KR20010112337A

KR20010112337A - 셀룰러 통신 시스템에서 통신 리소스들을 시공유하는 방법

Info

Publication number: KR20010112337A
Application number: KR1020017011759A
Authority: KR
Inventors: 윈네트니콜라스; 로빈슨윌리암; 보스꼬빅드하간
Original assignee: 비센트 비.인그라시아, 알크 엠 아헨; 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 2000-03-06
Publication date: 2001-12-20
Also published as: CN1341336A; JP2002539732A; JP4388704B2; AU3318500A; KR100699714B1; EP1037484B1; CN1160986C; US6704572B1; EP1037484A1; WO2000056099A1; DE69940301D1

Abstract

본 발명은 제 1 동작기에 의해 제어된 완전히 로드된 제 1 기지국(13)으로 하여금 시분할 이중 셀룰러 통신 시스템(time division duplex cellular communications system)에서 제 2 동작기에 의해 제어된 제 2 기지국(15)의 비사용된 리소스들을 이용하게 하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 상기 제 1 기지국(13)은 제 2 기지국(15)의 방송 채널을 모니터링하고, 제 2의 기지국(15)에 의해 비사용된 타임 프레임 구조 및 할당된 반송 캐리어 내의 타임 슬롯들을 식별한다. 이어서, 새로운 타임 프레임 구조를 계산하고, 제 2 기지국(15)의 동작들과의 분쟁을 피하는 이 타임 슬롯들 동안 할당된 반송 주파수에 대해 가입자(17)와 통신 링크를 설정한다. 본 발명은 다른 동작기의 기지국들(13, 15)의 동조를 요구하지 않는다는 이점을 갖는다.

Description

셀룰러 통신 시스템에서 통신 리소스들을 시공유하는 방법{Time sharing of communications resources in cellular communications systems}

셀룰러 통신 시스템에서, 복수의 기지국들은 복수의 원격 가입자 장치들(remote subscriber units)에 무선 원격통신 서비스를 제공한다. 각 기지국은 유효 범위들(coverage areas)을 발생하도록 기지국에 가장 가까운 "셀(cell)" 또는 특정한 지리적 범위를 규정한다. 기지국에서 가입자 장치까지의 통신 링크는 다운링크(downlink)로서 불린다. 반대로, 가입자 장치에서 기지국까지의 통신 링크는 업링크(uplink)로서 불린다.

다원 접속법들(multiple access techniques)은 수 개의 가입자 장치들에서 단일 기지국까지의 동시 전송들을 허용한다.

다원 접속법들의 한 형태는 확산 스펙트럼 신호 전송(spread spectrum signaling)을 채택하는 코드 분할 다원 접속 방식(code division multiple access; CDMA)으로서 공지되어 있다. DCMA 통신망에서 개개의 사용자들은 같은 반송 주파수(carrier frequency)를 이용하지만, 개개의 확산 코드들의 이용에 의해 분리된다. 그러므로, 다중 통신 채널들은 무선 스펙트럼의 부분내의 복수의 확산 코드들을 이용하여 배치되며, 각 코드는 가입자 장치에 고유하게 할당된다.

다원 접속법의 다른 형태는 시분할 다원 접속 방식(time division multiple access; TDMA)이 있다. 다른 방식은 TDMA와 CDMA 가 모두 합체된 것을 포함한다.

TDMA 시스템에서, 통신 채널은 같은 반송 주파수 상의 주기적인 시간 간격들의 열에서 타임 슬롯(time slots)으로 이루어져 있다. 각 타임 슬롯들의 기간은 프레임으로 불린다. 주어진 신호 에너지는 이 슬롯들 중 하나에 한정된다.

본 발명이 적용될 수 있는 TDMA 방식의 한 특정한 형태는, 같은 반송 주파수가 업링크와 다운링크 모두에 이용되는 시분할 이중 방식(time division duplex; TDD)으로 공지되어 있다. 이 경우, 반복하는 타임 프레임(time frame)은 업링크 방향에서 이용되는 타임 슬롯들을 갖는 간격과 다운링크 방향에서 이용되는 타임 슬롯들을 갖는 다른 간격들로 분할된다.

본 발명은 셀룰러 통신 시스템들에 관한 것으로, 특히 통신 서비스 동작기들 사이의 리소스들을 공유하는 수단에 관한 것이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 TDD 통신 시스템의 타이밍 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명에 따라 기지국을 이용하는 통신 시스템의 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 기지국의 개략적인 블록도.

도 4의 a는 도 3의 기지국에 의해 수신된 타이밍 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 4의 b는 도 3의 기지국에 의해 발생된 타이밍 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 1은 이러한 반복하는 타임 프레임 구조의 개념을 도시한다. 두 개의 반복 프레임들(1, 2)은 복수의 타임 슬롯들(3)로 분할된다. 각 프레임의 부분(4) 동안에, 기지국은 전송 모드로 되고, 각 이동 가입자 장치는 수신 모드로 된다. 각 프레임의 부분(5) 동안에, 기지국은 수신 모드에 되고, 각 가입자 장치는 전송 모드로 있다. 동작 모드가 변화는 포인트는 스위칭 포인트(switching point)(6)으로 불린다.

도 1의 예에서, 타임 슬롯들(7, 8, 9)은 제 1 가입자 장치로 통신이 할당되고, 타임 슬롯들(10, 11, 12)은 제 2 가입자 장치로 통신이 할당된다. 다수의 가입자 장치들은 남은 타임 슬롯들을 이용함으로써, 또한 역시 상기 언급한 DCMA 방식을 채택함으로써 같은 단일 반송에서 지원될 수 있다.

물론, 단일 기지국이 어떤 주어진 시간에서 지원할 수 있는 가입자 장치들의 수에 한정된 제한을 갖으며, 이 제한을 초과하는 요구가 있을 수 있다.

가끔, 어떤 주어진 지리적 범위에 걸쳐 유사한 통신 서비스들이 하나이상의 통신 서비스 동작기에 의해 제공된다. 그 후에, 개개의 사용자는 이용가능한 동작기의 서비스들 중 하나를 받도록 선택할 수 있고, 따라서 그 가입자 장치는 사용자가 선택한 동작기의 제어하에 그 기지국들하고만 통신할 수 있게 된다.

무선 스펙트럼이 한정되기 때문에, 각 동작기는 무선 주파수 스펙트럼의 부분에 할당(할당은 가끔 일부 조정부에 의해 제어된다)된다.

예를 들면, 제 1 동작기에는 TDD 통신 시스템에서 이용하기 위한 주파수(f1)가 할당되고, 제 2 동작기에는 또한 TDD 통신 시스템에서 이용하기 위한 주파수(f2)가 할당된다고 하자. 제 1 및 제 2 동작기들은 모두 같은 지리적 범위에서 그들의 가입자들을 지원하도록 설치된 기지국들을 갖는다. 예를 들어, 그들의 각 셀들은 인접하여 있거나 오히려 서로 중복될 수 있다. 어떤 주어진 시간에, 제 1 동작기의 기지국은 완전히 로딩되고(loaded), 같은 범위에 작용하는 제 2 동작기는 충분히 이용되지 않는다. 즉, 이용가능한 일부 타임 슬롯들을 갖는다. 이러한 경우, 제 1 동작기에 가입하고 완전히 로딩된 기지국에 접속하려고 하는 가입자 장치에는 서비스가 거절될 것이다. 주파수(f2) 상의 제 2 동작기의 기지국의 비사용된 리소스 중 일부가 사용될 수 있다면, 이것은 이 가입자 장치에 있어서 유익할 것이다. 그러나, 해당 가입자 장치가 제 2 동작기의 가입자가 아니기 때문에, 그는 주파수(f2) 상의 제 2 동작기의 기지국과 통신할 수 없다.

본 발명의 목적은 오버로딩된 것을 보충하기 위하여, 충분히 이용되지 않은 리소스가 재할당되게 하는 수단을 제공하는 것이다.

따라서, 본 발명은 적어도 하나의 가입자 장치에 통신 서비스를 제공하는 제 1 기지국을 포함하며, 상기 제 1 기지국은,

제 2 기지국에 의해 제공된 통신 리소스의 복수의 타임 슬롯들을 포함하는 할당된 타임 프레임 구조 및 할당된 반송 주파수에 관한 정보를 수신하는 수단,

상기 통신 리소스를 포함하는 비사용된 타임 슬롯들을 식별하는 수단, 및

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안 상기 할당된 반송 주파수로 가입자 장치와 통신을 수립하는 수단을 구비한다.

그러므로, 본 발명에 의해, 오버로딩된 기지국은 다른 동작기들에 의해 제어되는 이웃한 기지국들의 충분히 이용되지 않은 리소스를 이용할 수 있다. 만약 제 1 기지국이 충분히 이용되지 않은 제 2 기지국임을 확인하면, 자신의 가입자들 중 하나에 소용이 되도록 점유되지 않은 타임 슬롯들을 이용할 수 있다. 충분히 이용되지 않은 리소스의 타임 프레임 구조 및 반송 주파수에 관한 정보를 수신하면, 새로운 스위칭 포인트를 갖는 새로운 타임 프레임 구조를 계산할 수 있고, 이어서, 이용될 반송 주파수의 값과 함께 대기 가입자 장치에 전송될 수 있다.

이어서, 제 2 기지국와 관련되는 할당된 반송 주파수에서 가입자 장치와 제1 기지국 사이에 통신이 수립된다. 제 1 기지국은 또한 자신의 이전에 할당된 타임 프레임을 갖는 자신의 이전에 할당된 주파수로 계속해서 작용한다.

본 발명은 2개의 독립적인 동작기들이 서로 그 기지국들을 밀접하게 동조시키는 것을 요구하지 않는다는 이점을 갖는다.

할당된 반송 주파수 및 할당된 타임 프레임 구조에 관한 정보를 수신하는 수단은 제 2 기지국의 방송 채널을 모니터링할 수 있다.

제 1 기지국은 제 2 기지국으로부터의 리소스가 이용가능한지의 여부를 결정하는 수단을 더 포함한다. 상기 제 1 기지국은 여러 형태들 중 하나를 취할 수 있다. 예를 들면, 제 1 기지국은 제 2 기지국으로부터, 제 2 기지국이 현재 충분히 이용되지 않은다는 것을 통지하는 전용 전송을 수신할 수 있다. 이 전용 전송(dedicated transmission)은 예컨대, 2개의 기지국들 사이에 하드 와이어 링크(hard wired link)를 거쳐 무선 전송 또는 어떤 것일 수 있다. 대안으로, 제 1 기지국은 조건이 이행되지 않도록 미리 프로그램될 수 있어서, 만약 제 2 기지국으로부터 어떤 전용 전송도 수신하지 않은 경우, 리소스가 현재 이용가능하다고 추측한다.

선택적으로, 이전에 이용가능한 리소스가 더 이상 그 사용이 이용가능하지 않을 때, 제 1 기지국은 제 2 기지국으로부터 메시지를 수신하는 수단을 더 구비할 수 있다.

바람직하게, 제 1 기지국은 제 2 기지국의 활동들을 연속적으로 모니터링하고, 예컨대 방송 채널을 모니터링하여, 제 2 기지국에 의해 부가적인 가입자 장치들과의 통신들이 수립될 때를 검출할 수 있다. 이어서, 부가적인 가입자 장치들과의 분쟁을 회피하기 위하여, 제 1 기지국으로 하여금 그의 새로운 타임 프레임 구조를 재편성하게 한다.

선택적으로, 본 발명은, 만약 제 2 기지국이 제 1 기지국에 의해 현재 사용되는 타임 슬롯들을 필요로 하면, 제 1 기지국이 이 타임 슬롯들을 포기한다는 것을 보장하는 동작의 복수의 페일 세이프 모드들(fail safe modes)을 더 제공한다.

이를 행하는 한가지 방법으로는, 제 1 기지국으로 하여금 상기 타임 슬롯들이 제 2 기지국과 통신하는 사용자에게 재할당된다는 것 즉, 프레임 구조가 변한다는 것을 검출(예를 들면, 제 2 기지국의 방송 채널을 모니터링하여)하게 하는 것이다. 이를 검출하면, 제 1 기지국은 이 타임 슬롯들로 통신하는 가입자 장치와의 통신을 단축하거나 일부 다른 타임 슬롯들 또는 일부 다른 이용가능한 리소스에 그 가입자 장치를 재할당한다. 둘중 하나는 어떤 또는 모든 타임 슬롯들이 더 이상 이용가능하지 않다는 전용 전송을 제 2 기지국으로부터 제 1 기지국에 통지하여 제 1 기지국에 수신을 제공한다.

에러들이 존재하는 예들을 적응시키기 위해, 제 2 기지국의 방송 채널이 제 1 기지국에 의해 수신되지 않도록, 제 1 기지국은 제 2 기지국의 리소스의 사용을 감소시킴으로써 이 수신 손실에 반응하는 수단을 더 구비할 수 있다.

제 1 기지국은 선택적으로, 제 3 기지국에 이용될 수 있는 그 자신의 통신 리소스의 할당된 주파수 및 할당된 타임 프레임 구조에 관한 정보를 전송하는 수단을 구비할 수 있다. 또한, 선택적으로 이용가능한 어떤 리소스를 갖든지 간에 제 3기지국을 나타내는 수단을 구비할 수 있다. 또한, 리소스가 더 이상 이용가능하지 않을 때 제 3 기지국을 나타내는 수단을 구비할 수 있다.

2개의 근접한 기지국들이 같은 주파수에 작용할 때 발생할 수 있는 잠재적 간섭(potential interference) 문제들은 본 발명의 더 나은 선택적 특징에 의해 극복될 수 있다.

예를 들면, 제 1 기지국이 제 2 기지국에 할당된 반송 주파수(f2) 상의 이용가능한 일부 타임 슬롯들을 삭별했다고 하자. 본 발명에 따라, 제 1 기지국은 주파수(f2) 상의 가입자 장치와 통신 링크를 수립한다. 그러나, 상기 가입자 장치가 제 2 기지국에 충분히 가까이 위치되어, 제 2 기지국(제 1 기지국 외에)은 전송들을 검출할 수 있다고 가정하자. 제 2 기지국은 그들이 서로 충분히 가까이 있는 경우 주파수(f2) 상의 제 1 기지국 전송들을 균등하게 검출할 수 있다는 것에 주목해야 한다. 제 1 기지국의 새로운 프레임 구조의 타임 슬롯들의 에지들이 제 2 기지국에 할당된 프레임 구조의 타임 슬롯들과 정확하게 일치하면, 가입자 장치가 전송하는 동안(그 반대) 제 2 기지국이 청취(listening)할 수 없기 때문에 어떤 간섭도 일어나지 않는다. 그러나, 제 1 기지국에 의해 포착된 제 2 기지국으로부터의 방송 채널의 전파 지연(propagation delay)으로 인해, 제 1 기지국은 제 2 기지국에 할당된 프레임 구조의 타임 슬롯들의 에지들을 정확히 계산할 수 없다. 그러므로, 새로운 프레임 구조의 제 2 기지국의 타임 슬롯들의 에지들과 제 1 기지국의 타임 슬롯들의 에지들 사이에 중복이 발생할 가능성이 있다. 따라서, 간섭을 위한 매커니즘이 생길 수 있다. 이러한 문제는 가장 유사하게는 제 1 기지국이 다소의 비사용된타임 슬롯들보다 전부를 사용하려고 할 때 발생한다.

제 1 기지국이 전파 지연된 것을 정확히 안다면, 당연히 타임 슬롯들의 필요한 조정을 이룰 수 있다.

만약 전파 지연을 알지 못한다면, 본 발명은 제 1 기지국에 타임 슬롯들 사이의 보호 기간(guard period)을 설정하는 수단을 제공하여 이 문제를 극복할 수 있다.

바람직하게, 보호 기간들은 한 슬롯이 제 1 기지국에 의해 사용되고, 두 번째 슬롯이 제 2 기지국에 의해 사용되는 두 개의 인접한 슬롯들 사이에 설정된다.

상기 보호 기간의 길이는 전파 지연에 따른다. 이것은 만약 이웃 셀의 크기를 안다면 제 1 기지국에 의해 대략적으로 추정될 수 있다. 예를 들어, 피코셀 시스템(picocell system)에 대한 보호 기간은 매크로 셀 시스템의 것보다 상당히 더 짧은 기간으로 설정될 수 있다.

제 1 기지국과 반송 주파수(f2)에 대한 가입자 장치 사이의 전송들이 제 2 기지국과 f2에 대한 자신의 가입자들의 장치 사이의 전송들을 방해할 가능성을 줄이기 위해, 제 1 기지국에 의해 이용되는 타임 슬롯들과 제 2 기지국에 의해 이용되는 인접하는 타임 슬롯들이, 예컨대 인접하는 슬롯들의 쌍들을 모두 업링크 슬롯들이나 다운링크 슬롯들 중 어느 하나가 되게 하는 것이 바람직하다.

그러므로, 제 2 기지국의 할당된 타임 프레임 구조에 의존하고 그에 따라 비사용된 타임 슬롯을 설정하여, 제 1 기지국에서 비사용된 타임 슬롯이 업링크 또는 다운링크 전송으로 설정되는지의 여부를 결정하는 부가의 선택 수단이 제공된다.

따라서, 제 1 기지국은 제 2 기지국에 심각한 간섭 문제들을 야기하지 않고 업링크/다운링크 비대칭의 변화는 각도들을 갖아 통신량(traffic)을 한층 조정할 수 있다.

사용될 오버로드 기지국에 대한 충분히 이용되지 않은 기지국의 다수의 타임 슬롯들을 가능한 자유롭게 하기 위해, 본 발명은 프레임에 걸쳐 타임 슬롯들을 확산시키는 것보다 스위칭 포인트 주변에 이용된 타임 슬롯들을 밀집(cluster)시키는 수단을 제 1 기지국(이에 대한 다음 설명의 목적은 충분히 이용되지 않은 기지국으로 간주하는 것)에 제공함으로써 부가의 선택을 제공한다. 이는 하나 이상의 가입자 장치들을 할당하도록 오버로딩된 기지국에 대한 인접하는 비사용된 타임 슬롯들의 큰 기간이 있다는 것을 확신하게 한다. 하나의 큰 기간을 갖는다는 것은 하나 이상의 가입자 장치와 통신 링크를 더 쉽게 관리할 수 있다는 것과 같다. 또한, 이것은 보다 작은 보호 기간들이 삽입될 필요가 있음을 의미한다.

CDMA-TDD 시스템들에 특히 유용한 업링크 및 어떤 것에 관한 충분히 이용되지 않은 기지국의 로드를 경감시키는 다른 방법은 다음과 같다. 일반적으로, 중간 데이터 속도 서비스를 이용하는 가입자에는 프레임당 이용가능한 모든 슬롯들이 할당되고, 단일 코드 전송 방법을 이용한다. (이는 가입자 장치(가입자 장치에서 송신기 전력 증폭기의 비효유한 동작 및 배터리에 대한 연속 드레인을 필요로 하는)에 의해 전송된 신호의 큰 피크(peak) 대 평균 비율을 피하기 위해 행해진다. 큰 피크 대 평균 패널티(penalty)를 야기하지 않고 일부 업링크 슬롯들을 자유롭게 하기 위해, 본 발명은 제 1 기지국에서, 가입자 장치가 더 적은 타임 슬롯들에 대한감소된 확산 팩터로 전송을 이용하도록 명령하는 수단 및 이러한 전송들을 수신하는 수단을 제공한다. 그러나, 더 낮은 확산 팩터만을 이용하는 것은 슬롯당 이용되는 비트 속도를 증가시켜, 이용가능한 비트 속도들의 입도(granularity)를 증가시킨다. 그러므로, 이용가능한 비트 속도들의 입도를 감소시키기 위해서, 제 1 기지국은 가입자 장치가 매 프레임 대신에 격프레임(every other frame)마다 어떤 타임 슬롯들을 전송하도록 명령하는 수단을 더 선택적으로 제공한다. 이러한 원칙은 매 "N" 프레임들마다 어떤 타임 슬롯들을 전송함으로써 채택될 수 있다("N"은 동작기의 선택 정수). 대안으로, 이용가능한 비트 속도들의 입도는 전송에 대한 가입자 장치에 의해 이용된 부분(모든 슬롯 대신) 슬롯들에 걸쳐 더 낮은 확산 팩터를 허용함으로써 감소될 수 있다. 같은 원리들이 제 1 기지국으로부터의 전송들에 적용됨으로써, 다운링크에서 슬롯들을 자유롭게 할 수 있다. 그러나, 피크 대 평균 불균형(disparity)은 기지국에 대한 문제가 보다 적다. 이 선택은 인터넷 사이트에서 다운로드하는 정보와 같은 지연들에서 과도하게 견딜수 없는 전송들에 제공된다.

본 발명의 부가적인 선택적 특징은, 제 1 기지국에서 제 2 기지국에 의해 이용될 수 있고 자신의 가입자의 사용을 위해 제 1 기지국에 의해 할당된 타임 슬롯들을 밀집하는 수단을 제공한다. 이것은 제 2 기지국이 자신의 프레임 구조를 재조정한 이후 타임 슬롯들의 재배치가 더 쉽게 조정되기 때문에 유리하다.

다른 바람직한 특징은, 제 1 기지국(오버로딩된)에서 제 2 기지국의 스위칭 포인트으로부터 멀리 이동된 제 2 기지국(충분히 이용되지 않은)의 타임 프레임 내에 위치에 대한 스위칭 포인트를 할당하는 수단을 제공하다. 아래에서 로딩된 기지국에서, 스위칭 포인트 주변에 사용된 타임 슬롯들을 밀집시키는 특성과 결부된 이 특성은 재배치된 타임 슬롯들을 갖는 기지국이 오버로딩될 가능성을 감소시키거나, 심지어 부가적인 사용자들이 충분히 이용되지 않은 기지국과 접속될 때 기존의 접속을 중단시키다.

본 발명이 특히 다운로딩 이메일 메시지들 또는 인터넷/웹 브라우징과 같은 전송/수신에서 지연들을 견디는 통신 서비스들에 제공된다는 것은 본 기술분야의 숙련된 자들에 의해 이해될 것이다.

이제, 도면을 참조로 예에 의해 본 발명의 일부 실시예들을 설명한다.

본 발명이 특히 다운로딩 이메일 메시지들 또는 인터넷/웹 브라우징과 같은 전송/수신에서 지연들을 견디는 통신 서비스들에 제공된다는 것은 본 기술분야의숙련된 자들에 의해 이해될 것이다.

제 1 기지국(13)을 동작시키는 것과 다른 서비스 동작기에 의해 동작된 제 2 이웃하는 기지국(15)은 반송 주파수(f2) 상의 단일 이동 가입자 장치(16)를 갖는 셀을 지원한다. 또한, 제 1 기지국(13)이 수신할 수 있는 방송 채널(BCH)을 전송한다.

이러한 예에서, 제 1 기지국들에서 타임 프레임에 할당된 모든 타임 슬롯이 이용되고, 소수의 제 2 기지국의 타임 슬롯들만이 이용된다(특히 오직 이동 가입자 장치(16)에 의해).

제 1 기지국(13)의 동작기에 의해 제공된 서비스를 받는 부가의 이동 가입자 장치(17)가 제 1 기지국(13)으로부터 서비스를 요구한다고 가정하자. 제 1 기지국(13)은 이것의 모든 타임 슬롯들이 가득 차있기 때문에 반송 주파수(f1) 상의 서비스를 제공할 수 없다. 그러므로, 제 2 기지국(15)에 의해 이용되지 않은 타임 슬롯들 동안 반송 주파수(f2) 상의 새로운 이동 가입자 장치(17)를 갖는 링크를 설정한다.

도 3을 참조하면, 기지국(13)은 기지국(13)과 이동 가입자 장치 사이의 통신 신호들의 수신 및 전송을 위한 안테나(18)를 포함한다. 상기 안테나(18)의 출력은 듀플렉서(duplexer ;19)를 거쳐 수신기(20), 검출기(21) 및 송신기(22)에 접속된다. 검출기(21)의 출력은 처리 모듈(23)의 제 1 입력으로 공급되고, 제 2 출력은 수신기(20)에 접속된다. 수신기(20)의 출력은 타임 슬롯 식별 모듈(24) 및 처리 모듈의 제 2 입력으로 공급된다. 타임 슬롯 학인 모듈(24)의 출력은 처리 모듈(23)의 제 3 입력으로 공급된다.

처리 모듈(23)은 3개의 하부 모듈들을 포함하다. 제 1 하부 모듈(25)은 타임 프레임 구조 및 스위칭 포인트를 계산하고, 계산된 프레임 구조로 보호 기간을 삽입하는 제 2 하부 모듈(26) 및 검출기(21)로부터 입력들을 수신한다. 제 1 모듈(25)의 출력은 송신기(22)로 공급된다. 처리 모듈(23)을 포함하는 제 3 하부 모듈(27)은 수신기의 출력으로부터 반송 주파수를 추출하여, 이를 송신기(22)로 공급하다.

기지국(13)은 또한 프레임 구조를 송신기(22)를 거쳐 기지국(13)으로부터 전송들로 할당하는 모듈(28)을 포함한다.

도 3에 도시된 모든 구성요소들은 종래의 무선 및 소프트웨어 엔지니어링 기술들을 이용하여 실현될 수 있다.

도 3의 기지국(13)의 동작은 다음과 같다. 기지국(13)에는 가입자들(14)을 갖는 모든 통신의 반송 주파수와 같이 주파수(f1)가 할당된다. 이것은 TDD 모드에서 동작하고, 모듈(28)은 적당한 타임 프레임 구조 및 스위칭 포인트를 할당한다. 이것은 상기 구조와 스위칭 포인트를 방송 채널상의 안테나(18), 듀플렉서(19) 및 송신기(22)를 거쳐 가입자의 이동 가입자 장치(14)에 전달한다.

또한 이러한 예에서, 가입자 장치(14)가 전송에서 지연이 견딜수 있는 매 N 타임 프레임마다 감소된 확산 팩터를 갖는 어떤 타임 슬롯들을 전송하도록, 모듈(28)은 타임 프레임 구조를 구성한다. 송신기(22)를 거쳐 전송된 방송 채널은또한 기지국(13)에 할당된 이용가능한 이용하지 않는 리소스의 다른 기지국 및 현재 이용하지 않은 다른 기지국에 대한 표시로서 이용될 수 있다. 대안으로, 송신기(22)로부터의 전용 신호가 이 기능을 실행한다.

어떤 시간점에서, 주파수(f1) 상의 기지국의 13개의 리소소들이 완전히 이용 즉, 모든 타임 슬롯들이 완전히 이용되지만, 부가적인 이동 가입자 장치(17)가 서비스를 요청한다고 해보자.

반송 주파수(f2)에서 전송하고 수신하는 이웃하는 기지국(15)이 충분히 이용되지 않고, 일부 이용가능한 타임 슬롯들을 갖는다(도 4의 a 참조).

도 4의 a의 프레임(29)내에, 스위칭 포인트(36) 양측에 타임 슬롯들(30 내지 32, 33 내지 35)만이 점유된다. 슬롯들(30 내지 32)은 업링크 슬롯들이고, 슬롯들(33 내지 35)은 다운링크 슬롯들이다.

기지국(13)에서 검출기(21)는 이웃하는 기지국(15)으로부터 전송을 모니터링하고, 리소스들이 이용가능하지를 통지하는 신호를 검출한다. 이어서, 반송 주파수 및 이웃하는 기지국의 전송들의 프레임 구조를 식별하도록 수신기(20)가 이웃하는 기지국(15)의 방송 채널을 청취하게 된다.(대안적인 실시예에서, 이웃하는 기지국(15)으로부터 미리 결정된 신호를 수신하지 않는다면, 리소tm가 이용가능한지를 추측하여 그에 따라 수신기(20)에게 통지하도록, 검출기(21)는 디폴트 모드로 설정된다.)

수신기(20), 모듈(24)을 거쳐 이웃하는 기지국(15)으로부터 방송 채널을 수신하면은 비사용된 이웃하는 기지국의 프레임 구조에서 그들의 타임 슬롯들을 식별한다(그 슬롯들은 도 4의 a에서 빗금지지 않은 부분 즉, 37 내지 41이다.).

타임 프레임 구조 및 이 슬롯들이 이용가능한지를 알고 나면, 하부 모듈(25)은 주파수(f2)상의 새로운 이동 가입자 장치(17)와의 통신 링크를 위한 새로운 프레임 구조 및 스위칭 포인트를 계산한다.

모듈(26)은 두 개의 기지국들(13, 15) 사이의 전파 지연 시간에 관한 이웃하는 셀 크기의 기억된 추정에 기초하여 보호 기간을 프레임 구조에 삽입한다.

이어서, 요소가 되는 타임 슬롯들을 갖는 계산된 프레임 구조는 이어서 하부 모듈(27)에 의해 결정된 사용될 반송 주파수(f2)의 값에 따라 송신기(22)를 거쳐 이동 가입자 장치(17)에 전송된다.

도 4의 b는 계산된 프레임 구조가 이 예에서 어떻게 구성되는지를 도시한다. 모듈(25)은 계산된 스위칭 포인트(42) 주변에 빌려온 타임 슬롯들(37 내지 41)을 밀집시키도록 배열되고, 이웃하는 기지국의 할당된 스위칭 포인트(36)으로부터 떨어진 스위칭 포인트(42)을 설정한다.

모듈(25)은 또한 제 2 기지국에 의해 이용된 다운링크 슬롯들과 인접하는 그 슬롯들을 다운링크 슬롯들이 되게 할당하고, 제 2 기지국에 의해 이용된 업링크 슬롯들과 인접한 그 슬롯들을 업링크 슬롯들이 되게 할당하도록 구성된다.

보호 기간(43)은 이웃하는 기지국(15)의 활동점들에 근접한 모든 슬롯들(37, 41)의 에지들에 삽입된다. 이웃하는 기지국(15)의 업링크 슬롯(30)과 인접하는 슬롯(41)은 업링크 슬롯으로서 나타난다.

주파수(F2)상의 다수의 타임 슬롯들이 이웃하는 기지국(15)에 의해 이용될때, 이것은 방송 채널 모니터링 동작에 의해 기지국(13)에서 명백해질 것이다. 이에 반응하여, 하부 모듈(25)은 이웃하는 기지국(15)의 전송들과의 분쟁을 피하기 위해서, 이것의 프레임 구조 및 스위칭 포인트를 재구성한다.

이웃하는 기지국(15)의 리소스들이 기지국(13)에 이용가능해지는 것이 중지되면, 이 상태를 신호 전송하는 전송은 검출기(21)에 의해 수신되고, 이에 반응하여, 이동 가입자 장치(17)와 주파수(f2)상의 통신을 차례로 단축시키는 하부 모듈(25)을 통지한다.

본 발명의 목적은 오버로딩된 것을 보충하기 위하여, 충분히 이용되지 않은 리소스가 재할당되게 하는 수단을 제공한다.

Claims

적어도 하나의 가입자(14, 17)에 통신 서비스를 제공하는 제 1 기지국(13)에 있어서,

제 2 기지국(15)에 의해 제공된 통신 리소스의 복수의 타임 슬롯들을 포함하는 할당된 타임 프레임 구조 및 할당된 반송 주파수에 관한 정보를 수신하는 수단(20),

상기 통신 리소스를 포함하는 비사용된 타임 슬롯들을 식별하는 수단(24), 및

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 할당된 반송 주파수로 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)을 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항에 있어서,

상기 제 2 기지국(15)의 할당된 타임 프레임 구조 및 상기 할당된 반송 주파수에 관한 정보를 수신하는 수단(20)은 상기 제 2 기지국(15)의 방송 채널을 모니터링하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제 2 기지국(15)으로부터의 리소스가 이용가능한지의 여부를 검출하는 수단(21)을 더 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 기지국(15)으로부터의 리소스가 이용가능한지의 여부를 결정하는 수단(21)은 상기 제 2 기지국(15)으로부터 전용 전송을 수신하는, 제 1 기지국(13).
제 3 항에 있어서,

상기 제 2 기지국(15)으로부터의 리소스가 이용가능한지의 여부를 결정하는 수단(21)은, 상기 제 2 기지국(15)으로부터 전용 전송이 수신되지 않을 때 디폴트 모드(default mode)를 설정하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,

이전에 이용가능한 리소스가 더 이상 이용가능하지 않다는 통지를 수신하는 수단(21)을 더 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 새로운 타임 프레임 구조를 계산하는 수단(25)을 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 7 항에 있어서,

상기 새로운 프레임 구조를 계산하는 수단(25)은 새로운 스위칭 포인트(42)를 상기 새로운 프레임 구조에 삽입하는 수단(25)을 더 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 상기 제 2 기지국(15)에 할당된 반송 주파수의 값을 상기 가입자 장치(17)에 전송하는 수단(27, 22)을 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 상기 제 2 기지국(15)에 의해 전송된 신호에 응답하여 상기 계산된 새로운 프레임 구조를 변경하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 상기 제 2 기지국(15)에 의해 전송된 신호에 응답하여 가입자 장치(17)와 통신을 단축하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 상기 제 2 기지국(15)의 방송 채널의 수신 실패에 응답하여 상기 계산된 새로운 프레임 구조를 변경하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 수단(23)은 상기 제 2 기지국(15)의 방송 채널의 수신 실패에 응답하여 가입자 장치(17)와 통신을 단축하는, 제 1 기지국(13).
제 7 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 새로운 타임 프레임 구조를 계산하는 수단(25)은 타임 슬롯들 사이에 보호 기간들(guard periods)을 삽입하는 수단(26)을 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 8 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 새로운 타임 프레임 구조를 계산하는 수단(25)은 상기 새로 계산된 스위칭 포인트(42) 주변에 사용된 타임 슬롯들을 밀집(cluster)시키는, 제 1 기지국(13).
제 8 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 새로운 타임 프레임 구조를 계산하는 수단(25)은, 상기 제 2 기지국(15)의 할당된 타임 프레임 구조에 의존하고 그에 따라 상기 비사용된 타임 슬롯들을 설정하여, 비사용된 타임 슬롯이 전송을 업링크 또는 다운링크로 설정되어야 하는지의 여부를 결정하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 기지국(13)의 이용가능한 리소스에 관한 정보를 제 3 기지국에 전송하는 수단(22)을 더 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 1 항 내지 제 17 항중 어느 한 항에 있어서,

반복하는 타임 프레임들 및 관련된 스위칭 포인트를 포함하는 할당된 타임 슬롯들의 타임 프레임 구조를 할당하고, 상기 관련된 스위칭 포인트(36) 주변에 사용된 타임 슬롯들을 밀집시키는 수단을 더 포함하는, 제 1 기지국(13).
제 18 항에 있어서,

매 N(2 이상의 정수)개의 타임 프레임들마다 가입자 장치(14)와 통신을 지원하도록 상기 타임 프레임 구조를 배열하는 수단(28)을 갖는, 제 1 기지국(13).
제 8 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서,

상기 새로운 타임 프레임 구조를 계산하는 수단(25)은 상기 제 2 기지국(15)의 할당된 타임 프레임 구조와 관련된 스위칭 포인트(36)로부터 떨어진 새로운 스위칭 포인트(42)를 배치하는, 제 1 기지국(13).
셀룰러 통신 시스템에서의 통신 서비스 동작기들 사이에 리소스들을 공유하는 방법에 있어서,

제 1 기지국(13)에서, 제 2 기지국(15)에 의해 제공된 통신 리소스의 복수의 타임 슬롯들을 포함하는 할당된 타임 프레임 구조 및 할당된 반송 주파수에 관한 정보를 수신하는 단계, 및

상기 비사용된 타임 슬롯들 동안, 상기 할당된 반송 주파수로 가입자 장치(17)와 통신을 수립하는 단계를 포함하는, 상기 리소스들을 공유하는 방법.
제 21 항에 있어서,

상기 제 1 기지국(13)에서, 상기 제 1 기지국에 의해 제공된 통신 리소스의 할당된 타임 프레임 구조 및 할당된 반송 주파수에 관한 정보를 제 3 기지국에 전송하는 단계를 더 포함하는, 상기 리소스들을 공유하는 방법.