KR20010074747A - 통신망의 용량을 향상시키기 위한 장치, 방법 및 시스템 - Google Patents

통신망의 용량을 향상시키기 위한 장치, 방법 및 시스템 Download PDF

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KR20010074747A
KR20010074747A KR1020017001007A KR20017001007A KR20010074747A KR 20010074747 A KR20010074747 A KR 20010074747A KR 1020017001007 A KR1020017001007 A KR 1020017001007A KR 20017001007 A KR20017001007 A KR 20017001007A KR 20010074747 A KR20010074747 A KR 20010074747A
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Abstract

범용 이동 통신 시스템(UMTS)과 같은 통신 시스템(300)에 있어서, 제 1 듀플렉싱 기술(100) 및 제 2 듀플렉싱 기술(102)이 사용된다. 주파수 대역(108, 110, 118)은 각각의 듀플렉싱 기술(100, 102)에 할당된다. 그러나, 통신 트래픽의 비대칭성으로 인해서, 제 1 듀플렉싱 기술(100)의 다운링크 주파수 대역(110)의 로딩은 매우 높을 것이나, 반면에 제 1 듀플렉싱 기술(100)의 업링크 주파수 대역(108)의 로딩은 상대적으로 낮을 것이라는 것을 알고 있다. 마찬가지로, 제 2 듀플렉싱 기술(102)과 연관된 로딩은 다운링크 통신 트래픽쪽으로 기울 것이다. 결과적으로, 본 발명은 제 1 듀플렉싱 방식(100)에 할당된 주파수 대역(400, 402)에서 제 2 듀플렉싱 방식(102)에 따라 단말기가 동작하게 하기 위해서 제 1 듀플렉싱 방식(100)에 할당된 주파수 대역(400, 402)의 적어도 일부분을 단말기에 할당하도록 구성된 주파수 할당 수단을 제공한다.

Description

통신망의 용량을 향상시키기 위한 장치, 방법 및 시스템{APPARATUS, METHOD OF AND SYSTEM FOR IMPROVING CAPACITY IN A COMMUNICATIONS NETWORK}
통신 시스템에 있어서 양방향 통신(듀플렉스)을 달성하기 위해서, 통신 방향 각각은, 즉 이동 단말기로부터 기지국으로(이하 "업링크"라 한다) 및 기지국으로부터 이동 단말기로(이하 "다운링크"라 한다)의 방향 각각은, 선간 간섭, 즉 업링크 송신이 다운링크 송신을 방해하고, 역으로 다운링크 송신이 업링크 송신을 방해하는 것을 피하기 위하여 분리되어야만 한다. 분리는 주파수 영역 또는 시간 영역의 어느 하나에 있어서 달성될 수 있다.
도 1을 보면, UMTS에 대한 대역폭 할당의 개략 선도가 도시된다. UMTS는 두 듀플렉스 기술, 즉 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 기술(100) 및 시분할 듀플렉스(TDD) 기술(102)을 지원한다. FDD에 대해서, FDD 단말기(104)와 FDD 기지국(106) 사이의 업링크 통신은 제 1 주파수 대역(108)을 통해서 이뤄지고 FDD 단말기(104)와 FDD 기지국(106) 사이의 다운링크 통신은 다른 제 2 주파수 대역(110)을 통해서 이뤄진다. FDD 기술에 의해서 사용되는 두 주파수 대역(108, 110)은 듀플렉스 간격(112)으로 알려진 또 하나의 주파수 대역에 의해서 분리된다.
TDD 기술은 송신과 수신 주기 사이의, 가드 타임(120)으로 알려진, 타임 갭을 갖는, 단일한, 주파수 단일(unpaired) 대역(118)에서 TDD 단말기(114)와 TDD 기지국(116) 사이의 통신을 허용한다.
도 2는 도 1에 도시된 대역폭 할당을 더 자세히 도시하는 개략 선도이다. 대칭 트래픽 및 단일 스위칭 포인트에 대해서, TDD 주파수 대역(118)은 16개의 타임 슬롯(t0, ..., t15)으로 세분되는데, 제 1 여덟 개의 타임 슬롯(t0, ..., t7)은 다운링크 트래픽 전용이고 나머지 여덟 개의 타임 슬롯(t8, ..., t15)은 업링크 트래픽 전용이다.
UMTS에 있어서, 복수의 TDD 단말기(U1, ..., Un)는 TDD 기지국(116)과 통신할 수 있다. 제 1 소정 수의 단말기(U1, ..., Um)는 다운링크 송신에 대해서 제 1 타임 슬롯(t0)에 할당되고 업링크 송신에 대해서 제 9 타임 슬롯(t8)에 할당된다. 마찬가지로, 다른 소정 수의 단말기는 업링크 및 다운링크 통신에 대해서 다른 타임 슬롯에 할당된다.
제 1 소정 수의 단말기(U1, ..., Um) 중에서 제 1 TDD 단말기(U1)를 예로 들면, 제 1 TDD 단말기는 제 1 타임 슬롯(t0)동안에 액티브인 후에 제 9 타임 슬롯(t8)의 개시때까지 실제로 유휴하고(200) 있다, 즉 송신이나 수신이 일어나지않는다는 것이 인식될 것이다. 제 1 TDD 단말기(U1)는 마찬가지로 제 9 타임 슬롯(t8) 후에 후속 프레임의 제 1 타임 슬롯(t0)의 개시때까지 유휴하고(202) 있다. 따라서, 각각의 TDD 단말기는 프레임 지속 시간의 1/8동안에만 액티브이고 통신 트래픽을 다룬다. CDMA에 대해서는, 대조적으로, FDD 단말기로부터의 통신 트래픽은 신호를 즉시로 송신 및 수신하는 FDD 주파수 대역(108, 110)의 전체 프레임을 차지한다.
다른 TDD 단말기(U2, ..., Un)도 또한 상기 유휴 주기를 겪는다; 제 2 내지 제 m TDD 단말기(U2, ..., Um)는 제 1 TDD 단말기(U1)와 같은 동일 시간 주기동안 유휴하고 있고, 나머지 TDD 단말기(Um+1, ..., Un)는 할당된 타임 슬롯에 의존하는 다른 시간 주기동안 유휴하고 있다.
이동 데이터 애플리케이션, 예를 들어, 비디오, 팩시밀리, 및 인터넷으로부터의 파일 다운로드의 증가로, 이들 애플리케이션과 연관된 가변 데이터 전송 속도 및 패킷 오리엔티드 서비스 및 주어진 통신 시스템에 할당된 라디오 리소스의 한정된 양은 시스템과 연관된 에어 인터페이스 및 셀룰러 아키텍쳐를 요구한다.
결과적으로, 유럽 통신 표준 연구소(ETSI) UMTS 표준은 매크로-, 마이크로- 및 피코-셀의 사용을 허용하는데, 매크로 셀은 지리적 지역의 전체 커버리지를 보장하고 마이크로- 또는 이븐(even) 피코-셀은 하이 통신 트래픽 지역, 예를 들어, 호텔이나 비행기를 지원한다. 부가적으로, 상기된 바와 같이, UMTS는 두 듀플렉스기술, 즉 FDD 기술 및 TDD 기술을 지원할 것이다.
UMTS에서, 상기 이동 데이터 애플리케이션의 증가로 인해, 많은 양의 트래픽이 다운링크상에 있을 것이다. 결과적으로, 다운링크상의 데이터 트래픽에 의해 야기되는 비대칭성으로 인해, 적어도 FDD 기술에 대한 업링크 주파수 대역은 덜 사용된다. 따라서, FDD 기술에 할당된 사용되지 않는 라디오 리소스는 특히 TDD 기지국(116)이 최대 로드에 있을 때, 채널 용량의 낭비를 의미한다. TDD 단말기가 FDD 기술을 지원할 수 없기 때문에, 즉 듀얼 모드 기능이 아니기 때문에, 또는 FDD 셀 및 TDD 셀이 동일 오퍼레이터에 의해서 실행될 수 없기 때문에 TDD 셀과 FDD 셀 사이의 핸드오버는 가능할 수가 없다. 따라서, "시스템"이라는 용어는 각각의 듀플렉싱 기술을 적어도 하나 포함하는 통신 시스템, 또는 적어도 두 듀플렉싱 기술을 포함하는 단일 시스템을 하나 이상 포함하는 것으로 의도된다고 이해하여야만 한다.
따라서 본 발명의 목적은 통신 트래픽의 비대칭성에 의해서 야기되는 상기 문제를 제거하거나 또는 적어도 경감시키는 것이다.
본 발명은 제 1 듀플렉스 기술 및 제 2 듀플렉스 기술을 사용하는 타입의 통신망, 예를 들어, 범용 이동 통신 시스템(UMTS)과 같은 셀룰러 통신 시스템의 용량을 향상시키기 위한 장치, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.
도 1은 UMTS에 대한 대역폭 할당의 개략 선도;
도 2는 도 1에 도시된 대역폭 할당을 더 자세히 도시하는 개략 선도;
도 3은 본 발명의 예를 구성하는 기지국을 도시하는, 이동 단말기 구성의 개략 선도;
도 4는 도 3의 예에 대한 대역폭 할당의 개략 선도;
도 5는 도 4의 TDD 기술에 할당된 대역폭의 사용을 더 자세히 도시한 도;
도 6은 본 발명의 실시예를 구성하는 대역폭 사용의 개략 선도;
도 7은 도 6의 실시예에 기인한 향상된 시스템 성능을 예시한 그래프;
본 발명의 제 1 태양에 따라서, 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술, 제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술, 및 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라서 단말기가 동작하게 하기 위해서 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하도록구성(arrange)된 주파수 할당 수단을 포함하는 통신 시스템이 제공된다.
본 발명의 제 2 태양에 따라서, 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술, 제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술을 포함하는 통신 시스템의 용량을 향상시키는 방법이 제공되는데, 상기 방법은 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하는 단계, 및 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라서 단말기가 동작하게 하기 위해서 단말기를 리-튜닝하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제 3 태양에 따라서, 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술, 제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술을 포함하는 시스템에서 사용하기 위한 단말기가 제공되는데, 상기 단말기는 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분의 할당을 수신하고 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라서 동작하도록 구성된다.
본 발명의 제 4 태양에 따라서, 또 다른 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술을 포함하는 시스템에서 사용하기 위한 기지국이 제공되는데, 상기 기지국은 제 2 복수의 단말기와 통신하기 위한 제 2 듀플렉싱 기술을 지원하고 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라서 단말기가 동작하게 하기 위해서 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하도록 구성된다.
따라서 제 1 기지국상의 로드가 약 30%일 때 제 1 기지국의 사용되지 않는 라디오 리소스를 전환함으로써 제 2 기지국의 용량이 약 40%만큼 증가될 수 있는 통신망의 용량을 향상시키기 위한 장치, 방법 및 시스템을 제공하는 것이 가능하다. 스펙트럼 효율 증대로 인해, 큰 가드 타임을 유지하고 따라서 제 2 기지국에 의해서 지원되는 셀의 반경을 증가시키는 것 또한 가능하다. 증대된 스펙트럼 효율은 더 높은 데이터 처리능력의 결과를 가져오고 FDD 단말기 및 기지국에 대한 필터 조정없이 달성된다. 최소의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 변형(modification)이 필요하기 때문에, 본 발명을 구현하는 부가 비용은 최소이다. 또한, TDD 셀의 주어진 단말기에 대해서 다른 업링크 및 다운링크 용량을 할당하는 것이 가능하고, 따라서 TDD 셀의 스위칭 포인트를 변경할 필요를 제거한다. 인접 TDD 셀과의 비동기 오버래핑 또한 예방된다.
또 다른, 바람직한, 특징 및 이점은 이하 설명 및 첨부된 종속항에서 설명되고 명백해질 것이다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가, 첨부 도면을 참조하여, 예로써 이제 설명될 것이다. 본 실시예의 설명을 통하여, 동일 참조숫자는 동일 부분을 식별하는데 사용될 것이다.
본 발명의 제 1 실시예에 있어서, UMTS(300)(도 3)는 FDD 기지국(106)에 의해서 지원되는 FDD 셀(302)을 포함한다. 제 1 TDD 마이크로-셀(306), 제 2 TDD 마이크로-셀(308) 및 제 3 TDD 마이크로-셀(310)은 실질적으로 FDD 셀(302)내에 위치하고 제 1 TDD 기지국(116), 제 2 TDD 기지국(314) 및 제 3 TDD 기지국(316)에 의해서 각각 지원된다. TDD 마이크로-셀(306, 308, 310)의 사용이 여기서 설명되지만, 본 발명은 마이크로-셀의 사용에 한정되지 않고 더 크거나 더 작은 셀, 예를 들어, 매크로- 또는 피코-셀이 사용될 수 있다는 것을 주목하여야 한다.
복수의 FDD 이동 단말기(318)는 FDD 셀(302)내에 위치하고 무선주파수(RF) 인터페이스에 의해서 FDD 기지국(106)과 통신하고 있다. 복수의 FDD 단말기(318)는 상기 FDD 단말기(104)를 포함한다.
제 1 TDD 기지국(116)은 제 1 TDD 셀(306)내에 위치하고 복수의 TDD 이동 단말기(U1, ..., Un)와 통신하고 있다. 부가적으로, 제 1 TDD 기지국(116)은 데이터 프레임이 정렬되도록 FDD 기지국(106)과 동기되어 있다.
동작에 있어서(도 4), FDD 업링크 주파수 대역(108)과 FDD 다운링크 주파수 대역(110)은 쌍을 이룬 주파수 대역을 형성한다. FDD 단말기(104)는 업링크 주파수 대역(108)을 사용하여 업링크 통신 트래픽을 FDD 기지국(106)에 송신한다. 마찬가지로, FDD 단말기(104)는 다운링크 주파수 대역(110)을 통해서 FDD 기지국(106)으로부터의 송신을 수신한다.
TDD 기술은 예를 들어, 제 1 TDD 이동 단말기(U1)와 제 1 TDD 기지국(116) 사이의 업링크 및 다운링크 통신 트래픽을 다루는 상기 단일 주파수 대역(118)을 사용한다. 제 1 TDD 단말기(U1)의 경우에 있어서, 업링크 송신은 제 1 타임 슬롯(t0)동안 일어나고 다운링크 송신은 제 9 타임 슬롯(t8)동안 일어난다.
주파수 할당 장치(FAU)(404)는 FDD 업링크 주파수 대역(108)의 적어도 일부분(400, 402)이 FDD 트래픽 송신에 대해서 사용되지 않고 있는 것을 검사하고, 동적 채널 할당(DCA) 알고리즘을 사용하여, 상호 간섭을 고려해서 FDD 업링크 주파수 대역 부분 내의 어느 주파수 대역을 사용할지를 결정한다. 결과로써, 제 1 TDD 단말기(U1)는 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 TDD 기술에 따라, 타임 슬롯에서, 업링크 데이터 송신을 위한 FDD 기술에 할당된 이용 가능한 업링크 주파수들(400) 중 하나를 사용하도록 지시받는다. 마찬가지로, 이용 가능한 충분한 업링크 주파수들, 즉 충분한 용량이 있다면, 이용 가능한 FDD 업링크 주파수들(402) 중 하나는 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 TDD 기술에 따라 타임 슬롯에서 다운링크 데이터를 송신하는데 사용된다.
도 5를 보면, 상기 실시예를 더 상세히 알 수 있다. 시분할-코드 분할 다중 접속(TD-CDMA) 방식은 복수의 TDD 단말기(U1, ..., Un)로의 다중 접속을 제공하기 위해서 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 사용된다; FDD 기지국(106)은 광대역 CDMA(W-CDMA) 다중 접속 방식을 사용한다. 제 1 타임 슬롯(t0)은 업링크 트래픽에 대해서 TDD 단말기(U1, ..., Um)의 세트에 할당된다. 마찬가지로, 제 9 타임 슬롯(t8)은 다운링크 트래픽에 대해서 TDD 단말기(U1, ..., Um)의 세트에 할당된다. 나머지 이동 단말기(Um+1, ..., Un)의 업링크 트래픽 및 다운링크 트래픽은 나머지 타임 슬롯(t1, ...,t7및 t9, ...,t15)동안에 송신된다.
설명의 간소 및 명료함을 위해서, 본 발명의 이 실시예는 이제 제 1 TDD 단말기(U1)에 관하여 설명될 것이다. 제 1 TDD 기지국(116)은 제 1 타임 슬롯(t0)동안 CDMA 인코딩된 데이터를 제 1 TDD 단말기(U1)에 송신하도록 구성된다. 제 1 타임 슬롯(t0)동안 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 송신된 데이터를 수신한 후에, FAU(404)는 FDD 업링크 주파수 대역(108)의 용량, 즉 FDD 기지국(106)에 의해서 사용되지 않고 있는 주파수들이 존재하는지를 결정하기 위해서 FDD 업링크 주파수 대역(108)을 모니터링한다. 주파수들이 FDD 업링크 주파수 대역(108)에서 이용 가능하다면, 제 1 TDD 기지국(116)은 제 1 TDD 단말기(U1)가 FDD 업링크 주파수 대역(108)에서 이용가능 하다고 알려진 주파수로 리-튜닝하도록 지시한다. 제 1 TDD 기지국(116)은 그 후 이용 가능한 주파수 대역에서 CDMA 인코딩된 데이터의 타임 슬롯을 제 1 TDD 단말기(U1)에 송신하기를 계속한다.
부가적으로, 충분한 용량(500)이 제 1 타임 슬롯(t0)동안 FDD 업링크 주파수 대역(108)내에서 이용 가능하다면, 이용 가능한 용량(500)은 제 1 TDD 기지국(116)으로부터의 데이터를 수신하는 동안 적어도 하나의 TDD 단말기(U1, ..., Um)에 의해서 데이터를 송신하도록 사용될 수 있다(문제의 TDD 단말기는 동시 송수신이 가능하다고 가정). 그러한 듀얼 기능은 제 1 타임 슬롯(t0)의 지속 시간에 한정되지 않고 업링크 주파수 대역(108)내의 용량이 이용 가능할 때는 언제라도 제공될 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
제 9 타임 슬롯(t8)의 개시 이전의 소정 시간 주기에서, 제 1 TDD 단말기(U1)는 제 9 타임 슬롯(t8)동안 CDMA 인코딩된 데이터를 제 1 TDD 기지국(116)에 송신하기 위해서 TDD 주파수 대역(118)내의 적합한 주파수로 리-튜닝한다.
다시, 듀얼 기능 동작, 즉 동시 송수신은 용량이 FDD 업링크 주파수 대역(108)내에서 이용 가능하다면 제 9 타임 슬롯(t8)동안 일어날 수 있다.
제 9 타임 슬롯(t8)에 후속하여, FAU(404)는 FDD 업링크 주파수 대역(108)내에 더 이용 가능한 용량이 존재하는지를 결정하기 위해서 FDD 업링크 주파수 대역(108)을 다시 모니터링한다. FDD 업링크 주파수 대역(108)내에 용량이 존재한다면, 제 1 TDD 기지국(116)은 TD-CDMA 인코딩된 데이터를 제 1 TDD 기지국(116)에 송신하기를 계속하기 위해서 제 1 TDD 단말기가 FDD 업링크 주파수들내의 이용 가능한 주파수(402)로 리-튜닝하도록 지시하고, 제 1 TDD 단말기(U1)는 후속 프레임의 제 1 타임 슬롯(t0)의 개시 이전의 소정 시간 주기에서 TDD 주파수 대역(118)의 적합한 주파수로 리-튜닝한다.
데이터를 제 1 TDD 기지국(116)에 송신하는 대신에, FDD 업링크 주파수 대역(108)의 이용 가능한 용량은 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 더 많은 데이터를 제 1 TDD 단말기(U1)에 송신하도록 사용될 수 있다는 것을 인식하여야 한다. 마찬가지로, 데이터를 제 1 TDD 단말기(U1)에 송신하는 대신에, FDD 업링크 주파수 대역(108)의 이용 가능한 용량은 제 1 TDD 기지국(116)에 의해서 제 1 TDD 단말기(U1)로부터 더 많은 데이터를 수신하도록 사용될 수 있다.
본 발명의 제 2 실시예에서, 존재하는 TDD 단말기(U1, ..., Un)에 의한 부가적 데이터의 송신을 위해서 FDD 업링크 주파수 대역(108)내의 이용 가능한 용량을 사용하는 대신에, 부가적 용량은 새로운 단말기(Un+1)가 제 1 TDD 기지국(116)과 통신하게 하도록 사용될 수 있다. 업링크 주파수 대역(108)이 하나 이상의 새로운 TDD 단말기로의 트래픽 또는 하나 이상의 새로운 TDD 단말기로부터의 트래픽을 지원하는 충분한 용량을 갖고 있다면 하나 이상의 새로운 TDD 단말기는 시스템에 의해서 지원될 수 있다는 것을 인식하여야 한다.
새로운 TDD 단말기(Un+1)에 의한 FDD 업링크 주파수 대역(108)의 사용 또는 FDD 업링크 주파수 대역(108)의 존재하는 TDD 단말기(U1, ..., Un)에 의한 사용은 FDD 업링크 주파수 대역내의 약간의 부가적 간섭을 일으킬 수 있다. 그러나. 제 1 TDD 마이크로-셀(306)이 빌딩 벽에 의해서 또는 거리(rb)만큼 FDD 기지국으로부터 분리된다면, 부가적 간섭은 임의의 FDD 링크에 상당한 영향을 미치지는 않을 것이다. 부가적 TDD 링크를 배치하기 위해 가능한 주파수 대역은 두 개, 즉 FDD 업링크 또는 다운링크 주파수 대역(108, 110)이 있기 때문에, 가장 적은 상호 간섭의 결과를 가져올 주파수 대역을 선택하기 위해서 DCA 알고리즘이 사용될 수 있다. 대부분의 경우에 있어서, 이 대역은 FDD 업링크 주파수 대역(108)이 될 것이다.
본 발명의 제 3 실시예에 있어서, CDMA-TDD 방식은 TDD 주파수 대역(118)(도 6)내에서 사용된다. CDMA-TDD 방식은 가드 타임(tg)에 의해서 분리된 제 1 타임 슬롯(ts0) 및 제 2 타임 슬롯(ts1)을 포함한다. 신호 전파 및 신호 처리에 의해서 야기되는 딜레이가 항상 있기 때문에, 가드 타임(tg)은 송수신 타임 슬롯(ts0, ts1) 사이의 충돌을 피하기 위해서 제공된다; 이들 딜레이는 라운드 트립 딜레이(trd)로서 요약 설명된다. 제 1 TDD 마이크로-셀(306)의 경계에 위치한 단말기(Um)는 매우 큰 라운드 트립 딜레이(trd)를 겪는다. 대조적으로, 제 1 TDD 단말기(U1)는 제 1 TDD 기지국(116)에 더 가까이 있다고 가정되고, 더 작은 라운드 트립 딜레이(trd)의 결과를 가져온다.
동작 동안에, 복수의 TDD 단말기(U1, ..., Un)는 제 1 타임 슬롯(ts0)의 지속 시간동안 CDMA 인코딩된 데이터를 송신한다. 제 1 타임 슬롯(ts0)동안에, FAU(404)는 FDD 업링크 주파수 대역(108)내에 용량이 존재하는지를 결정하기 위해서 FDD 업링크 주파수 대역(108)을 모니터링한다. FDD 업링크 주파수 대역(108) 사이에 용량이 존재한다면, 제 1 TDD 기지국(116)은 새로운 TDD 단말기(Un+1)가 제 1 TDD 기지국(116)과 통신하도록 허용한다. 제 1 타임 슬롯(ts0)이 만료된 후에, 그리고 FDD 업링크 주파수 대역(108) 사이에 여전히 용량이 존재한다면, 제 1 TDD 기지국(116)은 새로운 TDD 단말기(Un+1)가 제 1 TDD 기지국(116)에 송신 또는 제 1 TDD 기지국(116)으로부터 수신 중 어느 하나를 계속하게 한다. 대안으로, 또는 부가적으로, 제 1 TDD 기지국(116)은 존재하는 복수의 TDD 단말기(U1, ..., Un) 중 하나, 예를 들어, 제 1 TDD 단말기(U1)가 FDD 업링크 주파수 대역(108)내의 이용 가능한 주파수들 중 하나로 리-튜닝하게 하고 제 1 TDD 기지국(116)으로부터 CDMA 인코딩된 데이터를 수신하기를 계속하게 한다. 제 1 TDD 단말기(U1) 또는 새로운 단말기(Un+1)가 업링크 주파수 대역(108)의 이용 가능한 주파수들을 사용하려면, 제 1 TDD 단말기(U1) 또는 새로운 단말기(Un+1)가 패킷 오리엔티드 데이터를 송신 또는 수신하는 것이 필수적이지는 않지만 바람직하다. FDD 주파수 대역(108)의 이용 가능한 용량은 어느 때라도 보증될 수 있는 것은 아니고 따라서 보증되는 반응 시간을 요구하지 않는 매우 낮은 우선 순위 트래픽에 대해서 사용되어야 하기 때문에 패킷 오리엔티드 데이터의 송신 또는 수신이 바람직하다.
제 2 타임 슬롯(ts1)의 개시 이전의 소정 시간 주기에서, 제 1 TDD 단말기(U1)는 TDD 주파수 대역(118)으로 리-튜닝하거나 또는 새로운 사용자(Un+1)의 경우에, 새로운 사용자(Un+1)는 제 1 TDD 기지국(116)에 데이터를 송신하기 위해서 송신 모드를 입력할 수 있다.
상기 실시예는 FDD 업링크 주파수 대역(108)내의 이용 가능한 주파수들의 사용을 예시하지만, FAU(404)는 제 1 TDD 기지국(116) 및 그 기지국에 가입된 복수의 TDD 단말기에 의한 사용을 위해서 FDD 다운링크 주파수 대역(110)내에 용량이 존재하는지를 결정하도록 구성될 수 있다. 결과적으로, 제 1 TDD 기지국(116)은 그 후 존재하는 TDD 단말기가 이용 가능한 주파수로 리-튜닝하도록 지시하거나 또는 새로운 TDD 단말기(Un+1)가 이용 가능한 주파수(400, 402)를 사용하도록 지시한다.
도 7을 보면, 거리(rb)가 300m와 500m 사이에 있고 TDD 기지국(116)이 이 지역내에 위치하며 복수의 TDD 단말기(U1, ..., Un)가 균일하게 분포되는 경우의 시뮬레이션에 있어서, 동시에 액티브인 FDD 단말기가 10개 미만일 때 FDD 업링크 주파수 대역내에 부가적 용량이 존재한다. 이들 수치는 간섭이 너무 커서 기지국 또는 단말기의 접속 및 호출이 끊기거나 또는 호출조차도 되지 않는 접속 단절이 5%인경우에 기초해서 계산되었다.
예를 들어, 제 1 TDD 기지국(116)이 rb= 500m의 반경에 위치한다면 그리고 5개의 액티브인 FDD 단말기 및 FDD 기지국(106)으로의 동일한 데이터 전송 속도를 가정한다면, 제 1 TDD 셀(306)내에서 부가적 15개의 TDD 단말기를 위한 용량이 존재한다. 대안으로, 이 부가적 용량은 존재하는 TDD 단말기(U1, ..., Un) 사이에서 공유되거나 또는 예를 들어, 제 1 TDD 단말기(U1)의 데이터 전송 속도를 15배만큼 증가시킴으로써 존재하는 단일 사용자를 위해서 사용될 수 있다. 상기 시뮬레이션에서 TDD 기지국(116)이 FDD 기지국(106)으로부터 약 200m와 500m 사이에 위치할 때 최적 결과가 얻어졌다.
시뮬레이션의 상기 결과는 FDD 단말기의 공간적으로 균일한 분포에 기초한 것이고 무한 사용자 분포에 대한 평균을 뜻한다. 그러나, 임의의 환경에서 FDD 주파수 대역(108, 110)내의 이용 가능한 용량에 영향을 미치는 단말기의 집단이 있을 것임을 인식하여야 한다. 특히, FDD 단말기(318)의 특정 분포는 부가적 단말기 수에 대한 용량 증가, 또는 용량 유지의 결과를 가져오고, 반면에 다른 분포는 용량 감소의 결과를 가져올 것이다.
상기 실시예는 듀플렉싱 기술과 결합하여 사용되는 특정한 다중 접속 방식에 관하여 설명되었지만, 임의의 다중 접속 방식, 예를 들어, TDMA, CDMA, 공간 분할 다중 접속(SDMA), 또는 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 방식이 사용될 수 있음을 인식하여야 한다.
상기 실시예는 제 1 듀플렉싱 기술의 주파수 대역의 일부분을 사용하는 제 2 듀플렉싱 기술 배경에서 설명되었지만, 역구성, 즉 TDD 주파수 단일 대역(118)의 일부분을 사용하는 적어도 하나의 FDD 단말기(318)와 같이, 제 2 듀플렉싱 기술의 주파수 대역의 적어도 일부분을 사용하는 제 1 듀플렉싱 기술도 또한 가능하다는 것을 인식하여야 한다.

Claims (22)

  1. 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이에 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술;
    제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이에 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술; 및
    제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 단말기가 동작하게 하기 위해서 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하도록 구성된 주파수 할당 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 듀플렉싱 방식은 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 기술인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 제 2 듀플렉싱 방식은 시분할 듀플렉스(TDD) 기술인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 다중 접속 방식은 제 1 듀플렉싱 기술과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 다중 접속 방식은 제 2 듀플렉싱 기술과 연관되어 있는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서, 제 1 다중 접속 방식은 코드 분할 다중 접속(CDMA), 시분할 다중 접속(TDMA), 공간 분할 다중 접속(SDMA), 또는 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 중의 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서, 제 2 다중 접속 방식은 코드 분할 다중 접속(CDMA), 시분할 다중 접속(TDMA), 공간 분할 다중 접속(SDMA), 또는 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 중의 하나인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  8. 제 3 항에 있어서, 제 1 듀플렉싱 기술의 주파수 할당의 적어도 일부분은 제 2 듀플렉싱 기술과 연관된 실제로 모든 타임 슬롯동안에 다운링크 트래픽을 송신하는데 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 동작하는 단말기는 딜레이-톨러런트(delay-tolerant) 데이터를 송신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 동작하는 단말기는 딜레이-톨러런트 데이터를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 딜레이-톨러런트 데이터는 패킷 데이터인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  12. 제 2 항에 있어서, 주파수 할당 수단은 업링크 주파수 대역의 제 1 캐리어 대 간섭비 및 다운링크 주파수 대역의 제 2 캐리어 대 간섭비를 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서, 주파수 할당 수단은 제 1 및 제 2 캐리어 대 간섭비를 비교하기 위한 비교기를 더 포함하고, 상기 주파수 할당 수단은 비교기에 응답해서 업링크 주파수 대역 또는 다운링크 주파수 대역을 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서, 주파수 할당 수단은 제 1 캐리어 대 간섭비 및 제 2 캐리어 대 간섭비를 측정하기 위해서 동적 채널 할당 알고리즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  15. 제 7 항에 있어서, 제 2 다중 접속 방식은 가드 타임을 갖고, 단말기는 가드타임동안 제 1 듀플렉싱 기술의 주파수 대역에서 이용 가능한 임의의 용량을 사용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서, 제 2 기지국은 제 1 기지국으로부터 약 200m와 500m 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서, 제 2 복수의 단말기는 단말기를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서, 단말기는 제 2 기지국에 이전에 가입되지 않은 새로운 단말기인 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
  19. 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술, 제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술을 포함하는 통신 시스템의 용량을 향상시키기 위한 방법에 있어서,
    제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하는 단계; 및
    제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 단말기가 동작하게 하기 위해서 단말기를 리-튜닝하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 1 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술, 제 2 기지국과 제 2 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 2 듀플렉싱 기술을 포함하는 시스템에서의 사용을 위한 단말기에 있어서,
    제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분의 할당을 수신하고 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 동작하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단말기.
  21. 또 다른 기지국과 제 1 복수의 단말기 사이의 통신을 가능하게 하는 제 1 듀플렉싱 기술을 포함하는 시스템에서의 사용을 위한 기지국에 있어서,
    제 2 복수의 단말기와 통신하기 위한 제 2 듀플렉싱 기술을 지원하고,
    제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역내에서 제 2 듀플렉싱 기술에 따라 단말기가 동작하게 하기 위해서 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 단말기에 할당하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국.
  22. 제 22 항에 있어서, 제 1 듀플렉싱 기술에 할당된 주파수 대역의 적어도 일부분을 할당하기 위한 주파수 할당 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국.
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