KR20000036197A - 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 기지국 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 기지국 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기지국은 적어도 하나의 결합 장치를 포함하며, 이 결합 장치에는 셀에 전력을 공급하기 위한 적어도 2개의 기지국 분기가 연결된다. 각각의 기지국 분기를 위해서 통신 연결에 대한 전송 품질이 모니터링 되며, 이 전송 품질에 상응하게 상기 통신 연결을 위한 기지국 분기가 2가지 전송 방향으로 스위치-온 또는 스위치-오프된다. 본 발명은 또한, 셀에 전력을 공급하기 위한 섹터 안테나를 포함하는 기지국으로 실현될 수도 있다. 본 발명은 특히 셀 방식 이동 무선 통신 시스템, 예컨대 GSM-이동 무선 통신 시스템에 사용하기에 적합하다.

Description

셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 기지국 및 방법 {BASE STATION AND PROCESS FOR POWERING A CELL OF A CELLULAR MOBILE RADIO SYSTEM}
이동 통신 시스템, 예컨대 GSM(Global System for Mobile Communication: 이동 통신 세계화 시스템)-이동 무선 통신 시스템과 같은 이동 무선 통신 시스템은, 무선 인터페이스를 통해 정보가 전송됨으로써 이동 가입자로부터의 통신 연결 및 이동 가입자에로의 통신 연결의 구성을 가능하게 한다. 무선 인터페이스상에서는 가입자를 분리하기 위한 상이한 방법이 이용될 수 있으며, 이 방식에는 시간 다중화 방법 및 주파수 다중화 방법이 속한다.
이동 무선 통신에서는 정보가 무선 인터페이스상에서 전자기파를 통해 전송된다. 무선 인터페이스를 통해 전송한 후에는 에너지의 일부분만이 수신된 무선국의 수신 안테나에 의해 흡수된다. 이동 통신 시스템의 전형적인 사용 환경에서는 무선 인터페이스상에 전송된 정보가 여러 가지 장애에 놓이게 된다. 송신국으로부터 송신된 정보가 상이한 전파 경로를 통해 수신국에 도달됨으로써, 수신국에서는 상이한 전파 경로의 신호 성분들이 중복된다. 또한, 차폐 장치가 송신국으로부터 수신국으로의 정보 전달을 현저하게 방해할 수 있다. 각각의 통신 연결의 주파수 대역에 있는 전파 잡음원도 수신된 신호의 품질을 손상시킨다.
유럽 특허 공보 제 0 617 861 B1호에는 셀 방식 이동 무선 통신 시스템에서 무선 셀의 조도를 개선하기 위한 방법이 공지되어 있다. 상기 방법에서 통신 연결의 정보는 전력 공급될 셀의 주변에 있는 다수의 무선국으로부터, 통상적으로는 하나의 기지국의 3개의 분기로부터 단 하나의 반송 주파수를 갖는 이동국으로 전송된다. 개별 분기의 신호들이 이동국에서 중복됨으로써 통신 연결의 품질이 개선된다. 이동국으로부터 송신된 신호는 셀에 전력을 공급하는 기지국의 모든 분기에 의해 다이버시티 결합 방법으로 수신된다. 그럼으로써, 이동국으로부터 기지국으로의 연결도 또한 개선될 수 있다.
그러나 기지국을 상기와 같이 형성하는 것은 상당한 비용이 소요되는데, 그 이유는 셀의 중앙에서 전방향 특성을 갖는 기지국과 반대로 그리고 또한 종래 방식의 섹터 셀과 반대로 3배 개수의 송/수신 장치가 제공되어야 하기 때문이다. 그에 따라 전송 품질의 개선은 스위칭 기술적인 비용을 대폭 증가시킴으로써만 가능하기 때문에 결과적으로 이 방법을 이동 무선 통신망 작동기에 적용하기에는 비용이 매우 많이 소요된다.
본 발명은, 무선 인터페이스를 통해 이동국에 통신 연결하기 위한 기지국 및 셀 방식 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 방법에 관한 것이다.
도 1은 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 블록 회로도이고,
도 2는 셀에 전력을 공급하기 위한 3개의 기지국 분기를 갖는 기지국의 블록 회로도이며,
도 3은 관련 섹터 안테나를 갖춘 기지국의 블록 회로도이고,
도 4는 2개의 기지국에서 2가지 타임 슬롯 및 4개의 반송 주파수를 갖는 무선 인터페이스이며,
도 5는 2개의 기지국에서 2가지 타임 슬롯 및 3개의 반송 주파수를 갖는 무선 인터페이스이다.
본 발명의 목적은, 다중 연결의 장점을 유지하면서 셀에 전력을 공급하기 위한 비용을 줄일 수 있는, 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 방법 및 기지국을 제공하는 것이다. 상기 목적은 청구항 1의 특징에 따른 기지국 및 청구항 11의 특징에 따른 방법에 의해 달성된다. 바람직한 개선예는 종속항에서 기술된다.
본 발명에 따라, 무선 인터페이스를 통해 이동국에 통신 연결하기 위한 기지국은 적어도 하나의 결합 장치를 포함한다.
상기 결합 장치에는 셀에 전력을 공급하기 위한 적어도 2개의 기지국 분기가 연결된다. 이 결합 장치는 이동국과 적어도 2개의 기지국 분기 사이의 통신 연결에 대한 전송 품질을 모니터링하기 위해 제공된다. 통신 연결에 대한 검출된 전송 품질에 상응하게 상기 결합 장치에 의해서 추가 기지국 분기의 스위치-온 또는 스위치-오프가 이루어진다. 이 스위치-온 또는 스위치-오프 동작은 2가지 전송 방향으로 이루어진다. 하나의 기지국 분기가 스위치-온되면, 전술한 통신 연결을 위해서 상기 기지국 분기와 이동국 사이의 정보 전송이 2가지 방향으로, 이미 이루어진 정보 전송에 추가로, 그리고 선행하여 스위치-온된 기지국 분기를 통해서 이루어진다.
추가 기지국 분기의 스위치-온 및 스위치-오프 동작이 플렉시블하게 이루어짐으로써 전송 품질이 개선될 수 있으며, 충분한 전송 품질에 도달된 경우에는 통신 연결을 위해 필요한 기지국 분기의 경비를 줄일 수 있다. 이 경우에는 2가지 전송 방향의 분리가 이루어지지 않고, 오히려 2가지 전송 방향이 공통으로 스위칭된다. 그럼으로써, 송/수신 유닛을 하나의 기지국 분기내에서 릴리스할 수 있다. 모니터링된 전송 품질의 평가 및 분기들의 스위치-온 또는 스위치-오프 동작의 트리거링은 결합 장치 외부에 있는 제어 장치에 의해서도 이루어질 수 있다. 결합 장치내에서는 바람직하게, 예컨대 부가와 같은 신호 결합 및 수신 신호를 개별 분기에 분배하는 동작이 이루어진다.
검출된 전송 품질은 개별 분기를 위해서 및 통신 연결을 위해서 전체적으로 체크된다. 따라서, 충분한 전송 품질을 보장하기 위해서는 어느 분기가 필요한지 그리고 어느 분기가 필요하지 않은지가 확인될 수 있다. 상응하는 분기는 원하는 연결을 위해서 스위치-온 또는 스위치-오프된다. 이 스위치-온 및 스위치-오프 동작은 2가지 전송 방향으로 이루어진다. 2가지 전송 방향으로 릴리스됨으로써 해방된 송/수신 장치는 스위치-오프된 분기에서 다른 이동국의 통신 연결을 위해 이용될 수 있다; 다시 말해서, 통신 연결이 이루어지는 동안에는 모든 분기에서 송/수신 장치가 예약되지 않고, 필요에 따라 다이내믹하게 스위치-온 또는 차단된다. 그에 따라, 다중 전력 공급 방식의 장점을 유지하면서 송/수신 장치를 더 우수하게 활용할 수 있게 된다. 즉, 절약을 꾀할 수 있다.
시뮬레이션에 의해서는, 통상의 무선 확대 모델 및 수신 전력 가산 모델을 이용하여 신호 결합시에 추가의 분기를 필요로하는 (예컨대 셀 내부에 있는 평균 레벨보다 더 낮은 수신 레벨의) 연결의 백분율이 검출되며, 이러한 연결에서는 추가의 분기가 수신 조건의 개선에 실질적으로 영향을 미친다 (예를 들어 1 dB보다 낮은 수신 레벨의 개선). 이 때 하기와 같은 전형적인 결과가 얻어진다:
하나의 분기와의 연결: 65%
2개의 분기와의 연결: 25%, 및
3개의 분기와의 연결: 10%.
상기 결과에 따라 연결당 분기의 평균 개수는 1.45이다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 기지국에 의해서는 평균적으로 3개의 분기 대신 약 1.5개의 분기만이 필요하게 되며, 송/수신 장치의 50%의 절약이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 기지국에서는, 한가지 통신 연결을 위해 차단된 송/수신국 또는 섹터 안테나가 추가 통신 연결을 위한 다른 반송 주파수에 접속된다. 이러한 형성에 의해서는 결과적으로 기지국의 송/수신 장치의 개선된 활용 및 통신망 용량을 증가시키기 위한 시스템 자원의 개선된 활용이 달성된다. 하나의 기지국의 송신 장치는 바람직하게, 시간 다중화 방법에서 타임 슬롯(time slot)과 관련하여 반송 주파수의 전환이 가능하도록 형성된다. 그에 따라 각각의 타임 슬롯을 위해서 하나의 물리 채널에 하나의 논리 채널이 다이내믹하게 할당된다.
본 발명에 따른 기지국에서 기지국 분기는, 각각 셀의 주변에 배치된 송/수신국으로 또는 대안적으로는 그것의 상이한 섹터가 하나의 셀에 할당되는 섹터 안테나로 형성된다. 제 1의 경우에 송/수신국은 셀의 중앙을 향하고 있는 방사 다이아그램을 나타내는 반면, 분리된 안테나에 의해서 뿐만 아니라 전자 제어 장치에 의해서도 형성될 수 있는 섹터 안테나에서는 방사 다이아그램이 각각 셀의 주변을 향한다.
하나의 무선 셀이 다수의 좁은 섹터로 세분되는 제 2의 경우에 신호 품질은, 기지국에서 공통 채널 간섭이 (예를 들어 최선으로 수신되는 섹터를 선택함으로써) 작은 각도 범위에서만 수신됨으로써 신호 품질이 개선될 수 있다. 또한, 기지국에 의해서도 다른 통신 연결을 위한 간섭의 확대폭이 작아지는데, 그 이유는 송신 신호가 모든 방향으로가 아니라 목표한 방향으로 송신되기 때문이다. 이 경우에도 역시, 송/수신 장치가 각각의 분기에 다이내믹하게 스위치-온 및 차단됨으로써 섹터화를 유지하면서 절약을 꾀할 수 있다.
본 발명에 따른 기지국의 바람직한 형성예에 따르면, 이 기지국은 시간 다중화 방법에 따라 작동되는데, 이 경우 - 하나의 송/수신국 또는 섹터 안테나의 - 기지국 분기의 스위치-온 및 스위치-오프는 통신 연결과 관련하여 타임 슬롯에 따라 제어된다.
기지국 사용 영역으로서의 이동 무선 통신 시스템에서는 타임 슬롯 사이에 시간 다중화-방법에 따라 보호 시간(guard time)이 제공되며, 이 보호 시간 동안에는 송신국의 송신 전력이 감소된다. 2가지 타임 슬롯 사이의 이 보호 시간은 특히 전환에 적합한데, 그 이유는 송신 전력이 감소된 경우에는 전환의 장애 효과가 전송 품질에 미치는 악영향도 작기 때문이다.
바람직한 추가 형성예에 따라 전송 품질의 모니터링은 주기적으로 반복된다. 이 전송 품질의 모니터링은, 규칙적인 또는 전송 품질에 의해 여기된 시간격 동안 결합 장치내에서 신호 레벨, 신호 대 잡음비 또는 개별 분기내에서의 한가지 통신 연결에 대한 장애 신호와 유효 신호의 비율과 같은 전송 파라미터가 측정됨으로써, 또는 각각의 개별 분기에 대한 비트 에러율이 결정됨으로써 이루어질 수 있다. 그러나 전송 품질의 모니터링은 또한 개별 분기에 대해서도 제한될 수 있으며, 모든 분기의 전송 품질은 전체 품질로서 정해진다.
모니터링 시점에서 한가지 통신 연결을 위해 최대 가능한 개수의 기지국 분기가 스위치-온되지 않는 경우에는, 전송 품질을 모니터링할 목적으로 추가의 기지국 분기가 상기 통신 연결에 편입되도록 결합 장치에 의해서 제어된다.
이동국에 전력을 공급하는 것은 바람직하게 다수의 기지국 분기에 의해서 하나의 공통 반송 주파수상에서 이루어진다. 다시 말해서, 1 타임 슬롯 동안 다수의 기지국 분기 - 송/수신국 또는 섹터 안테나 - 가 공통의 반송 주파수상에서 송신됨으로써, 이동국에서는 신호 성분들이 전체 신호에 중첩되며 증가 비용 없이도 이동국에서 수신의 개선이 가능해진다. 이러한 형성예에 의해서 기지국의 변형이 이루어질 수 있으며, 이러한 변형이 없으면 이동국의 매칭이 필요하다.
기지국은 적어도 하나의 편성 채널을 포함하며, 이 채널의 반송 주파수는 바람직한 형성예에 따라 특별히 다수의 기지국 분기로부터 전력을 공급받는 통신 연결을 위해서 이용된다. 이 편성 채널은 셀의 부하 상태에 관계없이 모든 기지국 분기에 의해서 사용되기 때문에, 상기 편성 채널의 반송 주파수는 특별히 다수의 분기를 차지하는 통신 연결을 위해서 이용된다. 상기 조치에 의해서, 송/수신 기지국당 또는 섹터 안테나당 필요한 반송 주파수의 개수를 부하에 따라 줄일 수 있다.
상기 물리 채널이 바람직하게 결합 장치와 분기 사이에서 스위칭될 수 있음으로써, 결합 장치와 송/수신 기지국 또는 섹터 안테나 사이에도 실제로 필요한 개수의 물리 채널만이 스위칭된다.
하나의 독립항에는 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 방법이 기술되어 있다.
본 발명에 따른 기지국 및 셀에 전력을 공급하기 위한 방법은 실시예를 참조하는 도면과 관련하여 하기에 자세히 설명된다.
도 1에 도시된 이동 무선 통신 시스템은 적어도 하나의 이동 스위칭점(MSC)을 포함하며, 이 스위칭점은 추가의 이동 스위칭점과 교차 결합되거나 또는 고정 통신망(PSTN)으로의 접근을 만들어준다. 이동 스위칭점(MSC)은 또한 적어도 하나의 기지국 제어 장치(BSC)와 결합된다. 각각의 기지국 제어 장치(BSC)는 재차 적어도 하나의 결합 장치(KOM)와의 결합을 가능하게 한다. 이동 스위칭점(MSC) 및 기지국 제어 장치(BSC)는 예를 들어 GSM-이동 무선 통신 시스템에서 공지된 바와 같은 장치이다.
결합 장치(KOM)는 예를 들어 3개의 기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)와 결합된다. 이 기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)는 예를 들어 무선 인터페이스를 통해 이동국(MS)과의 통신 연결을 구성할 수 있는 무선국이다. 도 1에는 예를 들어 이동국(MS)과의 상기와 같은 무선 연결이 도시되어 있다.
기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)와 이동국(MS) 사이의 무선 인터페이스는 시간 다중화 방법에 따라 편성된다. 반송 주파수상에서는, 상이한 통신 연결을 위해 및 무선 인터페이스를 편성하기 위해 이용될 수 있는 예컨대 8가지 시간 상태가 이용된다. 무선 인터페이스를 편성하기 위한 세부 사항은 예를 들어 M.Mouly, M.B.Pautet, "The GSM System for Mobile Communications", 1992에서 얻을 수 있다. 무선 인터페이스가 또한 주파수 다중화 방법에 따라 선택적으로 편성됨으로써, 하나의 무선국으로부터 다수의 반송 주파수상에서 이동국(MS)과의 통신 연결이 구성될 수 있다. 그에 따라 무선 채널은 이 채널의 반송 주파수 및 타임 슬롯을 특징으로 한다.
도 1에 따라, 공통의 결합 장치(KOM)와 연결된 3개의 기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)는 셀방식 이동 무선 통신 시스템의 하나의 셀(Z)의 주변에서 다수의 셀(Z)과 함께 배치된다. 그럼으로써 기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)가 공통으로, 즉 동시에 그리고 높은 품질로 이동국(MS)과의 통신 연결을 보장해준다. 결합 장치(KOM) 및 기지국 분기(분기 1 내지 분기 3)는 이동 무선 통신 시스템의 셀 구조에 상응하게 반복될 수 있는 하나의 기지국(BS)을 형성한다.
도 2에 따른 기지국(BS)은 예를 들어 6개의 상이한 반송파상에서 정보를 수신한다. 다시 말해서, 한가지 타임 슬롯과 관련하여 이동국과의 최대 6개의 통신 연결을 구성할 수 있다. 물리 채널과 상응하는 상기 6개의 상이한 반송파는 결합 장치(KOM)로 가이드된다. 이 결합 장치(KOM)는 상기 물리 채널을 송/수신 기지국(BTS)으로 실현되는 개별 분기에 접속한다.
예를 들어 3개의 송/수신 기지국(BTS)은 - 물론 대안적으로는 2개의 송/수신 기지국 또는 다수의 송/수신 기지국도 다루어질 수 있다 - 공통의 하나의 셀의 주변에 배치되어 있으며, 예를 들어 숫자로 표기된 6개의 이동국에 전력을 공급한다. 1 타임 슬롯 동안 모든 송/수신 기지국(BTS)을 통해 6개의 이동국에 동시에 전력을 공급하기 위해서는, 모든 송/수신 기지국에서 6개의 상이한 반송 주파수를 위한 송/수신 장치(TRX)를 제공하는 것이 필요하다.
그러나 본 발명에 따라서는 소수의, 도 2에서는 4개의 송/수신 장치(TRX1 내지 TRX4)가 제공된다. 기지국 분기당 송/수신 장치의 개수는 1보다 크지만, 결합 장치(KOM)까지 이르는 물리 채널의 통신망측 개수보다는 작다.
기지국 분기와 결합 장치(KOM) 사이에 있는 물리 채널은 결합 장치(KOM)를 통해 접속 가능하다. 그럼으로써, 예를 들어 송/수신 기지국(BTS)당 4개의 송/수신 장치(TRX1 내지 TRX2)로도 한가지 시간 상태 동안 6개의 통신 연결이 보장될 수 있다. 개별 송/수신 기지국(BTS) 가까이 배치되어 있는 이동국(1, 5, 6)은 송/수신 기지국(BTS)을 통해서만 전력을 공급받는 한편, 다른 이동국(3, 4)은 2개의 송/수신 기지국(BTS)을 통해서 전력을 공급받거나 또는 하나의 추가 이동국(2)은 3개의 송/수신 기지국(BTS)을 통해서 전력을 공급받는다.
통신망을 설치할 때 각각의 기지국 분기를 위해 제공되는 송/수신 장치의 개수는 메시지 통신 이론적인 방법으로 결정될 수 있다. 하나의 셀에 대해 기대되는 통신 및 최대로 허용 가능한 차단율로부터 기지국 분기당 부하, 즉 한가지 통신 연결의 다이버시티 분기가 결정될 수 있다. 상기 부하는, < 3의 통신 연결당 다이버시티 분기의 평균 개수가 예를 들어 1.2 내지 1.5가 될 정도로 형성될 수 있다. 그러나 분기당 부하는 개별 셀의 특수한 조건에 의존하기 때문에, 결과적으로 임의의 안전 범위가 설정될 수밖에 없다. 분기당 부하로부터 기지국 분기당 필요한 송/수신 장치의 개수가 결정될 수 있다.
기지국 분기의 스위치-온 및 차단(상기 분기의 송/수신 장치로 가이드되는 물리 채널)은 결합 장치(KOM)에 의해서 상기 통신 연결에 대한 전송 품질에 상응하게 전체적으로 그리고 개별 분기상에서 이루어진다.
수신 레벨, 비트 에러율, 신호 잡음 비율, 장애 신호에 대한 유효 신호의 비율 또는 상기 측정값의 조합을 참고로 하여 추론될 수 있는 요구되는 전송 품질은 통상적으로 이동 통신 시스템 내부에서 규정된다. 전송 품질이 제 1임계값에 미달되면, 결합 장치(KOM)에 의해서 상기 통신 연결을 위한 추가의 기지국 분기가 스위치-온될 수 있다. 다른 한편으로, 제 2임계값이 전송 품질과 관련하여 초과되거나 또는 이 값이 신호 품질에 중요한 기여를 하지 않는 경우에는, 결합 장치(KOM)에 의해서 기지국 분기가 - 바람직하게는 최악의 전송 품질을 갖는 분기가 - 통신 연결로부터 스위치-오프된다.
도 3에는 결합 장치(KOM)를 갖춘 송/수신 기지국(BTS)으로 이루어진 추가 기지국(BS)이 제공된다. 이 기지국(BS)은 이동 통신 시스템에 대한 접근이 도 1에서와 동일하게 설명되는 기지국 제어 장치(BSC)와 결합된다.
기지국(BS)에는 섹터 안테나(A)가 속하는데, 이 안테나는 안테나 장치로서 송신 신호를 송신하거나 또는 수신 신호를 수신한다. 섹터 안테나(A)는 기지국 분기(분기 1 내지 분기 n)를 형성하며, 이 경우 섹터 안테나는 기지국(BS)을 감싸는 셀이 상이한 섹터로 세분되도록 정렬된다. 이 때 개별 섹터 안테나(A)의 섹터가 오버랩됨으로써, 결과적으로 이동국(MS)과의 통신 연결은 적어도 2개의 섹터 안테나(A)를 통해서 가능하다. 섹터 안테나(A)는 또한 방사 다이아그램의 전기 곡률을 갖는 하나의 안테나 또는 다수의 안테나로 형성될 수도 있다.
셀방식 이동 무선 통신 시스템의 셀을 이와 같이 섹터화 함으로써 송신 및 수신된 장애 파워를 줄일 수 있으며, 기지국(BS)과 관련된 장애 파워의 방향에 의해서 구별될 수 있는 상이한 이동국(MS)에 대해서도 기지국(BS)의 동일한 반송 주파수를 이용할 수 있게 된다. 이것을 보장하기 위해서, 섹터 안테나(A)는 마찬가지로 결합 장치(KOM)와 연결된 개별 송/수신 장치와 연결된다. 결합 장치(KOM)를 통해서는, 섹터 안테나(A)로 표현되는 분기와 통신망측 물리 채널과의 접속, 그리고 기지국 제어 장치(BSC)로부터 및 기지국 제어 장치(BSC)까지의 접속이 이루어진다.
상기 기지국(BS)에서도 본 발명에 따라, 결합 장치(KOM)의 사용에 의해서 섹터 안테나(A)당 필요한 송/수신 장치의 개수를 줄일 수 있는데, 그 이유는 송/수신 장치에서 필요하지 않은 섹터 안테나(A)가 한가지 통신 연결로부터 스위치-오프되어 추가의 통신 연결을 위해서 사용되기 때문이다.
본 발명에 따라, 도 2 및 도 3에 따른 기지국(BS)의 송/수신 장치는 타임 슬롯과 관련하여 상이한 반송 주파수로 전환될 수 있는 것이 바람직하다. 그럼으로써, 주파수 자원이 셀 내부에서 개선되어 사용되며, 사용되는 주파수 대역으로 높은 통신망 용량이 실현된다.
도 4 및 도 5를 통해서, 예를 들어 한가지 통신 연결을 위한 타임 슬롯의 배분이 어떤 기준을 참조하여 이루어지는지 그리고 어떻게 하면 통신 연결의 재배치가 바람직한 방식으로 이루어질 수 있는지가 설명된다. 하기에서는 기지국 분기가 이동국(MS)에 전력을 공급하기 위한 분기로서 언급된다.
추가 분기를 필요로하는 기존의 통신 연결을 위해 상응하는 타임 슬롯 동안 송/수신 장치가 사용되지 않을 확률은 가급적 적게 유지되어야 한다. 이러한 확률은 구성 금지 확률(대화 구성시 필요한 분기가 사용될 수 없는 확률)과 구별하기 위해 하기에서는 스위치-온 금지 확률로 언급된다.
기존 통신 연결의 품질을 충분히 보호하기 위해서는, 스위치-온 금지 확률의 최소화가 바람직하게 구성 금지 확률의 최소화보다 우선되어야 한다.
상기 2가지 확률을 적게 유지하려는 의도는 다음과 같이 달성될 수 있다:
- 연결 구성시 적절한 타임 슬롯 할당 전략에 의해서, 및
- 기존의 연결을 다른 타임 슬롯으로 옮김으로써.
통신 연결의 초기에(예컨대 몇 초 동안에)는 다수의 또는 모든 분기, 예컨대 3개의 분기에 전력이 공급된다. 이 경우에는 각각의 수신 레벨 및/또는 수신 품질(비트 에러율)을 측정함으로써, 어느 분기가 통신 연결을 위해 필요한지가 확인된다. 또한, 이 통신 연결을 위해서 새로운 타임 슬롯이 검색될 수 있음으로써, 결과적으로 상기 타임 슬롯으로의 이동시 결과되는 스위치-온 금지 확률은 최대로 적어지며, 통신 연결은 상기 타임 슬롯으로 옮겨진다. 선택적으로는, 스위치-온 금지 확률을 적게 유지하기 위해서, 예를 들면 세팅 가능한 임계값보다 작게 혹은 새로운 스위치-온 금지 확률보다 그다지 크지 않게 유지되는 경우에는 과거의 채널도 보존될 수 있다.
스위치-온 금지 확률(ZBW)은 상이한 변수에 의존한다:
- 관련 타임 슬롯 동안 점유되지 않은 송/수신 장치의 개수.
이 경우에는, 이용된 분기에 뿐만 아니라 현재 통신 연결에 이용되지 않는 분기에도 얼마나 많은 송/수신 장치가 남아있는지가 중요한데, 이것에 대해서는 도 4를 참조하라.
- 각각의 타임 슬롯상에 이미 존재하는 연결이 새로운 (추가의) 분기를 필요로할 확률.
한가지 통신 연결이 이미 모든 분기를 사용하는 경우에는, 추가 분기가 필요로될 확률은 0이 되며, 이 통신 연결에 대해서는 오히려 하나의 분기가 프리(free)될 수 있는 확률이 형성된다. 따라서, 이러한 통신 연결 중에서 이미 다수의 통신 연결을 작동시키는 타임 슬롯이 선호될 수 있다.
한가지 통신 연결을 위해서 하나의 분기에 대해 매우 우수한 전송 품질이 구성되면, 이 통신 연결을 위해서 새로운 분기가 필요로될 확률은 높지 않다. 그 다음에 새로운 하나의 분기가 한가지 통신 연결을 위해 필요로될 확률값은 현재 사용되는 분기에서 뿐만 아니라 현재 사용되지 않는 분기에서도 수신 레벨 또는 수신 품질의 측정 및 경향 분석으로부터 평가될 수 있다.
전술한 변수로부터 스위치-온 금지 확률에 대한 평가값이 산출될 수 있으며, 상기 스위치-온 금지 확률이 최소인 타임 슬롯이 결정될 수 있다. 물론 정확한 계산은 어렵고도 비용이 소요되기 때문에, 타임 슬롯 선택시에는 발견적 방법(heuristic method)이 바람직하다.
명칭:
B 분기의 개수
N 분기당 송/수신 장치의 개수
nb(ts) 분기(b)의 타임 슬롯(ts)상에서 점유된 송/수신 장치의 개수
규칙 1:
타임 슬롯(ts)을 선택함으로써, K1 = max (nb(ts))는 최소이며, 이 경우 b = 1..B이다.
규칙 2:
타임 슬롯(ts)을 선택함으로써,
는 최소이다.
규칙 3:
상기 타임 슬롯상에서 작동되는 통신 연결의 개수가 최소인 타임 슬롯(ts)을 선택하라. 도 5 참조.
규칙 4:
수신 레벨 또는 수신 품질의 측정으로부터 혹은 경우에 따라서는 경향 분석의 측정으로부터, 타임 슬롯(ts)상의 i번째 통신 연결이 그 다음에 분기(b)를 추가로 필요로하는지 또는 분기(b)를 프리할 수 있는지의 확률에 대한 평가값을 계산하라. 이 확률은 하기와 같이 표기된다.
상기 확률
로부터, 분기(b)를 필요로하는 기존의 통신 연결을 위해서 상응하는 타임 슬롯(ts)을 위해 필요한 송/수신 장치가 상기 분기(b)에서 사용되지 않을 확률(ZBWb(ts))이 산출될 수 있다.
그럼으로써, 타임 슬롯(ts) 동안의 스위치-온 금지 확률에 대해서 하기의 결과가 얻어진다:
규칙 4는 하기와 같다: ZBW(ts)가 최소인 타임 슬롯(ts)을 선택하라.
그 다음에는, 통신 연결의 전개에 대한 신뢰할만한 진술이 전달될 수 있는 시간격이 지시된다. 크기는 1..5 s의 범위에 놓이지만, 이 크기는 이동국의 속도 및 셀 형태에 의존한다. 이 시간격은 시스템내에서 파라미터로서 설정될 수 있다.
타임 슬롯 할당 전략(스위치-온 확률의 최소화 및 경우에 따라 비용을 줄이기 위한 의미에서의 변동도 또한 가능하다)을 예로 들면:
규칙 1에 따라 타임 슬롯(ts)을 선택하라. 다수의 타임 슬롯이 선택될 수 있는 경우에는, 규칙 2를 적용하라 등. 대안적으로, 규칙 4 또는 상기 규칙들의 다른 명령들도 또한 즉시 적용될 수 있거나, 또는 규칙 1 내지 3 중에서 하나의 규칙이 즉시 그리고 단독으로 적용될 수 있다.
스위치-온 금지 확률을 최소화하기 위한 추가의 가능성은 통신 연결의 재배치, 즉 다른 타임 슬롯(ts)으로의 변위이다.
활성화 기준으로서 규칙 1 내지 4에 따른 값들(혹은 상기 값들 중에서 단 하나의 값)이 각각 임계값과 비교될 수 있다. 상기 활성화 기준은, 규칙적인 간격으로 또는 분기가 필요하지만 사용되지는 않는 경우, 혹은 송/수신 장치가 릴리스되는 경우에 검사될 수 있다.
변위될 대화는, 규칙 1 내지 4에 따른 값이 가장 강하게 감소되는 통신 연결이 어느 것인지를 검사함으로써 결정된다. 규칙 1 내지 4에 따라 결정되는 2개의 타임 슬롯의 값이 임계값만큼 상이한 경우에만 변위가 실행된다는 사실이 예견될 수 있다.
규칙, 특히 규칙 1 및 2의 적용에 의해서 동시에 구성 금지 확률도 감소되는데, 그 이유는 타임 슬롯이 균일하게 채워지기 때문이다.
본 발명에 따른 기지국 및 방법은, 무선 인터페이스를 통해 이동국에 통신 연결하기 위해서 및 셀 방식 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위해서 이용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 무선 인터페이스를 통해 이동국(MS)에 통신 연결하기 위한 기지국으로서,
    - 셀에 전력을 공급하기 위한 적어도 2개의 기지국 분기가 연결된 적어도 하나의 결합 장치(KOM)를 포함하며,
    - 통신 연결에 대한 전송 품질을 모니터링하기 위해서 이동국(MS)과 적어도 2개의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n) 사이에 제공되며,
    - 전송 품질에 상응하게 상기 통신 연결을 위한 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 2가지 전송 방향으로 스위치-온하거나 또는 상기 통신 연결로부터 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 스위치-오프하도록 구성된 기지국.
  2. 제 1항에 있어서,
    기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)가 각각 셀(Z)의 주변에 배치된 송/수신 기지국(BTS)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 제 1항에 있어서,
    기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)가 섹터 안테나(A)로 형성되고, 상기 안테나의 상이한 섹터는 하나의 셀(Z)에 할당되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  4. 제 1항, 2항 또는 제 3항에 있어서,
    시간 다중화 방법에 따라 작동되며, 통신 연결과 관련된 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)의 스위치-온 및 스위치-오프는 타임 슬롯에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    전송 품질의 모니터링이 주기적으로 반복되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    이동국(MS)에 전력을 공급하는 것은 공통의 반송 주파수상에서 1 타임 슬롯 동안 다수의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    반송 주파수의 전환이 타임 슬롯과 관련하여 이루어질 수 있도록 송신 장치가 형성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 편성 채널(BCCH)을 포함하며, 상기 채널의 반송 주파수는 바람직하게 다수의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)로부터 전력을 공급받는 통신 연결을 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    물리 채널이 결합 장치(KOM)와 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n) 사이에 접속될 수 있는 것을 특징으로 하는 기지국.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    통신 연결의 전송 품질이 다수의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 통해서 모니터링되어야 하는 경우에는, 통신 연결을 위한 물리 채널의 재배치가 결합 장치(KOM)에 의해서 이루어지는 것을 특징으로 하는 기지국.
  11. 셀 방식 이동 무선 통신 시스템의 셀에 전력을 공급하기 위한 방법으로서,
    - 적어도 2개의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)로의 연결을 제어하기 위한 적어도 하나의 결합 장치(KOM)를 제공하고,
    - 상기 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 셀에 전력을 공급하기 위해 제공하며,
    상기 결합 장치(KOM)를 이용하여,
    - 통신 연결을 위한 전송 품질의 모니터링을 이동국(MS)과 적어도 2개의 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n) 사이에서 실행하며,
    - 전송 품질에 상응하게 상기 통신 연결을 위한 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 2가지 전송 방향으로 스위치-온하거나 또는 상기 통신 연결로부터 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 스위치-오프하며,
    통신 연결을 위해 차단된 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)를 다른 반송 주파수상에서 추가의 통신 연결을 위해 스위치-온하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    무선 인터페이스상의 이동 무선 통신 시스템이 시간 다중화 방법을 이용하며, 통신 연결과 관련된 기지국 분기(분기 1,.., 분기 n)의 스위치-온 및 스위치-오프를 타임 슬롯에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    한가지 타임 슬롯(ts)이 한가지 통신 연결에 할당됨으로써, 상기 타임 슬롯(ts)상에서 점유된 송/수신 장치의 개수는 분기(b)내에서 최소인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    한가지 타임 슬롯(ts)이 통신 연결에 할당됨으로써, 상기 타임 슬롯(ts)을 위해 점유된 송/수신 장치의 개수는 다수의 점유된 송/수신 장치를 갖춘 분기(b)내에서 최소인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    한가지 타임 슬롯(ts)이 통신 연결에 할당됨으로써, 모든 분기(b)상에서 점유된 송/수신 장치의 총수는 상기 타임 슬롯(ts) 동안 최소인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 12항에 있어서,
    한가지 타임 슬롯(ts)이 통신 연결에 할당됨으로써, 상기 타임 슬롯(ts)상에서 작동되는 통신 연결의 개수가 최소인 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 12항에 있어서,
    한가지 타임 슬롯(ts)이 통신 연결에 할당됨으로써, 개별 분기(b)의 스위치-온 금지 확률인
    의 연결부로서의 전체 스위치-온 금지 확률(ZBW(ts))은 최소인 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 12항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서,
    기존의 통신 연결이 선택된 타임 슬롯(ts)으로 변위되며, 이 경우에는 스위치-온 금지 확률을 최대로 감소시키는 통신 연결을 변위를 위해 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
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