KR20030079930A - 스프레드 알로하 다중 액세스(ｓａｍａ) 예약 채널 - Google Patents

스프레드 알로하 다중 액세스(ｓａｍａ) 예약 채널 Download PDF

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특정 위상에서 칩으로서 비트 데이터의 패킷을 송신하기 위해 스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 채널(9)을 사용하는 방법. SAMA 시스템은 허브(3) 및 다수의 송신기(T1 ... Tn)(5)를 포함한다. 칩 위상 예약은 송신기(T1 ... Tn)가 허브(3)로부터 위상 예약을 요구함으로써 이루어진다. 송신기가 소정의 칩 위상을 예약한 후에, 이 칩 위상은, 제1 패킷 (예약을 하는 패킷)이 바르게 수신되었다면, 소정의 QoS를 보증하기 위해서 그 송신기에 의해 예약된 기반 상에서 사용될 수 있다. 허브(3)는, 다른 송신기들이 예약된 칩 위상을 사용하지 않는다는 것을 보증하기 위해서, 예약된 칩 위상의 리스트 또는 프리 칩 위상의 리스트를 방송한다. 선택적으로, 허브(3)는 송신기(5)가 그 송신기의 칩 위상을 조정하는 것을 요구한다.

Description

스프레드 알로하 다중 액세스(ＳＡＭＡ) 예약 채널{SPREAD ALOHA MULTIPLE ACCESS(SAMA) RESERVATION CHANNELS}
스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 시스템은 코드 분할 또는 시분할 다중 액세스(CDMA 또는 TDMA) 시스템으로 구별되고, 분리 스프레딩 코드 또는 시간을 개별 사용자에게 할당한다. SAMA 시스템에서 원격 송신부(RTUS)를 갖는 다수의 사용자는 랜덤 액세스 모드에서와 동일한 스프레딩 코드를 사용한다. SAMA 시스템은 미국 특허 제5,537,397호 및 제5,745,485호에서 기술되고, 이 내용은 본 명세서에서 참조된다.
분리 전용 채널을 필요로하지 않는 SAMA 사용자들을 위한 예약 시스템 및 개선된 예약 시스템에 대한 요구가 존재한다.
알로하(ALOHA) 예약 채널은 제1 알로하 채널이 제안된 후에 논문 등으로 논의되고 분석되어 왔다. 알로하 예약 채널에서, 랜덤 액세스 알로하 채널은, 분리 채널 또는 알로하 채널 자체의 고정 시간 위치 중의 하나에 용량을 부가하는 패킷을 송신하는데 사용된다. 그러나, 알로하 예약 채널에서 이루어지는 모든 예약은 분리 전용 데이터 채널로 사용되는 용량을 위해 이루어진다.
도 1은 SAMA 시스템의 허브에서의 송신기를 나타낸 개략도이다.
도 2는 칩 및 위상을 나타낸 개략도이다.
도 3은 또 다른 SAMA 시스템을 나타낸다.
본 발명은 새로운 랜덤 액세스 스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 예약 시스템에 대한 요구에 대한 것이다. 새로운 발명에서, 특정 칩 위상에 대한 예약은 랜덤 액세스 모드에서 송신된다. 사용자는 특정 칩 위상을 예약하고 사용한다. 선택적으로, 소정의 칩 위상의 송신을 시작하고, 그 칩 위상을 계속 사용함으로써 예약이 이루어진다. SAMA 허브는, 다른 송신기가 예약된 칩 위상을 사용하지 않는다는 것을 보증하기 위해서, 예약된 칩 위상의 리스트를 방송하거나, 다른 프리 칩 위상의 리스트를 방송한다. 선택적으로, 허브는 송신기가 그 송신기의 칩 위상을 조정하는 것을 요구한다.
스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 채널에서, 동일한 SAMA 채널의 랜덤 액세스 패킷을 이용하여, 통상의 SAMA 채널의 부분들을 표시하고 특정 위상을 예약하기 위해서, 개별 칩 위상을 사용하는 것이 가능하다. 이것이 본 발명의 기본 원리이다.
새로운 SAMA 예약 채널 프로토콜에서, 소정 칩 위상의 세부사항으로 구성된 예약은 통상 SAMA 채널의 랜덤 액세스 모드에서 송신된다. 소정의 사용자가 소정의 칩 위상을 예약한 후에, 이 칩 위상은 그 사용자가 서비스의 소정 품질을 보증함으로써, 예약된 방식으로 사용될 수 있다. 본 발명의 선택적 구현에서, 사용자의 제1 패킷(예약을 한 패킷)이 바르게 수신된다면, 예약은, 소정 칩 위상으로 송신을 간단히 초기화하고, 그 칩 위상을 계속 사용하는 사용자에 의해 이루어질 수 있다.
두 경우에서, SAMA 네트워크의 허브국은, 예약한 송신기 이외의 다른 송신기는 점유된 칩 위상에서 송신하지 않는다는 것을 보증하기 위해, 예약된 칩 위상 (또는 선택적으로 프리 칩 위상)의 리스트를 모든 사용자에게 방송한다.
SAMA 채널에서의 이러한 예약은, 스프레드 알로하 네트워크내의 디지털화된 압축 음성 신호 또는 긴 파일을 송신하도록 요구되는 확정 예약을 제공한다. 이 후자의 성능은 종래의 알로하 네트워크 또는 분리 채널 또는 고정 시간 위치 예약 능력을 갖는 알로하 네트워크에서도 실행할 수 없으며, 따라서, 종래 알로하의 버스트 데이터율은 여러 음성 채널의 요구와 맞지 않게 된다.
스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 시스템은, 동일한 스프레딩 코드를 사용하여, 구별되는 개별 소스들로부터의 데이터 패킷들을 삽입하는 다중 액세스 채널상에서 특정한 위상의 칩으로서 데이터 바이트의 패킷을 송신한다. 새로운 예약 채널 프로토콜은 데이터 패킷에서 디지털화된 압축 음성 신호 또는 긴 파일을 송신하기 위해 칩 위상을 예약한다. 허브국은 채널 사용자에게 칩 위상의 리스트를 방송하여, 예약한 송신기 이외의 다른 송신기는 점유된 칩 위상에서 칩으로 데이터 패킷을 송신하지 않는다는 것을 보증한다.
일 실시예에서, 허브국은 예약된 칩 위상의 리스트를 방송한다. 또 다른 실시예에서, 허브국은 프리 칩 위상의 리스트를 방송한다.
스프레드 알로하 다중 액세스(SAMA) 채널 사용의 새로운 방법에서는 송신기로부터 허브로 긴 데이터 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호를 송신하기 위한 예약 프로토콜을 사용한다. 칩 위상은, 긴 스프레드 비트 데이터에서 비트를 나타내는 칩을 송신하거나, 긴 데이터 패킷의 송신에서 사용하기 위한 예약된 칩 위상을 요구함으로써 예약된다. 일 실시예에서, 칩 위상의 예약은 칩 송신을 시작함으로써 발생한다. 허브국은 예약되었거나 사용가능한 칩 위상의 리스트를 방송한다.
본 발명의 상기한 목적 및 기타 목적 및 형태들은 상술한 본 명세서와, 청구항 및 도면을 첨부한 하기의 명세서의 기재를 통해 명확해진다.
스프레드 알로하 다중 액세스 시스템에서, 송신기는 비트 패킷을 송신한다. 각 비트는 동일한 코드를 사용해서 칩으로 스프레드된다. SAMA 채널에서, 스프레딩 코드는 1 및 0들을 특정하게 나타내는 각 비트에 대해 31개의 칩을 사용한다. 모든 패킷은 24비트의 동기화 필드로 시작한다. 더 긴 데이터 패킷은 24 동기화 비트에 추가로 512 데이터 비트를 갖는다.
허브에서 단일 필터는 SAMA 코드 신호를 인식한다. 신호들은 비트 필드 및 신호 위상의 동기화를 시작함으로써 분리된다. 실질적으로 연속적 송신을 요구하는 긴 파일 또는 디지털 압축 음성 신호를 송신할 필요가 있는 경우, 본 발명은, 특정 칩 위상이 스프레드 알로하 네트워크내의 긴 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호의 송신에 대해 예약되어 있는 예약 시스템을 제공한다.
도 1에서 개략적으로 도시된 바와 같이, SAMA 시스템(1)은 허브(3), 일반적으로 숫자 5로 표시된 다수의 송신기(T1 내지 Tn) 및 게이트웨이(7)을 포함한다. 송신기(5)는 비트(9)의 패킷을 송신한다. 송신된 패킷내의 각 비트는 동일한 스프레딩 코드를 사용해서 31개의 칩으로 스프레드된다. 동일한 스프레딩 코드가 송신기 T1 내지 Tn에 의해 송신된 모든 데이터 패킷에서 사용된다. 종종 2개의 다른 스프레딩 코드가 사용될 수 있다. 여러 송신기(5) 또는 모든 송신기(5)는 동시에 활성화될 수 있다. 하나 이상의 송신기가 긴 데이터 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호를 송신할 때, 패킷(9)의 실질적으로 연속 송신이 요구된다. 이 경우에, 하나 이상의 송신기는 송신이 실행되는 칩 위상을 예약할 수 있다.
통상 SAMA 시스템에서, 데이터 패킷은 다른 송신기로부터의 송신에 관계없이, 송신기(1) 내지 송신기(n)로부터 송신될 수 있다. 허브(3)내의 필터는 송신된 스프레딩 코드를 인식한다. 허브내의 필터 또는 검출기는 신호의 세기, 각 패킷내의 비트 동기화 필드의 개시 시간, 및 칩의 위상에 따라 여러 송신기로부터의 신호를 분류한다.
도 2에 도시한 바와 같이, 칩은 시간에 맞춰 스프레드된다. 칩은 오버 샘플되어, 샘플링이 8번 이상 칩들 사이에서 발생한다. 진입 칩의 위상은 높은 품질의 긴 파일 및 디지털화된 음성 신호를 제공하기 위해 예약된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 칩은 숫자 11로 표시되고, 특정 칩 위상은 숫자 13으로 도시된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 허브는 칩 위상(13)의 리스트에 관련된 15개의 신호를 방송한다. 이 방송은 사용되는 예약된 칩 위상의 리스트를 포함할 수 있고, 또는 이 방송은 사용가능한 예약되지 않은 칩 위상의 리스트를 제공할 수 있다.
칩 위상 예약은 허브로부터 위상 예약을 요구하는 송신기에 의해 이루어질 수 있다. 양호하게, 칩 위상 예약은 송신기가 긴 파일 또는 디지털화된 음성 신호를 송신함으로써 이루어진다.
허브는 긴 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호로 이루어지는 긴 진입 패킷을 인식한다. 허브는 자동적으로 이러한 송신을 위해 칩 위상을 예약하고, 점유되어 예약된 칩 위상의 리스트에 이 칩 위상을 부가하거나, 사용가능한 칩 위상의 방송 리스트로부터 이 칩 위상을 제거한다. 긴 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호의 송신이 끝나자마자, 칩 위상은 허브에 의해 더이상 예약되지 않는다. 허브는 예약되어 점유된 위상의 방송 리스트로부터 이 칩 위상을 제거하거나, 또는 사용가능한 칩 위상의 리스트로 이 칩 위상을 부가한다. 선택적으로, 송신기는, 허브가 그 방송을 변경하는 것에 따라서, 긴 파일 또는 디지털화된 압축 음성 신호의 말단을 나타낼 것이다.
제1 시스템(1)은 허브가 게이트웨이와 긴 거리를 통해 통신하는 도 1에 도시되어 있다.
도 3은 게이트웨이에 접속된 허브가 예약에 사용되거나 또는 사용가능한 칩 위상을 송신기(T1 내지 Tn)에 방송하는 시스템의 대체 형태를 개략적으로 나타낸다.
도 3에 도시된 본 발명의 형태(21)에서, 허브(3)는, 위성(25)과 안테나(27 및 29)들 사이의 무선 통신(23)을 가능하게 하는 게이트웨이(7)와 직접 통신한다.
모든 비트가 동일한 시퀀스에 의해 칩으로 스프레드되기 때문에, SAMA 채널에 대해서 주파수 스펙트럼이 결정된다.
SAMA 시스템에 대해서, 채널에서 사용되는 다양한 비율 및 시간은 다음과 같다:
샘플율 이것은 위상내 및 직교(I/Q) 아날로그 디지털 변환기가 작동할 때의 비율이다. 구현을 용이하게 하기 위해서, 샘플율은 70 MHz의 규격 캐리어의 1/4, 또는 17.5 MSPS이다. 칩은 8번 오버샘플된다.
보드(Baud) 시간 이것은 70 MHz 캐리어의 변조율, 또는 직교 각에서의 이동이 얼마나 자주 일어나는 지의 비율이다. 각 이동은 2개의 칩을 나타낸다. 보드율은 2.1875 MHz 또는 샘플율의 1/8이다.
심볼 시간 스프레딩 코드는 31개 칩의 길이이다. PN 매치 필터는 14.17 마이크로초의 심볼 시간동안 각 31 보드마다 심볼을 생성한다. 각 심볼은 2개의 비트를 나타낸다. 데이터율은 141 KBPS이다.
동기화 시간 모든 패킷은 24 비트 동기하 필드로 시작한다. 패킷 동기화 필터는 이 필드를 검색한다. 길이는 170 마이크로초이다.
패킷 시간 가장 긴 패킷은 전체 시간 3.8 밀리초에 대해, 24 동기화 비트에 512 데이터 비트를 추가한 것이다.
본 발명이 특정 실시예를 참조로 하여 기술되었지만, 본 발명의 변형 및 변경들이 아래의 청구항에서 정의되는 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한 이루어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 동일한 스프레딩 코드들을 사용하여 다중 액세스 채널 상에 특정한 위상들로 데이터 바이트들의 패킷들을 칩들로서 송신하는 단계,
    별개의 개별적인 소스들로부터의 상기 데이터 패킷들을 중재하는 단계,
    상기 데이터 패킷들 내의 긴 파일들 또는 디지털화된 압축 음성 신호들을 송신하기 위한 칩 위상들을 예약하는 단계,
    허브 스테이션으로부터 칩 위상들의 리스트들을 상기 채널의 사용자들에게 방송하는 단계, 및
    예약한 송신기 이외의 다른 송신기는 점유된 칩 위상에서 칩들로 데이터 패킷들을 송신하지 않는다는 것을 보증하는 단계
    를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스(Spread Aloha Multiple Access(SAMA)) 예약 채널 프로토콜 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    허브 스테이션으로부터 칩 위상들의 리스트들을 상기 채널의 사용자들에게 방송하는 단계, 및
    예약한 송신기 이외의 다른 송신기는 점유된 칩 위상에서 칩들로 데이터 패킷들을 송신하지 않는다는 것을 보증하는 단계
    를 더 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 예약된 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 프리 칩 위상들(free chip phases)의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  5. 송신기로부터 긴 데이터 파일들 또는 디지털화된 압축 음성 신호를 허브 스테이션에 송신하기 위한 예약 프로토콜을 사용하는 단계,
    칩 위상들을 예약하는 단계, 및
    스프레드 데이터 패킷들 내의 비트들을 나타내는 칩들을 상기 데이터 패킷들의 송신에 사용되는 상기 예약된 칩 위상들로 송신하는 단계
    를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    칩들의 송신을 시작함으로써 칩 위상들을 예약하는 단계를 더 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 더 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 예약된 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 프리 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  10. 동일한 스프레딩 코드들을 사용하여 다중 액세스 채널 상에 특정한 위상들에서 비트들의 데이터 패킷들을 칩들로서 송신하는 단계,
    별개의 개별적인 소스들로부터의 데이터 패킷들을 멀티플렉싱하는 단계,
    허브 스테이션에서 데이터 패킷들을 수신하는 단계,
    상기 허브 스테이션에서 상기 별개의 개별적인 소스들로부터의 멀티플렉스된 데이터 패킷들을 칩 위상들에 따라 분리하는 단계,
    상기 개별적인 소스들 중 적어도 하나에 의해, 상기 적어도 하나의 소스로부터의 데이터 패킷들 내의 긴 파일들 또는 디지털화된 압축 음성 신호들을 송신하기 위한 특정한 칩 위상들을 예약하는 단계,
    상기 허브 스테이션으로부터 상기 다중 액세스 채널을 사용하여 칩 위상들의 리스트들을 상기 소스들에게 방송하는 단계, 및
    예약한 소스 이외의 다른 소스는 예약되어 점유된 칩 위상에서 데이터 패킷들을 칩들로 송신하지 않는다는 것을 보증하는 단계
    를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 예약된 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 허브 스테이션에 의해 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계는, 프리 칩 위상들의 리스트를 방송하는 단계를 포함하는 스프레드 알로하 다중 액세스 예약 채널 프로토콜 방법.
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