KR20010070988A - Cellular communication system with variable channel loading - Google Patents

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KR20010070988A
KR20010070988A KR1020017000780A KR20017000780A KR20010070988A KR 20010070988 A KR20010070988 A KR 20010070988A KR 1020017000780 A KR1020017000780 A KR 1020017000780A KR 20017000780 A KR20017000780 A KR 20017000780A KR 20010070988 A KR20010070988 A KR 20010070988A
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티모씨 요트. 몰슬레이
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요트.게.아. 롤페즈
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템은 각기 다른 부분 로딩 인자들(fractional loading factors)을 여러 다른 시간 슬롯들에 할당하기 위한 수단을 구비한다. 그러한 결과뿐만 아니라 국소적인 전달 환경의 영향으로 인해, 여러 다른 시간 슬롯들은 각기 다른 간섭 레벨을 가질 것이다. 셀의 가장자리 근처에 있거나 심각한 음영 페이딩(shadowing fading)이 생길 때와 같은 최악-경우의 전달 환경에서, 이동국은 낮은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯에 할당될 수 있고, 반면에 양호한 전달 환경에서 이동국은 더 높은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯에 할당될 수 있다. 그러므로 본 발명은 열악한 전달 환경에서 향상된 서비스 품질을 제공한다.Cellular wireless communication systems operating according to time division multiple access protocols have means for assigning different fractional loading factors to different time slots. In addition to such results, due to the influence of the local delivery environment, different time slots will have different levels of interference. In worst-case delivery environments, such as when near the edge of a cell or when severe shadowing fading occurs, the mobile station may be assigned to a time slot with a low interference level, while in a good delivery environment the mobile station may May be assigned to a time slot with a high interference level. Therefore, the present invention provides improved quality of service in poor delivery environments.

Description

가변 채널 로딩을 갖는 셀룰러 통신 시스템{CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM WITH VARIABLE CHANNEL LOADING}Cellular communication system with variable channel loading {CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM WITH VARIABLE CHANNEL LOADING}

셀룰러 무선 통신 시스템에서, 시스템이 동작하는 영역은 복수의 셀들로 세분화되고, 각각의 셀은 기지국(BS)의 통신 가능 구역으로 정의된다. 각각의 BS는 완전한 시스템의 동작을 조정하는 시스템 제어기에 연결될 수 있고, 또는 시스템 제어 기능이 기지국들 사이에 분포될 수 있다. 통화 중에 있는 이동국(MS)은 자신이 현재 위치하고 있는 셀의 BS와 통신하는데, 그 통신은 정의된 무선 프로토콜에 따라 무선 채널을 통해 이루어진다. 일예로 이동 통신 세계화 시스템(GSM)과 UMTS 시분할 이중방식(TDD) 표준이 기초로 하는 하나의 그러한 프로토콜은 다중-반송파 시분할 다중 접속(TDMA)이다. 이 프로토콜에 따라, 복수의 반송파 주파수 상에 정의된 할당된 시간 슬롯에서 통신이 이루어진다.In a cellular wireless communication system, the area in which the system operates is subdivided into a plurality of cells, each cell being defined as a communicable area of a base station BS. Each BS may be connected to a system controller that coordinates the operation of the complete system, or system control functions may be distributed among base stations. A mobile station (MS) in a call communicates with the BS of the cell in which it is currently located, the communication being made over a wireless channel in accordance with a defined wireless protocol. One such protocol, based on the Mobile Communications Globalization System (GSM) and the UMTS Time Division Duplex (TDD) standard as an example, is multi-carrier time division multiple access (TDMA). In accordance with this protocol, communication occurs in an assigned time slot defined on a plurality of carrier frequencies.

일예로 GSM 표준에 따라 동작하는 것과 같은 많은 셀룰러 무선 통신 시스템은 주파수 재-사용의 개념을 사용하는데, 여기서 하나의 셀에서 사용된 특정 반송파 주파수는 일부 반복적인 패턴에 따라 다른 셀들에서 재-사용된다. 시스템을 위한 재-사용 인자(re-use factor)는 시스템에 의해 사용되는 반송파 주파수의 총 수를 임의의 한 셀에서 사용하는데 이용가능한 반송파의 수로 나눈 것으로 정의된다. 작은 재-사용 인자가 주어진다면, 각 셀에는 이용가능한 많은 수의 주파수가 존재하지만, 시스템은 낮은 재-사용 인자로 인한 간섭에 의해 제한된다(왜냐하면 동일한 주파수가 인접 셀에서 사용 중일 수 있기 때문이다). 높은 재-사용 인자가 주어진다면, 시스템에서 사용자의 수는 각 셀에서 더 작은 수의 이용가능한 채널에 의해 제한된다.Many cellular wireless communication systems, such as operating in accordance with the GSM standard, for example, use the concept of frequency re-use, where a particular carrier frequency used in one cell is re-used in other cells according to some repetitive pattern. . The re-use factor for a system is defined as the total number of carrier frequencies used by the system divided by the number of carriers available for use in any one cell. Given a small re-use factor, there are a large number of frequencies available in each cell, but the system is limited by interference due to low re-use factors (because the same frequency may be in use in adjacent cells) ). Given a high re-use factor, the number of users in the system is limited by the smaller number of available channels in each cell.

그러한 시스템이 갖는 중요한 문제점은, 간섭이 크면서 MS에 의해 수신되는 전력이 낮은 최악-경우의 전달 상황 아래에서, MS로의 통신 링크를 제공하는 문제이다. 그러한 상황은, 일예로, MS가 셀 경계 근처에 위치하거나 또는 상기 MS에서 심각한 음영 페이딩(shadowing fading)이 생길 때, 발생할 수 있다. 그러므로 재-사용 인자의 선택은 일반적으로 스펙트럼 효율(그리고 그에 따른 시스템 용량)과 최악-경우의 필요조건을 충족시키는 것 사이의 절충안이다.An important problem with such a system is that it provides a communication link to the MS under worst-case transmission situations where the interference is high and the power received by the MS is low. Such a situation may arise, for example, when the MS is located near a cell boundary or when severe shadowing fading occurs in the MS. Therefore, the choice of re-use factor is generally a compromise between meeting spectral efficiency (and thus system capacity) and worst-case requirements.

다수의 더 많은 정교한 셀 설계와 재-사용 패턴이 시스템 용량을 향상시키기 위해 제안되고 있다. 그에 대한 일예는 다음의 사항들을 포함한다:Many more sophisticated cell designs and re-use patterns have been proposed to improve system capacity. Examples include the following:

· 고리 모양의 셀 구조. 해당 BS에 근접해 있는 MS는 해당 BS로부터 멀리 떨어져 있는 MS에 의해 사용되는 반송파 주파수가 아닌 다른 반송파 주파수를 사용한다. 그러한 구조는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템과 시분할 다중 접속(TDMA)시스템 모두에 적합하다. 이 구조는 추가적인 반송파 주파수가 시스템에 할당될 필요가 있다는 단점을 갖는다.Ring cell structure. The MS in close proximity to the BS uses a carrier frequency other than the carrier frequency used by the MS away from the BS. Such a structure is suitable for both code division multiple access (CDMA) systems and time division multiple access (TDMA) systems. This structure has the disadvantage that additional carrier frequencies need to be assigned to the system.

·다중 재-사용 패턴. 이 구조에서, 여러 다른 반송파 세트는 각기 다른 재-사용 패턴을 갖고, 일부 반송파 주파수는 다른 반송파 주파수보다도 더 자주 재-사용된다. 이 구조는 일예로 GSM과 같이 주파수 호핑(hopping)을 사용하는 TDMA 시스템에 적합하고, 간섭 다이버시티(interference diversity)를 향상시킨다. 이것은, MS가 매우 높은 간섭 레벨을 갖는 경우에는 상기 MS가 다른 반송파 주파수로 호핑할 수 있고, 이러한 반송파가 첫 번째 패턴과 다른 재-사용 패턴을 갖는 경우에는 그때는 간섭 레벨 역시 달라질 것이고 감소되기 쉽기 때문이다. 이 구조는 단지 일반적인 간섭 레벨을 감소시키고 상기 감소는 최악-경우의 연결을 처리하기에 충분하지 않을 수 있다는 단점을 갖는다.Multiple re-use patterns. In this structure, different sets of carriers have different re-use patterns, and some carrier frequencies are re-used more frequently than other carrier frequencies. This structure is suitable for TDMA systems using frequency hopping, such as GSM, for example, and improves interference diversity. This means that if the MS has a very high interference level, the MS may hop to a different carrier frequency, and if this carrier has a re-use pattern that is different from the first pattern then the interference level will also be different and likely to be reduced. Because. This structure has the disadvantage that it only reduces the general interference level and the reduction may not be sufficient to handle the worst-case connection.

· 부분 로딩(fractional loading). 이 구조는 주파수 호핑을 사용하는 TDMA 구조에 또한 적용가능하다. 제한된 시간 부분(부분 로딩 인자)과 주파수 슬롯들만이 일반적으로 무작위 방식에 기초하여 할당된다. 부분 로딩 인자를 감소시킴으로서 평균 간섭 레벨을 감소시키고, 더 작은 재-사용 인자를 허용한다. 승인 제어(admission control)(요청된 연결이 설정되는지 여부를 결정하는 처리로, 상기 처리는 중앙 집중될 수 있다)는 최대 로드가 초과되지 않는 것을 보장한다. 이 구조는 또한 다만 전체적인 간섭 레벨을 감소시킨다는 단점을 갖는다.Fractional loading. This structure is also applicable to TDMA structures using frequency hopping. Only a limited time portion (partial loading factor) and frequency slots are generally assigned on a random basis. Reducing the partial loading factor reduces the average interference level and allows smaller re-use factors. Admission control (the process of determining whether the requested connection is established, which process can be centralized) ensures that the maximum load is not exceeded. This structure also has the disadvantage that it only reduces the overall interference level.

본 발명은 시분할 다중 접속 프로토콜이나 성분을 구비하거나, 또는 그에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 또한 그 시스템에서 사용하기 위한 제 1(primary) 및 제 2 지국(secondary stations)에 관한 것이며, 그 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cellular wireless communication system having, or operating according to, a time division multiple access protocol or component, and also relates to primary and secondary stations for use in the system, A method of operating the system.

도 1은 셀룰러 무선 통신 시스템의 일부를 나타내는 도면.1 illustrates a portion of a cellular wireless communication system.

도 2는 무선 통신 시스템의 한 셀에 대한 개략적인 블록도.2 is a schematic block diagram of one cell of a wireless communication system.

도 3은 무선 채널을 프레임과 시간 슬롯으로 세분화하는 것을 나타내는 도면.3 illustrates subdividing a wireless channel into frames and time slots.

도 4는 통화를 개시하기 위한 본 발명에 따른 방법을 나타내는 흐름도.4 is a flow diagram illustrating a method according to the present invention for initiating a call.

본 발명의 목적은 위의 단점들을 회피하면서 시스템 용량을 더 잘 이용하는데 있다.It is an object of the present invention to better utilize system capacity while avoiding the above drawbacks.

본 발명의 제 1 양상에 따라, 하나의 제 1 지국과 복수의 제 2 지국을 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템이 제공되고, 상기 시스템은 제 1 지국과 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는데, 여기서 여러 다른 시간 슬롯들은 각기 다른 부분 로딩 인자를 갖는다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a cellular wireless communication system comprising one first station and a plurality of second stations, wherein the system transmits time slots within a transmission frame in which transmission between the first station and the second station occurs. It operates according to the time division multiple access protocol in which different time slots have different partial loading factors.

각기 다른 부분 로딩 인자를 갖는 시간 슬롯들은 각기 다른 간섭 인자들을 가질 것이다. 따라서 반송파 대 간섭비가 필요한 서비스 품질을 충족시키기에 충분하게 되는 것에 기초하여 통화가 시간 슬롯에 할당될 수 있는데, 일예로 낮은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯은 최악-경우의 연결에 할당될 수 있고 높은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯은 최상-경우의 연결에 할당될 수 있으며, 그로 인해 시스템 용량이 최적화될 수 있게 한다.Time slots with different partial loading factors will have different interference factors. Thus, a call can be allocated to a time slot based on the carrier-to-interference ratio being sufficient to meet the required quality of service. For example, a time slot with a low interference level can be allocated to the worst-case connection and high interference. Time slots with levels can be assigned to the best-case connection, thereby allowing system capacity to be optimized.

본 발명의 제 2 양상에 따라, 제 1 지국과 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 지국이 제공되는데, 여기서 각기 다른 부분 로딩 인자를 여러 다른 시간 슬롯들에 적용하기 위한 수단이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a first station for use in a cellular wireless communication system operating according to a time division multiple access protocol wherein the transmission between the first station and the second station is made in time slots within a transmission frame. Means are provided here for applying different partial loading factors to different time slots.

본 발명의 제 3 양상에 따라, 제 1 지국과 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 2 지국이 제공되는데, 여기서 여러 다른 시간 슬롯들에서의 간섭 레벨을 결정하고, 통화(call)에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 시간 슬롯에 연결이 할당되도록 요청하기 위한 수단이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a second station for use in a cellular wireless communication system operating according to a time division multiple access protocol wherein the transmission between the first station and the second station occurs in time slots within a transmission frame, Means are provided here to determine the level of interference in different time slots and to request that a connection be assigned to a time slot with the worst carrier to interference ratio so that the quality of service required for a call can be provided. .

본 발명의 제 4 양상에 따라, 셀룰러 무선 통신 시스템을 동작시키기 위한 방법이 제공되고, 상기 시스템은 하나의 제 1 지국과 복수의 제 2 지국을 포함하고 제 1 지국과 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는데, 여기서 각기 다른 부분 로딩 인자가 여러 다른 시간 슬롯들에 적용된다.According to a fourth aspect of the present invention, a method is provided for operating a cellular wireless communication system, the system comprising one first station and a plurality of second stations, wherein transmission between the first station and the second station is transmitted. It operates according to a time division multiple access protocol made in time slots within a frame, where different partial loading factors apply to different time slots.

본 발명은, 종래 기술에는 존재하지 않지만, 송신 프레임 내의 여러 다른 시간 슬롯들이 각기 다른 부분 로딩 인자를 유리하게 가질 수 있다는 인지에 기초한다.The present invention, although not present in the prior art, is based on the recognition that different time slots in a transmission frame may advantageously have different partial loading factors.

본 발명의 실시예는 이제, 일예를 통해, 첨부한 도면을 참조하여, 설명될 것이다.Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, by way of example.

셀룰러 무선 통신 시스템의 일부가 도 1에 도시되어 있고, 상기 시스템은 하나의 중앙 제어기(CON)(102)와 복수의 셀(104)을 포함한다. 각각의 셀은 하나의 제 1 지국(primary station)(BS)(106)(A 내지 D로 표시됨)을 포함하고, 제 1 지국은 전방향성 송신 패턴을 갖는 셀의 중심이나 또는 일방향성 송신 패턴을 갖는 셀의 한 가장자리에 위치될 수 있다. 비록 셀(104)은 육각형 형태를 갖는 것으로 도시되어 있지만, 실제로 상기 셀들의 형태는 그렇게 규칙적이지 않을 수 있고 각 셀에서의 국소적인 무선 환경에 따라 좌우될 것이다. 또한 모든 셀(104)이 동일한 크기를 가질 필요는 없다. 사실 셀의 크기는 여러 장소에서 각기 다른 트래픽 요구량을 제공하기 위해 종종 달라진다.A portion of a cellular wireless communication system is shown in FIG. 1, which includes one central controller (CON) 102 and a plurality of cells 104. Each cell includes one primary station (BS) 106 (indicated by A to D), the first station being the center of the cell with the omni-directional transmission pattern or one-way transmission pattern. It may be located at one edge of the cell having. Although cell 104 is shown as having a hexagonal shape, in practice the shape of the cells may not be so regular and will depend on the local wireless environment in each cell. Also, not all cells 104 need to have the same size. In fact, the size of a cell often varies in different places to provide different traffic requirements.

제어기(102)는 연결 수단(108)에 의해 각각의 BS에 연결되는데, 상기 연결 수단(108)은 일예로 지상 통신선 연결 수단이나 무선 연결 수단을 포함할 수 있다. 제어기(102)는 완전한 시스템의 동작을 조정한다, 즉 일예로 임의의 필요한 조정 및 동기 작업을 수행한다. 일부 시스템에서, 제어기(102)의 기능은 일예로 복수의 제 1 지국(106) 사이에 분포될 수 있다. 본 발명에 따른 시스템에서, 제어기(102)는 각각의 채널과 시간 슬롯들을 위한 부분 로딩 및 재-사용 인자에 대한 정보를 저장할 수 있고, 상기 정보는 갱신될 수 있다. PSTN이나 다른 적절한 네트워크로의 연결은 제어기(102)를 경유하여 이루어질 수 있거나, 또는 각각의 BS(106)가 자체적인 연결부을 가질 수 있다.The controller 102 is connected to each BS by connecting means 108, which may comprise, for example, terrestrial communication line connecting means or wireless connecting means. The controller 102 coordinates the operation of the complete system, i.e. performs any necessary coordination and synchronization tasks. In some systems, the functionality of controller 102 may be distributed among a plurality of first stations 106 as an example. In the system according to the present invention, the controller 102 may store information about partial loading and re-use factors for each channel and time slots, which information may be updated. The connection to the PSTN or other suitable network may be made via the controller 102 or each BS 106 may have its own connection.

위의 시스템의 단일 셀 내에서의 장치배열(arrangement)이 도 2에 도시되어 있고, 상기 배열은 하나의 BS(106)와 복수의 제 2 지국(secondary stations)(MS)(210)을 포함한다. BS(106)는 마이크로제어기(μC)(202), 무선 송신수단(206)에 연결된 트랜시버 수단(204), 및 중앙 제어기(102)로의 연결을 위한 연결 수단(108)을 포함한다. 각각의 MS(210)는 무선 송신 수단(216)에 연결되는 트랜시버 수단(214)과 마이크로제어기(μC)(212)를 포함한다. BS(106)로부터 MS(210)로의 통신은 다운링크 채널(222)을 통해 이루어지고, 반면에 MS(210)로부터 BS(106)로의 통신은 업링크 채널(224)을 통해 이루어진다.The arrangement of the devices in a single cell of the above system is shown in FIG. 2, the arrangement comprising one BS 106 and a plurality of secondary stations (MS) 210. . The BS 106 includes a microcontroller (μC) 202, a transceiver means 204 connected to the wireless transmission means 206, and a connection means 108 for connection to the central controller 102. Each MS 210 comprises a transceiver means 214 and a microcontroller (μC) 212 connected to a wireless transmission means 216. Communication from BS 106 to MS 210 is via downlink channel 222, while communication from MS 210 to BS 106 is through uplink channel 224.

본 발명은 또한 단일 또는 다중-반송파 TDMA 프로토콜에 따라 동작하는 그러한 셀룰러 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 그러한 시스템을 위한 무선 채널의 배열이 도 3에 도시되어 있다. 무선 채널(300)은 연속적인 프레임(302)으로 분할된다. 각각의 프레임(302)은 BS(106)와 MS(210)간의 통신이 이루어질 수 있는 복수의 시간 슬롯(304)으로 더욱 세분화된다. 무선 채널(300)은 다운링크(222) 채널과 업링크(224) 채널 사이에 공유될 수 있거나, 또는 다운링크나 업링크 통신 중 어느 하나에 대해 전용으로 될 수 있다.The invention also relates to such a cellular wireless communication system operating according to a single or multi-carrier TDMA protocol. An arrangement of radio channels for such a system is shown in FIG. 3. The wireless channel 300 is divided into consecutive frames 302. Each frame 302 is further subdivided into a plurality of time slots 304 through which communication between BS 106 and MS 210 can occur. The wireless channel 300 may be shared between the downlink 222 channel and the uplink 224 channel, or may be dedicated for either downlink or uplink communication.

본 발명에 따른 시스템에서, 각각의 시간 슬롯(304)은 각기 다른 부분 로딩 인자와 그에 따른 각기 다른 재-사용 인자를 가질 수 있다. 일예로, 각 프레임(302) 내의 제 1 시간 슬롯(304)은 작은 부분 로딩 인자(그리고 그에 따른 낮은 재-사용 인자)를 가질 수 있고, 반면에 제 2 시간 슬롯(304)은 높은 부분 로딩 인자(그리고 그에 따른 높은 재-사용 인자)를 가질 수 있다. 부분 로딩 및 재-사용 인자에 대한 정보는 시스템 제어기(102)에 저장된다.In the system according to the invention, each time slot 304 may have different partial loading factors and thus different re-use factors. In one example, the first time slot 304 in each frame 302 can have a small partial loading factor (and thus a low re-use factor), while the second time slot 304 has a high partial loading factor (And accordingly high re-use factor). Information about the partial loading and re-use factors is stored in the system controller 102.

각각의 시간 슬롯에 대한 각기 다른 평균 간섭 레벨을 보장하기 위해서, 주파수 호핑(frequency hopping)(또는 동등하게 시간 슬롯 호핑)이 사용될 수 있다.거기에서는 제 1 지국(106)간의 명백한 조정이 있을 필요가 없다. 그러나 만약 제 1 지국(106)이 제어기(102)를 경유하여 동기된다면, 부분 로딩 할당에 대한 동일한 시간 슬롯이 각각의 BS(106)에 의해 사용될 수 있다. 제 1 지국(106)간의 동기없이도, 각 슬롯의 로딩이 간섭 레벨을 결정함으로서 측정되어야 한다.To ensure different average interference levels for each time slot, frequency hopping (or equivalent time slot hopping) may be used. There needs to be an explicit coordination between the first stations 106. none. However, if the first station 106 is synchronized via the controller 102, the same time slot for partial loading assignment can be used by each BS 106. Without synchronization between the first stations 106, the loading of each slot should be measured by determining the interference level.

각기 다른 부분 로딩 인자를 여러 다른 시간 슬롯에 적용함으로써 각기 다른 재-사용 인자를 여러 다른 시간 슬롯에 또한 적용할 수 있다. 그러므로, 각각의 시간 슬롯은 자체적인 재-사용 패턴을 갖는데, 상기 자체적인 재-사용 패턴은, 각각의 무선 링크에 대해 충분히 낮은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯을 선택하기 위해, 제어기(102)에 의해서 또는 대안적으로 다이내믹 채널 할당 기술을 사용함으로써 제 1 지국(106)간의 조정된 방식으로 할당될 수 있다. 주파수 호핑은 필요하지 않은데, 그 이유는 본 발명에 따른 시스템에서는 주파수 호핑이 야기한 간섭 레벨의 평균은 필요하지 않기 때문이다.By applying different partial loading factors to different time slots, different re-use factors can also be applied to different time slots. Therefore, each time slot has its own re-use pattern, which is selected by the controller 102 to select a time slot with a sufficiently low interference level for each radio link. Or alternatively, it may be allocated in a coordinated manner between the first stations 106 by using a dynamic channel allocation technique. Frequency hopping is not necessary, because in the system according to the invention, the average of the interference levels caused by frequency hopping is not needed.

도 1을 참조하여, A로 표시된 BS(106)에 의해 사용되는 시간 슬롯을 고려하자. 낮은 부분 로딩 및 "1"인 재-사용 인자를 갖는 이들 시간 슬롯들만이 B로 표시된 제 1 지국(106)에 의해 또한 사용될 것이다. 더 높은 부분 로딩과 더 낮은 재-사용 인자를 갖는 시간 슬롯들은 C 및 D로 표시된 제 1 지국들(106)에 의해 재-사용될 것이다.Referring to Figure 1, consider the time slot used by BS 106, denoted A. Only those time slots with low partial loading and re-use factor of "1" will also be used by the first station 106 denoted by B. FIG. Time slots with higher partial loading and lower re-use factor will be re-used by the first stations 106 denoted by C and D.

여러 다른 시간 슬롯에서의 각기 다른 부분 로딩 및 재-사용 인자 사용을 적절하게 이용하기 위해서, 시간 슬롯으로의 통화(call)의 할당이 수행되어야 하고, 그럼으로써 선택된 시간 슬롯에서의 반송파 대 간접비는 상기 통화에 필요한 서비스 품질을 충족시키기 위해서 필요한 반송파 대 간섭비와 유사하다. 이 것은, 낮은 간섭 레벨을 갖는 시간 슬롯들이, MS(210)가 원하는 BS(106)로의 최악-경우의 전달 경로를 갖는 상기 MS(210)에 이용가능하다는 것을 보장한다. 이 것은, 새로운 통화가 가장 낮은 간섭 레벨을 갖는 이용가능한 슬롯에 할당되는 DECT(Digital Enhanced Cordless Telecommunications)와 같은 시스템과는, 비록 이것이 성공적인 통화에 필요한 것 보다 더 양호한 반송파 대 간섭비를 제공할 지라도, 현저하게 다르다.In order to properly use the different partial loading and re-use factor usage in different time slots, the assignment of calls to time slots must be performed, whereby the carrier-to-indirect cost in the selected time slot is It is similar to the carrier-to-interference ratio required to meet the quality of service required for a call. This ensures that time slots with a low interference level are available to the MS 210 with the worst-case propagation path to the desired BS 106. This is true of systems such as Digital Enhanced Cordless Telecommunications (DECT) where new calls are allocated to the available slots with the lowest interference level, although this provides a better carrier-to-interference ratio than is required for successful calls. Remarkably different.

일예로 최소의 서비스 품질을 위한 필요조건을 갖는 일부 애플리케이션에서, 시간 슬롯 할당에 대해 특정 통화의 적합한 품질을 평가할 필요가 있을 수 있다. 일반적으로, 이것은 각 시간 슬롯에 대한 현재의 간섭 레벨 및 이용가능한 반송파 신호 레벨(전달 상황과 송신기 전력 출력에 따라 좌우됨)의 인지를 필요로 할 것이다. 그러한 정보는 전형적인 이동 무선 시스템에서 획득하기 쉽다: BS(106)의 송신 전력은 알려지는(그리고 방송되는) 반면에 간섭 레벨은 MS(210)에 의해 측정될 수 있다.For example, in some applications with requirements for minimal quality of service, it may be necessary to evaluate the appropriate quality of a particular call for time slot allocation. In general, this will require knowledge of the current interference level and available carrier signal level (depending on the delivery situation and transmitter power output) for each time slot. Such information is easy to obtain in a typical mobile wireless system: The transmit power of BS 106 is known (and broadcasted) while the interference level can be measured by MS 210.

MS(210)가 통화를 개시하도록 하기 위한 본 발명에 따른 방법이 도 4에 도시되어 있다. 그 방법은, 단계(402)에서, MS(210)가 통화하기를 원할 때 시작한다. 다음으로, 단계(404)에서, MS(210)는 BS(106)의 송신과 동기하기 위해서 상기 BS(106)로부터의 방송 신호를 포착한다. 그런 후에, MS(210)는, 단계(406)에서, 이용가능한 시간 슬롯에서 반송파 대 간섭비를 측정할 수 있다. 일반적으로, 반송파 대 간섭비의 범위에 따라 이용가능한 다수의 시간 슬롯들이 존재할 것이다. 필요한서비스 품질을 위해 단지 충분한 반송파 대 간섭비를 갖는 시간 슬롯을 선택함으로써, 더 양호한 특성을 갖는 시간 슬롯들은 더 열악한 전달 환경에서의 MS(210)에 의해 사용되도록 남겨진다. 따라서, MS(210)가, 단계(408)에서, 통화에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 시간 슬롯에서 연결을 개시하도록 BS(106)에 요청하는 것이 바람직하다.A method in accordance with the present invention for causing MS 210 to initiate a call is shown in FIG. The method begins at step 402 when the MS 210 wants to talk. Next, in step 404, the MS 210 captures the broadcast signal from the BS 106 to synchronize with the transmission of the BS 106. The MS 210 may then measure the carrier-to-interference ratio in the available time slots, at step 406. In general, there will be multiple time slots available depending on the range of carrier to interference ratio. By selecting only time slots with sufficient carrier-to-interference ratios for the required quality of service, time slots with better characteristics are left to be used by the MS 210 in a worse delivery environment. Thus, it is desirable for MS 210 to request BS 106 to initiate a connection in a time slot with the worst carrier-to-interference ratio that, in step 408, the quality of service required for the call can be provided. .

본 발명에 따른 시스템의 중요한 장점은 높은 재-사용 인자를 갖는 추가적인 재-사용 패턴을 제공하기 위해서 추가적인 반송파 주파수를 제공할 필요가 없다는 점이다. 이 것은, 서비스 품질 및/또는 이미-전개된 TDMA 시스템의 용량이 임의의 하드웨어 변경을 필요로 하지 않고도 향상될 수 있다는 것을 의미한다.An important advantage of the system according to the invention is that it is not necessary to provide additional carrier frequencies in order to provide additional re-use patterns with high re-use factors. This means that the quality of service and / or capacity of an already-deployed TDMA system can be improved without requiring any hardware changes.

만약 업링크와 다운링크 연결을 통한 데이터 전송속도가 서로 다르다면, 그 때는 일반적으로 이것이 업링크와 다운링크에서 각기 다른 로딩 인자를 발생시킬 것이다. 또한, 업링크와 다운링크에서의 대칭 및 비대칭 트래픽 모두를 위해서, 업링크 및 다운링크 슬롯이 독립적으로 할당될 수 있는 경우에, 여러 시간 슬롯들 사이의 로딩 인자는 시스템 용량을 최대화시키기 위해서 업링크와 다운링크에 다르게 편성될 수 있다.If the data rates on the uplink and downlink connections are different, then this will usually result in different loading factors on the uplink and downlink. In addition, for both symmetric and asymmetric traffic in the uplink and downlink, where uplink and downlink slots can be allocated independently, the loading factor between the various time slots is uplink to maximize system capacity. It can be organized differently for and downlink.

본 발명은 TDMA 성분을 구비하고, GSM, DECT, UMTS 및 IMT2000을 포함하는 임의의 무선 시스템에 대체로 적용가능하다(비록 DECT를 위해 현재 정의된 채널 할당 메커니즘이 위에서 나타낸 것처럼 본 발명의 일부 양상에 대한 이용을 방해할 지라도). 본 발명은 업링크와 다운링크 송신에 동일하게 적용가능하다.The present invention has a TDMA component and is generally applicable to any wireless system including GSM, DECT, UMTS and IMT2000 (although the channel assignment mechanism currently defined for DECT is shown above for some aspects of the present invention). Even if it interferes with use). The present invention is equally applicable to uplink and downlink transmissions.

CDMA 기술이 사용되는, UMTS TDD 모드와 같은 애플리케이션에 있어서, 다른시간 슬롯보다 일부 시간 슬롯에 더 많은 확산 코드를 할당함으로써 부분 로딩이 간단하게 구현될 수 있다. 또한, 할당된 코드의 확산 인자를 변경함으로써 로딩이 조정될 수 있고, 더 높은 로딩이 더 낮은 확산 인자에 대응한다. 그러한 CDMA 시스템에 있어서, 자원의 할당에는 그 이상의 융통성이 가능하다. 일예로, 최상의 반송파 대 간섭비를 갖는 시간 슬롯에 통화가 할당될 수 있는데, 이는 상기 반송파 대 간섭비가 상기 슬롯에 대해 요구되는 로딩 인자를 초과하지 않은 경우에 가능하다. 인접 셀들 사이의 동기는 바람직하지만 CDMA-TDD 시스템에 대해서 필수적이지는 않을 것이다. 또한, 비록 필요치 않더라도, 주파수 호핑과 시간-슬롯 호핑 중 어느 하나 또는 둘 모두가 사용될 수 있다.For applications such as UMTS TDD mode, where CDMA technology is used, partial loading can be implemented simply by assigning more spreading codes to some time slots than other time slots. Also, loading can be adjusted by changing the spreading factor of the assigned code, with higher loadings corresponding to lower spreading factors. In such a CDMA system, more flexibility in resource allocation is possible. As an example, a call can be assigned to a time slot with the best carrier-to-interference ratio, which is possible if the carrier-to-interference ratio does not exceed the loading factor required for the slot. Synchronization between adjacent cells is desirable but will not be necessary for a CDMA-TDD system. Also, although not required, either or both frequency hopping and time slot hopping can be used.

본 개시를 읽음으로서, 다른 변경이 당업자들에게 명백해질 것이다. 그러한 변경은 셀룰러 무선 통신 시스템과 그 시스템의 구성성분들에서 이미 알려진 다른 특징들을 포함할 수 있고, 상기 특징은 본 명세서에서 이미 설명된 특징을 대신하거나 그에 추가하여 사용될 수 있다.By reading this disclosure, other changes will become apparent to those skilled in the art. Such changes may include other features already known in the cellular wireless communication system and its components, which features may be used in place of or in addition to the features already described herein.

본 명세서와 청구항에서, 단일 요소로서 지칭된 표현이 쓰였을지라도 이는 복수의 그러한 요소들의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 단어 "포함하는(comprising)"은 기입된 요소나 단계들 이외의 다른 요소나 단계들의 존재를 배제하지 않는다.In the present specification and claims, although the expression referred to as a single element is used, it does not exclude the presence of a plurality of such elements. Also, the word “comprising” does not exclude the presence of elements or steps other than the written element or steps.

본 발명은 일예로 GSM과 UMTS와 같은 무선 통신 시스템의 분야에 적용될 수 있다.The present invention can be applied to the field of wireless communication systems such as GSM and UMTS as an example.

Claims (10)

하나의 제 1 지국(primary station)과 복수의 제 2 지국(secondary stations)을 포함하는 셀룰러 무선 통신 시스템으로서,A cellular wireless communication system comprising one primary station and a plurality of secondary stations, the system comprising: 상기 시스템은 제 1 및 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하고,The system operates according to a time division multiple access protocol where the transmission between the first and second stations is in time slots within a transmission frame, 여러 다른 시간 슬롯들이 각기 다른 부분 로딩 인자들(fractional loading factors)을 갖는, 셀룰러 무선 통신 시스템.A cellular wireless communication system in which different time slots have different fractional loading factors. 제 1항에 있어서, 통화(call)에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 상기 시간 슬롯에 상기 통화가 할당되는 것을 특징으로 하는, 셀룰러 무선 통신 시스템.2. The cellular wireless communication system of claim 1, wherein the call is assigned to the time slot with the worst carrier-to-interference ratio such that the quality of service required for a call can be provided. 제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시스템은 코드 분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하고, 각기 다른 수의 확산 코드를 여러 다른 시간 슬롯들에 할당함으로써 부분 로딩이 구현되는 것을 특징으로 하는, 셀룰러 무선 통신 시스템.3. The cellular radio according to claim 1 or 2, wherein the system operates according to a code division multiple access protocol and partial loading is implemented by assigning different numbers of spreading codes to different time slots. Communication system. 제 1 및 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 1 지국으로서,A first station for use in a cellular wireless communication system operating according to a time division multiple access protocol wherein transmission between the first and second stations is in time slots within a transmission frame, 각기 다른 부분 로딩 인자를 여러 다른 시간 슬롯들에 적용하기 위한 수단이 제공되는, 제 1 지국.A first station is provided for applying different partial loading factors to different time slots. 제 4항에 있어서, 여러 다른 시간 슬롯들에서의 간섭 레벨을 결정하고, 통화에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 상기 시간 슬롯에 통화를 할당하기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 제 1 지국.5. The method of claim 4, wherein means for determining the level of interference in different time slots and for allocating a call to the time slot with the worst carrier to interference ratio such that the quality of service required for the call can be provided. A first station, characterized in that the. 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 시스템은 코드 분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하고, 각기 다른 수의 확산 코드를 여러 다른 시간 슬롯들에 할당하기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는, 제 1 지국.6. A system according to claim 4 or 5, characterized in that the system operates according to a code division multiple access protocol and means are provided for assigning different numbers of spreading codes to different time slots. Bureau. 제 1 및 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하는 셀룰러 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 제 2 지국으로서,A second station for use in a cellular wireless communication system operating in accordance with a time division multiple access protocol, wherein the transmission between the first and second stations is in time slots within a transmission frame, 여러 다른 시간 슬롯들에서의 간섭 레벨을 결정하고, 통화에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 시간 슬롯에 연결이 할당되도록 요청하기 위한 수단이 제공되는, 제 2 지국.A second station is provided, in which means are provided for determining the level of interference in different time slots and for requesting that a connection be assigned to a time slot with the worst carrier-to-interference ratio such that the quality of service required for the call can be provided. . 셀룰러 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법으로서,A method of operating a cellular wireless communication system, 상기 시스템은 하나의 제 1 지국과 복수의 제 2 지국을 포함하고, 제 1 및 제 2 지국간의 송신이 송신 프레임 내의 시간 슬롯들에서 이루어지는 시분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하며,The system includes one first station and a plurality of second stations, the system operates according to a time division multiple access protocol wherein the transmission between the first and second stations is in time slots within a transmission frame, 각기 다른 부분 로딩 인자들이 여러 다른 시간 슬롯들에 적용되는, 셀룰러 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법.10. A method of operating a cellular wireless communication system, wherein different partial loading factors are applied to different time slots. 제 8항에 있어서, 통화에 필요한 서비스 품질이 제공될 수 있도록 하는 최악의 반송파 대 간섭비를 갖는 상기 시간 슬롯에 상기 통화를 할당하는 것을 특징으로 하는, 셀룰러 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법.10. The method of claim 8, wherein the call is assigned to the time slot with the worst carrier to interference ratio such that the quality of service required for the call can be provided. 제 8항 또는 제 9항에 있어서, 상기 시스템은 코드 분할 다중 접속 프로토콜에 따라 동작하고, 각기 다른 수의 확산 코드를 여러 다른 시간 슬롯들에 할당하는 것을 특징으로 하는, 셀룰러 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법.10. The system of claim 8 or 9, wherein the system operates according to a code division multiple access protocol and assigns different numbers of spreading codes to different time slots. Way.
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