KR20040068619A - 네트워크에서 통신 관리 방법, 신호, 전송 장치 및 수신단말 - Google Patents

네트워크에서 통신 관리 방법, 신호, 전송 장치 및 수신단말 Download PDF

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KR20040068619A
KR20040068619A KR10-2004-7010756A KR20047010756A KR20040068619A KR 20040068619 A KR20040068619 A KR 20040068619A KR 20047010756 A KR20047010756 A KR 20047010756A KR 20040068619 A KR20040068619 A KR 20040068619A
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communication mode
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KR10-2004-7010756A
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바솜피에르암뜨완
구다르드나탈리
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웨이브콤
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 전송 장치(101) 및 데이터를 수신하는데 채용되는 적어도 하나의 단말(102)을 포함하는 통신 네트워크(100)에서 통신의 관리 방법에 관한 것이다. 본 발명의 관리 방법은, 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드를 사용하여, 수신 단말이라 불리는 하나의 단말과 전송 장치라 불리는 하나의 전송 장치 사이의 통신을 개시하는 단계 및 전송 장치와 수신 단말 사이의 통신에 할당되는 다중 캐리어 변조를 사용하는 통신 채널을 이용하여 다중 캐리어 변조(OFDM)를 사용하는 제2 통신모드로 전환하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 수행된다. 또한, 본 발명은 관련된 신호, 전송 장치 및 수신 단말에 관한 것이다.

Description

네트워크에서 통신 관리 방법, 신호, 전송 장치 및 수신 단말{METHOD OF MANAGING COMMUNICATIONS IN A NETWORK AND THE CORRESPONDING SIGNAL, TRANSMITTING DEVICE AND DESTINATION TERMINAL}
제3 세대 및 보다 최근의 무선전화 시스템은 매우 고속의 데이터 전송을 요구하는 많은 서비스 및 애플리케이션을 이미 처리하거나 처리할 것이다. 특히 인터넷 또는 그와 유사한 네트워크를 통한 데이터 전송에 할당된 리소스(예를 들어 음성 및/또는 고정 또는 움직이는 영상을 포함하는 파일)는 이용 가능한 리소스의 대부분을 이용할 것이며, 실제로 거의 일정함을 유지해야 하는 음성 통신에 할당된 리소스를 초과할 것이다.
그러나, 무선전화 단말 사용자에게 이용될 수 있는 전체 처리량은 이용 가능한 주파수의 수에 의해 제한된다. 일반적으로 충분한 리소스의 사용을 가능하게 하는 일 방법은 주어진 영역에서 셀의 밀도를 증가시키는 것이다. 그 결과 네트워크시설은 비교적 작은 셀인 "마이크로 셀(micro-cell)"로 분할된다. 이 기술은 매우 많은 수의 고정 기지국(base station(BS), UMTS 표준에 따라 노드 B 기지국이라 불림)을 필요로 하는 단점이 있다. 나아가, 높은 데이터 처리가 가능하다고 하더라도 최적은 아니다. 나아가, 보다 높은 수준에서, 셀의 수에 따라 관리가 보다 복잡해지고 기지국의 수가 보다 증가하게 된다는 것은 자명하다.
또한, 제3 세대 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 네트워크의 용량은 인접한 셀 또는 네트워크 사이의 간섭에 의해 제한된다.
게다가, 모든 현존하는 무선전화 시스템과 같이, 현재 개발 중인 제3 세대 시스템은 대칭 구조에 기반을 둔다. 따라서, 3GPP(Third Generation Partnership Project)에 의해 정의된 UMTS 표준은 다운링크(downlink) 채널(기지국에서 단말로) 및 업링크(uplink) 채널(단말에서 기지국으로) 사이에 FDD(Frequency Division Duplex) 주(main)링크용으로 대칭 분배(symmetric distribution)를 사용한다.
또한, 일부 비대칭이 가능한 TDD(Time Division Duplex) 링크가 있다. 그러나, 이용 가능한 비대칭은 다운링크 채널 상에서 이동성을 갖거나 갖지 않는 인터넷 타입의 고속 서비스에 대해 사용자의 필요를 고려하여 제한된다.
하나의 해결 방안은 W-CDMA(Wide-Code Division Multiple Access, 주채널 상에서 실행되는)를 이용한 다중-캐리어(carrier) 변조(부(secondary)채널에서 실행되는)를 사용하는 것으로 구성된다. 예를 들어, OFDM(Orthogonal Frequency Division Muplex) 채널이 고속 다운링크 부채널에 도입될 수 있으며, 동일 셀의 모든 사용자 장비에 의해 공유될 수 있다(특히, 웨이브콤(Wavecom)사에 의해 1998년4월 10일 제출된 특허 FR-98 04883호에 기재된 것과 같이). 종래의 이러한 기술은 사용자 장비용으로 OFDM 신호 및 단일 캐리어 신호 사이의 교란(disturbance)이 발생하는 문제가 있다. 더욱이, 주채널에서 부채널로 데이터의 신호 전송에서 전환(changeover)이 최적화되지 않고 부채널로부터 불필요한 대역폭을 사용한다. 게다가, 이 기술의 실행은 비교적 복잡하고 따라서 다운링크 부채널 상에서 데이터를 수신하고 동시에 업링크 주채널 상에서 데이터를 전송하는데 적용되어야 하는 사용자 장비에서 많은 비용이 소모된다.
본 발명은 통신 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특히 셀룰러 네트워크에서 고속의 데이터 전송 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 잇점은, 단지 설명을 위한 한정하지 않는 실례로서 제공되는 바람직한 실시예의 설명 및 다음과 같은 첨부된 도면을 통해 보다 명확해질 것이다:
- 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크의 블록도이다.
- 도 2는 도 1에 도시된 네트워크 내의 "마이크로 셀" 기지국을 도시한다.
- 도 3은 도 1에 도시된 네트워크에서 제1 통신모드에서 제2 통신모드로 전환을 가능하게 하는 서로 다른 요소간의 통신 프로토콜을 도시한다.
본 발명의 다양한 관점은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.
보다 상세하게, 본 발명의 일 목적은 이동 무선전화 단말과 같은 단말로 고속 데이터 전송이 가능한 새로운 통신 관리 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 기존의 이동 무선 통신 표준 및 특히 UMTS 표준에 호환되는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이용 가능한 리소스의 사용을 시간 및 주파수 면에서 최적화하고 특히 고속 데이터 전송에 적합한 전송 방법에 기반을 둔 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비교적 간단하고 따라서 사용자 단말의 저렴한 실행이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 열악한 수신 조건(특히, 적어도 250km/h 수준의 고속 사용자 단말 진행속도 및/또는 다중 경로를 갖는 수신 조건)에서도 고속 데이터 수신이 가능한 기술을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 특히 동일한 지리적 영역 또는 인접 영역을 커버하는 하나 또는 복수의 네트워크에서 처리량의 전체적인 증가를 가능하게 함으로써 데이터 전송을 최적화하는데 있다.
본 발명은 적어도 하나의 전송 장치 및 상기 적어도 하나의 전송 장치로부터 수신된 데이터에 적합한 적어도 하나의 단말을 포함하는 통신 네트워크에서 통신 관리 방법을 제안함으로써 이러한 목적을 달성한다. 이 방법은 다음 단계를 포함한다:
- 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신 모드를 이용하여, 전송 장치라 불리는 하나의 전송 장치와 수신 단말이라 불리는 하나의 단말 사이에서 통신을 개시하는 단계; 및
- 다중 캐리어 변조를 이용한 제2 통신 모드로 전환하는 단계, 다중 캐리어 변조를 사용한 통신 채널이 상기 전송 장치 및 수신 단말 사이의 통신에 할당된다;
상기 제1 및 제2 통신 모드는 연속적으로 번갈아 실행된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 방법은, 변조가 가드(guard) 인터벌(interval)을 갖는 OFDM 타입 변조인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 방법은, 변조가 IOTA 타입 변조인 것을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 특히 가드 인터벌을 갖는 OFDM 타입 또는 IOTA 타입의 다중 캐리어를 이용한 변조의 이용을 가능하게 한다. 특히, IOTA 타입 변조는 열악한 전송/수신 조건(예를 들어, 도플러효과에 영향을 받는 노이즈가 매우 많이 포함된 무선 채널) 하에서 고속 데이터 전송에 적합하다.
IOTA(Isotropic Orthogonal Transform Algorithm) 타입 변조가 1995년 5월 2일 제출된 특허 FR-95 05455호에 정의된다. 특히, IOTA 변조는 몇몇 기본 캐리어의 주파수 다중화에 대응하는 디지털 수신기로 전송될 다중 캐리어 신호에 기반한다. 각 기본 캐리어는 일련의 심벌(symbol)에 대응한다. 두 개의 연속된 심벌은 심벌 시간 τ0만큼 분리되어 있으며, 두 개의 인접한 캐리어 사이의 간격 ν0은 심벌 시간 τ0의 역수의 절반과 같으며, 각 캐리어는 캐리어 사이의 간격 ν0의 두배보다 큰 대역으로 필터링하는 형상의 스펙트럼에 의해 영향을 받으며, 필터링은 각 심벌이 반드시 시간 영역 및 주파수 영역에서 집중되도록 선택된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 제1 통신 모드가 송신 장치와 수신 단말 간 통신의 개시, 유지 및 종료를 위한 작동을 수행하는데 적용되는 특징이 있다.
따라서, 제1 통신 모드는 높은 처리량을 필요로 하지 않는 통신 관리에 특히 적합하다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 통신 네트워크가 이동 통신 네트워크(UMTS)라는 점에서 특징이 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 제1 통신 모드가 전송 장치에 의해 관리되는 모든 단말에 사용될 적어도 하나의 공통 채널을 사용한다는 점에서 특징이 있다.
따라서, 적어도 하나의 공통 채널의 사용은 특히 고속 데이터 전송(전용(dedicated) 채널을 사용하는 경우가 아닌)을 위해 비교적 짧은 통신 개시 시간을 가능하게 한다.
더욱이, 전용 채널을 실행하는 것보다 제1 통신 모드에서 적어도 하나의 공통 채널을 실행하는 것이 훨씬 쉽다. 특히, 하나 또는 복수개의 공통 채널을 제1 통신 모드용으로 사용하는 경우, OFDM 모드로 전환할 때 핸드오버(handover) 절차를 실행할 필요가 없다. 반면, 전용채널을 사용할 때에는 이러한 절차를 이용하거나 수신 단말 내에 두 개의 수신기(각각은 모드 중의 하나에 할당됨)를 포함할 필요가 있다.
더욱이, 적어도 하나의 공통 채널을 사용하는 제1 통신 모드의 사용은 통신(예를 들어 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access) 타입 접근의 사용에 기반한)을 위해 고려된 채널 및 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 채널(예를 들어 OFDM 변조에 기반한) 사이의 교란을 회피할 수 있게 한다.
또한, 이러한 특징은 제2 통신 모드용으로 사용될 수 있는 주파수 범위에서 보다 넓은 선택을 가능하게 한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 제1 통신 모드가 제2 통신모드로 전환을 가능하게 하는 적어도 하나의 접근 채널(FACH) 타입 다운링크 공통채널을 사용한다는 점에서 특징이 있다.
이러한 방법에서, 본 발명은 바람직하게 UMTS 네트워크 내에서 사용된다. 제1 통신모드는 예를 들어 표준에서 정의된 FACH 타입 다운링크 공통 채널과 같은 공통채널을 사용한다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 제2 통신모드가 사용되고 있을 때 데이터가 수신 단말에 올바르게 전송되었는지를 알기 위해 제1 통신모드가 적어도 하나의 업링크 공통 채널(RACH)을 사용한다는 점에서 특징이 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 제2 통신모드가 전송 장치와 수신 단말 사이에 고속으로 데이터를 전송하는데 적용된다는 점에서 특징이 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 제2 통신모드가 수단 단말에 인터넷 타입 데이터를 전송하는데 적용된다는 점에서 특징이 있다.
따라서, 제2 통신모드는 특히 다운링크 방향으로 고속 데이터 전송에 잘 적용될 수 있으므로, 본 발명은 인터넷 타입 데이터(e-메일, 웹사이트 보기, 파일, 이미지 및/또는 음성의 전송 등)의 전송에 신뢰성 있게 효과적으로 채용될 수 있다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 본 발명의 방법은, 전송 장치가 셀룰러 통신 네트워크에서 기지국이라는 점에서 특징이 있다.
따라서, 본 발명은 특히 셀룰러 네트워크 내에서 효과적으로 사용될 수 있다. 기지국은 현존하는 셀룰러 네트워크 표준(예를 들어 UMTS)과 호환되는 비교적 저속의 제1 통신 모드 및 열악한 환경에서 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 제2통신모드를 실행한다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 전송 장치 및 상기 전송 장치(들)로부터 데이터를 수신하는데 채용되는 적어도 하나의 단말을 포함하는 통신 네트워크 신호에 관한 것이다. 이는 제1 및 제2 통신모드로 각각 불리는 두 개의 통신모드를 포함한다는 점에서 특징이 있다:
- 단일 캐리어 변조에 기반하는 제1 통신모드는 전송 장치라 불리는 적어도 하나의 전송 장치와 수신 단말로 불리는 하나의 단말 사이에 통신을 개시할 때 사용되며;
- 다중 캐리어 변조를 사용하는 제2 통신모드는 다중 캐리어 변조를 사용하며 전송 장치와 수신 단말 사이의 통신에 할당된 통신 채널 상에서 사용된다;
제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 실행된다.
또한, 본 발명은 적어도 하나의 전송 장치와 상기 전송 장치로부터 데이터를 수신하는데 채용된 단말을 포함하는 통신 네트워크 내에서 사용하기 위해 설계된 수신 단말에 관한 것이다. 상기 수신 단말은 다음 수단을 포함한다는 점에서 특징이 있다:
- 전송 장치라 불리는 전송 장치 및 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드에서 사용되는 단말 사이에 통신을 개시하는 수단; 및
- 다중 캐리어 변조를 사용하는 제2 통신모드로 전환하는 수단, 통신 채널은 전송 장치 및 수신 단말 사이의 통신에 할당된 다중 캐리어 변조를 사용한다;
제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 사용된다.
본 발명의 수신 단말, 전송 장치 및 신호의 잇점은 전술한 통신 관리 방법의 잇점과 동일하므로 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일반적인 원리는, 예를 들어 UMTS 타입 채널(특히 FACH 공통 채널)에 기반한 통신을 관리(개시, 유지 및 종료)하기 위해 단일 캐리어 변조를 사용하는 제1 통신모드에서 고속으로 데이터를 전송하기 위한 다중 캐리어 변조(특히, 예를 들어 가드(guard) 인터벌(interval)을 갖는 OFDM 타입 또는 IOTA 타입)에 기반한 제2 통신모드로 전환하는데 기반한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말은 그가 속한 네트워크에 요청을 발생시키는데 PRACH 채널을 사용하며, 기지국은 요청을 수신하고 처리량이 너무 높아FACH(Forward Access Channel) 공통 채널에 의해 전달되지 못할 때 응답 및/또는 데이터를 OFDM 변조를 이용하는 공통 채널 상에서 전송한다.
오류 수정 코드 및 인터레이싱(interlacing)과 관련된 다중 캐리어 변조는 무선 이동 환경에서 특히 고속 전송에 대한 잇점들을 보여왔다. 따라서, 다중 캐리어 변조 기술(특히 가드 인터벌을 갖는 OFDM또는 IOTA)의 사용은 높은 스펙트럼 효율이 요구되고 채널이 매우 안정되지 못할 때 유용하다.
더하여, 위치 업데이트를 위해 전용 채널이 개방되어야 하는 GSM 표준과 호환되는 네트워크와는 달리, UMTS 표준을 사용한 PRACH 채널은 단지 위치 업데이트를 위한 물리적 채널이다. 그 속도가 제한되기는 하지만 GSM에 비해 매우 고속이므로, 이러한 타입의 해결방안은 방송 애플리케이션에 제한되지 않고 제공될 수 있다.
따라서, 본 발명은 단일 캐리어의 제1 통신모드에서 다중 캐리어의 제2 통신모드로 전환을 가능하게 한다. 다중 캐리어 채널은 바람직하게 기지국과 단말 사이에 할당되며 일부 단말에 관련한 방송 애플리케이션에 제한되지 않는다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 특히 데이터 전송 기지국에 요청을 전송하고 이어 데이터가 다중 캐리어 변조를 이용하여 다운링크 방향으로 고속 전송되기 위해, 단말은 PRACH 채널 대신 PCPCH 채널(Physical Common Packet Channel)을 사용할 수 있다. 따라서 OFDM 채널은 PCPCH 채널과 결합될 수 있다.
특히 사용자 단말은 이동 또는 고정 무선 단말(예를 들어 휴대폰 또는 무선 통신 시스템을 포함한 다른 타입의 장비(특히 휴대용 컴퓨터))을 포함한다는 것을주지하여야 한다.
도 1은 본 발명을 이용한 이동 무선전화 네트워크의 블록도이다.
예를 들어, 네트워크는 3GPP 위원회에 의해 정의된 UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) 표준과 호환될 수 있다.
네트워크는 기지국(BS)(101)에 의해 관리되는 셀(100)을 포함한다.
셀(100) 자체는 기지국(101) 및 단말(UE)(102, 103 및 104)을 포함한다.
단말(102, 103 및 104)은 업링크 및 다운링크 채널을 통해 기지국(101)과 데이터(애플리케이션 타입 계층에 대한) 및/또는 신호를 교환한다. 따라서, 단말(!02) 및 기지국(101)은 통신에서 다음을 통해 연결된다:
- 신호 및/또는 통신 제어 데이터를 단말(102)로 전달하는 단일 캐리어 다운링크 채널(110);
- 신호 및/또는 통신 제어 데이터를 전달하는 단일 캐리어 업링크 채널(111);
- 기지국(101)에서 단말(102)로 고속 데이터 전송을 가능하게 하는 다중 캐리어 다운링크 채널(112)(예를 들어, OFDM 타입).
디폴트값으로, 단말은 대기모드, 즉 통신모드에 있지는 않지만 통신을 위해 존재하고 이용될 수 있는 모드에 있다. 제1 통신모드에서, 이 단말은 단일 캐리어 변조를 이용한 다운링크 채널로 기지국(101)에 의해 발신되는 신호를 수신한다. 이 신호는 다음과 같은 채널 상에서 발신된다:
- 특히 BCH(Broadcast Channel) 및 PCH(Paging Channel) 상에서 고차 통신프로토콜 계층에 제공되는 서비스에 해당하는 공통 전송 채널; 및
- 특히 CPICH(Common Pilot Channel) 상에서 통신 프로토콜의 물리적 계층에 해당하는 공통 전송 채널.
제2 세대(3G) 이동 네트워크에 의해 사용되는 채널은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있으며, 특히 3GPP 출판사에 의해 배포된 "제3 세대 파트너쉽 프로젝트; 기술 명세 그룹 무선 접근 네트워크; 물리적 채널 및 물리적 채널 상의 전송 채널의 매핑 1999년 발표" 표준, 참조번호 3Gpp.TS25.211에 상세히 설명되고 있다. 따라서, 이러한 채널에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 기지국(101)을 도식적으로 나타낸다.
기지국(101)은 어드레스 및 데이터 버스(207)로 서로 연결된 다음과 같은 요소를 포함한다:
- 처리기(204);
- RAM(206);
- 비휘발성 메모리(205)
- 이동 네트워크에서 고정된 설비 또는 다른 네트워크에 연결을 가능하게 하는 네트워크 인터페이스(200);
- 전용 업링크 채널 상의 기지국(101)과의 통신에서 단말에 의해 송신되는 신호를 수신하기 위한 수신 무선 인터페이스(201);
- 전용 다운링크 채널 및 물리 계층에 해당하는 공통 전송 채널 상에서 단일캐리어 변조 또는 다중 캐리어 변조를 이용한 신호를 송신하기 위한 무선 전송 인터페이스(202); 및
- 제어 및 유지를 위해 기계와 대화하기 위한 인간-기계 인터페이스(203).
RAM(206)은 데이터, 변수(209) 및 중간 처리 결과를 저장한다.
비휘발성 메모리(205)는 편의를 위해 내부에 저장된 데이터와 동일한 명칭이 할당된 레지스터에 다음을 저장한다:
- "prog" 레지스터(201) 내에 처리기(204)의 작동 프로그램;
- 기지국(101)에 대한 설정 파라미터(211).
도시하지 않은 하나의 단말은 어드레스 및 데이터 버스를 통해 서로 연결된 다음 요소를 포함한다는 것을 주지해야 한다.
- 처리기;
- RAM;
- 비휘발성 메모리;
- 단일 캐리어 또는 다중 캐리어 변조로 기지국(101)에 의해 송신되는 신호를 동기화하고 일반적으로 수신하는 무선 수신 인터페이스;
- 전용 업링크 채널 및 공통 업링크 전송 채널 상에서 단일 캐리어 변조로 신호를 송신하는 무선 전송 인터페이스; 및
- 제어 및 유지를 위해 기계와 대화하기 위한 인간-기계 인터페이스.
도 3은 단일 캐리어 변조를 이용한 제1 통신모드와 다중 캐리어 변조에서 단말(102)에 할당된 채널의 사용에 기반한 제2 통신모드를 이용하여 통신하는 동안기지국(101)과 단말(102) 사이의 통신 프로토콜을 도시한다.
기지국(101)은 신호(300)를 셀(100) 내에 존재하는 터미널 특히 터미널(102)로 다운링크 채널 SCH 상에서 전송한다. 따라서, 단말(102)은 기지국(101)의 SCH 채널 상에서 동기화된다.
SCH 신호는 일반적으로 기지국(101)에 의해 송신되고, 단말(102)의 동기화가 주어진 사전 결정된 문턱값 이하로 떨어지는 순간 기지국(101)에 대해 다시 동기화된다는 점을 주지해야 한다.
또한, 기지국(101)은 신호(301)를 BCH 상에서 전송한다. 이 다운링크 신호는 단말(102)이 어느 PCH 채널을 수신해야 하는지 지시한다. 따라서, 이 신호를 수신한 후, 단말(102)은 자신을 상기 신호(302)에 의해 지시되는 PCH 채널을 수신하게 한다.
이어, 기지국(101)은 신호(301)에 의해 지시되는 PCH 채널 상에서 단말(102)로 신호를 송신하며 이 신호는 입력 요청을 감지하는데 사용된다.
이어, 단말(102)이 통신을 초기화하고자 하면, 단말(102)은 신호(303)를 RACH(Random Access Channel, 채널 접근 고계층(high layer) 서비스에 해당하는 공통 채널) 상에서 전송한다. 이 신호(303)는, 단말(102)이 통신 개시되어야 한다는 것을 요청하고 있다는 것을 기지국(101)에 지시한다.
이어, 기지국(101)은 제1 통신모드(단일 캐리어를 이용한)에 따른 고계층 서비스에 해당하는 공통채널인 FACH(Fast Access Channel) 상에서 통신 채널 할당 신호(304)를 전송한다.
제1 통신모드에 해당하는 신호는 UMTS 표준에서 정의 된 처음 두 계층(물리 계층 및 링크 계층)과 호환된다. 본 발명에 따르면, 레벨 3에서, 기지국은 어디서, 언제, 어떻게 OFDM을 수신하는지 지시한다.
이어, 단말(102)은, 본 발명에 따르면 단말(102)의 동기화를 개선하는 파일럿(pilot) 채널 CPICH(305)를 수신한다.
이어, 통신은 단말(102)과 기지국(101) 사이에서 개시된다.
현존하는 UMTS-FDD 표준에 명시된 것과 같이 네트워크로부터 응답을 얻기 위해 FACH 채널(304)을 수신하는 동안 이동 단말은 PRACH 업링크 채널(306)(RACH 채널에 해당하는 물리 채널)을 통해 요청을 전송한다. 네트워크가 매우 다량의 정보를 이동 단말에서 전송 받을 것을 결정하고 특히 FACH 채널에서 이용가능한 속도가 매우 낮은 경우에, 제2 통신모드와 관련된 OFDM 채널을 수신하기 위해 기지국(101)은 제1 통신모드에 해당하는 FACH 채널(304)을 통해 단말(102)에 제2 통신모드와 관련된 OFDM 채널을 수신하도록 통보한다.
따라서, 본 발명에 따르면, OFDM 변조를 이용하는 OFDM 채널이라 불리는 공통 채널의 사용은 RACH(업링크 채널) 및 FACH(다운링크 채널)의 물리적 전송 특징의 변경 없이 RACH/FACH 공통 채널과 결합된다(다시 말하면, 단말은 RACH 요청을 송신하고, 기지국은 FACH 프레임을 이용하여 응답하며, 기지국(101)과 단말(102) 사이의 데이터 전송은 다중 캐리어를 사용한 제2 통신모드를 이용하여 수행된다).
FACH 채널은, 이동 단말이 OFDM 채널을 올바르게 수신하는데 사용되는 신호 정보를 전송한다. FACH는 관련된 데이터 블록을 수신하기 위해 언제(즉 단말로 전송되고 있는 블록의 시작 및 종료 시간), 어디서(주파수 대역 내에서, (전송이 전체 이용 가능한 주파수 대역을 반드시 사용하는 것은 아니다)), 어떻게(도플러 전파, 지연 전파 등) OFDM 채널을 수신하는지를 지시한다. 디폴트값에 의하면, 기지국은 사전 결정된 특징(심벌 시간, 서브 캐리어들 사이의 간격 및 참조 심벌 또는 파일럿 심벌의 분배)을 갖는 OFDM 변조를 사용한다. 일 변형예에 따르면, 이러한 특징은 기지국에 의해 동적으로 최적화되며, 전파 채널의 특징의 함수로 적용된다.
따라서, 기지국(101)과 단말(102) 사이의 통신은 다중 캐리어 변조를 사용한 제2 통신모드로 변환된다. 따라서, 기지국(101)은 신호(307)를 통해 OFDM 공통 채널 상에서 데이터를 전송한다.
이어, 단말(102)은 RACH 채널(308) 상에서 레벨 2 승인(acknowledgement)을 송신한다.
이어, 단말은 FACH 채널(309)을 수신하기 시작한다.
이어, 신호(304, 307 및 308)와 각각 유사한 FACH 신호(309), OFDM 신호(310) 및 RACH 신호(311)는 기지국(101) 및 단말(102) 사이에서 교환된다. 이러한 교환은 전송되는 데이터의 수에 따라 반복된다.
채널이 기지국(101) 및 단말(102) 사이의 연결에 할당된 본 발명의 일 변형예에서, 데이터는 초기 PRACH 요청(305)과 별도로 PRACH를 전송하지 않고(즉, 승인 없이) 제2 통신모드로 전송된다.
통신의 종료시, 단말(102) 및/또는 기지국(101)은 FACH 채널(312)을 통해 통신이 종료되었음을 지시한다.
이어, 단말(102)은 대기 모드 및 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드로 돌아간다.
이어, 기지국(101)은 SCH, BCH 및 PCH 채널 상에서 각각 신호들(313, 314 및 315)을 발신한다. 이 신호들(313, 314 및 315)은 전술한 신호들(300, 301 및 302)과 각각 유사하다.
도 3에 따르면, 셀 변환이 일반적으로 두 개의 수신 블록 사이의 셀-FACH 모드에서 이루어지므로, OFDM의 사용은 "핸드오버(handover)"의 실행을 요구하지 않는다. 이는, 특히 "핸드오버"를 표준화하고 실행하는 것의 어려움을 아는 경우에 특히 잇점이 있다.
더욱이, RACH/FACH 채널이 사용되므로, 데이터는 빔(beam) 형태로써 전송될 수 있다. 단말(102)은 RACH/FACH 채널에 의해 위치가 결정된다.
단말(102)은, OFDM 신호가 WCDMA FDD 타입 단일 캐리어 채널 상에서 방출되는 것과 동일한 시간에 이 OFDM 신호를 수신하지 않는다. 이는 OFDM 채널에 사용되는 주파수 대역의 선택을 매우 간소화시킨다. 상기 주파수 대역은 FDD 업링크 채널로부터 매우 멀리 이격될 필요가 없는 것으로 주어진다. 또는 OFDM 채널 및 WCDMA FDD 타입 단일 캐리어 채널 상에서 동시 수신이 존재하지 않는다(이는 단말(102)상에 다중 무선 수신기가 필요 없다는 것을 의미한다).
게다가, OFDM 채널 상에서 파워 제어가 FDD 채널 상에서와 같이 연속적으로 실행될 필요가 없다. 그러나, 네트워크는 OFDM 상에서 송신될 파워를 결정하기 위해 RACH를 수신하는 파워를 측정할 수 있다.
본 발명이 전술한 예시적인 실시예에 한정되지 않는다는 것은 자명하다.
특히, 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 사용된 다중 캐리어 변조 타입을 변형할 수 있을 것이다. 따라서, 변조는, 웨이브콤(Wavecom)사에 의해 1998년 4월 10일에 제출된 특허 FR-98 04883에 기술된 것과 같은 OFDM 타입이거나 1995년 5월 2일 제출된 특허 FR95 05455에 정의된 IOTA 타입 변조일 수 있다.
본 발명은 UMTS 및 제3 세대 네트워크에 한정되지 않으나, 특히 높은 스펙트럼 효율이 요구되며 채널의 높은 안정성이 요구되는 경우 기지국 및 단말 사이의 통신에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명이 적용되는 분야는 영상, 음성 및/또는 데이터를 위한 지상 디지털 무선 방송 시스템 또는 높은 이동 처리량의 이동통신(이동 네트워크, 무선 랜 또는 위성 통신)에 사용되는 디지털 통신 시스템 또는 음파 전송 채널을 사용한 잠수함 통신을 포함한다.
본 발명은 폭넓은 적용분야를 가지며, 특히 고속 인터넷 타입 서비스에 사용될 수 있다(본 발명이 UMTS에 적용되는 경우, OFDM 채널의 매우 높은 처리량과 결합하여 GSM 보다 처리량이 훨씬 높다고 하더라도 RACH의 낮은 처리량은 이러한 형식의 서비스의 요구를 충족시킨다).
본 발명은 단지 물리적 설비에 의해 한정되지 않으나, 컴퓨터 프로그램 또는 하드웨어와 소프트웨어가 결합한 형태에서 일련의 명령(instruction)의 형태로 사용될 수 있다. 본 발명이 부분적으로 또는 전체적으로 소프트웨어의 형태로 사용되는 경우, 해당 명령은 이동 가능한 저장수단(예를 들어 디스켓, CD-ROM, DVD-ROM)에 저장될 수 있으나 반드시 그러한 것은 아니며, 이러한 이동 가능한 저장수단은 부분적으로 또는 전체적으로 컴퓨터 또는 소형처리기에 의해 판독될 수 있다.

Claims (14)

  1. 적어도 하나의 전송 장치(101)와 상기 전송 장치로부터 데이터를 수신하는 적어도 하나의 단말(102)을 포함하는 통신 네트워크에서 통신을 관리하는 방법에 있어서,
    - 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드를 이용하여, 전송 장치라 불리는 상기 전송 장치 중 하나와 수신 단말이라 불리는 상기 단말 중 하나 사이의 통신을 개시하는 단계(304, 309, 312); 및
    - 다중 캐리어 변조(OFDM)를 이용한 제2 통신모드(307, 310)로 전환하는 단계를 포함하며,
    상기 다중 캐리어 변조를 이용하는 통신채널은 상기 전송 장치 및 상기 수신 단말 사이에 할당되고, 상기 제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 실행되는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변조는 가드(guard) 인터벌(interval)을 갖는 OFDM 타입 변조인 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변조는 IOTA 타입 변조인 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 통신모드는, 상기 전송 장치와 상기 수신 단말간 통신의 실시(301, 302, 304), 유지(309) 및 종료(312)를 수행하는데 채용되는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통신 네트워크는 이동 통신 네트워크(UMTS)인 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 통신모드는, 상기 전송 장치에 의해 관리되는 모든 단말에 예정된 적어도 하나의 공통 채널(FACH)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 통신모드는, 상기 제2 통신모드로 전환을 가능하게 하는 적어도 하나의 접근 채널 타입(FACH) 다운링크 공통 채널을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 통신모드는, 상기 제2 통신모드가 사용될 때 상기 수신 단말로 올바르게 전송된 데이터를 인식하기 위해 적어도 하나의 업링크 공통 채널(RACH)을 사용하는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 통신모드(OFDM)는, 상기 전송 장치 및 상기 수신 단말 사이에서 고속으로 데이터를 전송하는데 채용되는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 통신모드는 상기 수신 단말로 인터넷 타입 데이터를 전송하는데 채용되는 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전송 장치는 셀룰러 통신 네트워크에서 기지국인 것을 특징으로 하는 통신 관리 방법.
  12. 적어도 하나의 전송 장치(101) 및 상기 적어도 하나의 전송 장치로부터 데이터를 수신하는데 채용된 적어도 하나의 단말(102)을 포함하는 통신 네트워크 신호에 있어서,
    - 전송 장치라 불리는 상기 적어도 하나의 전송 장치와 수신 단말이라 불리는 상기 단말 중 하나 사이의 통신을 개시(304, 309, 312)할 때 사용되며, 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드; 및
    - 상기 전송 장치와 상기 수신 단말 사이의 통신에 할당되고 다중 캐리어 변조를 사용하는 통신채널 상에서 사용되는 다중 캐리어 변조(OFDM)를 사용하는 제2 통신모드를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 통신 모드는 연속적으로 번갈아 사용되는 것을 특징으로 하는 통신 네트워크 신호.
  13. 데이터를 수신하는 적어도 하나의 단말(102)을 포함하는 통신 네트워크에서 실행되도록 설계되며, 상기 단말에 데이터를 송신하는 전송 장치에 있어서,
    - 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드(304, 309, 312)를 이용하여, 상기 전송 장치 및 수신 단말이라 불리는 상기 단말 중 하나 사이의 통신을 개시하는 수단; 및
    - 다중 캐리어 변조(OFDM)를 이용하는 제2 통신모드(307, 310)로 전환하는 수단을 포함하며,
    상기 다중 캐리어 변조를 이용하는 통신채널이 상기 전송 장치 및 상기 수신 단말 사이의 통신에 할당되고, 상기 제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 사용되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
  14. 적어도 하나의 전송 장치(101)를 포함한 통신 네트워크에서 실행되도록 설계되며, 상기 적어도 하나의 전송 장치로부터 데이터를 수신하는데 채용되는 수신 단말(102)에 있어서,
    - 단일 캐리어 변조에 기반한 제1 통신모드(304, 309, 312)를 이용하여, 전송 장치라 불리는 상기 전송 장치 중 하나와 상기 단말 사이의 통신을 개시하는 수단;
    - 다중 캐리어 변조(OFDM)를 이용하는 제2 통신모드(307, 310)로 전환하는 수단을 포함하며,
    상기 다중 캐리어 변조를 이용하는 통신채널이 상기 전송 장치 및 상기 수신 단말 사이의 통신에 할당되고, 상기 제1 및 제2 통신모드는 연속적으로 번갈아 사용되는 것을 특징으로 하는 전송 장치.
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