KR20000005066A - 대역 변환 셀룰러 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하향대역의 셀룰러 채널로서 사용하기 위해 육상 이동 무선 통신(LMR)에 분배된 주파수 스펙트럼 부분을 적응시키기 위한 기술을 제공하기 위한 것으로서, 이러한 하향대역의 셀룰러 채널들은 셀룰러 운용 시스템의 용량을 보충하기 위해서 사용될 수 있으며 또한 기존의 셀룰러 시스템을 브리지(bridge)할 수 있는 보완적인 지리적 커버리지를 제공할 수 있는 자립형 셀룰러식 시스템(stand alone cellular-style system)으로서 사용될 수 있다.

Description

대역 변환 셀룰러 통신 시스템 및 방법

셀룰러 통신 시스템의 급속한 성장은 설계자로 하여금 소비자가 용인할 수 있는 범위 너머로 통화의 질을 떨어뜨리는 일 없이 시스템의 용량을 증가시킬 수 있는 방법을 찾도록 하고 있다. 시스템의 용량을 증가시키는 한가지 방법은 아날로그에서 디지털 통신 기술로 변화시켜서 사용 가능한 셀룰러 스펙트럼의 효율을 높이는 것이다. 북미에서는, 이 변화는 아날로그 AMPS 시스템에서 초기에 IS-54B로 표준화되고 후에 IS-136으로 표준화된 디지털 시스템(D-AMPS)으로의 전환에 의해 이루어졌다. 주파수 분할 다중 접속 방식(frequency division multiple access) 대신에 시분할 다중 접속 방식(time division multiple access)과 같은 기술의 향상은 또한 셀룰러 시스템의 용량을 증가시켰다.

스펙트럼에 대한 보다 효율적인 기술의 실현에도 불구하고, 셀룰러 통신 시스템의 용량은 지속적인 관심을 가져왔다. 셀룰러 통신 시스템의 용량을 증가시킬 수 있는 다른 방법은 부가적인 스펙트럼을 제공하는 것이다. 예를 들어, FCC는 초기에 미국 내에서의 셀룰러 대역 서비스를 위해 두개의 주파수 블록, 즉 825-845 MHz (상향 회선:up-link)와 870-890 MHz (하향 회선:down-link)를 분배했었다. 1987년에, FCC는 셀룰러 시스템의 용량을 증가시키기 위해 각각의 블록에 부가적으로 5 MHz씩을 분배했다. 채널 번호들로 완전히 채워진 현재 미국 내의 셀룰러 대역폭 분배가 도 1A 및 도 1B에 도시된 표에 나타난다. 여기에서, 도 1B는 송신기 중심 주파수가 도 1A에 기술된 각각의 채널에 대해 어떻게 결정될 수 있는지를 도시한다. 물론, 사용가능한 주파수 스페트럼이 유한하고, 다른 기존의 시스템들이 이미 사용가능한 스펙트럼의 일부를 가지고 있기 때문에 이 해결책은 당연한 한계를 가지고 있다.

예를 들어, 육상 이동 통신(land mobile radio; LMR) 시스템에는 셀룰러 대역의 주파수와 인접한 주파수 블록, 즉 806-824 MHz (상향 회선:up-link)와 851-869 MHz (하향 회선:down-link)가 분배되었다. LMR 스펙트럼에 대한 종래의 채널 할당은 도 2A 및 도 2B의 표에 예시되어 있다. LMR 시스템은 특정한 단체의 개별 유닛 사이에 무선 통신 서비스를 제공하기 위해 통상적으로 사용되는 전송 주파수 공용 시스템(transmission trunked system)이다. 예를 들어, 경찰서는 순찰 차량과 본부와의 통신을 위해서 LMR 방식 (흔히 공중 주파수 공용 시스템(PST)으로 불리움)을 사용한다. 그러나 다수의 전송 기지국에 의해 서비스가 제공되는 광역용셀룰러 시스템과는 달리, LMR 시스템은 역사적으로 하나의 (또는 소수의) 전송 기지국에 의해 서비스가 제공되는 대규모 독립 사이트들(large independent sites)에 채용되었다.

1994년, FCC는 LMR, 셀룰러, 및 개인 휴대 통신용으로 분배된 주파수 스펙트럼을 일정하게 조절하어, 하나의 운영자가 소정의 방식으로 공동 대역폭(joint bandwidth) 내에서 주파수를 사용할 수 있게 하겠다는 것을 발표했다. 다른 규정의 변화, 예를 들어 LMR 스펙트럼이 사이트-대-사이트에 기초해서가 아니라 광역에 기초하여 허용하는 규정의 변화와 연관하여, 종래와는 다른 방식, 예를 들어 셀룰러 통신 기술을 사용하는 방식에 의해 LMR 주파수를 사용하는 것이 현실적으로 가능하게 되었다. LMR 스펙트럼의 사용은 여기에서 "하향대역 셀룰러(downbanded cellular; DBC)" 로 불리어진다.

셀룰러와 매우 잘 호환하는 DBC 시스템을 실행하기 위해서는, 몇 가지 문제점이 먼저 처리되어야 한다. 예를 들어, 미국 내에서 운용되는 종래의 LMR 시스템은 25KHz 채널 폭을 가지는 반면, IS-54B에 따라 운용되는 셀룰러 시스템은 30KHz 폭을 가진다. 또한, 인접 채널 간섭(adjacent channel interference)과 같은 다른 문제점이 남아 있다.

<발명의 요약>

따라서, 본 발명은 하향대역 셀룰러 채널로서 사용하기 위해 육상 이동 무선 통신(LMR)에 분배된 주파수 스펙트럼 부분을 변환하기 위한 기술을 제공하기 위한 것이다. 예를 들어, 이러한 하향대역의 셀룰러 채널들은 셀룰러 운용 시스템의 용량을 보충하기 위해서 또는 예를 들어 기존의 셀룰러 시스템들을 브리지(bridge)할 수 있는 보완적인 지리적 커버리지를 제공하는 자립형 셀룰러식 시스템(stand alone cellular-style system)으로서 사용될 수 있다.

본 발명의 첫 번째 관점에 따르면, 종래의 LMR 스펙트럼 채널은 현저한 장점을 제공하는 방식으로 재조정된다. 보다 구체적으로는, 모두 6개의 원래 지정된 25KHz LMR 채널에 대해 5개의 새로운 30KHz 채널들이 지정된다. 이러한 방식으로, 셀룰러 시스템과의 완전한 호환성, 예를 들어 셀룰러 및 DBC 시스템 사이에서 로밍(roaming)이 본 발명에 의해 가능하게 된다.

본 발명은 일반적으로는 무선 통신 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 셀룰러형 통신 시스템의 용량 및/또는 통신 가능 구역을 확장하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

도 1A 및 도 1B는 종래의 셀룰러 대역 채널 할당을 도시하는 표

도 2A 및 도 2B는 18MHz의 LMR 스펙트럼을 균일한 25KHz 채널 할당으로 배분하는 표

도 3A는 종래의 셀룰러 시스템에 인접한 본 발명에 따른 DBC 시스템을 도시하는 도면

도 3B는 종래의 셀룰러 시스템과 일치하는 본 발명에 따른 DBC 시스템을 도시하는 도면

도 4는 본 발명에 따른 예시적인 무선 통신 시스템의 일 부분을 도시하는 블록 다이어그램도

도 5는 종래의 25KHz LMR 채널을 30KHz 채널로 가상적으로 매핑하는 것을 도시하는 도면

도 6A 및 도 6B는 본 발명에 따른 DBC 채널에 대해 LMR 스펙트럼의 채널을 할당하는 것을 도시하는 표

도 7은 본 발명에 따라서 LMR 채널을 DBC 채널로 매핑하는 것을 개념적으로 도시하는 도면

도 8 내지 도 10은 본 발명에 따라서 DBC 채널을 제공하기 위해서 특정한 LMR 채널 군이 재할당되는 예를 상세하게 도시하는 도면

도 11은 본 발명에 따라서 인접 채널 간섭을 제한하기 위해 FCC에 의해 정의된 상향링크 스펙트럼 전력 마스크 및 송신 펄스 형태를 사용하는 원격 단말국으로부터 생성된 출력 DBC 송신 파형을 도시하는 도면

도 12는 본 발명에 따라서 인접 채널 간섭을 제한하기 위해 FCC에 의해 정의된 하향링크 스펙트럼 전력 마스크 및 송신 펄스 형태를 사용하는 기지국으로부터 생성된 출력 DBC 송신 파형을 도시하는 도면

하향대역 셀룰러 시스템의 장래는 DBC 시스템과 셀룰러 시스템을 공동으로 운용하고 또한 LMR 스펙트럼을 사용하고 향상된 통신 서비스를 제공하는 자립형 DBC 시스템을 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 도 3A는 DBC 시스템의 이러한 공동 운용을 도시한다. 도면에서, DBC 시스템은 셀룰러 시스템에 인접하게 위치하고 있다. DBC 시스템은 각각의 셀이 이동 전화 교환국(mobile switching center)(MSC)(10)에 의해 지원되는 복수개의 셀을 가지는 것으로 도시된다. 유사하게, 셀룰러 시스템은 세 개의 MSC (12), (14), 및 (16)에 의해 지원되는 복수개의 셀을 가지고 있다. 각각의 셀은 이들 각각의 MSC에 접속된 하나 또는 그 이상의 기지국 (도시되지 않음)을 포함하여 셀 내의 이동국으로 신호를 송신하고 이동국으로부터 신호를 수신한다. 이러한 예시적인 구조에서, DBC 시스템은 예를 들어 셀룰러 시스템의 운용자로 하여금 자신의 고객에게 보다 큰 지리적 서비스를 제공할 수 있도록 하는 추가적인 지리적 커버리지를 제공한다.

공동으로 협동하는 또 다른 예는 도 3B에 도시되어 있다. 여기에서, 보다 큰 원 및 타원 각각은 셀룰러 시스템은 나타내고 셀룰러 시스템(20) 내의 보다 작은 원들 각각은 DBC 시스템을 나타낸다. 이와 같이, 이 예는 DBC 시스템이 셀룰러 시스템과 동일한 공간에 있고 셀룰러 시스템의 용량을 추가하기 위해 사용될 수 있다는 것을 보여준다.

셀 레벨에서 DBC 시스템의 예시적인 응용이 기술되었기 때문에, 본 발명을 불명료하게 할 수도 있는 불필요하게 자세한 설명은 하지 않고 기지국 및 이동국의 어느 정도 자세한 설명이 제공된다. 당해 기술 분야에서 숙련된 기술을 가진 자는, 몇 가지 예외, 예를 들어 DBC 장치는 LMR 주파수 대역에서 작동하기 위한 무선 주파수 특성을 가진다는 점을 제외하고는 DBC 기지국 및 이동국은 종래의 셀룰러 기지국 및 이동국과 실질적으로 동일한 부품을 사용하여 제조될 수 있다는 것을 인지 할 것이다. 예시적인 이동국 및 기지국의 구현에 대한 보다 상세한 설명에 대한 추가적인 정보를 구하고자 하는 독자는 여기에서 참고적으로 기술되는 1992년 10월 27일에 피. 덴트 및 비. 에켈런드에 의해 출원되고 미합중국 특허 출원 번호 제07/967/027호로 출원 중인 "다중-모드 신호 처리"를 참조하기 바란다. 일반적으로 DBS 시스템은 여기에서 참고적으로 설명되는 EIA/TIA IS-54B 및 IS-136에서 규정된 바와 같이 D-AMPS에 따라 구현될 수 있다.

도 4는 상기 기술된 것을 실현할 수 있는 본 발명의 한 실시예에 따른 전형적인 하향대역 셀룰러 무선통신 시스템의 한 부분의 블록 다이어그램을 나타낸다. 이 시스템은 통상적인 기지국(110) 및 이동국(120)을 보여준다. 기지국은 공중 교환 전화망(public switched telephone network)에 접속된 MSC(140)에 접속된 제어 및 처리 유닛(130)을 포함한다. DBC 시스템은 셀룰러와 완전히 호환하기 때문에, MSC(140)은 셀룰러 시스템에서 사용되는 교환 장비와 동일할 수 있다.

하나의 셀에 대한 기지국은 제어 및 처리 유닛(130)에 의해 제어되는 음성 채널 송수신기(voice channel transceiver)(150)에 의해 다루어지는 복수개의 음성 채널을 포함한다. 또한, 각각의 기지국은 하나 이상의 제어 채널을 다룰 수 있는 제어 채널 송수신기(control channel transceiver)(160)를 포함한다. 제어 채널 송수신기(160)는 제어 및 처리 유닛(130)에 의해 제어된다. 제어 채널 송수신기(160)은 기지국 또는 셀의 제어 채널을 통해 이 제어 채널에 고정된 이동국으로 제어 정보를 일제 송신한다(broadcast). 음성 채널 송수신기는 통화 채널(traffic channel)또는 음성 채널(voice channel)을 다룬다. 이동국(120)이 유휴 모드(idle mode)로 처음으로 들어가는 경우, 이동국은 일반 정보를 습득하고 페이지(pages)를 들을수 있는 DBC 제어 채널을 찾는다. 종래의 LMR 시스템에 있어서, 네트워크 운영자에 의해 이동국에 프로그래밍된 제어 채널은 이동국의 음성/제어 채널 송수신기(170)를 제어 채널에 동조시키는 처리 유닛(180)에 의해 인식된다. 그러나, 이 기술은 제어 채널들이 임의의 DBC 채널 주파수를 차지할 수 있는 DBC 시스템에 적절하지 않다. DBC 제어 채널을 찾기 위한 전형적인 기술은 "하향대역 셀룰러 시스템에서의 디지털 제어 채널을 찾기 위한 방법 및 장치"라는 제목을 가지는 상기에서 구체화된 미합중국 특허 출원에 기술되어 있다.

이제까지, DBC 시스템에 관한 설명은 종래의 셀룰러 시스템에 관한 것과 매우 유사하다. 그러나, DBC 시스템에 사용하기 위해 스펙트럼의 LMR 부분을 조절하는데 몇가지 문제가 있다. 이들 중 첫 번째 문제점은 오랜동안 LMR 스펙트럼에서는 25KHz 채널폭이 사용된 반면, 많은 셀룰러 시스템에서는 30KHz 채널폭이 사용된다는 것이다. DBC 및 셀룰러 시스템 사이에 최대의 장비 호환성을 제공하기 위해서는 또한 30KHz 채널폭을 가지는 DBC 채널을 제공하는 것이 바람직하다.

30KHz 채널들이 LMR 스펙트럼에 대해 지정될 수 있는 많은 방법이 있다. 예를 들어, 각각의 네트워크 운영자는 자신이 소유한 LMR 스펙트럼의 부분에 기초하여 어디에 30KHz 채널을 위치 시킬지를 독립적으로 결정할 수 있다. 물론, 단일의 30KHz 채널에 대해 충분한 대역폭을 제공하기 위해 네트워크 운영자는 적어도 두 개의 인접한 25KHz 채널을 소유해야 한다. 대체로 다른 지역에 있는 네트워크 운영자는 다른 패턴의 LMR 스펙트럼을 소유하고 있으므로, 각각의 네트워크 운영자는 자신의 시스템의 용량을 최대화 하려고 하기 때문에 네트워크 운영자로 하여금 30KHz 채널들이 위치할 장소를 선택하도록 하는 것 (즉, 이들로 하여금 각각의 신규 30KHz 채널의 중심 주파수를 결정하도록 하는 것은)은 다른 결과를 초래할 수 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 LMR 스펙트럼을 참조할 수 있다. 여기에서 어둡게 칠해진 포물선은 한 네크워크 운영자에 의해 소유된 채널을 나타내고, 칠해지지 않은 포물선은 다른 운영자들에 의해 소유된 채널들을 나타낸다. 상기 도면을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 이 특정한 운영자는 세 개의 인접한 25KHz의 LMR 채널로 이루어진 두 세트를 가진다. 30KHz 채널 용량을 최대화하기 위해서, 30KHz 채널을 임의의 주어진 중심 주파수에 위치시킬 수 있는 경우, 이 운영자는 이들 세 개의 LMR 채널로 이루어진 두 세트를 두 개의 30KHz 채널로 이루어진 두 세트로 변환할 수 있다. 그러나, 출원인은 네트워크 운영자가 30KHz 채널의 중심이 위치할 주파수를 선택할 수 있도록 하는 것이 스펙트럼에 대해서는 효율적이더라도 다른 DBC 시스템들간 및 DBC 시스템 및 셀룰러 시스템간의 호환성에 심각한 손상을 가져온다는 사실을 인지하였다. 각각의 시스템이 어디에 위치되어야 할 지 인지하지 못한채 시스템들 사이에서 로밍하는 것은 훨씬 더 복잡해 질 것이다. 예를 들어, 각각의 네트워크 운영에 대한 주파수 중심 쌍은 이동국 내의 EEPROM (도시되지 않음)에 저장되어 이동국으로 하여금 주어진 네트워크에 대해 어떤 주파수가 각각의 채널 번호와 연관되어 있는 지를 알 수 있도록 하여야 한다. EEPROM 메모리는 가격이 비싸기 때문에, 이 해결 방법은 경제적이지 않다.

이와 같이, 본 발명의 한 관점에 따라서, 출원인은 기존의 셀룰러 시스템과의 호환성을 최대화하기 위한 방식으로 DBC 채널에 대한 채널 중심을 지정하였다. 도 6A 및 도 6B에 도시된 전형적인 규격를 살펴보면, 도 6A의 마지막 두 칸에 기재된 중심 주파수들은 도 6B에서 수식으로 설명되었다. 호환을 목적으로 DBC 시스템에 고정되었을 뿐만 아니라 추가적인 호환성을 이유로 도 6A 및 도 6B에 나타난 중심 주파수들이 선택되었다. 예를 들어, 도 6A 및 도 6B에 그려진 중심 주파수들이 셀룰러 장비에 전형적으로 사용되는 공지의 주파수 합성 발진기(frequency synthesizing oscillators)의 고조파에 기초하여 선택되어 장비 가격을 최소화하기 위해 동일한 발진기들이 사용될 수 있다. DBC 장치가 복수의 하이퍼대역(hyperband)에 사용될 수 있을 때, 예를 들어 LMR, 셀룰러, 및 PCS 주파수 대역 중 하나 이상에서 작동할 수 있을 때 이는 특히 유용하다.

본 발명에 따라 상기 기술된 방식으로 DBC 채널들을 선택함으로써, 이미 지정된 25KHz LMR 채널 및 여기에서 지정된 30KHz DBC 채널 사이에 고정된 관계가 존재한다. 즉, 모두 6개의 25KHz LMR 채널에 대해 5개의 30KHz DBC 채널이 존재한다. 이 개념은 도 7에 도시되어 있다.

물론 임의의 주어진 지역에 대해서, 모든 LMR 주파수들이 DBC 채널로 변환될 수 있는 것은 아니다. 도 5의 예에 관해서 상기에서 언급된 바와 같이, 어떤 네트워크 운영자들은 인접하지 않는 채널 및 채널 군들을 가질 것이다. 도 5의 상부 스펙트럼에 기술된 동일한 네트워크의 LMR 채널을 소유하는 경우에, 본 발명에 따르면 도 6A 및 도 6B에 지정된 DBC 채널들을 사용하는 경우 도 8에 도시된 바와 같이 단지 두 개의 DBC 채널이 생성될 수 있다는 점이 흥미롭다. 도 4에서와 같이 네트워크 운영자들이 30KHz 채널 중심 주파수를 선택하는 것이 허용되는 경우, 두 배의 신규 30KHz 채널들이 얻어진다는 것은 주목할 만 하다. 이는 본 발명에 따라 출원인에 의해 인지되고 선택된 장단점 중의 하나, 즉 잠재적으로 낮은 스펙트럼 사용 효율을 갖지만 시스템에 대한 채널 중심의 균일성에 기인한 보다 나은 호환성을 제공하는 것을 설명한다. 도 8에서, 반복적인 6 채널 LMR 패턴 및 5 채널 DBC 패턴이 포물선 채널 표시 바로 위에 표시된 숫자에 의해 나타난다. 이들 숫자들은 실제의 채널 번호가 아니며, 아래에서 언급하기 위해 나타내어진 것임을 유의하여야 한다. 중심 주파수들은 보다 적절한 작은 크기로 또한 표시된다.

이와 같이, 이 예시적인 시나리오에 따르면, 특정한 운영자의 "6", "1", 및 "2" LMR 채널은 단지 숫자 "1" DBC 채널로 변환될 수 있는데, 이는 DBC 채널 "5" 및 "2"의 밴드폭이 운영자에 의해 소유된 스펙트럼 바깥까지 차지 하기 때문이다. 이것이 어느 정도 스펙트럼에 있어서 비효율적으로 보일지라도, 이 DBC 채널화의 영향을 제거하거나 또는 개선하기 위해 몇몇 기술들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 네트워크 운영자들은 인접한 LMR 스펙트럼을 얻기 위해서 그들 사이에 협상하여 DBC 채널화가 스펙트럼에 있어서 보다 효율적이다. 이것이 가능하지 않다 하더라도, 남아있는 스펙트럼이 다른 유용한 목적을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, (이 네트워크의 운영자가 하부 스펙트럼에 도시된 DBC 채널로 변환한 후) 유효 DBC 채널 "1"과 유효 LMR 채널 "5"의 중심 주파수 사이의 거리는 52.5KHz이다. 이것은 넓은 고유의 보호 대역(guard band)으로서 사용될 수 있는 25KHz의 사용되지 않는 대역으로 변형된다. 보호 대역은 아래에서 보다 자세하게 설명되는 인접 채널 간섭을 방지하기 위해 인접 주파수 사이에 버퍼(buffer)를 제공하기 위해 사용된다. t선택적으로, 이 여분의 대역폭은 선택적인 기술에 기초하여 신호를 전송하기 위해 사용될 수 있다. 비록 1:1의 LMR 대 DBC 채널비(channelization ratio)가 얻어지지 않는다 하더라도, 공지된 주파수 재사용 기술에 의해 DBC 채널들이 분배되어 종래의 LMR 스펙트럼의 사용에 비해 실질적인 용량이 증가될 것이라는 것을 상상할 수 있다.

LMR 스펙트럼의 LMR 운영자가 소유한 부분을 DBC 채널로 변환하는 다른 예시적인 변환이 도 9 및 도 10에 도시되어 있다. 도 9에서, 운영자는 4개의 DBC 채널로 변환될 수 있는 5개의 인접한 LMR 채널 세트, 및 단일 DBC 채널로 변환될 수 있는 인접한 LMR 채널 쌍을 소유하고 있다. 도 9는 LMR 채널 중심과 DBC 채널 중심 사이의 최소 주파수 거리를 또한 도시한다. 유효 LMR 채널 타입 "6"이 유효 DBC 채널 타입 "1" 다음에 작동하는 경우에 일어난다. 따라서, 인접 채널 간섭을 고려할 때 27.5KHz의 중심에서 중심까지의 거리를 계산에 넣어야 한다. 다른 DBC 중심 주파수에서 LMR 중심 주파수 표시는 DBC 채널 타입 "4"와 LMR 채널 타입 타입 "6" 사이 및 DBC 채널 타입 "2"와 LMR 채널 타입 "1" 사이에는 5KHz의 보호 대역이 제공되는 반면, DBC 채널 타입 "2"의 다른 측면에는 15KHz의 보호 대역이 존재한다는 것을 나타낸다.

도 10에서, 하나의 LMR 운영자는 DBC 채널화를 위해 사용할 수 있는 세 개의 LMR 채널로 이루어진 두 개의 그룹을 가지고 있다. 이와 같이, LMR 채널 타입 "4", 타입 "5", 및 타입 "6" 은 DBC 채널 타입 "4" 및 타입 "5"로 변환된다. 이 LMR 운영자는 다음 주파수, 즉 LMR 채널 타입 "1"을 소유하지 않기 때문에, 다음 지정된 DBC 중심 주파수에서 DBC 채널이 생성될 수 없다. 그러나, 뒤따르는 DBC 채널 타입 "2"에 부가적인 보호 대역이 제공된다.

DBC 채널 타입 "1"과 LMR 채널 타입 "6" 의 스펙트럼이 근접하는 경우, 이들 LMR 채널상에 전송된 전력이 이들 DBC 채널상에서의 신호의 수신에 영향을 미치는지의 여부 및 이 반대의 경우에 대한 문제가 제기되었다. 역사적으로 이는 직접적으로 인접한 채널들이 동일한 지역에서 사용되는 경우에 스펙트럼의 LMR 부분에서는 특별한 관심사였다. 반대로, 주파수 재사용 패턴은 특정한 사이트에서 사용된 채널들은 통상적으로 비교적 멀리, 예를 들어 210KHz 정도로 거리를 주는 셀룰러 시스템에 채용되었다. LMR 네트워크 운영자가 각각의 전송 사이에 간섭을 일으키지 않도록 하기 위해, FCC는 상향회선 (이동국으로부터 기지국으로의 방향) 및 하향회선 (기지국으로부터 이동국으로의 방향) 모두에 대해 송신기에 의해 출력될 수 있는 스펙트럼 전력을 규정하는 엄격한 송출 마스크(emission masks)를 의무화했다. LMR 스페트럼의 하향대역 셀룰러 사용을 위해 보급된 마스크는 도 11 및 도 12에서 각각 함수(1100) 및 (1200)으로 도시된 것들과 유사하다.

그러나, 종래의 셀룰러 대역 장비의 전송은 (출력 마스크 스펙트럼을 나타내기 위해 사용된 기술에 의존해서) 마스크(1100) 및 (1200)을 위배하는 스펙트럼 전력 출력 파형을 초래했다. 이와 같은 본 발명의 다른 관점에 따른, LMR 스펙트럼에서 동작하기 위해 마스크(1100) 및 (1200)에 따르는 하향대역 셀룰러 장비를 제공하기 위한 기술은 아래에 약술되어 있다.

마스크(1100) 및 (1200)에 따르는 하향대역 셀룰러 시스템을 최적화하기 위해, 종래의 셀룰러 장치의 송신 및 수신 처리 회로가 조정되어야 한다. 그러나, 본 발명의 또 다른 목적은 기존의 셀룰러 장비에 대한 변경을 최소화하여 생산비를 줄이고 구현에 걸리는 시간을 단축시키는 것이기 때문에, 본 발명에 따른 예시적인 실시예에서는 단지 송신 신호 처리 만을 변경하여 스펙트럼 전력 출력이 마스크(1100) 및 (1200)에 의해 규정되는 경계 내에 있는 하향대역 셀룰러 전송을 생성한다.

보다 구체적으로는, 이동국 및 기지국의 송신기의 송신 펄스 형태 필터 특성을 조정함으로써, 출력 파형이 용인할 수 있는 범위, 예를 들어 도 11 및 도 12 각각에 도시된 파형(1102) 및 (1202) 내에 있도록 조정될 수 있다. 셀룰러 시스템에 사용된 송신 펄스 필터 특성의 예시적인 세트 및 하향대역 셀룰러 시스템이 마스크(1100) 및 (1200)을 수용하도록 하기 위해 여기에서 제안된 규격들이 상향회선 및 하향회선 모두에 대해 아래 표 A 내지 D에 도시되어 있다.

TX 펄스 변수	규격
필터	SRC
롤오프 인수(rolloff factor) (α)	0.35
생략 길이(truncation length)	48 샘플
샘플링 율	8 샘플/심벌
윈도 기능(windowing)	윈도 없음

TX 펄스 변수	규격
필터	SRC
롤오프 인수(rolloff factor) (α)	0.075
생략 길이(truncation length)	48 샘플
샘플링 율	8 샘플/심벌
윈도 기능(windowing)	카이저 윈도

TX 펄스 변수	규격
필터	SRC
롤오프 인수(rolloff factor) (α)	0.35
생략 길이(truncation length)	90 샘플
샘플링 율	8 샘플/심벌
윈도 기능(windowing)	윈도 없음

TX 펄스 변수	규격
필터	SRC
롤오프 인수(rolloff factor) (α)	0.035
생략 길이(truncation length)	90 샘플
샘플링 율	8 샘플/심벌
윈도 기능(windowing)	해밍 윈도

상향회선에 대해, 상기에서 보여진 바와 같이, 송신 펄스 필터의 롤오프 인수는 0.35에서 0.075로 감소되어 출력 전력 함수(1102)의 주 돌출부(main lobe)는 마스크(1100)의 코너(1104)의 아래로 내려간다. 그러나, 이렇게 함으로써, 출력 함수(1102)의 부 돌출부들(side lobes)은 마스크(1100)을 위배할 만큼 충분히 위로 이동한다. 따라서, 카이저 윈도 기능 함수(kaiser windowing function)는 필터링 방법론의 일부로서 선택되어 사이드 로브들을 억눌러서 마스크(1100)에 따르도록 한다. 비슷하게, 0.10의 롤오프 인수 및 해밍 윈도 기능 함수가 선택되어 하향 출력 전송 스펙트럼(1202)에 대해 마스크(1200)에 의해 요구되는 제약들을 강제하기 위해 선택되었다.

상기 예시된 실시예는 본 발명을 제한하기 위해서 라기 보다는 모든 관점에서 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 기술되었다. 이전의 예시적인 실시예들이 기지국 및 이동국이라는 용어로 기술되었지만, 본 발명은 임의의 무선통신 시스템에 적용될 수 있다. 예를 들어, 인공 위성은 휴대용 유닛 및 개인용 디지털 보조 장치를 포함하는 DBC 원격 장치와 통신하여 데이터를 송신하고 수신할 수 있다.

더 나아가서, 본 발명이 주로 LMR 스펙트럼 내에서 통신하는 것에 관하여 주로 기술되었지만, 본 발명은 또한 다중 하이퍼대역, 예를 들어 이중-모드 DBC 및 셀룰러 대역 이동 전화기에 사용되도록 의도될 수 있다. 예를 들어, 이동국은 A-측 셀룰러 대역 및 LMR 대역의 부분에서 작동하도록 구현될 수 있다. 이 DBC 이동국은 기존의 셀룰러 네트워크를 사용할 수 있도록하여 DBC 네트워크 운영자로 하여금 전국적인 로밍 서비스를 제공할 수 있도록 하는 장점을 가진다. 다중 하이퍼대역 가능 시스템에 관해 관심이 있는 독자들은 1995년 4월 9일 크리스터 레이쓰에의해 출원된 미합중국 출원 제08/425,051호를 참고할 수 있다. 상기 미합중국 출원의 내용은 여기에서 참고적으로 기술되었다. 이와 같이 본 발명은 여기에 기술된 상세한 설명으로부터 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 세부적인 실행에 있어서 많은 변동을 가할 수 있다. 모든 이러한 변동 및 변조는 뒤따르는 특허청구범위에 의해 정의되는 바와 같이 본 발명의 범위 및 본질 내에 있다고 고려된다.

Claims (10)

1. 25KHz 대역폭을 가지는 채널 상에서 전송 주파수 공용 통신(transmission trunked communication)을 제공하기 위해 일반적으로 사용되는 LMR 부분의 주파수 스펙트럼을 사용하여 하향대역 셀룰러 무선 통신 서비스(downbanded cellular radiocommunication service)를 제공하기 위한 방법에 있어서,

   30KHz 대역폭을 가지는 하향대역 셀룰러 채널을 제공하기 위해 상기 LMR 부분의 주파수 스펙트럼을 재정의하는(redefining) 단계,

   복수개의 상기 하향대역 셀룰러 채널들을 네트워크 운영자(network operator)에 분배하는 단계 - 상기 하향대역 셀룰러 채널들은 상기 운영자에 의해 관리되는 인접한 스펙트럼의 양에 기초하여 결정됨 -, 및

   무선 통신 서비스를 제공하기 위해 상기 분배된 하향대역 셀룰러 채널들을 사용하여 무선 인터페이스(air interface)를 통해 기지국들 사이에 신호를 전송하는 단계

   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 재정의 하는 단계는 아래의 관계에 의해 상기 하향대역 셀룰러 채널에 대한 채널 중심 주파수들(channel center frequencies)을 정의하는 단계를 더 포함하는 방법.

   송신기 채널수 중심 주파수 MHz 이동국 1≤N≥600 0.030(N)+805.980 기지국 1≤N≥600 0.030(N)+850.980
3. 제2항에 있어서, 상기 분배하는 단계는 상기 운영자에 의해 관리되는 상기 인접한 스펙트럼에 의해 포함되는 이들 정의된 하향대역 셀룰러 채널들을 분배하는 단계를 더 포함하는 단계.
4. 제1항에 있어서, 상기 분배된 하향대역 셀룰러 채널을 사용하여 신호를 전송하는 단계는 인접 채널 간섭(adjacent channel interface)을 줄이기 위해 마스크 제한(mask limitation)에 따라서 상기 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 분배된 하향대역 셀룰러 채널밖에 있는 상기 인접 스펙트럼의 임의의 남아있는 부분을 상기 하향대역 셀룰러 채널과 다른 운영자에 의해 관리되는 유효 LMR 채널(active LMR channel) 사이에서 보호 대역(guard band)으로 사용하는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 하향대역 셀룰러 (DBC) 무선통신 서비스를 제공하기 위한 방법에 있어서,

   선정된 중심 주파수에서 806 MHz 내지 824 MHz 및 851 MHz 내지 869 MHz의 주파수 범위로부터 복수개의 30KHz DBC 채널들을 정의하는 단계,

   상기 정의된 30KHz 채널들과 운영자의 인접한 25KHz 채널들을 비교하는 단계,

   상기 비교하는 단계에서 상기 정의된 30KHz DBC 채널이 두 개의 상기 운영자의 인접한 25KHz 채널들에 의해 포함된다는 것을 지시하는 경우, 상기 정의된 30KHz DBC 채널을 상기 운영자에게 분배하는 단계, 및

   상기 분배된 30KHz DBC 채널을 사용하는 상기 DBC 무선 통신 서비스를 제공하기 위해 무선 인터페이스를 통해 국들(stations) 사이에서 신호를 송신하는 단계

   를 포함하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 국들은 이동국 및 기지국을 포함하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 정의하는 단계는 아래의 관계에 따라 상기 선정된 중심 주파수를 정의하는 단계를 더 포함하는 방법.

   송신기 채널수 중심 주파수 MHz 이동국 1≤N≥600 0.030(N)+805.980 기지국 1≤N≥600 0.030(N)+850.980
9. 제6항에 있어서, 상기 분배된 30KHz DBC 채널 밖에 있는 상기 인접 스펙트럼의 남아있는 부분을 상기 분배된 30KHz DBC 채널과 다른 운영자에 의해 관리되는 유효 LMR 채널 사이에서 보호 대역으로 사용하는 단계를 더 포함하는 방법.
10. 제6항에 있어서, 상기 분배된 30KHz DBC 채널을 사용하여 신호를 전송하는 단계는 인접 채널 간섭을 줄이기 위해 마스크 제한에 따라 상기 신호를 필터링하는 단계를 더 포함하는 방법.