KR20010023447A - 소스 스테이션과 타겟 스테이션 사이의 릴레이 스테이션을구비하는 데이터 송신시스템 - Google Patents

Abstract

분산디지털 데이터 송신시스템은 이웃 스테이션과의 직접데이터통신에만 연관될 수 있는 많은 수의 분산 스테이션을 갖는다. 소스스테이션과 타겟스테이션 사이에 위치된 스테이션들은 릴레이 스테이션으로서 기능한다. 스테이션간 송신은 상이한 채널상에서 각 경우에 발생한다. 각 스테이션에서 수신채널에 의해 수신된 신호들은 상이한 송신채널로 변환된다. 수신채널에 도달하는 비트플로우 또는 심볼플로우의 변환은 한 비트씩 또는 한 심볼씩 수행되어 데이터는 데이터패킷을 송신하는 경우처럼 변환동안 발생하는 긴 지연이 없이 연속적인 플로우로 송신된다. 커플링 매트릭스(KM)는 변환을 위하여 이용된다. 각 채널(C1...Cn)은 복수의 서브채널(CH-1...CH-8)로 구분된다. 송신채널들은 각 스테이션이 가능하다면 언제든지 동일한 채널에 위치한 서브채널(SC1...SC8)만을 이용하는 식으로 할당된다.

Description

소스 스테이션과 타겟 스테이션 사이의 릴레이 스테이션을 구비하는 데이터송신시스템{DATA TRANSMISSION SYSTEM WITH RELAY STATIONS BETWEEN A SOURCE STATION AND A TARGET STATION}

무수히 분산된 스테이션을 갖는 분산 데이터송신(decentralised data transmission) 네트워크는 DE 33 37 648 C2로부터 공지되는데, 여기서 직접 데이터통신은 인접하는 스테이션들 사이에서만 발생한다. 소스 스테이션으로부터 타겟 스테이션으로의 송신경로는 특별한 루팅 시스템(routing system)에 의해 정의되고 데이터는 그리고 나서 상이한 채널상에서 양방향으로 스테이션 사이에서 송신된다. 이에 관련하여, 각각의 스테이션은 두 스테이션을 정확히 링크하기 위해서만 이용되는 단일 채널상에서 송신한다. 그러나, 이것은 대응하여 적응된 데이터속도를 필요로 한다.

데이터송신 네트워크의 스테이션간의 패킷지향(packet-oriented) 데이터송신은 또한 인터넷으로부터 공지되어 있다. 이 경우, 데이터는 패킷으로 그룹화되고 이 패킷은 각 경우에서 가장 적합한 송신경로를 경유해서 분리되어 송신된다. 이러한 종류의 패킷송신은 한 패킷을 송신하는데 필요한 시간과 적어도 동등하게 되는 상당한 지연을 유발시킨다. 연결된 지연들로 인해, 이런 종류의 패킷송신은 전화시스템에는 적합하지 않다. 지연은 송신, 특히 스테이션 대 스테이션 송신을 이용하는 분산 데이터송신 네트워크에 연관된 스테이션수에 따라서 축적된다.

본 발명의 목적은 두 스테이션간에 상이한 송신채널을 사용하는 것을 가능하게 하고 동시에 지연을 최소화시키는 분산 디지탈데이터 송신시스템을 설계하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기의 목적은 특허청구범위 제 1 항에 설명된 특징에 의해 이루어진다.

본 발명에 따른 데이터 송신시스템의 특징은 각 스테이션에서 수신된 신호들은 수신채널로부터 하나 이상의 상이한 송신채널까지 한 심볼씩(symbol-by-symbol) 변환되는 것을 특징으로 한다. 이것이 의미하는 바는 수신채널상에서 들어오는 각 심볼플로우(symbol flow)는 송신채널로 변환된다는 것이다. 이 방법은 단일 심볼로 구성되는 정보패킷을 형성하는 것과 유사하다. 가장 간단한 경우에서, 심볼은 1 비트이다. 그러나, 그것은 역시 문자심볼(letter symbol)을 나타내는 8비트같은 다수의 관련된 비트들로 구성될 수 있다. 송신동안, 심볼포지션당 비트수가 서브채널내에서 일정하다. 심볼당 비트수는 송신품질의 요구되거나 원하는 정도에 의존하여 송신을 시작할 때 정의된다. 한 심볼씩의 변환이 의미하는 바는 심볼플로우의 한 심볼포지션와 동등한 지연만이 각 스테이션에서 요구된다는 것이다. 이 지연은 인커밍 채널(incoming channels)상의 심볼스트링(symbol string)과 아웃고잉 채널(outgoing channel)은 보통 동기되지 않는다는 사실에 관련되는데, 이것이 의미하는 것은 아웃고잉 신호가 송신채널과 동기하여 송신될 수 있기 전에 어떤 대기시간이 필요하다는 것이다. 그러나 이 지연은 미세한 것이다. 실제적으로, 그것은 대략 하나 또는 두개의 심볼포지션(symbol position)으로 된다. 개별 스테이션의 지연은 축적된다. 각 개별 스테이션에서의 최소지연의 결과, 송신경로의 결과적인 전체지연은 여전히 허용될 수 있다.

본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 송신채널은 서브채널로 구분되는데, 그 각각은 심볼플로우를 송신하는데 적합하고 여기서 송신채널의 모든 서브채널의 심볼이 동기적으로 송신된다. 이것은 각 스테이션이 모든 채널에서 인커밍 신호를 수신할 수 있음을 의미한다. 아웃고잉 서브채널들은 집중된 방식으로 단일 또는 몇몇 선택된 채널상에서 송신될 수 있다. 모든 서브채널의 심볼포지션은 소정 수의 서브채널들로 구성되는 각 채널상에서 동기적으로 송신된다. 각 서브채널은 단일방향 데이터플로우를 지원한다. 데이터는 "프레임(frame)" 또는 "패킷"으로 구분됨이 없이, 연속적인 데이터플로우로 전체 채널시스템의 각 서브채널상의 스테이션에 도달한다. 따라서, 데이터플로우는 헤더(headers) 또는 임의의 다른 정의소자(defining elements)를 필요로 하지 않는다. 오히려, 데이터플로우의 각 심볼은 수신후 매우 짧은 시간내에 송신을 위해 선택된 서브채널로 변환되고 송신채널과 동기하여 송신된다.

서브채널은 두 스테이션 사이의 송신채널에 할당되어 송신주파수 범위는 송신될 정보내용에 동적으로 적응한다. 이것은 채널당 서브채널의 수는 가변적이라는 것을 의미한다.

고찰된 채널을 송신하기 위한 할당은 스테이션의 모든 송신서브채널들이 단지 몇 개의 채널내에서 배치되는 식으로 스테이션에서 발생하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써 사용될 채널수를 상당히 감소시킨다. 이에 관련하여, 기억해야할 것은, 만일 한 스테이션이 한 채널상에서 송신을 한다면, 간섭 또는 다른 방해를 피하기 위하여, 이 채널은 이웃하는 스테이션에 의해 이용될 수 없다는 것이다. 비록 한 스테이션이 한 채널의 오직 하나의 서브채널만 이용할지라도, 전체채널은 이 스테이션을 위해 보존된다. 따라서, 특정의 스테이션에 걸친 모든 연결은 모두 동일한 채널에 포함된 서브채널을 통해 분산되는 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 구성에서, 한 채널의 서브채널의 동기적으로 송신된 심볼포지션의 내용에 적절한 에러정정 비트가 부가되고, 데이터링크에서 에러확률을 감소시키기 위해 수신 스테이션에서 에러정정이 수행된다. FEC법(Forward Error Correction) 또는 ARQ법(Automatic Re-transmission Request) 같은 공지된 방법이 에러정정에 이용될 수 있다. 본 경우의 특별한 특징은 한 채널의 서브채널의 동기적으로 송신된 심볼포지션의 내용은 에러정정을 위해 이용되고, 여기서 완전히 독립적인 정보내용이 서브채널로 유입된다. 이것은 다른 정보와 결합되고 단지 우연히 채널의 동기 포지션에 배치된 비트(bits)에 기초하여 에러정정이 수행되는 것을 의미한다. 에러정정법의 이용은 대략 10^-3보다 적은 비트에러비율이 얻어진 경우에 적당하다. 두 관계된 스테이션 사이의 연결의 품질에 관한 정보를 적어도 얻기 위해서, 단순한 에러검출이 더 높은 비트에러 할당에 적합하다. 이런 종류의 에러검출은 여분의 에러제어소자(예를 들면, 패리티비트)에 의해 제공될 수 있는데, 이 에러제어소자는 한 채널의 모든 서브채널의 동기적으로 송신된 심볼포지션에 부가된다. 한 서브채널의 소정 수의 심볼포지션의 각 송신후에, 이 서브채널의 연속적인 정보내용에 대응하는 각 서브채널에 대한 에러검출비트를 생성하고 에러검출은 수신스테이션에서 수행되는 것이 대안적으로 또는 부가적으로 가능하다.

본 발명의 실질적인 예는 도면에 기초하여 이하 더욱 상세히 설명된다.

본 발명은 음성데이터를 포함하는, 데이터의 디지탈송신을 위한 데이터 송신시스템에 관한 것이다.

도 1 는 분산 스테이션을 도시하는 데이터 송신시스템의 부분도,

도 2 는 소스 스테이션으로부터 타겟 스테이션으로의 연결의 예,

도 3 는 각 스테이션에서의 주파수변환에 대한 커플링 매트릭스(coupling matrix),

도 4 는 도 3 에서 도시된 커플링 매트릭스를 통한 데이터 플로우의 예, 및

도 5 는 에러정정비트 및 에러검출비트를 구비한 한 채널에서의 연속적인 심볼포지션에 대한 도면이다.

데이터 송신시스템은 무수하게 분산된 스테이션 S 으로 구성되는데, 각 스테이션은 서브스크라이버 포지션(subscriber position)을 나타낸다. 각 스테이션은 송신 및 수신장비를 포함한다. 12.8MHz 의 두 주파수대역은 각각 데이터의 무선송신에 이용될 수 있다. 두 주파수대역은 듀플렉스 스페이싱(duplex spacing)에 의해 서로 분리되어 있다. 한 주파수대역은 업링크(uplink)로서 다른 하나는 다운링크(down link)로서 지정된다. 연결을 설정하기 위하여, 업링크의 한 채널이 한 방향의 연결에 대하여 이용되고 다른 방향의 연결에 대하여 다운링크의 한 채널이 이용되어, 두 방향이 주파수에 관해서 서로 완전히 분리된다.

이 실질적인 예에서, 대역폭 12.8MHz의 두 주파수대역은 각각 20 kHz 폭의 전체 1,280 채널로 구분된다. 이 채널들중 일부는 연결을 설정하기 위해 그리고 다른 목적을 위한 정보채널로서 이용된다. 각 스테이션은 유용한 임의의 채널상에서 수신하고 송신할 수 있다.

도 1 에서, 소스 스테이션 S61 과 타겟 스테이션 S65 사이에 연결이 설정된것으로 가정한다. 이 연결은 릴레이 스테이션(relay station) 역할을 하는 스테이션 S60 및 S63 을 경유한다. 또한, 스테이션 S62 으로부터 스테이션 S64 으로의 연결은 스테이션 S60 에 의해 릴레이된다.

도 2 에 도시된 연결설정의 예에서, S61 로부터의 데이터송신은 채널 C1상에서 발생하고, S60 으로부터 S63 으로의 데이터송신은 채널 C25상에서 그리고 S63으로부터 타겟 스테이션 S65로의 데이터송신은 채널 C12상에서 발생한다. 본 예에서 특별히 고려하는 스테이션 S60은 스테이션 S61 및 S64에 대하여 채널 C25상에서도 송신한다.

루팅(routing), 즉 연결이 설정될 스테이션의 선택, 및 채널의 선택은 관계된 스테이션 사이에서 수행되는 대화(dialogue)에 의해 처리된다. 루팅(경로탐색) 및 연결의 설정은 본 발명의 목적이 아니다.

도 3 은 각 스테이션에 포함된 커플링 매트릭스 KM을 도시한다. 간략히 하기 위해서, 박스로 표시되는 각 심볼포지션은 본 실질적인 예에서 한 비트로 구성되는 것으로 가정된다.

각 스테이션은 모든 채널 C1...Cn에 대하여 채널레지스터 CR-1...CR-n 를 포함한다. 채널레지스터 CR-1 는 8개의 정보심볼포지션 1...8을 포함하는데, 각각의 심볼포지션은 하나의 서브채널 SC에 대응한다. 따라서, 채널C1은 8개의 서브채널 1...8로 구분된다. 각 서브채널은 20kHz의 대역폭을 갖는데, 모든 서브채널 1-8의 주파수는 연속적이다. 단일방향 데이터링크는 하나의 서브채널 SC에 걸쳐서 설정될 수 있다.

도 3 는 채널 C1의 서브채널 4 및 5 에 대한 타임-슬롯 패턴(time-slot patterns)을 도시하는데, 여기서 심볼들은 채널레지스터 1로 송신된다. 송신은 20kHz의 주파수에서 연속적인 심볼플로우로 발생한다.

한 채널의 서브채널의 동기적으로 수신된 심볼(이경우, 비트)은 수신레지스터 ER1...ERn 로 들어가고 그곳으로부터 두 심볼시간의 지연을 갖고 각각의 채널레지스터 CR-1...CR-n 로 송신된다. 채널레지스터 CR-1...CR-n 는 각각 커플링 매트릭스의 열(column)과 결합된다. 커플링 매트릭스는 n 행과 m 열을 갖는데, 각 행 과 열은 상이한 서브채널 및 상이한 주파수로 할당된다. 커플링 매트릭스 KM 의 행은 각각 하나의 서브채널 또는 송신주파수에 대응한다. 각 채널은 각 서브채널 1...8 에 대하여 하나의 심볼포지션을 포함하는 하나의 채널레지스터 CR-1...CR-n 을 갖는다. 모든 송신측 채널레지스터들의 심볼포지션은 커플링 매트릭스 KM 의 행과 결합한다. 각 송신측 채널레지스터 CR-1...CR-n 는 송신레지스터 SR1...SRn 를 할당받는다.

커플링 매트릭스 KM 는 집적회로설계를 갖는데, 여기서 대응하는 제어신호는 노드(nodes)를 하나의 행과 하나의 열의 교차점에 연결시킨다. 결합된 노드는 연결동안 연결을 유지한다.

도시된 실질적인 예시에서, 채널 C1의 서브채널 No.1 에서 수신된 정보는 채널 25의 서브채널 No. 2 에서 릴레이되는 것으로 가정된다. 커플링 매트릭스의 결합된 교차점에서 연결된 노드 KP 가 있어, 수신채널레지스터 CR-1 의 포지션 No.1 에 위치한 비트가 채널 C25 에 대한 송신채널레지스터 CR-25의 포지션 No. 2 으로 송신된다.

동일한 방법으로, 채널 C2 의 서브채널 No. 4 에서 수신된 신호는 채널 C25 의 서브채널 No.6 로 송신되고 이 채널에서 송출된다.

도 4 는 채널 C1, C2 및 C3 의 서브채널에서 수신된 신호의 타이밍(timing)의 예를 도시한다. 도 1 및 2의 스테이션 S60 같은 결합된 스테이션에서는, 거기에서 수신되고 릴레이를 위한 신호가 채널 C25 로 변환된다. 스테이션 S60 의 경우, 채널 C25 이 데이터송신에 유용하다는 이전에 결정된 이웃 스테이션과의 대화(dialogue)이다.

도 2 가 선택된 실질적인 예에 대하여 도시한 것처럼, 스테이션 S60 은 스테이션 S63 으로 릴레이할 채널 C1 상의 스테이션 S61 으로부터의 데이터를 수신한다. 따라서, 이 데이터는 스테이션 S60 에서 채널 C25 로 변환된다. 스테이션 S63 에서, 동일한 데이터가 C12 같은 또다른 채널로 변환되고 타겟스테이션 S65 으로 송신된다.

선택된 예에서, 이곳에서 고려된 스테이션 S60 은 채널 C2상의 스테이션 S62으로부터 신호를 수신한다. 이 신호는 스테이션 S64 으로 릴레이된다. 채널 C25 은 다시 이런 목적으로 선택된다. 최종적으로, 신호는 또한 스테이션 S60 으로부터 스테이션 S61 으로 송신되고, 그 목적을 위하여 채널 C25 의 또 다른 서브채널이 선택된다. 스테이션 S60 이 송신하는 모든 것은 채널 C25 상에 있지만 상이한 서브채널상이다.

도 4 는 채널 C1 및 C2 상에서 스테이션 S61 및 S62 에 의해 수신된 스테이션 S60 에서의 데이터들의 변환을 도시한다. 이 데이터들은 채널 C25 그러나 상이한 서브채널로 변환된다. 이와 관련하여, 시간축은 각 경우에 있어서 "t"로서 지정된다. 도 4 의 탑라인(top line)은 채널 C1, C2 및 C3 상에서 송신된 심볼포지션들은 한 심볼포지션의 최대시간만큼 서로에 대하여 지연된다. 이런 이유로, 결합된 심볼포지션이 모든 채널에 대하여 수신될 때까지 데이터는 채널레지스터 CR-1...CR-n(도 3)에서 보유된다. 아웃고잉 채널로의 변환은 그리고 나서 커플링 매트릭스 KM 에서 동시에 수행된다.

정보를 송신하는 서브채널 1...8 의 심볼포지션에 더하여, 세 개의 다른 비트포지션들이 에러정정비트 A, B, C 에 대한 각 채널에 부가된다. 이 부가적인 비트포지션의 내용은 수신레지스터 ER1...ERn에서 분석되고 한 채널에서 동시에 수신된 정보비트에서 에러를 정정하는데 이용된다. 오직 정정된 정보비트만이 대응하는 채널레지스터 CR-1...CR-n 로 들어간다.

송신레지스터 SR1...SRn 에서, 에러검출비트 A, B, C 는 전체 비트볼륨(bit volume)이 송신되기 전에, 한 채널의 8 개의 정보심볼에 부가된다. 이 에러검출비트는 정보심볼포지션의 내용에 따라서 에러검출 알고리즘에 의해 생성된다. 전체 신호를 수신한 후, 에러정정은 알고리즘을 이용하여 동일한 방식으로 수행된다.

도 5 는 타이밍에 관련되는 한 채널의 각 심볼포지션을 도시하는데, 여기서 숫자 1...8 는 정보심볼포지션을 의미하고 서브채널들을 나타낸다. 이 서브채널들은 상이한 주파수를 갖는다. 도 5 에서, 주파수 f 는 서수가 증가함에 따라 좌에서 우로 증가한다. 세개의 에러정정비트 포지션 A, B, C 는 최후의 서브채널(채널 "8")에 부가되었다.

도 5 에서 도시된 실질적인 예에서, 채널의 총 8 개의 연속적인 심볼들에 부가적인 심볼포지션 P 이 후속하는데, 이것은 또한 에러검출을 목적으로 하는 각 서브채널에 대한 패리티비트를 포함한다. 에러검출비트 및 에러정정비트의 부가, 그리고 이런 비트들을 정보내용에 기초하여 분석하는 것은 각 송신링크에 대하여 분리되어 수행된다. 이 부가적인 비트들은 주파수변환에는 관계되지 않는다.

주파수로의 서브채널 할당이 고정된 상술한 실질적인 예의 대안으로서, 주파수로의 서브채널 할당은 각 심볼스텝 후 변할 수 있다. 이것은 외란이 영구적으로 서브채널과 간섭할 수 없다는 것을 확신할 수 있게 한다.

Claims (4)

1. 연속적인 심볼로 구성되는 심볼플로우가 채널을 통해서 송신되고 소스스테이션과 타겟스테이션 사이에 위치한 스테이션이 릴레이 스테이션으로서 기능하는, 선택가능한 송신채널상의 이웃 스테이션들과의 직접데이터통신에만 연관될 수 있는 분산스테이션을 구비하는 데이터 송신시스템에 있어서, 각 스테이션에서 수신된 신호들이 상기 각 수신채널로부터 상이한 송신채널로 변환되고, 상기 수신채널에 도달하는 상기 심볼플로우의 상기 송신채널로의 변환이 한 심볼씩 발생하는 것을 특징으로 하는 데이터 송신시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 송신채널은 각각 심볼플로우를 송신하는데 적합한 서브채널(SC)로 구분되고, 송신채널의 모든 서브채널(SC1...SC8)의 심볼이 동기적으로 송신되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신시스템.
3. 제 2 항에 있어서, 비트(A,B,C)가 심볼포지션의 정보내용에 기초하여 한 채널의 상기 서브채널(SC1...SC8)의 동기적으로 송신된 심볼포지션에 부가되고, 에러검출 및/또는 에러정정이 수신스테이션에서 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신시스템.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 에러검출 및/또는 에러정정은 소정 수의 심볼포지션을 통해 각 개별 서브채널상에서 수행되는 것을 특징으로 하는 데이터 송신시스템.