여, 기지국들에서 사용하는 프로토콜이 동등한 것을 포함하여, 이들 기지국은 동등한 기능을 수행한다.Each base station uses a protocol for communicating with a user terminal associated with it, such that the base stations use equivalent protocols, including the equivalent protocols used by the base stations.
제1 기지국(102)은 페이징 선행 수신 신호 및 다른 사용자 단말기 수신 신호를 사용하여, 동시에, 자신의 연관된 코채널 사용자 단말기로 데이터를 송신하고, 페이징 메시지를 상이한 공간 채널로 송신하도록, 그와 동시에 제1 기지국(102)과 연관된 사용자 단말기로의 간섭과 그로부터 다른 사용자 단말 수신 신호가 수신된 그 다른 사용자 단말기(들)로의 간섭을 완화시키도록, 자신의 스마트 안테나 시스템을 위한 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다운링크 스마트 안테나 처리 전략의 결정 은, 캘리브레이션을 사용하여 업링크 가중 파라미터로부터 결정된 다운링크 가중 파라미터를 사용한다. 업링크 가중 파라미터는 페이징 선행 수신 신호와 다른 사용자 단말기 수신 신호에 대응하는 안테나 어레이의 안테나 소자에서 수신된 신호로부터 결정된다.According to one embodiment of the invention, the determination of the downlink smart antenna processing strategy uses a downlink weighting parameter determined from the uplink weighting parameter using calibration. The uplink weighting parameter is determined from the signal received at the antenna element of the antenna array corresponding to the user terminal received signal different from the paging preceding received signal.
일 실시예에서, 스마트 안테나 처리 전략의 결정은, 페이징 선행 수신 신호와 다른 사용자 단말기 수신 신호에 대응하는 안테나 어레이의 안테나 소자에서 수신된 신호의 수신 공분산 행렬(receive covariance matrix)로부터, 캘리브레이션을 사용하여 결정된 송신 공분산 행렬(transmit covariance matrix)을 사용한다. 특히, 상기 전략은 간섭하는 원격 사용자로부터 도착하는 신호에 대한 간섭 공분산 행렬(interference covariance matrix)을 사용하여 간섭을 완화시키는 것을 포함한다.In one embodiment, the determination of the smart antenna processing strategy uses calibration using a received covariance matrix of signals received at an antenna element of the antenna array corresponding to a user terminal received signal that is different from the paging preceding received signal. Use the determined transmit covariance matrix. In particular, the strategy includes mitigating interference using an interference covariance matrix for signals arriving from interfering remote users.
ZR을 페이징을 위해 사용될 일반 채널로 그 연관된 사용자 단말기로부터 기지국에 수신되는 모든 신호에 대해, 안테나 소자에서 수신된 신호의 m × n 행렬이라 하면, 각 행(row)은 m개의 안테나 중 하나에서 수신된 신호의 n개 복소수값(I 및 Q 값) 샘플의 벡터이다. m개의 안테나 각각에서 수신된 신호 및 노이즈를 나타내는 복소 확률 변수(complex random variable)(I 및 Q 값)의 m × 1 벡터라고 하자. 수신 공분산 행렬은 RR = E[zRzR H]로 정의되며, 여기서 E[.]는 기대치 연산(expectation operation)이고, 위첨자 H는 공액 복소수 전치 연산(complex conjugate transpose operation), 즉 허미트 전치(Hermitian transpose)이며, m개 의 안테나 소자의 경우, 수신 공분산 행렬 RR은 m × m 행렬이다. 어떤 바람직한 업링크 신호가 존재하기 않을 때, 즉 원하는 사용자 단말기 유휴 상태에 있을 때 발생할 수 있는 것처럼 채널에 간섭만이 존재할 경우, 수신 공분산 행렬은 RRI = E[ZRIZRI H]로 규정되는 수신 간섭 공분산 행렬이며, ZRI은 송신 간섭하는 원격 단말기로부터 안테나 언레이의 m개 안테나 소자 중 하나에 도착하는 신호의 복소값(I 및 Q 값) 확률 변수의 벡터이다.If Z R is the general channel to be used for paging and for all signals received from the associated user terminal to the base station, then m n n matrix of the signals received at the antenna element, then each row is at one of the m antennas. It is a vector of n complex (I and Q) samples of the received signal. Assume that m × 1 vector of complex random variables (I and Q values) representing the signal and noise received at each of the m antennas. The receive covariance matrix is defined as R R = E [z R z R H ] where E [.] Is an expectation operation and superscript H is a complex conjugate transpose operation, or Hermit. Hermitian transpose, for m antenna elements, the reception covariance matrix R R is an m × m matrix. If there is only interference on the channel as it may occur when no desirable uplink signal is present, i.e. when in a desired user terminal idle state, the receive covariance matrix is defined as R RI = E [Z RI Z RI H ]. A reception interference covariance matrix, where Z RI is a vector of complex (I and Q value) probability variables of a signal arriving at one of the m antenna elements of the antenna unlay from a remote terminal that transmits interference.
수신 간섭 공분산 행렬은 간섭하는 원격 단말기의 평균 공간 작용(average spatial behavior)에 관한 정보를 포함한다. 이 행렬의 고유벡터(eigenvector)는 간섭에 의해 사용되는 평균 공간 방향을 규정한다. 수신 간섭 공분산 행렬의 고유치는 각각의 고유치 방향에서의 간섭에 의해 사용된 평균 파워를 나타낸다. 따라서, 비교적 큰 고유치와 관련된 고유벡터 방향은 비교적 대량의 평균 간섭 파워를 수신한 공간 방향을 나타내고, 비교적 작은 고유치와 관련된 고유벡터의 방향은 비교적 적은 평균 간섭 파워를 수신한 공간 방향을 나타낸다.The received interference covariance matrix contains information about the average spatial behavior of the interfering remote terminals. The eigenvector of this matrix defines the average spatial direction used by the interference. The eigenvalues of the received interference covariance matrix represent the average power used by the interference in each eigenvalue direction. Thus, the eigenvector direction associated with a relatively large eigenvalue represents the spatial direction of receiving a relatively large average interference power, and the direction of the eigenvector associated with a relatively small eigenvalue represents the spatial direction of receiving a relatively small average interference power.
일 실시예에서, 기대치 연산은 신호들의 샘플을 평균함으로써 수행된다. 즉, RR = ZRZR H 및 RRi = ZpiZRi H, 여기서 ZRi는 임의의 원하는 업링크 신호가 없는 기지국에서 수신된 신호에 대한 안테나 소자에서의 수신된 신호 샘플의 m × n 행렬이며, 또 각 행은 m개의 안테나 중 하나에서 수신된 신호의 n개 복소수값(I 및 Q 값) 샘플의 벡터이다.In one embodiment, the expectation calculation is performed by averaging samples of the signals. That is, R R = Z R Z R H and R Ri = Z pi Z Ri H , where Z Ri is m × of received signal samples at the antenna element for a signal received at a base station without any desired uplink signal. n matrix, and each row is a vector of n complex (I and Q value) samples of the signal received at one of the m antennas.
일 실시예에서, 수신 공분산 행렬은 바람직한 다운링크 처리 전략을 결정하기 위해 사용되며, 원하지 않은 코채널 사용자 단말기 쪽으로의 간섭 완화를 포함한다. 수신 공분산 행렬의 계산 중에, 코채널 사용자 단말기의 세트 중 일부가 송신하는 경우는 또한 제1 기지국이 송신할 때 수신하는 것이며 이러한 전략은 간섭 완화를 실현하는데 상당히 효과적이다.In one embodiment, the receive covariance matrix is used to determine the desired downlink processing strategy and includes interference mitigation towards unwanted cochannel user terminals. During the calculation of the receive covariance matrix, the case where a portion of the set of cochannel user terminals transmits is also received when the first base station transmits and this strategy is quite effective in realizing interference mitigation.
본 발명의 일 측면에 따르면, 페이징에 앞서, 수신 간섭 공분산 행렬은, 동시에 그리고 페이징 메시지와 동일한 일반 채널로 다운링크에서 수신하고 있을 수 있는 원하지 않은 사용자 단말기가, 각자의 기지국에 업링크로 송신하고 있을 수 있는 동안을 제외하고, 페이징될 사용자가 송신하고 있지 않은(즉, 유휴 상태) 것으로 알려진 시간 동안에 샘플링에 의해 결정된다.According to one aspect of the present invention, prior to paging, the receive interference covariance matrix is transmitted simultaneously by the unwanted user terminal, which may be receiving on the downlink to the same general channel as the paging message, Sampling is determined during times when the user to be paged is known to be not transmitting (i.e., idle), except while there may be.
다르게는, 간섭 공분산 행렬은, 동시에 페이징될 사용자 단말기 및 다른 사용자 단말기-페이징과 동일한 일반 채널 및 시간에 다운링크로 나중에 수신하고 있을 수 있음- 양자가 송신하고 있을 수 있는 제1 기지국(102)에서 수신된 신호에 대해 업링크 공간 처리를 수행하여 결정될 수 있다. 업링크 공간 처리는 페이징될 사용자 단말기로부터의 신호를 결정하고 간섭 신호의 감산을 결정한다.Alternatively, the interference covariance matrix may be received later on the downlink in the same general channel and time as the user terminal and other user terminal to be paged at the same time—at the
수신 공분산 행렬은 잠재적인 코채널 원격 단말기가 데이터를 송신할 가능성이 있는 경우 및 원하는 사용자 단말기가 유휴 상태인 경우, 동시에 제1 기지국(102)에 의해 수신된 신호(예를 들면, 페이징 선행 수신 신호 및 다른 사용자 단말 수신 신호)로부터 결정된다. 이 수신 공분산 행렬은 수신 간섭 공분산 행렬과 동일하고, 간섭하는 송신기로부터의 간섭 완화를 포함하는, 신호 수신을 위한 스마 트 안테나 처리 전략을 유리하게 결정하는데 사용될 수 있다.The reception covariance matrix is a signal received by the
원하지 않은 사용자 단말기 쪽으로의 간섭 완화를 포함하는, 페이징을 위한 송신 공간 처리는 따라서 원하지 않은 사용자 단말기가 업링크로 송신하고 있는 경우에 결정된 수신 간섭 공분산 행렬로부터 결정될 수 있으며, 제공된 캘리브레이션이나 다른 연산은 다른 안테나 소자로의 그리고 다른 안테나 소자로부터의 전자 장치 체인에 있어 차이 때문에 수행된다. 특히, 페이징을 송신하기 위한 다운링크 공간 처리의 다운링크 가중 파라미터의 세트는, 비교적 작은 값을 갖지만, 바람직하게는 반드시 최소값일 필요는 없는, 수신 간섭 공분산 행렬의 고유벡터로부터 구해진다.Transmit spatial processing for paging, including interference mitigation towards unwanted user terminals, may therefore be determined from the received interference covariance matrix determined when the unwanted user terminal is transmitting on the uplink, provided that the calibration or other operation This is done because of differences in the chain of electronics to and from the antenna elements. In particular, the set of downlink weighting parameters of the downlink spatial processing for transmitting paging is obtained from the eigenvectors of the received interference covariance matrix, which has a relatively small value but preferably does not necessarily have a minimum value.
유의할 것은, 본 발명의 일 실시예에 따라 아래에 더 설명하는 바와 같이, 통신시스템(100)의 기지국과 그 연관 사용자 단말기 사이의 트래픽 통신 활성화는 연속하는 시간 간격(프레임)의 세트에서 발생하며, 각 프레임은 선택된 수의 다운링크 일반 채널(예를 들면, TDMA 시스템의 경우 시간대(time period))로 분할된다. 다운링크 일반 채널 각각에 대해, 업링크 상에 연관된 확인응답(acknowledgement) 일반 채널(예를 들면, TDMA 시스템의 시간대)이 존재한다. 이하의 설명은 TDMA 시스템에서 사용되는 본 발명의 일 실시예에 일반적으로 적용될 것이지만, 본 발명은 TDMA 시스템으로 한정되는 것은 아니다. Note that, as described further below in accordance with one embodiment of the present invention, traffic communication activation between the base station of the
TDMA 시스템에서, 각 프레임은 선택된 수(number)의 다운링크 데이터 전송 기간(period)(타임슬롯, timeslot)으로 분할되며, 다운링크 데이터 전송 기간 각각에 대해, 업링크 상의 연관된 확인응답 전송 기간(타임슬롯)이 존재한다. 제1 기 지국(102)과 원하는 사용자 단말기 사이에 통신이 설정되고 난 후, 제1 기지국(102)으로부터 사용자 단말기로의 다운링크 데이터 송신은, 초기의 관련된 확인응답 전송 기간 동안에(다운링크 데이터 송신에 대한 다운링크 데이터 전송 기간과 관련된 업링크 상의 가장 최근의 확인응답 전송 기간이 바람직하지만 필수적인 것은 아님), 그 사용자 단말기로부터의 확인응답 신호(acknowledgement signal)에 의해 진행된다. 업링크에서 수신한 확인응답 신호는, 확인응답 전송 기간과 관련된 장래의-다음이 바람직하지만 필연적인 것은 아님- 다운링크 데이터 전송 기간에 원하는 사용자 단말기에 송신하기 위한 제1 기지국(102)의 스마트 안테나 시스템의 처리 전략을 결정하는데 유리하게 사용된다. 또한, 기지국에 의해 사용되는 연속 시간대(sequential time period)의 세트는 동등하므로, 동일한 기지국 또는 다른 기지국의 간섭하는 사용자 단말기로부터의 다른 응답도 또한 제1 기지국(102)에서 수신되어 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용된다. 따라서, 업링크에서 확인응답 기간 동안에 각자의 기지국으로 송신하는 통신시스템(100)의 사용자 단말기의 수는, 연관된 장래의-바람직하게는 다음, 하지만 필수적인 것은 아님- 다운링크 데이터 전송 기간 동안에 송신될 수 있는 활성 상태의 원하는 사용자 단말기의 세트의 상위 세트(superset)이다In a TDMA system, each frame is divided into a selected number of downlink data transmission periods (timeslots), and for each downlink data transmission period, the associated acknowledgment transmission period (times) on the uplink. Slot). After communication is established between the
특정 다운링크 데이터 전송 기간 동안에, 유휴 상태의 사용자 단말기로 페이징 메시지를 송신하는 일 실시예에서, 다운링크 스마트 안테나 처리 전략은 캘리브레이션과, 업링크에서 이전의 관련된 확인응답 전송 기간 동안에 수신된 신호로부터 결정된 공분산 행렬 중 최소 고유치를 갖는 고유벡터를 사용하여 결정된다.In one embodiment of sending a paging message to an idle user terminal during a particular downlink data transmission period, the downlink smart antenna processing strategy is determined from a signal received during calibration and a previously associated acknowledgment transmission period in the uplink. It is determined using the eigenvector with the smallest eigenvalue of the covariance matrix.
이러한 페이징 전략(paging strategy)의 사용은, 업링크에서 이전의 관련 확인응답 전송 기간 동안에, 그 신호(예를 들면, 페이징 선행 수신 신호 및 다른 사용자 단말기 수신 신호)가 제1 기지국(102)에 의해 수신되었던 사용자 단말기에 대한 간섭 완화를 포함한다. 송신하는 사용자 단말기로부터 수신된 이러한 신호에 대응하는 수신 공분산 행렬의 고유벡터는 최소 고유치보다 상당히 큰 고유치를 가질 것이다. 따라서, 일 실시예에서, 페이징 메시지는 업링크에서 코채널 사용자 쪽으로의 간섭을 최소화하기 위해 최소로 강력한 간섭자이었던 방향으로 전송된다.The use of this paging strategy is such that, during the previous associated acknowledgment transmission period in the uplink, the signal (eg, paging preceding received signal and other user terminal received signal) is transmitted by the
다른 실시예에서, 제공된 임계값보다 작은 값을 갖는 송신(간섭) 공분산 행렬의 고유벡터는, 페이징에 사용하기 위한 다운링크 스마트 안테나 처리 전략(예를 들어, 다운링크 가중 파라미터)을 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 고유벡터는 실질적으로 송신 간섭 공분산 행렬의 영공간(null space)에 있다.In another embodiment, the eigenvectors of the transmission (interference) covariance matrix having a value less than the provided threshold may be used to determine a downlink smart antenna processing strategy (eg, downlink weighting parameter) for use in paging. have. This eigenvector is substantially in the null space of the transmission interference covariance matrix.
여기서 언급한 무지향성 방식의 송신에 대한 우리의 정의는, 공분산 행렬의 비교적 작은 고유벡터의 방향으로 에너지를 "전달(direct)"하는 영공간(null space) 송신을 포함한다.Our definition of omni-directional transmission as mentioned here includes null space transmission that "directs" energy in the direction of the relatively small eigenvector of the covariance matrix.
또 다른 실시예에서, 잠재적인 코채널 원격 단말기가 데이터를 송신하고 있을 것 같은 경우, 및 원하는 사용자 단말기 유휴 상태인 경우에 동시에 결정된 수신 신호 공분산 행렬은, 원하지 않은 코채널 사용자의 방향으로 널(null)을 명백히 전달하고 동시에 전방향성 방사 패턴에 따라 다른 방향으로 페이징 메시지를 송신하기 위해, 캘리브레이션과 함께 사용된다. 전방향성 패턴은 무지향성 방식으로 송신하는 것의 특별한 경우이다. In another embodiment, the received signal covariance matrix, determined simultaneously when a potential cochannel remote terminal is likely to be transmitting data, and when the desired user terminal is idle, is null in the direction of the unwanted cochannel user. ) Is used in conjunction with the calibration to explicitly convey) and simultaneously transmit the paging message in a different direction according to the omnidirectional radiation pattern. The omnidirectional pattern is a special case of transmitting in an omnidirectional manner.
섹터형 시스템에서, 전방향성은 섹터 내에서 실질적인 전방향성을 의미한다. 또한, 실질적으로 전방향성은 또한 전체 송신이, 각각이 어쩌면 상이한 전략을 갖는 반복되는 송신의 세트로 분해되는 경우에, 시간 평균에 대해 실질적으로 전방향성을 의미한다.In a sectored system, omnidirectional means substantial omnidirectional within the sector. In addition, substantially omnidirectional also means substantially omnidirectional relative to the time average when the entire transmission is broken down into a set of repeated transmissions, each of which may possibly have a different strategy.
1997년 12월 12일에 출원되고 본 발명의 출원인에게 양도된, Goldburg의 미국 특허출원 제08/988,519호는, 임의의 바람직한 방사 패턴을 실현하기 위한 다운링크 공간 처리 가중 파라미터를 결정하는 하나의 방법에 대한 설명을 제공한다. Goldburg의 방법에 따르면, 가중치(weight)는 최적성 기준 (optimality criterion)을 최적화함으로써 결정된다. 본 발명의 다른 실시예의 경우, Goldburg의 방법을 공분산 행렬로부터 결정된 것과 같은 유망한 간섭자(likely interferer) 쪽으로의 널 전송을 포함하도록 변경될 수 있다.US patent application Ser. No. 08 / 988,519, filed Dec. 12, 1997 and assigned to the applicant of the present invention, is a method of determining downlink spatial processing weighting parameters for realizing any desired radiation pattern. Provide a description. According to Goldburg's method, the weight is determined by optimizing the optimization criterion. For other embodiments of the present invention, Goldburg's method may be modified to include null transmissions to likely interferers as determined from the covariance matrix.
다르게는, 도착방향(Direction-Of-Arrival, DOA)에 기반한 방법이 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용될 수 있다.Alternatively, a method based on Direction-Of-Arrival (DOA) may be used to determine the downlink smart antenna processing strategy.
원하지 않은 사용자 단말기 쪽으로의 간섭을 완화하는 다른 방법은, 약간 더 이른 시간에 원하지 않은 사용자 단말기로부터 제1 기지국(102)에 수신된 신호로부터 원하지 않은 사용자 단말기에 관한 부가 정보를 구성하는 것을 포함한다. 이 부가 정보는 제1 기지국(102)의 데이터베이스에 저장될 수 있다.Another method of mitigating interference towards an undesired user terminal includes configuring side information about the undesired user terminal from a signal received at the
원하지 않은 사용자 단말기에 관한 부가 정보는, 원하지 않은 사용자 단말기 쪽으로의 간섭을 완화시키는 것을 포함하는 전략을 결정하기 위해 사용될 수 있는 사용자에 관한 정보이다. 사용자 단말기에 관한 이러한 저장된 부가 정보의 일례 는 사용자 단말기의 공간 서명(spatial signature)이다. 예를 들면, 발명의 명칭이 "SPECTRALLY EFFICIENT HIGH CAPACITY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS"인 Barratt 등의 미국 특허출원 제5,592,490호와, 발명의 명칭이 " SPECTRALLY EFFICIENT HIGH CAPACITY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS WITH SPATIO-TEMPORAL PROCESSING"인 Ottersten 등의 미국 특허출원 제5,828,658호는 공간 서명을 사용하여 간섭을 완화시키는 몇몇 기술에 대한 설명을 제공한다. 수신 공간 서명은, 기지국 어레이가 어떠한 방해나 다른 사용자 단말기 없는 상태에서 특정 사용자 단말기로부터 신호를 수신하는 방법에 대한 특성을 기술한다. 특정 사용자 단말기의 송신 공간 서명은, 원격 사용자 단말기가 아무런 방해도 없이 기지국으로부터 신호를 수신하는 방법에 대한 특성을 기술한다. 송신 공간 서명은 캘리브레이션을 사용하여 수신 공간 서명으로부터 결정될 수 있다.The additional information about the unwanted user terminal is information about the user that can be used to determine a strategy that includes mitigating interference towards the unwanted user terminal. One example of such stored additional information about the user terminal is the spatial signature of the user terminal. For example, U.S. Patent Application No. 5,592,490 to Barratt et al., Entitled "SPECTRALLY EFFICIENT HIGH CAPACITY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS," and OPROCESSING, "SPECTRALLY EFFICIENT HIGH CAPACITY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS WITH SPATIO-TEMPORAL PROCESSING". US Patent Application No. 5,828,658 provides a description of some techniques for mitigating interference using spatial signatures. Receive space signature describes a characteristic of how a base station array receives signals from a particular user terminal without any interference or other user terminals. The transmit space signature of a particular user terminal describes the characteristics of how the remote user terminal receives the signal from the base station without any interference. The transmit space signature can be determined from the receive space signature using calibration.
부가 정보는 데이터베이스로부터 검색되어, 원하지 않은 사용자 단말기 중 적어도 하나로의 간섭을 완화시키는 것을 포함하도록 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용된다.The additional information is retrieved from the database and used to determine the smart antenna processing strategy to include mitigating interference to at least one of the unwanted user terminals.
부가 정보는 동일한 제1 기지국(102)에서 원하지 않은 사용자 단말기로부터 수신한 신호로부터 구성될 수 있다. 다르게는, 통신시스템은 적어도 하나의 제2 기지국과, 기지국간 통신 메커니즘(inter-base-station communication mechanism)을 포함할 수 있다. 이 기지국간 통신 메커니즘은 유선 및/또는 무선일 수 있다. 하나 이상의 다른 기지국은 원하지 않은 사용자 단말기로부터 신호를 수신하고, 원하지 않은 사용자 단말기에 각각에 대해 부가정보를 구성하는 단계는 그러한 각 원 하지 않은 사용자 단말기로부터 신호를 수신하는 다른 기지국에서 일어난다. 이 부가 정보는 기지국간 통신 메커니즘을 사용하여 제1 기지국(102)에 전달된다. 이러한 방법이 사용되는 경우, 그러한 다른 기지국은 원하지 않은 사용자 중 어느 것이 "정말" 원하지 않는 것인지를 제1 기지국(102)에 전달한다.The additional information may be constructed from signals received from unwanted user terminals at the same
부가 정보의 다른 구성은 하나 이상의 원하지 않은 사용자 단말기의 DOA및 실제로 원하지 않은 사용자 단말기로부터 수신한 신호를 포함한다.Other configurations of the side information include DOAs of one or more unwanted user terminals and signals received from actually unwanted user terminals.
일 실시예가 TDD 시스템에서 동작하는 방법을 구현하지만, 본 발명은 또한 FDD 시스템에서의 동작에 적용할 수 있다. FDD 시스템에서, 송신 채널 및 수신 채널은 일반적으로 임의의 주어진 순간에 서로 관련되어 있지 않다. DOA 기반 기술은 사용자 단말기의 도착 방향으로부터 다운링크 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용될 수 있다. 또한, 송신 공분산 행렬 및 수신 공분산 행렬은, 수신 공분산 행렬 또는 간섭 공분산 행렬의 계산에 충분한 시간 평균이 사용되는 경우, 특히 업링크 주파수가 다운링크 주파수에 상당이 가까울 경우에, 통상 FFD 시스템에서 실질적으로 동일하다. 이러한 경우에, 업링크 공간 처리 전략으로부터 결정된 다운링크 공간 처리 전략의 사용은, 예를 들면 1998년 3월 5일에 공개된 Clarity Wireless, Inc.의 PCT 국제특허공보 제WO 98/09385호[발명자: Raleigh 등, 발명의 명칭: "SPATIO-TEMPORAL PROCESSING FOR COMMUNICATION"]에 기재된 바와 같이 만족스러운 결과를 제공할 수 있다.Although one embodiment implements a method of operating in a TDD system, the present invention is also applicable to operation in an FDD system. In an FDD system, the transmit channel and receive channel are generally not related to each other at any given moment. DOA based techniques can be used to determine the downlink smart antenna processing strategy from the arrival direction of the user terminal. In addition, the transmit covariance matrix and the receive covariance matrix are generally substantially practical in FFD systems when a time average sufficient to calculate the receive covariance matrix or the interference covariance matrix is used, especially when the uplink frequency is close to the downlink frequency. same. In this case, the use of the downlink space processing strategy determined from the uplink space processing strategy is described, for example, in PCT International Patent Publication No. WO 98/09385 of Clarity Wireless, Inc., published March 5, 1998. : Raleigh et al., Title of the invention: "SPATIO-TEMPORAL PROCESSING FOR COMMUNICATION"] can provide satisfactory results.
본 발명은 또한 CDMA 시스템에 적용할 수 있다. 종종, CDMA 시스템은 실질적으로 주파수 채널의 모든 자원을 적은 수의 사용자 단말기에 제공한다. 따라서, 송신하는 사용자 단말기에 대응하는 수신 공분산 행렬의 고유벡터에 관련된 고유치는 최소(즉, 영공간) 고유치보다 상당히 커질 것이다.The present invention is also applicable to a CDMA system. Often, a CDMA system provides virtually all of the resources of a frequency channel to a small number of user terminals. Thus, the eigenvalues associated with the eigenvectors of the received covariance matrix corresponding to the transmitting user terminal will be significantly greater than the minimum (ie, zero space) eigenvalues.
따라서, 본 발명의 일 실시예는 기지국이 무지향성 시스템으로(예를 들면, 원격 단말기의 페이징) 원하는 사용자 단말기로 다운링크 메시지를 전송할 수 있도록 하므로, 다른 사용자 단말기에 대한 간섭이 동시에 완화된다. 또한, 일 실시예에서, 제1 기지국(102)은 하나 이상의 다른 사용자 단말기로 다른 데이터를 동시에 전송한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 또한 동일한 일반 채널을 통한 방송 트래픽(페이징 등)과 전송되는 트래픽[온고잉 트래픽 데이터(ongoing traffic data) 등]의 결합을 제공한다.Thus, one embodiment of the present invention allows a base station to send downlink messages to a desired user terminal in an omni-directional system (e.g., paging of a remote terminal), thereby mitigating interference to other user terminals at the same time. Also, in one embodiment, the
반복 페이징(Repeated paging ( RepetitiveRepetitive PageingPageing ))
페이징 메시지를 성공적으로 수신한 것에 응답하여, 사용자 단말기는 신호를 제1 기지국(102)에 송신한다. 사용자 단말기는 협정한 채널로 랜덤 액세스 요청 신호(random access request signal)를 기지국에 전송함으로써 응답한다. 그러면 제1 기지국(102)은 트래픽 통신에 대한 다운링크 전송 기간대(transfer time period) 및 주파수 채널의 지정을 포함하는 액세스 할당 메시지를 사용자 단말기에 송신한다. 이 액세스 할당 메시지는 또한 사용자 단말기와 기지국 사이의 경로 손실을 측정하는 것을 포함하는 몇 가지 제어 기능의 실행, 및/또는 전략 제어를 수행하는데 사용될 수 있다.In response to successfully receiving the paging message, the user terminal transmits a signal to the
페이징 메시지는 비교적 고도로 부호화되는(heavily encoded) 것이 바람직하지만 필연적인 것은 아니다. 이러한 사용자 단말기의 수신 안테나에서 수신된 신 호로부터 고도로 부화된 UT_Sequence를 검출하는 방법은 많이 있다. 그러한 기술 중 하나가 상관을 사용하는 것이다.The paging message is preferably relatively encoded, but not necessarily. There are many methods for detecting a highly enriched UT_Sequence from a signal received at a receive antenna of such a user terminal. One such technique is to use correlation.
따라서 랜덤 액세스 요청 신호는, 원하는 사용자 단말기가 자신의 UT_Sequence를 성공적으로 검출하였다는 나타내는 제1 기지국(102)에 대한 표시이다. 일 변형예에서, 랜덤 액세스 요청 신호의 부존재는 원하는 사용자 단말기가 페이징을 성공적으로 수신하지 못하였음을 대한 피드백을 제1 기지국(102)에 제공한다. 성공 또는 실패에 대한 피드백을 제공하는 다른 방법들이 또한 본 발명의 다른 실시예에서 사용될 수 있다.The random access request signal is thus an indication to the
따라서, 일 실시예에서, 제1 기지국(102)은 원하는 사용자 단말기이 페이징을 성공적으로 수신하였는지 여부를 나타내는 피드백을 수신한다.Thus, in one embodiment, the
본 발명의 다른 측면은, 동일 반복(identical repetition), 즉 반복식으로 장래 프레임의 동일한 상대 시간 부분(relative time part)에 동일한 다운링크 전략을 사용하여, 페이징의 송신을 한번 이상 반복함으로써, 성공적인 페이징 검출의 가능성을 더욱 증가시키는 방법이다. 비동일 반복(non-identical repetition)은 하나 이상의 다운링크 전략 또는 장래 프레임의 상대 시간 부분이 상이한 것을 가리킨다. 일 실시예에서, 비동일 반복은 반복에 있어 상이한 간섭 환경을 조장하고 그에 따라 동일 반복의 경우에 있어서 가능성보다 원하는 사용자 단말기가 페이징을 성공적으로 수신할 누적 가능성을 증가시키기 위해 사용된다. 예를 들면, 간섭 환경을 상이하게 할 가능성을 증가시키기 위해 상이한 타이밍이 사용되거나, 또는 상이한 스마트 안테나 전략이 사용될 수 있다. 다운링크 전략 다이버시트는 상이 한 다운링크 스마트 안테나 전략을 사용함으로써 사용되고, 또는 간섭 다이버시티는 상이한 간섭 환경에서 페이징을 반복함으로써 제공된다. 일 실시예에서, 다운링크 전략 다이버시티와 간섭 다이버시티 양자가 모두 사용된다.Another aspect of the invention is successful paging by repeating the transmission of the paging one or more times using the same downlink strategy, i.e., the same relative repetition, i.e., the same relative time part of the future frame. This method further increases the probability of detection. Non-identical repetition indicates that one or more downlink strategies or relative time portions of future frames are different. In one embodiment, non-identical iterations are used to encourage different interference environments in the iterations and thus increase the cumulative likelihood that the desired user terminal will successfully receive paging rather than in the case of the same iterations. For example, different timings may be used, or different smart antenna strategies may be used to increase the likelihood of differentiating interference environments. Downlink strategy diversity is used by using different downlink smart antenna strategies, or interference diversity is provided by repeating paging in different interference environments. In one embodiment, both downlink strategy diversity and interference diversity are used.
일 실시예에서, 페이징의 성공 여부에 대한 피드백을 사용한다. 첫 번째 페이징이 실패한 후에, 기지국은 일 실시예로 상이한 무지향성 다운링크 전략을 사용하여 장래-예를 들면, 다음- 프레임에서 페이징을 반복한다.In one embodiment, feedback is used as to whether the paging was successful. After the first paging fails, the base station repeats paging in future-for example, next-frame using a different omni downlink strategy in one embodiment.
제1 실시예에서, 상이한 무지향성 전략은, 다운링크 페이징을 위한 스마트 안테나 처리 전략을 결정하기 위해, 실질적으로 간섭 공분산 행렬의 영공간에 있는 고유벡터 중 다른 하나 쪽으로 전송한다. 프레임 시퀀스 중 장래 프레임에서의 반복은, 간섭 환경이 급속하게 변화될 수 있기 때문에, 예를 들어 상이한 사용자 단말기의 세트는 다음 프레임에서 페이징될 수 있기 때문에, 상이한 간섭자의 다른 세트가 실재해도 페이징을 제공할 수 있다. 영공간의 상이한 고유벡터를 사용하여 다운링크 전략 다이버시티를 제공하는 상이한 방사 패턴을 통해 페이징을 전달할 수 있다.In a first embodiment, the different omni-directional strategy transmits substantially toward the other of the eigenvectors in the zero space of the interference covariance matrix to determine the smart antenna processing strategy for downlink paging. Repetition in future frames of a frame sequence provides paging even if different sets of different interferers are present because, for example, the set of different user terminals may be paged in the next frame because the interference environment may change rapidly. can do. Different eigenvectors in null space can be used to deliver paging through different radiation patterns that provide downlink strategy diversity.
간섭 환경은 충분히 급속하게 변화되지 않을 수 있다. 따라서, 제2 실시예에서, 반복은 연속 시간대(sequential time periode)의 세트의 상이한 다운링크 데이터 전송 기간에 실행된다. 예를 들면 TDMA의 경우에, 이것은 상이한 타임슬롯과 일치한다. 일반화하기 위해, 반복되는 송신은 제1 송신의 특정 다운링크 트래픽 데이터 전송 일반 채널와는 다른 다운링크 일반 채널에서 발생한다. FDMA 시스템의 경우, 이것은 상이한 주파수일 수 있다.The interfering environment may not change rapidly enough. Thus, in the second embodiment, the repetition is performed in different downlink data transmission periods of a set of sequential time periods. In the case of TDMA, for example, this coincides with a different timeslot. To generalize, repeated transmissions occur on a downlink normal channel that is different from the specific downlink traffic data transmission normal channel of the first transmission. For an FDMA system this may be a different frequency.
따라서, 제2 실시예에 따르면, 수신 간섭 공분산 행렬은 상이한 다운링크 데이터 전송 기간과 관련된 확인응답 전송 기간에 수신된 신호로부터 결정되고, 최소 고유치를 갖는 수신 간섭 공분산 행렬의 고유벡터는, 상이한 간섭 환경에서 페이징의 반복을 촉진하기 위해, 페이징의 송신 중의 이 상이한 다운링크 데이터 전송 기간 동안에, 스마트 안테나 시스템의 다운링크 공간 처리를 결정하기 위해 사용된다.Accordingly, according to the second embodiment, the reception interference covariance matrix is determined from a signal received in an acknowledgment transmission period associated with a different downlink data transmission period, and the eigenvectors of the reception interference covariance matrix having the minimum eigenvalues are different interference environments. In order to facilitate repetition of paging at, during this different downlink data transmission period during transmission of the paging, it is used to determine the downlink spatial processing of the smart antenna system.
다른 실시예는 간섭 공분산 행렬로부터 반드시 결정되는 것은 아닌 다운링크 전략과 함께 반복 페이징을 실행한다. 또 다른 실시예에서, 특정 사용자 단말기로의 페이징은, 알려져 있지 않은 위치의 사용자 단말기가 페이징을 수신할 확률을 증가시키도록 디자인된 스마트 안테나 시스템의 가중 파라미터의 시퀀스 세트 중 상이한 하나를 사용하여 반복 송신된다. 예를 들면, 본 발명의 출원인에게 양도된, 1998년 2월 9일에 출원된 Barratt 등의 미국 특허출원 제09/020,619호는 이러한 시퀀스를 결정하는 기술을 기재하고 있다. 메시지를 순차 송신하는 스마트 안테나 전략에서 사용된 가중 파라미터의 시퀀스는, 본 발명에 따르면, 이산 퓨리에 변환(DFT)에 기초한 복소값 가중 파라미트 세트의 직교 시퀀스이다. 페이징의 성공적인 수신 기회를 더욱 증가시키기 위해, 페이징 송신의 반복은 상이한 간섭 환경에서 페이징의 반복을 촉진시키도록 상이한 다운링크 데이터 전송 기간 동안에 발생한다.Another embodiment implements repetitive paging with a downlink strategy that is not necessarily determined from the interference covariance matrix. In another embodiment, paging to a particular user terminal is repeated transmission using a different one of a sequence set of weighted parameters of a smart antenna system designed to increase the probability that a user terminal at an unknown location receives paging. do. For example, US Pat. Appl. No. 09 / 020,619, filed Feb. 9, 1998, assigned to the applicant of the present invention, describes a technique for determining this sequence. The sequence of weighting parameters used in the smart antenna strategy of sequential transmission of messages is, according to the invention, an orthogonal sequence of complex-value weighting parameter sets based on a Discrete Fourier Transform (DFT). To further increase the chance of successful reception of paging, repetition of paging transmissions occurs during different downlink data transmission periods to facilitate repetition of paging in different interference environments.
페이징 반복을 사용하는 다른 실시예에서, 페이징은 넓게, 예를 들면 전방향성 빔으로 각각 송신되며, 반면에 각각의 상이한 반복 동안에, 페이징은 상이한 다 운링크 데이터 전송 기간(예를 들면, 상이한 타임슬롯) 동안에 전송되어, 반복하는 페이징이 상이한 간섭 환경에 발생하도록 보증한다. 전방향성 패턴으로 송신하는 방법은, 예를 들면 위에서 언급한 Goldburg의 미국 특허출원 제08/988,519호에 기재되어 있다.In another embodiment that uses paging repetition, paging is each transmitted in a wide, e.g., omni-directional beam, while during each different repetition, paging is a different downlink data transmission period (e.g., different timeslots). ) To ensure that repeated paging occurs in different interference environments. A method of transmitting in an omnidirectional pattern is described, for example, in US patent application Ser. No. 08 / 988,519 to Goldburg, supra.
일 실시예에서, 각 다운링크 데이터 전송 기간은 페이징을 위해 반씩 두 개로 나뉜다. 페이징은 임의의 다운링크 데이터 전송 기간의 제1 하프 또는 제2 하프에서 전송될 수 있다. 이것은 일정한 수의 다운링크 데이터 전송 기간 내에 상당히 더 많은 페이징 메시지를 제공한다. 또한 이것은 페이징의 반복 사이에 간섭 환경을 변화시키는 다른 방법을 제공한다. 페이징이 다운링크 데이터 전송 기간 중 반에서 전송된 후, 다음 반복이 다음 프레임의 다운링크 데이터 전송 기간 중 나머지 반에 전송되며, 일 실시예의 다운링크 전송 기간은 상이하다. 따라서 적어도 페이징 송신에 대한 간섭 환경은 제1 송신과 제2 송신 사이에서 변화할 수 있다.In one embodiment, each downlink data transmission period is divided into two halves for paging. Paging may be sent in the first half or second half of any downlink data transmission period. This provides significantly more paging messages within a certain number of downlink data transfer periods. It also provides another way of changing the interference environment between repetitions of paging. After paging is transmitted in half of the downlink data transmission period, the next iteration is transmitted in the other half of the downlink data transmission period of the next frame, and the downlink transmission period in one embodiment is different. Thus, at least the interference environment for the paging transmission may vary between the first transmission and the second transmission.
다른 실시예는 다운링크 데이터 전송 기간을 2 이상의 페이징 주기로 분할하는 것을 포함한다. Another embodiment includes dividing the downlink data transmission period into two or more paging periods.
도 3은 TDMA로 사용된 본 발명의 일 실시예의 프레임 시퀀스를 나타낸 것이다. 도 3 (A)는 3개의 완전한 프레임을 나타낸 것이다. 도 3 (B)는 단일(N번째) 프레임을 나타낸 것이다. 도 3 (C)는 다운링크 데이터 전송 기간이 어느 정도인지를 나타낸 것이며, 이 경우에 기간 D3은 페이징을 위해 제1 및 제2 하프로 나눠져 있다. 마찬가지로, 도 4는 다른 전이중 배치를 나타낸 것이다. 도 4 (C)는 다운 링크 데이터 전송 기간이 어느 정도인지를 나타낸 것이며, 이 예에서, 기간 D3은 페이징을 위해 제1 및 제2 하프로 나눠져 있다.3 shows a frame sequence of one embodiment of the present invention used with TDMA. 3 (A) shows three complete frames. 3 (B) shows a single (Nth) frame. 3 (C) shows how long the downlink data transmission period is, in which case the period D3 is divided into first and second halves for paging. Likewise, FIG. 4 shows another full duplex arrangement. 4 (C) shows how long the downlink data transmission period is, and in this example, period D3 is divided into first and second halves for paging.
본 발명의 일 실시예에서, 반복 횟수는 페이징 기지국에 대한 원하는 사용자 단말기의 근접도 추정치(estimate of proximity)의 함수이다. 사용자 단말기의 근접도는 초기 등록(예를 들면, 로그인) 또는 이전의 성공적인 페이징 시퀀스 중에 추정된다. 필연적인 것은 아니지만 일반적으로, 페이징 기지국 가까이 있는 것으로 추정된 사용자 단말기는 멀리 있는 것으로 추정된 사용자 단말기에 비해 간섭을 덜 겪는 것으로 가정된다. 일 실시예에서, 추정된 근접도는 가까운, 먼, 아주 먼 중 하나이며, 가까운 사용자 단말기는 한 번의 페이징을 수신하고(즉, 반복이 없음), 먼 사용자 단말기는 두 번의 페이징을 수신하며(즉, 한 번 반복), 아주 먼 사용자 단말기는 두 번의 반복을 수신한다.In one embodiment of the invention, the number of iterations is a function of the estimate of proximity of the desired user terminal to the paging base station. Proximity of the user terminal is estimated during initial registration (eg, login) or prior successful paging sequence. In general, but not necessarily, it is assumed that a user terminal estimated to be close to a paging base station suffers less interference than a user terminal estimated to be far away. In one embodiment, the estimated proximity is one of near, far, and far distant, the near user terminal receives one paging (ie no repetition), and the far user terminal receives two paging (ie , One repetition), a very remote user terminal receives two repetitions.
하지만, 다른 실시예에서는 다양한 반복 횟수를 결정하기 위해 다른 기준을 사용할 수 있다. 각각의 반복이 상이한 간섭 환경에서 발생하도록, 스마트 안테나 시스템을 구비하는 기지국에서 사용자 단말기로 스마트 안테나 시스템을 사용하여 페이징의 송신을 반복하는 방법은, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따라 개시하였다.However, other embodiments may use other criteria to determine various number of repetitions. A method of repeating transmission of paging using a smart antenna system from a base station with a smart antenna system to a user terminal, such that each repetition occurs in a different interference environment, has been disclosed in accordance with at least one embodiment of the present invention.
트래픽traffic 통신( Communication( TrafficTraffic CommunicationCommunication ))
본 발명의 일 실시예에서, 기지국과 그와 연관된 사용자 단말기 사이의 트래픽 통신은 무선 프로토콜에 따라 발생한다. 무선 프로토콜은 제1 기지국(102)이 그와 연관된 사용자 단말기와 통신하도록 연속하는 시간 간격(sequential time interval)(프레임)의 제1 세트를 제공한다. 무선 프로토콜은 또한 무선 통신시스템의 다른 기지국(11)의 세트 각각에 연속하는 시간 간격(프레임)의 추가세트(further set)를 제공한다.In one embodiment of the invention, traffic communication between a base station and its associated user terminal occurs according to a wireless protocol. The wireless protocol provides a first set of sequential time intervals (frames) such that the
도 3은 TDMA 시스템의 일 실시예의 경우에 있어 송신 시퀀스를 설명하기 위한 송신 시간의 세트를 나타낸 도면이다. 도 3 (A)는 일련의 인접 프레임으로 나눈 시간의 전체 분할을 나타낸 것이며, 일 실시예서는 동일한 지속시간(duration)을 갖는다. 세 개의 완전한 연속 프레임이 도 3 (A)에 도시되어 있다. 시스템 타이밍 제어를 위해, 사용자 단말기가 필요에 따라 참고할 수 있는 동기화 채널(synchronization channel)이 제공된다. 다른 실시예에서, 각 시그널링 세그먼트는 모든 원격 사용자 단말기를 기지국의 타이밍 시퀀스에 대해 동기화시키기 위해 기지국으로부터의 프레임 마커 신호로 시작한다.3 is a diagram showing a set of transmission times for explaining a transmission sequence in the case of one embodiment of a TDMA system. 3 (A) shows the full division of time divided into a series of adjacent frames, in one embodiment having the same duration. Three complete continuous frames are shown in FIG. 3 (A). For system timing control, a synchronization channel is provided for user reference as needed. In another embodiment, each signaling segment starts with a frame marker signal from the base station to synchronize all remote user terminals to the base station's timing sequence.
본 발명의 일 측면은 주로 각 프레임 내의 신호 배치에 관한 것이며, 따라서 이전 프레임(프레임 N-1)의 끝과 다음 프레임(프레임 N+1)의 시작과 함께 대표적인 프레임(프레임 N)을 도 3 (B)에 더욱 자세하게 도시하였다.One aspect of the present invention mainly relates to signal placement within each frame, and thus a representative frame (frame N) is shown in FIG. 3 together with the end of the previous frame (frame N-1) and the beginning of the next frame (frame N + 1). It is shown in more detail in B).
본 발명의 TDMA 시스템의 일 실시예에 따른 프레임은, 선택된 수의 다운링크 데이터 전송 기간(타임슬롯) D1, D2, D3 등과 선택된 수의 업링크 데이터 전송 기간(타임슬롯) U1,U2 등으로 다시 분할된다. 업링크 상에, 다수의 확인응답 전송 기간(타임슬롯) AKD1, AKD2, AKD3 등이 있으며, 하나는 각각의 다운링크 데이터 전송 기간과 연관되고, 기지국에 알려져 있는 그와 연관된 다운링크 데이터 전송 기간과 미리 정해진 관계를 가지며, 일 실시예에서는 고정되어 있다. 또한 업링크 상에, 다수의 확인응답 전송 기간(타입슬롯) AKU1, AKU2 등이 있으며, 하나는 각각의 업링크 데이터 전송 기간과 연관되고 기지국에 알려져 있는 그와 연관된 업링크 데이터 전송 기간과 미리 정해진 관계를 가지며 일 실시예서는 고정되어 있다. TDMA 시스템의 일 실시예의 경우, 데이터 전송 기간와 그와 연관된 확인응답 전송 기간 사이의 고정된 관계는 타입슬롯에 의해 지정된다. 즉, 데이터 트래픽 기간의 특정 타입슬롯은 반대 방향에서의 연관된 확인응답 전송 기간의 타임슬롯을 결정한다. 또한, 일 실시예에서, 이 관계는 시스템의 모든 기지국에 대한 연속 시간대의 모드 세트에 동일하다.A frame according to an embodiment of the TDMA system of the present invention is again back to the selected number of downlink data transmission periods (time slots) D1, D2, D3, and the selected number of uplink data transmission periods (time slots) U1, U2, and the like. Divided. On the uplink, there are a number of acknowledgment transmission periods (timeslots) AKD1, AKD2, AKD3, etc., one associated with each downlink data transmission period and associated with the downlink data transmission period known to the base station. It has a predetermined relationship and is fixed in one embodiment. Also on the uplink, there are a number of acknowledgment transmission periods (type slots) AKU1, AKU2, etc., one associated with each uplink data transmission period and associated with the uplink data transmission period known to the base station and predetermined Relationship and one embodiment is fixed. For one embodiment of a TDMA system, a fixed relationship between a data transmission period and its associated acknowledgment transmission period is specified by a type slot. That is, the particular type slot of the data traffic period determines the timeslot of the associated acknowledgment transmission period in the opposite direction. Also, in one embodiment, this relationship is the same for the set of modes of consecutive time zones for all base stations in the system.
유의할 것은, TDMA 시스템의 실시예의 경우, 각 데이터 전송 기간은 일반 채널에 대응한다는 것이다.Note that, for an embodiment of a TDMA system, each data transfer period corresponds to a normal channel.
도 3 (B)에 나타낸 예에는, 다운링크 데이터 전송 기간이 4개 있으므로 업링크 확인응답 전송 기간이 4개 있고, 2개의 업링 데이터 전송 기간이 있으므로 2개의 다운링크 확인응답 전송 기간이 있다.In the example shown in Fig. 3B, there are four uplink acknowledgment transmission periods because there are four downlink data transmission periods, and two downlink acknowledgment transmission periods because there are two uplink data transmission periods.
SDMA 시스템이 동일한 타임슬롯 동안에 공간 채널이라고 하는 하나 이상의 통신 채널의 편의를 도모한다는 것을 상기하면, 도 3 (B)의 예는 다운링크 상에서 통신하는 적어도 4개의 활성 사용자 단말기와 업링크 상에서 통신하는 적어도 2개의 활성 사용자 단말기를 수용하는 것에 대응한다.Recalling that SDMA systems facilitate the convenience of one or more communication channels, called spatial channels, during the same timeslot, the example of FIG. 3 (B) is at least communicating on the uplink with at least four active user terminals communicating on the downlink. Corresponding to accommodating two active user terminals.
시간 간격의 시퀀스의 일 특징은 업링크와 다운링크 상에서 상이한 개수의 데이터 전송 기간을 수용할 수 있다는 것이다. 데이터 통신에서, 예를 들면 기지국이 인터넷과 같은 컴퓨터 네트워크에 연결될 때, 통상 업링크 상에서보다 다운링 크 상에서 더 많은 통신이 일어난다. 본 발명의 일 측면은 다운링크 트래픽 데이터 통신과 업링크 트래픽 데이터 통신 사이의 비대칭(불균형)을 수용하는 것이다. 시스템은 특정 채널에 수용될 활성 사용자 단말기의 수와 각 방향에서의 시스템의 데이터 전송 요구조건 및 능력에 따라, 여기에 나타낸 각 타입의 기간의 수를 더 많거나 더 작게 포함할 수 있다. 더 높은 데이터 전송 속도의 경우, 임의의 방향에서 더 많은 수의 사용자가 본 발명의 여러 실시예에 의해 수용될 수 있다.One feature of the sequence of time intervals is that they can accommodate different numbers of data transmission periods on the uplink and downlink. In data communications, for example, when a base station is connected to a computer network such as the Internet, more communication typically occurs on the downlink than on the uplink. One aspect of the present invention is to accommodate asymmetry (unbalance) between downlink traffic data communication and uplink traffic data communication. The system may include more or less the number of each type of period shown here, depending on the number of active user terminals to be accommodated in a particular channel and the data transmission requirements and capabilities of the system in each direction. For higher data rates, a larger number of users in any direction may be accommodated by various embodiments of the present invention.
다른 일 실시예에서는, 동일한 수의 업링크 및 다운링크 데이터 전송 기간이 각각의 순차 시간 구간에 존재하므로, 총 데이터 운송 능력 제공된 다운링크 트래픽 채널의 세트의 총 데이터 운송 능력은 제공된 업링크 트래픽 채널의 세트의 총 데이터 운송 능력과 같다.In another embodiment, since the same number of uplink and downlink data transmission periods exist in each sequential time interval, the total data transport capacity of the set of provided downlink traffic channels is determined by the total number of uplink traffic channels provided. Equivalent to the total data transport capacity of the set.
다운링크Downlink 트래픽traffic 통신( Communication( DownlinkDownlink TrafficTraffic CommunicationCommunication ))
페이징이 성공한 후에, 제1 기지국(102)으로부터의 액세스 할당 메시지는 다운링크 전송 기간(즉, 다운링크 트래픽 채널)과 연관된 확인응답 전송 기간(즉, 연관된 업링크 채널)을 연속하는 시간 간격의 제1 세트에 있어 각 연속하는 시간 간격 내에 할당한다.After the paging is successful, the access assignment message from the
성공적으로 페이징된(예를 들면, 연관된 기지국으로부터 초기 다운링크 페이징의 결과로서 액세스 할당 메시지를 수신한) 각 사용자 단말기는 자신의 할당된 다운링크 트래픽 전송 기간에 대응하는 확인응답 전송 기간에 업링크 상에서 페이징 시퀀스(예를 들면, 액세스 할당 메시지)에 응답한다. 연속하는 시간 간격의 제1 세트 및 추가 세트는, 2 기지국(11)과 같은 다른 기지국의 사용자 단말기로부 터의 응답을 포함하는 초기 다운링크 페이징 시퀀스(예를 들면, 액세스 할당 메시지)에 대한 업링크 상의 사용자 단말기의 응답이, 제1 기지국(102)에 알려져 있는 응답 일반 채널-예를 들면, 전송 기간 및 주파수/부호 채널-에서 발생하도록 한다. 특히, TDMA 시스템의 일 실시예에서, 기지국의 타이밍은 동기화되고, 임의의 원하는 사용자 단말기의 응답은, 동일한 주파수 채널 및 다운링크 데이터 전송 기간에 발생할 수 있는 제1 기지국(102)이나 다른 기지국(111)과 연관된 다른 코채널 사용자 단말기와 같은 임의의 간섭하는 사용자 단말기의 가능한 응답과 함께 시간상 정렬된다.Each user terminal that has been successfully paged (eg, receives an access assignment message as a result of initial downlink paging from an associated base station) on the uplink in an acknowledgment transmission period corresponding to its assigned downlink traffic transmission period. Respond to the paging sequence (eg, access assignment message). The first set and the further set of consecutive time intervals are up for an initial downlink paging sequence (e.g., an access assignment message) that includes a response from a user terminal of another base station, such as two base stations 11. The response of the user terminal on the link is to occur in a response general channel known to the first base station 102-for example, the transmission period and the frequency / signal channel. In particular, in one embodiment of a TDMA system, the timing of the base stations is synchronized, and the response of any desired user terminal is either the
사용자 단말기로부터 연관된 기지국으로 보내지는 확인응답 신호에는 일부의 트레이닝 데이터(training data) 및 일부의 식별 정보가 포함되어 있다. 일 실시예에서, 트레이닝 데이터는 식별 정보를 포함한다. 이 식별 정보에 의해 제1 기지국(102)은 자신의 연관된 사용자 단말기로부터의 신호와 다른 기지국의 사용자 단말기로부터의 신호들을 구별할 수 있다. 식별 정보는 기지국 식별자(identifier)를 포함한다. 제1 기지국(102)은 응답(즉, 확인응답 신호)을 수신하고 트레이닝 신호와 식별 정보를 사용하여, 사용자 단말기를 위한 장래-일 실시예에서는 다음-의 다운링크 데이터 전송 기간 동안에 데이터를 송신하기 위한 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다.The acknowledgment signal sent from the user terminal to the associated base station includes some training data and some identification information. In one embodiment, the training data includes identification information. This identification information allows the
다운링크 트래픽 데이터를 사용자 단말기로 전송하는 제1 기지국(102)의 바람직한 스마트 안테나 처리 전략은, 코채널 간섭자로 향하는 간섭 완화를 포함하도록 결정되어, 상기 송신 기지국으로부터 다른 코채널 사용자 단말기로 향하는 간섭 이 완화된다. 또한, 일 실시예에서, 사용자 단말기로부터 확인응답 신호를 수신하는 바람직한 스마트 안테나 처리 전략은 코채널 간섭자로부터의 간섭 완화를 포함하도록 결정된다.The preferred smart antenna processing strategy of the
일 실시예에서, 상기 확인응답 신호는 기지국에서 사용자 단말기에 신호를 보내고 이 신호를 성공적으로 수신하였음을 기지국에 다시 보내도록 하기 위한 확인응답 메시지(ACK)를 포함한다. 기지국이 예상되는 ACK를 수신하지 못하였을 경우나 메시지가 성공적으로 수신되지 않았다는 정보를 받았을 경우, 기지국은 데이터 송신의 계획을 다시 세운다.In one embodiment, the acknowledgment signal includes an acknowledgment message (ACK) for causing the base station to signal to the user terminal and send back to the base station that the signal has been successfully received. If the base station does not receive the expected ACK or receives information that the message was not successfully received, the base station reschedules the data transmission.
제1 기지국(102)은 지정된 다운링크 데이터 전송 기간 동안 데이터(즉, 트래픽 데이터)를 사용자 단말기에 송신한다. 활성 사용자 단말기는 제1 기지국(102)으로부터 다운링크 트래픽 데이터를 수신한다. 일 실시예에서, 사용자 단말기에 송신된 다운링크 신호는 트래픽 데이터를 전달하는 것 외에, 다운링크 폴링 신호로서 작용하여 다른 통신을 위한 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는 업링크에 관한 응답을 획득한다. 그러므로 다운링크 트래픽 데이터에 대한 응답에서, 상기 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에서 다음의 확인응답 전송 기간 동안, 사용자 단말기는 확인응답 신호를 기지국에 다시 보낸다. 기지국은 이 확인응답 신호를 수신하고 또한 동일한 다운링크 데이터 전송 기간에 할당되어 있는 하나 이상의 코채널 사용자 단말기로부터의 확인응답 신호도 수신하고, 사용자 단말기로부터 수신된 이러한 신호들을 사용하여, 사용자 단말기에 대한 그 다음의 지정된 다운링크 데이터 전송 기간 동안 사용자 단말기에 데이터를 양호하게 전송할 수 있는 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다. 결정된 다운링크 스마트 안테나 처리 전략에는 다른 기지국(111)의 코채널 원격 단말기로 보내는 간섭 완화가 포함되어 있다. 또한, 제1 기지국(102)은 그 스마트 안테나 시스템을 위한 처리 전략을 결정하여, 간섭하는 코채널 사용자로부터의 간섭 완화를 포함하도록 되어 있는 원하고 간섭하는 코채널 원격 단말기로부터 확인응답 신호를 양호하게 수신한다. 본 발명의 일실시예에 따라, 상기 시스템이 동일한 일반 채널에서의 하나 이상의 공간 채널, 즉 TDMA 시스템의 동일한 타임슬롯을 제공하는 경우, 상기 결정된 스마트 안테나 처리 전략은 동일한 일반 채널의 다른 공간 채널 상에서 동일한 기지국(102)의 코채널의 간섭하는 원격 단말기에 대한 간섭 완화를 포함한다.The
유의할 것은, 사용자 단말기로부터 확인응답 신호를 수신하는 소정의 확인응답 전송 기간에서, 제1 기지국(102)은 페이징 시퀀스(예를 들어, 액세스 할당 메시지)나 다운링크 트래픽 데이터에 대한 응답이 될 수 있는 확인응답 신호를 사용자 단말기로부터 수신한다는 것이다.Note that, in a predetermined acknowledgment transmission period for receiving an acknowledgment signal from the user terminal, the
다운링크 데이터 전달이 이렇게 시작되면, 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에서 프레임 단위로 다운링크 트래픽 데이터 전달이 계속된다. 각각의 다운링크 데이터 신호 역시 다운링크 폴링 신호로서 작용한다. 사용자 단말기는 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에서 그 연관된 기지국으로부터 다운링크 데이터를 수신하고, 그 다음의 지정된 확인응답 전송 기간 동안 확인응답 신호를 기지국에 다시 보낸다. 기지국은 상기 확인응답 신호를, 동일한 또는 다른 기지국의 다른 코채널 사용자 단말기로부터 보내지는 다른 확인응답 신호와 함께 수신하고, 다시 기지국 은 확인응답 신호를 최적으로 수신하기 위해 그리고 그 다음 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에서 다음의 다운링크 데이터 신호를 최적으로 송신하기 위해 그 스마트 안테나 시스템용 처리 전략을 결정한다. 기지국이 간섭하는 사용자 단말기로부터 확인응답 신호를 수신하되, 상기 간섭하는 사용자 단말기로부터의 또는 그 사용자 단말기로의 간섭을 완화하는 다운링크 전략을 최적으로 사용하여 하나 이상의 사용자 단말기와의 통신을 향상시킨다.When downlink data transfer is thus started, downlink traffic data transfer continues on a frame-by-frame basis within the specified downlink data transmission period. Each downlink data signal also acts as a downlink polling signal. The user terminal receives the downlink data from its associated base station in the designated downlink data transmission period and sends an acknowledgment signal back to the base station for the next designated acknowledgment transmission period. The base station receives the acknowledgment signal with another acknowledgment signal sent from another co-channel user terminal of the same or another base station, and again the base station transmits the designated downlink data to optimally receive the acknowledgment signal. The processing strategy for the smart antenna system is determined to optimally transmit the next downlink data signal in the period. The base station receives an acknowledgment signal from the interfering user terminal, while optimally using a downlink strategy to mitigate interference from or to the interfering user terminal to enhance communication with one or more user terminals.
따라서, 스마트 안테나 처리 전략의 결정이 특별한 확인응답 전송 기간 동안 수신된 신호를 사용하고, 상기 특별한 확인응답 전송 기간과 연관된 다음 다운링크 데이터 전송 기간 동안 데이터를 송신하는데 사용되는 경우, 상기 다음 다운링크 데이터 전송 기간 동안 전송되는 활성 사용자 단말기의 세트는 이전의 특별한 확인응답 전송 기간 동안 각각의 기지국에 송신되는 사용자 단말기의 세트의 서브세트이다. 일 실시예에서, 이전의 특별한 확인응답 전송 기간에서 신호가 수신된 사용자 단말기만이 그 다음의 관련 다운링크 데이터 전송 기간에서 다운링크에 송신된다. 그러므로 다운링크 데이터 전송 기간들 중 특별한 기간 중에 기지국으로부터 또는 이 기지국으로 송신되는 활성(즉, 유휴 상태가 아닌) 사용자 단말기는 동일한 특별한 다운링크 데이터 전송 기간과 연관된 업링크 상에서 이전의 확인응답 전송 기간 중에 기지국으로 처음 송신된 데이터를 가지도록 되어 있다.Thus, if the determination of a smart antenna processing strategy is to use the received signal during a special acknowledgment transmission period and to transmit data during the next downlink data transmission period associated with the special acknowledgment transmission period, the next downlink data The set of active user terminals transmitted during the transmission period is a subset of the set of user terminals transmitted to each base station during the previous special acknowledgment transmission period. In one embodiment, only user terminals that have received a signal in a previous special acknowledgment transmission period are transmitted on the downlink in a subsequent associated downlink data transmission period. Therefore, an active (i.e., not idle) user terminal transmitted from or to a base station during a particular period of downlink data transmission periods may be used during a previous acknowledgment transmission period on the uplink associated with the same particular downlink data transmission period. It is intended to have data initially transmitted to the base station.
사용자 단말기로부터 From user terminal 업링크Uplink 통신 개시 Start communication
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제1 기지국(102)과 연관된 사용자 단말기들 중 한 단말기로부터 업링크를 통한 통신 개시가 제공된다. 사용자 단말기가 제1 기지국(102)으로 데이터 송신을 시작하려고 하는 경우, 사용자 단말기는 먼저 협정한-논리 제어 채널(agree-upon logical control channel)을 통해 랜덤 액세스 요청 신호를 송신하고, 이 랜덤 액세스 요청 신호를 제1 기지국(102)이 수신한다. 응답에서, 제1 기지국(102)은 마찬가지로 협정한 논리 제어 채널을 통해 액세스 할당 메시지를 사용자 단말기에 송신하는데, 상기 액세스 할당 메시지는 랜덤 액세스 요청 신호가 수신되었음을 사용자 단말기에 알려주는 전송 정보를 포함하고, 또한 업링크 데이터 전송 기간 및 사용자 단말기로부터 업링크를 통해 데이터 전달을 수신하는 주파수 채널을 지정하기 위한 데이터를 포함한다.According to another aspect of the invention, communication initiation on the uplink is provided from one of the user terminals associated with the
응답에서, 사용자 단말기는 지정된 업링크 트래픽 전송 기간 동안 업링크 트래픽 데이터를 전송한다. 기지국은 사용자 단말기로부터 업링크 데이터를 수신한다. 제2 기지국(111)과 같은 다른 기지국의 사용자 단말기들도 업링크 트래픽 데이터를 각각의 기지국에 전송할 수 있는데, 이러한 신호들이 제1 기지국(102)으로 전송되는 업링크 신호와 간섭할 수도 있다. 또한, 제1 기지국(102)이 또한 SDMA를 제공하는 경우에는, 기존의 채널을 공유하고 있는 관련 다른 사용자 단말기도 그런 식으로 간섭할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는, 업링크 데이터가 기지국으로부터의 액세스 할당 메시지에 대한 응답으로서 작용하고 제1 기지국(102)에 제공되므로 상기 응답(즉, 업링크 트래픽 데이터)을 사용하여 사용자 단말기로부터 신호를 수신하기 위한 스마트 안테나 처리 전략을 결정한다. 이러한 일실시예에 따르면, 연속하는 시간 간격의 제1 세트 및 다른 세트는 업링크 트래픽 신호가 - 액세스 할당 메시지에 대한 응답 시에 또는 업링크 트래픽 데이터를 계속 송신하는 중 에 - 제1 기지국(102)에 알려진 업링크 일반 채널 - 예를 들어, 데이터 전송 기간 및 주파수/부호 채널 - 에서 송신되도록 지정된다. 제1 기지국(102)은 수신된 신호들에 따라 결정된 스마트 안테나 처리 전략을 사용하여 업링크 트래픽 신호를 수신한다. 스마트 안테나 처리 전략은 그 연관된 활성 사용자 단말기로부터 데이터 신호를 수신하기 위한 것이다. 일 실시예에서, 지정된 업링크 데이터 전송 기간 내의 각각의 업링크 트래픽 데이터 신호에는 스마트 안테나 시스템을 위한 처리 전략을 결정하는 기지국에 정보를 제공하도록 하는 트레이닝 데이터를 포함한다. 트레이닝 데이터는 식별 정보를 포함한다. 일 실시예에서는, 상기 스마트 안테나 처리 전략이 제어 컴퓨터에 의해, 동일한 업링크 데이터 전송 기간 내에 업링크 데이터를 양호하게 수신하도록 한다. 제어 컴퓨터가 충분한 연산 능력이 없어, 동일한 업링크 데이터 전송 기간 동안 데이터를 최적으로 수신하기에 충분한 업링크 스마트 안테나 처리 전략을 신속하게 결정할 수 없는 다른 실시예에서는, 스마트 안테나 시스템이 하나의 업링크 데이터 전송 기간 내에 수신된 데이터로부터 결정하는 업링크 전략을 사용하여, 특별한 사용자 단말기를 위한 장래의 - 예를 들어, 다음의 - 업링크 데이터 전송 기간 중의, 장래의 프레임의 업링크 데이터 전송 기간에서 데이터를 수신한다. TDMA 시스템의 실시예에서, 기지국의 타이밍이 동기화되고, 원하는 사용자 단말기의 업링크 데이터 전송 기간 및, 사용자 단말기의 각각의 기지국에 전송하는 코채널 사용자 단말기들을 간섭시키는 것이 동일한 타임슬롯에서 그리고 동일한 주파수 채널에서 일어날 수 있다.In response, the user terminal transmits uplink traffic data during the designated uplink traffic transmission period. The base station receives uplink data from the user terminal. User terminals of other base stations, such as the
일 실시예에서, 기지국이 활성 사용자 단말기로부터 업링크 트래픽 데이터를 성공적으로 수신하는 경우, 기지국은 지정된 확인응답 전송 기간 동안 업링크 데이터 전송 기간용의 다운링크를 통해 사용자 단말기에 확인응답 신호를 전송한다. 그러므로 업링크 트래픽 데이터 신호는 사용자로부터의 역방향 폴링 신호(reverse polling signal)로서 사용되고 이에 대한 응답이 기지국으로부터의 확인응답 신호가며, 이것은 통신이 시작된 후에 역방향 폴링 확인응답 신호로서 고려될 수 있다. 기지국은 다른 역방향 폴링 확인응답 신호에 대한(즉, 기지국으로부터의 확인응답 신호에 대한) 응답을 사용하여 그 스마트 안테나 시스템을 위한 추가의 처리 전략을 결정한다.In one embodiment, when the base station successfully receives uplink traffic data from an active user terminal, the base station sends an acknowledgment signal to the user terminal on the downlink for the uplink data transmission period during the designated acknowledgment transmission period. . The uplink traffic data signal is therefore used as a reverse polling signal from the user and the response to this is an acknowledgment signal from the base station, which can be considered as a reverse polling acknowledgment signal after communication has commenced. The base station uses the response to the other reverse polling acknowledgment signal (ie, for the acknowledgment signal from the base station) to determine further processing strategies for the smart antenna system.
일 실시예에서, 다운링크를 통한 확인응답 신호가 사용자 단말기에서 성공적으로 수신될 가능성을 높이기 위해, 제1 기지국(102)은 확인되는 업링크 트래픽 데이터를 사용하여, 다운 링크를 통해 다음의 지정된 확인 기간에서 사용자 단말기에 확인응답 신호를 양호하게 전송하기 위해 그 스마트 안테나 시스템을 위한 처리 전략을 결정한다. 상기 결정된 처리 전략에는 다른 기지국 또는 제1 기지국(102)의 하나 이상의 코채널 사용자 단말기로 보내지는 간섭 완화가 포함되어 있으며, 이로부터 제1 기지국(102)이 업링크 트래픽 데이터를 수신한다.In one embodiment, to increase the likelihood that an acknowledgment signal on the downlink will be successfully received at the user terminal, the
일 실시예에서, 제1 기지국(102)으로부터 사용자 단말기에 송신되는 확인응답 신호는, 기지국에서 수신을 성공적으로 수행하기 위한 피드백으로서의 확인응답 메시지(ACK)를 사용자 단말기에 제공한다. 이 확인응답 메시지는 부정 응답 메시지(NACK) 또는 그외 다른 피드백 신호가 될 수 있다. 사용자 단말기가 NACK를 수신하거나 예상된 ACK를 수신하지 못한 경우에, 또는 메시지가 수신되지 않았다는 정보가 어떻게 해서든 피드백되는 경우에, 사용자 단말기는 데이터의 전송에 대한 스케줄을 변경한다. 또한, 확인응답 신호에는 사용자 단말기의 성공적인 수신에 도움이 되는 트레이닝 데이터가 포함될 수 있다. 또한, 일실시예에서, 하나 이상의 사용자 단말기는 스마트 안테나 시스템을 포함할 수 있으며, 이 경우, 다운링크에서 업링크까지의 트래픽에서의 확인응답이, 사용자 단말기의 스마트 안테나 시스템에 대한 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용될 수 있다. In one embodiment, the acknowledgment signal sent from the
사용자 단말기로부터 제1 기지국(102)까지의 업링크 통신은, 지정된 업링크 데이터 전송 기간에서 프레임 단위의 전송을 계속할 수 있다. 기지국이 수신하는 각각의 업링크 데이터는, 간섭(경쟁)하는 다른 사용자 단말기로부터의 임의의 코채널 업링크 트래픽 데이터와 함께, 사용자 단말기로부터 데이터를 수신하기 위한, 제1 기지국(102)에서의 스마트 안테나 시스템에 대한 처리 전략을 결정할 수 있다. 또한, 기지국은, 자신의 안테나 시스템에 대한 처리 전략을 결정하여, 확인응답 신호를 관련된 사용자 단말기에 역방향 폴링(reverse poll) 확인응답 신호로서 전송할 수 있다. Uplink communication from the user terminal to the
본 발명의 실시예는 스마트 안테나 시스템을 구비하는 기지국이 하나인 경우를 들고 있지만, 다른 실시예에 의하면, 통신 시스템(100)은 스마트 안테나 시스템을 각각 포함하는 복수의 기지국을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 기지국(102)과 하나 이상의 제2 기지국(111)은 동일하게 구성된 연속하는 시간 간격의 세트를 이용하며, 연속하는 시간 간격의 제1 세트와 추가 세트는 동일한 구조를 갖는다. Although an embodiment of the present invention addresses the case of one base station having a smart antenna system, according to another embodiment, the
도 3 (B)에 도시된 신호는 TDD를 포함하는 TDMA 시스템에 사용되는 것으로서, 업링크 신호와 다운링크 신호를 그룹화하여, 업링크에서 다운링크까지의 기지국의 스마트 안테나 시스템이 전환되는 횟수를 감소시킬 수 있다. 도 3 (B)에 도시된 신호에 대해, 그 시간대의 순서를, 기지국이 주파수 도메인 듀플렉싱(Frequency Domain Duplexing, FDD)를 이용할 때에 변경할 수 있다. 다운링크 주파수와 업링크 주파수는 동일한 사용자 단말기과 통신을 행하는 경우라도 서로 상이하다. 그 하나의 예를 도 3 (D)에 도시한다. 도 3 (E)는 도 3 (B)의 구성과 유사하지만 프레임 경계가 변경되어 있는 다른 예를 나타낸다. 도 3 (B)의 구성에 대한 다른 많은 예들은, 이하의 청구범위에 개시된 바와 같이 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 구현될 수 있다. The signal shown in FIG. 3B is used in a TDMA system including a TDD, grouping uplink signals and downlink signals, thereby reducing the number of switching of the smart antenna system of the base station from the uplink to the downlink. You can. For the signal shown in Fig. 3B, the order of the time zones can be changed when the base station uses frequency domain duplexing (FDD). The downlink frequency and the uplink frequency are different from each other even when communicating with the same user terminal. One example thereof is shown in Fig. 3D. FIG. 3E shows another example similar to the configuration of FIG. 3B but in which the frame boundary is changed. Many other examples of the configuration of FIG. 3B can be implemented without departing from the scope of the present invention as set forth in the claims below.
트래픽 통신에 대한 다른 실시예Another embodiment of traffic communication
도 3에 도시된 프레임 구조를 이용하는 실시예는, 프레임 세트의 임의의 업링크 데이터 전송 기간이 동일한 사용자 단말기에 대한 다운링크 데이터 전송 기간와 반드시 관련을 가질 필요는 없는 반이중 방식(half duplex)에 대한 실시예이다. The embodiment using the frame structure shown in FIG. 3 implements a half duplex in which any uplink data transmission period of a frame set does not necessarily have to be associated with a downlink data transmission period for the same user terminal. Yes.
반이중 방식의 실시예에 의하면, 확인응답 업링크 데이터 전송에 대한 프레임 시퀀스의 하나의 프레임에서의 확인응답 전송 기간은, 사용자 단말기에 대한, 다음의 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에 포함된다. 따라서, 다운링크 데이터 전송 기간 동안 다운링크 상에서 전송되는 데이터는, 확인응답 데이터 및/또는 트레이닝 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 업링크 데이터 전송 기간마다 다운링크 데이터 전송 기간이 존재한다. According to the half-duplex embodiment, the acknowledgment transmission period in one frame of the frame sequence for acknowledgment uplink data transmission is included in the next designated downlink data transmission period for the user terminal. Thus, data transmitted on the downlink during the downlink data transmission period may include acknowledgment data and / or training data. In addition, there is a downlink data transmission period for each uplink data transmission period.
또한, 반이중 방식에 대한 다른 실시예에 의하면, 다운링크 데이터 전송을 확인응답하기 위한(또는 액세스 할당 메시지에 대한 응답을 위한) 프레임에서의 확인응답 전송 기간에는, 사용자 단말기에 대한, 다음의 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에 포함된다. 따라서, 업링크 데이터 전송 기간 동안 전송되는 데이터는, 트레이닝 데이터 및/또는 식별 데이터 및/또는 확인응답 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 다운링크 데이터 전송 기간마다 업링크 데이터 전송 기간이 존재한다. Further, according to another embodiment of the half-duplex scheme, in the acknowledgment transmission period in the frame for acknowledging the downlink data transmission (or for responding to the access assignment message), the next designated down for the user terminal is specified. Included in the link data transmission period. Thus, data transmitted during the uplink data transmission period may include training data and / or identification data and / or acknowledgment data. In addition, there is an uplink data transmission period for every downlink data transmission period.
도 4는 전이중 방식을 이용하는 또 다른 실시예('전이중 방식 실시예'라고 함)에서 전송 시퀀스를 나타내는 타이밍도이다. 도 4 (A)는 시간을 동일한 구간에서 일련의 연속하는 프레임으로 분할한 것을 나타낸다. 3개의 완전한 순차 프레임이 도 4 (A)에 도시되어 있다. 4 is a timing diagram illustrating a transmission sequence in another embodiment using the full duplex method (referred to as a 'full duplex embodiment'). 4 (A) shows that time is divided into a series of consecutive frames in the same section. Three complete sequential frames are shown in Fig. 4A.
특정 채널에 대한 데이터 전송 세그먼트의 예가 도 3 (B)에 상세하게 도시되어 있다. 전이중 방식의 실시예에 따른 프레임은 다수의 업링크 데이터 전송 기간(U1, U2, U3 등)와 동일한 수의 다운링크 데이터 전송 기간(D1, D2, D3 등)로 부분 분할된다. 도 4 (B)에 도시된 예에는, 적어도 5개의 활성 사용자 단말기에 대응하는 5개의 다운링크 및 업링크 데이터 전송 기간이 존재한다. 각각의 활성 사용자 단말기는, 관련된 기지국으로부터의 액세스 할당 메시지를 이용하는 것으로 본 명세서에 개시된 바와 같이, 업링크 및 다운링크 데이터 전송 기간에 할당된다. 다른 실시예에서는 각 프레임에서 더 많은 수의 또는 더 적은 수의 다운링크 및 업링크 데이터 전송 기간을 가질 수 있다. 예를 들어, 실시예에서는 각각의 프레임에 3개의 업링크 및 3개의 다운링크 데이터 전송 기간이 포함되는 프레임 구조를 이용한다. An example of a data transmission segment for a particular channel is shown in detail in FIG. 3 (B). The frame according to the full-duplex embodiment is partially divided into the same number of downlink data transmission periods (D1, D2, D3, etc.) as a plurality of uplink data transmission periods (U1, U2, U3, etc.). In the example shown in Fig. 4B, there are five downlink and uplink data transmission periods corresponding to at least five active user terminals. Each active user terminal is assigned to uplink and downlink data transmission periods, as disclosed herein by using an access assignment message from an associated base station. In other embodiments, each frame may have a greater or fewer downlink and uplink data transmission period. For example, the embodiment uses a frame structure in which each frame includes three uplink and three downlink data transmission periods.
전이중 방식의 실시에에 의하면, 업링크 데이터 전송을 확인응답하기 위한 시간 간격의 시퀀스 중 하나의 프레임에서의 확인응답 전송 기간은, 사용자 단말기에 대한, 장래, 바람직하게는 다음에 지정된 다운링크 데이터 전송 기간에 포함된다. 또한, 다운링크 데이터 전송을 확인응답하기 위한(또는 액세스 할당 메시지에 응답하기 위한) 시간 간격의 시퀀스 중 하나의 프레임에서의 확인응답 전송 기간은, 사용자 단말기에 대한, 장래, 바람직하게는 다음에 지정된 업링크 데이터 전송 기간에 포함된다. According to the implementation of the full duplex method, the acknowledgment transmission period in one frame of the sequence of time intervals for acknowledging the uplink data transmission is the downlink data transmission specified in the future, preferably next time, to the user terminal. Included in the period. Further, the acknowledgment transmission period in one frame of the sequence of time intervals for acknowledging the downlink data transmission (or for responding to the access assignment message) is specified in the future, preferably next time, for the user terminal. Included in the uplink data transmission period.
기지국으로부터의 데이터 통신의 초기화는 본 명세서에 개시된 반이중 방식의 실시예에 대하여 앞서 설명한 것과 같이 수행된다. 기지국은, 먼저 페이징 메시지를 전송한다. 이에 대해, 사용자 단말기는 램던 액세스 요청으로 응답한다. 기지국은 트래픽 통신에 이용하기 위해 업링크 및 다운링크 시간대를 특정하는 기능을 포함하는 액세스 할당 메시지로 응답한다. Initialization of data communication from the base station is performed as described above with respect to the half-duplex embodiment disclosed herein. The base station first transmits a paging message. In response, the user terminal responds with a Lambdon access request. The base station responds with an access assignment message that includes the ability to specify uplink and downlink time zones for use in traffic communication.
사용자 단말기는, 액세스 할당 메시지를 수신하면, 자신의 할당된 업링크 트래픽 채널 동안 확인응답 신호를 전송한다. 이 확인응답 신호는, 연관된 기지국에서 사용자 단말기과 기지국을 연결하는 무선 링크에 대한 효과적인 스마트 안테나 처리 전략을 결정하는데 사용하기 위한 트레이닝 데이터 및/또는 식별 데이터를 포함할 수 있다. 제1 기지국(102)에 대한 일련의 연속 시간대는 다른 기지국[예컨대, 제2 기지국(111)]에 대한 일련의 연속 시간대와 관련하여 기능하기 때문에, 사용자 단말기로부터의 액세스 할당 메시지에 대한 응답은 시간/주파수 위치를 알고 있는 기지국에 대해 이루어진다. 따라서, 기지국[예컨대, 제1 기지국(102)]은 관련된 사용자 단말기로부터 뿐만 아니라, 다른 기지국[예컨대, 제2 기지국(111)]과 관련된 코채널 사용자 단말기로부터도 간섭 신호 등의 신호를 수신한다. 사용자 단말기과 통신하기 위한 효과적인 스마트 안테나 처리 전략은, 코채널 간섭기로부터의(업링크인 경우) 간섭 완화와, 공동 채널 간섭기로의(다운링크인 경우) 간섭 완화를 포함하도록 결정된다. When the user terminal receives the access assignment message, it transmits an acknowledgment signal during its assigned uplink traffic channel. This acknowledgment signal may include training data and / or identification data for use in determining an effective smart antenna processing strategy for the wireless link connecting the user terminal and the base station at the associated base station. Since the series of consecutive time zones for the
또한, 기지국은, 하나 이상의 관련된 사용자 단말기로부터 업링크 트래픽 데이터를 수신하면, 업링크 데이터가 수신되는 업링크 데이터 전송 기간에 대응하는 다운링크 데이터 전송 기간에, 확인응답 신호를 사용자 단말기에 전송한다. In addition, when the base station receives uplink traffic data from one or more related user terminals, the base station transmits an acknowledgment signal to the user terminal in the downlink data transmission period corresponding to the uplink data transmission period in which the uplink data is received.
따라서, 관련된 기지국으로부터의 액세스 할당 메시지에 대한 응답으로서 뿐만 아니라, 관련된 기지국으로부터 수신된 다운링크 트래픽 데이터에 대한 확인응답으로서 사용자 단말기에 의해 신호가 전송된다. Thus, the signal is transmitted by the user terminal not only in response to an access assignment message from the associated base station, but also as an acknowledgment for downlink traffic data received from the associated base station.
또한, 전이중 방식의 실시예에 의하면, 업링크 트래픽 데이터는 트레이닝 데이터와 식별 데이터를 포함하고, 기지국은 이들 데이터를 이용하여 스마트 안테나 시스템에 대한 처리 전략을 결정한다. Further, according to a full duplex embodiment, the uplink traffic data includes training data and identification data, and the base station uses these data to determine a processing strategy for the smart antenna system.
따라서, 다운링크 데이터 전송 기간 동안 다운링크 상에서 전송되는 데이터는 트레이닝 데이터와 확인응답 데이터(ACK 및/또는 NACK 데이터) 또는 그외 확인응답을 위한 다른 메커니즘을 포함할 수 있다. 업링크 데이터 전송 기간 동안 전송되는 데이터는 트레이닝 데이터 및/또는 식별 데이터 및/또는 확인응답 데이터(ACK 및/또는 NACK 데이터) 또는 그외 다른 확인응답 데이터를 포함할 수 있다. 송신용 개체가 NACK를 수신하거나 예상되는 ACK를 수신하지 못한 경우, 또는 수신이 성공하지 못했다는 것을 알게 되면, 그 개체는 데이터의 전송 스케줄을 변경한다. Thus, data transmitted on the downlink during the downlink data transmission period may include training data and acknowledgment data (ACK and / or NACK data) or other mechanism for acknowledgment. The data transmitted during the uplink data transmission period may include training data and / or identification data and / or acknowledgment data (ACK and / or NACK data) or other acknowledgment data. If the transmitting entity receives a NACK or does not receive the expected ACK or finds that the reception was not successful, the entity changes the transmission schedule of the data.
본 발명의 또 다른 실시예에 대하여 설명한다. 이 실시예에 의하면, 기지국으로부터 통신을 개시하는 경우에, 기지국(102, 111)은, 관련된 활성의 사용자 단말기로부터의 데이터 전송을 수신하기 전에, 이러한 사용자 단말기의 각각에 다운링크용 폴링 신호를 각각 전송한다. 이러한 폴링은, 본 발명의 실시예에 따라, 특정의 패킷 데이터 통신을 위한 스마트 안테나 처리 전략의 결정을 용이하게 하는데 사용된다. 일실시예에서, 다운링크용 폴링은, 제1 기지국(102)에 대한 순차적인 시간 간격의 제1 세트 내에서, 그리고 제2 기지국(111)의 각각에 대한 순차적인 시간 간격의 다른 세트 내에서, 제1 기지국(102)과 하나 이상의 제2 기지국(11)에 의해 수행된다. 이들 시간 간격의 각각은, 순방향 폴링 기간를 포함하는 선택된 개수의 다운링크 전송 기간과, 순방향 폴링 기간기와 관련된 다수의 업링크 전송 기간, 및 다수의 트래픽 데이터 전송 기간을 갖는 데이터 전송 세그먼트를 포함한다.Another embodiment of the present invention will be described. According to this embodiment, in the case of initiating communication from the base station, the
도 5는 이러한 다른 실시예의 경우에서의 송신 시퀀스를 예시하는 일련의 송신 타이밍도이다. 도 5의 (A)는 전체의 시간을 동일한 지속기간의 연속 프레임의 시퀀스로 분할한 도면이다. 각각의 프레임은 셀룰러 오버헤드 등의 시스템 오버헤드 신호의 송신 및 수신을 위한 시그널링 세그먼트와, 데이터 전송 세그먼트를 포함한다. 도 5의 (A)에는 3개의 완전한 시퀀스의 프레임이 도시되어 있다. 시스템 타이밍을 제어하기 위해, 각각의 시그널링 세그먼트는 기지국으로부터의 프레임 마 커 신호로 개시되어 모든 원격 유닛을 기지국의 타이밍 시퀀스에 동기시킨다.5 is a series of transmission timing diagrams illustrating a transmission sequence in the case of this alternative embodiment. FIG. 5A is a diagram of dividing the entire time into a sequence of consecutive frames of the same duration. Each frame includes a signaling segment for transmitting and receiving a system overhead signal such as cellular overhead, and a data transmission segment. In Fig. 5A, three complete sequences of frames are shown. To control system timing, each signaling segment is initiated with a frame marker signal from the base station to synchronize all remote units to the base station's timing sequence.
본 발명의 한 측면은 주로 각각의 프레임의 데이터 전송 세그먼트 내에서의 신호의 배열에 관한 것이며, 그에 따라서 특정 채널에 대한 일례의 데이터 전송 세그먼트가 도 5 (B)에 상세히 도시되어 있다.One aspect of the invention relates primarily to the arrangement of signals within the data transmission segment of each frame, and thus an example data transmission segment for a particular channel is shown in detail in FIG. 5 (B).
본 발명의 다른 실시예에 따른 데이터 전송 세그먼트는 다수의 순방향 폴링 기간 F1, F2, F3 등과, 다수의 역방향 폴링 기간 R1, R2, R3 등과, 다수의 트래픽 데이터 전송 기간 D1, D2, D3 등으로 추가 분할된다. 도 5 (B)에 도시된 예에서, 적어도 5개의 활성 사용자 단말기의 수용에 대응하여, 5개의 순방향 폴링 기간, 5개의 역방향 폴링 기간, 및 5개의 트래픽 데이터 전송 기간이 존재한다. 각각의 활성 사용자 단말기는 신호 채널, 순방향 폴링 기간, 및 역방향 폴링 기간이 할당된다.A data transmission segment according to another embodiment of the present invention is added to a plurality of forward polling periods F1, F2, F3, etc., a plurality of reverse polling periods R1, R2, R3, etc., a plurality of traffic data transmission periods D1, D2, D3, etc. Divided. In the example shown in FIG. 5B, there are five forward polling periods, five reverse polling periods, and five traffic data transmission periods, corresponding to the acceptance of at least five active user terminals. Each active user terminal is assigned a signal channel, a forward polling period, and a reverse polling period.
제1 기지국(102) 및 다른 기지국(111)은 자신의 다운링크 폴링 신호를 자신의 각각의 순방향 폴링 기간에서 송신한다. 자신과 연관된 기지국으로부터 폴링 신호를 수신하는 각각의 사용자 단말기는 순방향 폴링 기간과 연관된 업링크 전송 기간에서 폴링 신호에 응답한다. 연관된 업링크 전송 기간은 자신과 연관된 기지국의 연속하는 시간 간격의 세트의 트래픽 데이터 전송 기간의 일부이다. 연속하는 시간 간격의 제1 및 추가 세트는, 다운링크 폴링에 대한 사용자 단말기의 응답이 제1 기지국(102)에 알려진 연관된 업링크 전송 기간 및 주파수/코드 채널에서 발생하도록 이루어진다.The
제1 기지국(102)은 응답을 수신하고, 그 응답을 이용하여 스마트 안테나 시 스템에 대한 다운링크 처리 전략을 결정하고, 결정된 다운링크 처리 전략을 이용하여 자신에게 연관된 활성 사용자 단말기에 데이터 신호를 송신한다. 하나의 TDMA 실시예에서, 기지국의 타이밍은 동기화되며, 요구된 사용자 단말기(105, 106, 107, 108) 및 간섭 사용자 단말기(109, 110)의 각각의 기지국으로부터의 다운링크 폴링에 대한 이러한 사용자 단말기의 응답은 동일한 타임슬롯 및 동일한 주파수 채널에서 발생한다. 결정된 스마트 안테나 처리 전략은 간섭하는 코채널 원격 단말기 쪽으로의 간섭 완화(interference mitigation)를 포함한다.The
제1 기지국(102)에 연관된 사용자 단말기 중의 하나로부터 통신을 개시하기 위해, 사용자 단말기가 제1 기지국(102)에 데이터 송신을 발송하길 원할 때, 사용자 단말기는 제1 기지국(102)에 의해 수신되는 역방향 폴링 기간 동안에 역방향 폴링 신호를 송신한다. 제1 기지국(102)은, 사용자 단말기에게, 역방향 폴 확인응답 신호를, 역방향 폴이 수신되었다는 것을 사용자 단말기에게 나타내주기 위한 송신 정보 및 트래픽 데이터 전송 기간과 사용자로부터의 업링크를 통한 데이터 전송을 수신하기 위한 주파수 채널을 지정하기 위한 데이터와 함께 송신한다.When the user terminal wishes to send a data transmission to the
그 후, 사용자 단말기는 지정된 업링크 트래픽 데이터 전송 기간 동안에 데이터 전송 신호를 발송한다. 데이터 전송 신호는 도 5 (D)에 도시된 바와 같이 업링크 트래픽 데이터 전송 기간의 트레이닝 데이터 세그먼트에 트레이닝 데이터를 포함할 수도 있다. 기지국은 사용자 단말기로부터 신호를 수신한다. 제2 기지국(111) 등의 다른 기지국 또한 자신의 각각의 기지국으로부터의 역방향 폴링 확인응답에 응답하여 신호를 수신하게 될 수도 있으며, 이러한 신호는 제1 기지국(102) 에 대한 데이터 전송 신호와 간섭할 수도 있다. 본 발명의 일실시예에 따라, 연속하는 시간 간격의 제1 및 추가 세트는, 제1 기지국(102)에 알려진 업링크 트래픽 데이터 전송 기간 및 주파수/코드 채널에서의 역방향 폴 확인응답 신호에 응답하여 데이터 전송 신호가 발송되도록 이루어진다.The user terminal then sends a data transmission signal during the designated uplink traffic data transmission period. The data transmission signal may include training data in the training data segment of the uplink traffic data transmission period as shown in FIG. 5D. The base station receives a signal from the user terminal. Other base stations, such as the
그 후, 제1 기지국(102)은 결정된 스마트 안테나 처리 전략을 이용하여 자신에 연관된 활성 사용자 단말기로부터 데이터 신호를 수신한다. TDMA 방식의 일 실시예에서, 기지국의 타이밍이 동기화되며, 원하는 사용자 단말기(105, 106, 107, 108) 및 간섭하는 사용자 단말기(109, 110)의 각각의 기지국으로부터의 역방향 폴 확인응답에 대한 이러한 사용자 단말기의 응답은 동일한 타임슬롯 및 동일한 주파수 채널에서 발생한다. 스마트 안테나 처리 전략은 이러한 간섭 사용자로부터의 간섭 완화를 포함하도록 결정된다.The
일 실시예에서, 시스템(100)은 제1 기지국(102)과 하나 이상의 다른 기지국(111)을 포함하며, 이들 기지국은 각각 스마트 안테나 시스템을 갖는다. 제1 기지국(102) 및 다른 기지국(111)은 동일하게 구성된 일련의 연속하는 시간 간격을 사용하여, 연속하는 시간 간격의 제1 및 추가 세트는 동일한 구조를 갖게 된다. 또 다른 실시예에서는 제1 기지국(102)만이 스마트 안테나 시스템을 갖는다.In one embodiment,
도 5 (B)에 도시된 신호에 대한 대안으로서, 도 5 (C)에 도시된 바와 같이 먼저 역방향 폴링 기간을 제공하고 그 다음에 순방향 폴링 기간을 제공하는 것이 유리할 수도 있을 것이다. 이 경우, 기지국은 사용자 단말기로부터의 역방향 폴링 신호의 수신을 확인응답하고, 대응하는 순방향 폴링 기간 동안의 선택된 역방향 폴 확인응답 신호에 의해 데이터 전송 세그먼트를 지정할 수 있다. 순방향 폴링의 경우에, 전술한 바와 같이, 데이터 전송 기간의 개시시에 사용자 단말기에 의한 훈련 신호의 송신이, 사용자 단말기가 순방향 폴링 신호를 수신하였다는 것을 기지국에게 충분히 알려주기 때문에, 확인응답은 요구되지 않는다.As an alternative to the signal shown in Fig. 5B, it may be advantageous to first provide a reverse polling period and then a forward polling period as shown in Fig. 5C. In this case, the base station may acknowledge receipt of the reverse polling signal from the user terminal and designate the data transmission segment by the selected reverse poll acknowledgment signal during the corresponding forward polling period. In the case of forward polling, as described above, the acknowledgment is required because the transmission of the training signal by the user terminal at the beginning of the data transmission period sufficiently informs the base station that the user terminal has received the forward polling signal. It doesn't work.
다른 실시예는 기지국에 의해 송신된 오버헤드 시그널링 및 폴링 신호에 대한 원격 단말기에서의 성공적인 수신의 가능성을 증대시키는 상이한 방식을 이용할 수도 있다. 하나의 다른 실시예에서, 오버헤드 시그널링 및 폴링 신호는 어레이(104)의 소자를 이용한 광역 빔을 통해 송신된다(이에 대해서는 예컨대 1997년 12월 12일자로 출원되어 본 출원인에게 양도된 미국 특허출원 제08/988,519호를 참조).Other embodiments may use different ways of increasing the likelihood of successful reception at the remote terminal for overhead signaling and polling signals sent by the base station. In one other embodiment, the overhead signaling and polling signals are transmitted via wide-area beams using the elements of array 104 (for example, US patent application filed on December 12, 1997 and assigned to the applicant). 08 / 988,519).
다른 실시예는 사용자 단말기의 응답으로 트레이닝 신호가 아닌 파일롯 톤(pilot tone)을 추가로 사용할 수도 있다. 기타 다른 실시예는 트레이닝 신호 또는 파일롯 톤을 포함하지 않을 수도 있으며, 이러한 경우에는 제1 기지국(102)의 스마트 안테나 시스템에 대한 가중 파라미터를 결정하기 위해 공지의 "블라인드(blind)" 방법이 사용될 수도 있다.Another embodiment may further use a pilot tone rather than a training signal in response to the user terminal. Other embodiments may not include a training signal or pilot tone, in which case a known " blind " method may be used to determine weighting parameters for the smart antenna system of the
기타 다른 실시예에서, 기지국의 스마트 안테나 시스템에 대한 가중 파라미터를 획득할 수 있도록 다른 공지의 폴링 장치에 대해 수정이 가해질 수도 있다. 수정될 수도 있는 일례의 프로토콜로는 다음의 문헌에 제안된 프로토콜이 있다: Zhang 및 A. S. Amapora가 저술한 "Performance of a modified polling strategy for broadband wireless LANs in a harsh fadingenvironment," Proc. GLOBECOM'91, ("Zhang")와; A. S. Amapora 및 S. V. Krishnamurthy가 저술한 "New adaptive MAC layer protocol for wireless ATM networks in harsh fading and interference environments," Proc. ICUPC'97, San Diego, CA, 1997 ("Amapora and Krishnamurthy")와; S. V. Krishnamurthy, A. S. Amapora 및 M. Zorzi이 저술한 "Polling based media access protocol for use with smart adaptive array antennas," Proc. ICUPC'98, pp. 337-341, 1998 ("Krishnamurthy"). Zhang은 기지국의 스마트 안테나 시스템으로 하여금 각각의 원격 단말기를 순차적으로 폴링함으로써 자신의 가중 파라미터를 주기적으로 갱신하도록 하는 토큰 기반 프로토콜(token-based protocol)을 제안하고 있다. 원격 단말기는 정보 요청 또는 비변조된 파일롯 톤 중의 하나를 이용하여 폴링 요청에 대해 응답하며, 가중치를 갱신하기 위해 그 중의 한 응답이 이용될 수도 있다. Zhang의 방법을 수정하여 본 발명에 통합하기 위해, 어느 한 기지국과 다른 하나 이상의 기지국에 의해 사용된 프로토콜은, 제2 기지국(111) 등의 다른 기지국의 원격 사용자 단말기로부터 수신된 정보 요청 또는 비변조된 파일롯 신호가 제1 기지국(102)에 알려진 시간/주파수 위치에서 발생하도록 조정되며, 다른 기지국에 연관된 사용자 단말기에 대해 간섭 완화를 제공하거나 또는 다른 기지국에 연관된 사용자 단말기로부터의 간섭 완화를 제공하도록 제1 기지국(102)의 스마트 안테나 시스템에 대한 처리 전략을 결정하기 위해 사용된다. Amapora 및 Krishnamurthy는 Zhang보다 더 신속한 적응(faster adaption)이 가능한 것으로 주장하고 있는 미디어 액세스(MAC) 프로토콜을 제안하고 있다. 양 방향에서의 각각의 송신은 기지국 파일롯 신호에 대해 원격 위치된 원격 단말기에 의해 즉각적으로 시작되며, 이 기지국 파일롯 신호는 어레이를 그 원격 원격 단말기에 대해 즉각적으로 적응시키기 위해 사용된다. Amapora 및 Krishnamurthy 방법의 수정도 유사할 것이다. Krishhamurthy 방식에서, 어떠한 원격 단말기는 자신의 정보 요청을 기지국과 자신 간의 어떠한 정보 전송에 실어보낼 수도 있다. 따라서, 현재 프레임에서는 이전의 프레임에서 정보를 전송하지 않은 원격 단말기만이 폴링된다. 따라서, 프레임 크기는 고정되지 않으며, 적어도 포함된 폴의 수에 따라 변화한다. 한 변형예에서는, 기지국은 원격 단말기가 각각의 폴에서 하나의 요청을 기지국에 발송한다는 점에서 제한된 폴링을 사용하며, 제2 변형예에서는, 기지국은 각각의 원격 단말기를 전부 폴링하며, 원격 단말기는 폴링될 시에 자신의 요청의 전부를 발송한다. 수정된 Krishnamurthy 방식은, 특정 기지국에 의해 사용된 프로토콜이 다른 기지국에 의해 사용된 프로토콜을 통해 조정되어, 원격 단말기에 의한 응답이 특정 기지국에 이용 가능한 시간/주파수 위치에서 발생하도록 하는 본 발명의 다른 실시예에서도 이용될 수 있을 것이다. In other embodiments, modifications may be made to other known polling devices to obtain weighting parameters for the smart antenna system of the base station. An example protocol that may be modified is the protocol proposed in the following literature: "Performance of a modified polling strategy for broadband wireless LANs in a harsh fading environment," Proc. GLOBECOM'91, ("Zhang"); "New adaptive MAC layer protocol for wireless ATM networks in harsh fading and interference environments," by A. S. Amapora and S. V. Krishnamurthy, Proc. ICUPC'97, San Diego, CA, 1997 ("Amapora and Krishnamurthy"); "Polling based media access protocol for use with smart adaptive array antennas," by S. V. Krishnamurthy, A. S. Amapora and M. Zorzi. ICUPC'98, pp. 337-341, 1998 ("Krishnamurthy"). Zhang proposes a token-based protocol that allows the base station's smart antenna system to periodically update its weighting parameters by sequentially polling each remote terminal. The remote terminal responds to the polling request using either an information request or an unmodulated pilot tone, and one response may be used to update the weight. In order to modify Zhang's method and incorporate it into the present invention, the protocol used by one base station and one or more other base stations may include information requests or unmodulation received from remote user terminals of other base stations, such as the
전술한 설명의 대부분은 TDMA 시스템에 대하여 이루어졌으나, 본 발명은 FDMA 시스템 및 CDMA 시스템에도 실시될 수 있다.While much of the foregoing description has been made with respect to TDMA systems, the present invention may also be practiced with FDMA systems and CDMA systems.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들을 조합한 형태로 채용될 것이며, 예컨대 일실시예에서, 본 발명은 적어도 부분적으로는 기기(예컨대, 기지국 또는 사용자 단말기 등의 통신 장치에 의해 채용된 데이터 처리 시스템) 에 의해 실행될 시에 기기로 하여금 본 발명에 의해 구현된 방법의 적어도 일부분을 수행하도록 하 는 명령어 세트를 나타내는 정보가 저장된 판독 가능 매체로부터 판독된 정보에 의해 실시될 것이다. 판독 가능 매체에는 저장 매체(예컨대, 자기 저장 디스크, 광 디스크 등) 및/또는 메모리 소자(예컨대, ROM, RAM, DRAM, SRAM 등)가 포함될 것이다. 디지털 신호 처리장치(DSP) 등의 하나 이상의 범용 프로세서 및/또는 전용 프로세서가 본 발명의 실시예와 함께 작동하는 기지국 또는 사용자 단말기에 의해 채용될 수도 있다.The invention may be employed in the form of hardware, software or a combination thereof, for example in one embodiment, the invention is at least partly employed in a device (eg, a data processing system employed by a communication device such as a base station or a user terminal). Information, indicative of a set of instructions that, when executed, causes the device to perform at least a portion of the method implemented by the present invention, will be implemented by information read from a stored readable medium. Readable media may include storage media (eg, magnetic storage disks, optical disks, etc.) and / or memory elements (eg, ROM, RAM, DRAM, SRAM, etc.). One or more general purpose processors and / or dedicated processors, such as digital signal processing units (DSPs), may be employed by base stations or user terminals operating in conjunction with embodiments of the present invention.
본 발명에 있어서의 사용자 단말기는 다양한 유형의 통신 장치를 나타내며, 인터넷 또는 다른 데이터 통신 네트워크를 통한 음성 통신, 데이터 통신과 같은 다양한 유형의 기능성을 제공하기 위해 입력 및/또는 출력 장치와 처리 장치에 접속될 수도 있다.The user terminal in the present invention represents various types of communication devices and connects to input and / or output devices and processing devices to provide various types of functionality such as voice communication and data communication via the Internet or other data communication networks. May be
본 발명이 통신, 특히 스마트 안테나 시스템을 갖는 적어도 하나의 기지국을 채용한 셀룰러 통신 시스템의 관점에서 설명되었지만, 본 발명은 이러한 것으로만 한정되지 않고, 다양한 무선 애플리케이션 및 시스템, 예컨대 스마트 안테나 시스템을 포함하는 통신 스테이션 등의 통신 장치를 포함한 시스템에도 이용될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 어떠한 한 가지 유형의 아키텍쳐 또는 지상 인터페이스(air interface)로만 한정되지 않고, TDMA, FDMA 또는 CDMA 및 TDD 또는 FDD, 혹은 다른 아키텍쳐/프로토콜 중의 하나 또는 이들의 조합과 함께 이용될 수도 있을 것이다.Although the present invention has been described in terms of communications, in particular a cellular communication system employing at least one base station with a smart antenna system, the invention is not limited to this and includes various wireless applications and systems, such as smart antenna systems. It may be used in a system including a communication device such as a communication station. In addition, the present invention is not limited to any one type of architecture or air interface, but may be used with one or a combination of TDMA, FDMA or CDMA and TDD or FDD, or other architectures / protocols. will be.
따라서, 본 명세서에는 본 발명의 바람직한 실시예가 개시되어 있기는 하지만, 본 기술 분야에 익숙한 사람이라면 본 발명의 사상에서 일탈함이 없이 본 발명 에 대해 수정 또는 변경이 이루어질 수 있음을 인지할 것이다. 이러한 수정예 또는 변형예 또한 모두 본 발명의 사상에 포함되는 것이다.Therefore, although the preferred embodiments of the present invention are disclosed herein, those skilled in the art will recognize that modifications or changes may be made to the present invention without departing from the spirit of the present invention. All such modifications or variations are also included in the spirit of the present invention.
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