KR20070022866A - 무선 통신 네트워크, 무선 통신 유닛 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

적어도 3개의 통신 유닛들을 포함하는 무선 디지털 통신 네트워크에서의 통신 방법은 제 1 통신 유닛에 의해서, RF 채널 상의 RF 캐리어의 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송하는 단계(302)를 포함한다. 상기 RF 채널의 상기 RF 캐리어상에서의 전송에도 불구하고, 제 2 통신 유닛은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 또 다른 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송한다(310). 제 3 통신 유닛(312)은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 두 시간 슬롯들에서 상기 제 1 및 제 2 통신 유닛들로부터 오디오를 수신하여(312), 상기 두 시간 슬롯들로부터의 오디오를 개별적으로 처리한다(314).

무선 통신, 통신 유닛, RF 캐리어, RF 채널

Description

무선 통신 네트워크, 무선 통신 유닛 및 그 동작 방법{WIRELESS COMMUNICATION NETWORK, WIRELESS COMMUNICATION UNIT AND METHOD OF OPERATION THEREFOR}

본 발명은 일반적으로 무선 디지털 통신 네트워크에서의 통신에 관한 것으로, 특히 이동 통신 네트워크에서의 통신을 위한 유닛, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.

셀룰라 통신 시스템(예를 들면, 이동통신용 글로벌 시스템(GSM) 및 지상 간선 무선(TErrestrial Trunked RAdio: TETRA))에서, 지리적 지역은 다수의 셀들로 분할되고 그 각각은 기지국에 의해 서비스된다. 스위칭 기반 구조를 구비한, BTS(Base Transceiver Station)라고도 하는 하나의 기지국은 네트워크의 노드라고 지칭된다. BTS를 지원하는 스위칭 기반 구조는 다른 BTS들과 공유될 수 있다. TETRA 시스템에서 시스템 기반 구조는 일반적으로 스위칭 및 관리 기반 구조(SwMI)로서 칭하여지며, 이는 실질적으로 통신 유닛들(가입자들 혹은 이동국들(MS)이라고도 함)과는 별개인 모든 통신 요소들을 포함하고 있다. 이것은 기지국 제어기들(BSC) 및 이동 스위칭 센터들(MSC)을 통해 통상의 공중교환 전화 네트워크(PSTN)에 접속된 BST들을 포함한다. 지리적인 관점에서 노드에 대한 참조는 하나의 BTS에 의해 서비스되는 영역에 대한 참조이며, 네트워크 관점에서 노드에 대한 참조는 BTS에 대한 참조이며, 기반주소에서 이를 지원한다. 가입자 또는 이동국(MS) 혹은 통신 유닛으로서 또한 칭하여지는 통신 유닛은 통신 유닛이 동작하는 셀의 기지국에 의해 라디오 통신 링크를 통해 서비스된다.

셀룰라 통신 시스템들의 기본 이점들 중 하나는 통신 유닛이 네트워크로부터 서비스들을 받으면서 하나의 지리적 위치에서 다른 하나의 지리적 위치로 이동할 수 있다는 것이다. 끊김이 없는 서비스를 제공하기 위해서 두 기지국들의 중첩되는 커버리지 지역들이 있다. 통신 유닛이 제 1 기지국에 의해 서비스되는 영역에서 제 2 기지국에 의해 서비스되는 영역 쪽으로 이동할 때 중접되는 커버리지의 지역에 들어간다. 중첩되는 커버리지의 지역 내에서 통신 유닛은 서빙 기지국을 바꾼다. 이것은 셀 재선택 혹은 핸드오버로서 알려져 있다.

BTS로부터 통신 유닛으로의 통신 링크는 일반적으로 다운링크 통신채널이라고 한다. 반대로, 통신 유닛에서 BTS로의 통신링크는 일반적으로 업링크 통신채널이라고 한다.

2개의 상이한 셀들에서 동작하는 핸드셋들과 같은 2개의 통신 유닛들간에 통신이 될 수 있게 하기 위해서, 고정된 네트워크가 기지국들을 서로 연결한다. 고정된 네트워크는 임의의 2개의 기지국들간에 데이터가 보내지게 동작하고 이 방법으로 이들 두 개의 원격의 핸드셋 간의 통신을 허용한다. 또한, 고정된 네트워크는 공중교환 전화 네트워크(PSTN)과 같은 외부 네트워크들에 상호연결을 위해서 게이트웨이 기능들을 포함할 수도 있다. 이것은 통신 유닛들이 지상선 전화들 및 이외 지상선에 의해 연결된 다른 통신 단말들과 통신할 수 있게 한다. 또한, 고정된 네트워크는 라우팅 데이터, 승인 제어, 자원할당, 가입자 과금, 이동국 인증 등을 포함한 통상의 셀룰라 통신 네트워크 관리를 위해 요구되는 기능들을 수행하도록 적응된다.

TETRA는 25kHz의 넓은 채널들이 4개의 시간 슬롯들로 분할되는 시분할다중접속(TDMA) 시스템이다. 각 시간 슬롯은 14.167msecs의 기간을 가지며 4개의 시간 슬롯들은 56.67 msecs의 기간을 갖는 시간 프레임으로 결합된다. 시간 프레임들은 18개의 시간 프레임들을 포함하는 복수 프레임들로 결합된다. 프레임 번호 18은 제어 프레임으로서 유보되어 있고 제어정보는 활성 호 동안에 통신될 수 있다.

TETRA 통신 시스템들은 상용으로 운영되는 통신 시스템들로서 사용될 수도 있다. 그러나, 이들의 주 타겟 사용자들은 위급 서비스들과 같은 기관들 혹은 그룹들이다. TETRA 시스템에 구현된 특별한 기능들 및 서비스들은 이 시스템이 특히 경찰, 구급요원, 소방 구조원 등과 같은 서비스들에 적합하게 한다. 특히 위급 서비스들에 유용한 TETRA 시스템에 의해 제공되는 이러한 기능들 중 하나는 이들 그룹들의 멤버쉽을 관리할 뿐만 아니라 그룹 호들의 제어이다. TETRA 시스템에 의해 제공되는 다른 특징들 및 서비스들은 푸쉬-투-토크(push-to-talk) 채널 할당, 방송 호들 등을 포함한다. 원격의 통신 유닛들이 기지국을 통해 통신하는 트렁크 모드 동작 외에도, TETRA 시스템은 기반 구조의 관여없이 원격의 유닛들간에 직접적으로 통신의 가능성을 제공한다. 이것은 직접 모드 동작(DMO)으로서 알려져 있다. 기반 구조의 관여를 요구하는 통신은 트렁크 모드 동작(TMO)으로서 알려져 있다.

이 기술에서 알려진 디지털 통신 시스템(100)의 일 예가 매우 단순하게 도 1에 도시되었다. 시스템(100)은 복수의 통신 유닛들(102-108)을 포함한다. 한번에 단지 하나의 오디오 신호만이 RF 채널의 주어진 RF 캐리어로 전송되는 것이 허용된다. 이 신호는 전송측 통신 유닛(102)에 의해 수신측 통신 유닛(106)으로 전송된다. 비지상태의 RF 채널의 동일 RF 캐리어로 전송을 시도하는 또 다른 통신 유닛(104)은 액세스가 거부될 것이다. 이것은 특정 상황들에서 문제가 될 수 있다.

<발명의 요약>

종래기술의 문제를 완화 혹은 극복하는 무선 통신용 방법 및 장치의 필요성이 있다.

본 발명의 제 1 면에 따르면, 디지털 통신 시스템에서의 사용을 위한 무선 통신을 제공하고, 통신 유닛은 첨부한 청구항의 제 1 항에 청구된 바와 같다.

본 발명의 제 2 면에 따르면, 첨부한 청구항들 중 청구항 7에 청구된 바와 같이 무선 디지털 네트워크가 제공된다.

본 발명의 제 3 면에 따르면, 첨부한 청구항들 중 청구항 10에 청구된 무선 디지털 통신 시스템에서의 통신 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 또 다른 특징들은 첨부한 종속 청구항들에 정의된 바와 같고 본 발명의 실시예들의 설명에서 개시된다.

본 발명은 유익하게는 하나 이상의 송신기로부터의 호출들의 동시 수신과 하나의 수신측 무선 통신 유닛에서 양질의 오디오 출력을 생성할 수 있게 한다. 실제로 이것은 예를 들면 이 유닛을 사용하는 지휘자가, 동시에 송신하는 두 사람들을 청취할 수 있게 하여준다. 라디오 경로 및 오디오 처리 경로 상의 두 개이상의 신호들의 분리 및 출력 전에 이들의 믹싱은 오디오 신호의 명확하고 좋은 품질을 보장한다.

본 발명은 첨부한 도면들과 함께 취해진 발명의 실시예들의 다음의 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 것이다.

도 1은 이 기술 분야에 알려진 방법에 따라 동작하는 무선 디지털 통신 네트워크를 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하는 무선 디지털 통신 네트워크를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에서 무선 디지털 통신 네트워크에서의 통신 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 통신 유닛을 도시한 블록도이다.

다음의 설명은 TETRA 셀룰라 통신 시스템에 적용할 수 있는 본 발명의 실시예에 중점을 둔 것이다. 그러나, 본 발명은 이러한 적용에 한정되지 않고 많은 다른 통신 시스템들(예를 들면, APCO 프로젝트 25 및 다른 디지털 이동 통신 시스템들)에 적용될 수 있음을 알 것이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 무선 디지털 통신 네트워크(200)에서의 통신의 일 실시예가 도시되어 있다. 복수의 통신 유닛들(202-208)을 포함하 는 네트워크(200)에서 제 1 통신 유닛(202)은 RF 채널 상의 RF 캐리어의 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송한다(302). 제 2 통신 유닛(204)은 상기 RF 채널 상의 이러한 RF 캐리어로 전송이 있음을 들을 수 있다. RF 채널의 RF 캐리어는 사용중이라면 비지(busy)로서 플래그된다. 상기 RF 채널의 RF 캐리어가 비지라는 사실에도 불구하고 제 2 통신 유닛(204)은 상기 RF 채널의 상기 RF 캐리어의 또 다른 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송한다(310). 결국 상기 제 2 통신 유닛(204)에 의한 상기 RF 채널 상의 전송은 상기 제 1 통신 유닛(202)에 의한 상기 RF 채널 상의 전송과 동시에 일어나지만, 두 전송측 통신 유닛들(202, 204)은 RF 채널의 동일 RF 캐리어의 상이한 시간 슬롯들을 사용한다.

제 3 통신 유닛(206)은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 두 시간 슬롯들에서 상기 제 1(202) 및 상기 제 2 통신 유닛들(204)로부터 오디오를 수신하고(312) 상기 두 시간 슬롯들로부터 오디오를 개별적으로 처리한다(314).

제 3 통신 유닛(206)의 제어기는 수신된 2개의 오디오 신호들을 처리한 후에, 상기 두 시간 슬롯들로부터의 처리된 오디오를 믹싱하고(316), 상기 믹싱된 오디오를 제 3 통신 유닛(206)의 스피커에 전송한다.

일 실시예에서 제 3 통신 유닛(202)의 오디오부는 스테레오 증폭기를 구비할 수 있고 처리 후에 상기 제어기는 스테레오 증폭기의 개별 채널들로 상기 분리된 오디오를 보낸다.

이러한 해결책의 두드러진 이점은 별도의 시간 슬롯들로 전송함으로써 라디오 전송 경로 상에서의 상호간섭을 피하는 것이 가능하다는 것이다. 결국, 제 3 통 신 유닛(206)에 의해 수신된 신호는 분리될 수 있고, 각 오디오 스트림은 독립적으로 처리될 수 있다. 이것은 제 3 통신 유닛의 스피커들에서 교란되지 않은, 명료한 오디오 신호들의 생성을 가능하게 한다.

실제 구현에서, 제 3 통신 유닛(206)은 경찰, 보안, 소방, 등과 같은 특별한 서비스들의 동작 동안 지휘자에 의해 사용될 수 있다. 이것은 지휘자가 동시에 무선 통신을 보내는 하나 이상의 다른 사람을 청취할 수 있게 해준다.

제 2 통신 디바이스(204)의 사용자에게 있어, 이것은 앞서 시작된 호(즉, 도 3에 도시된 예에서 제 1 통신 유닛(202)와 제 3 통신 유닛(206)간의 호)의 종료를 기다리지 않고 즉시 정보를 보낼 수 있음을 의미한다.

일 실시예에서, 상기 RF 캐리어의 매 시간 슬롯에서 또 다른 통신 유닛으로부터의 오디오가 전송된다.

또 다른 실시예에서 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 적어도 두 시간 슬롯들로 전송된 적어도 두 개의 통신 유닛들(202, 204)로부터의 상기 오디오 전송은 토크 그룹(예를 들면, 통신 유닛들(206, 208))에 의해 수신된다.

일 실시예에서, 상기 통신 유닛들(202-208)간의 통신은 다이렉트 모드에서 실행된다. 대안적으로 통신은 트렁크 모드에서 실행된다.

통신이 트렁크 모드에서 실행될 때 상기 제 3 통신 유닛(206)은 병렬 오디오를 수신함으로써 기반 구조에 등록한다. 상기 등록은 기반 구조가 동일 RF 채널로 2개 이상의 오디오 신호의 전송을 허용하도록 하는 지시이다.

도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에서 무선 디지털 통신 네트워크(200) 가 도시되어 있다. 네트워크(200)는 적어도 3개의 통신 유닛들(204-206)을 포함하고 제 1 통신 유닛(202)은 RF 채널의 RF 캐리어의 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송한다. 상기 RF 채널의 상기 RF 캐리어에서 검출된 전송에도 불구하고, 제 2 통신 유닛(204)은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 또 다른 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송한다. 이러한 상황에서 이 전송의 수신인, 즉 제 3 통신 유닛(206)에 의해 수신되는 신호는 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 2개의 상이한 시간 슬롯들을 사용하는 2개의 오디오 신호들의 혼합으로 구성된다. 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 두 시간 슬롯들에서 상기 제 1(202) 및 상기 제 2 통신 유닛들(204)로부터 오디오를 수신한 후에 제 3 통신 유닛(206)은 상기 두 시간 슬롯들로부터 오디오를 개별적으로 처리한다.

일 실시예에서, 통신이 트렁크 모드에서 실행될 때 무선 디지털 통신 네트워크(200)는, 병렬 오디오를 수신하는 통신 유닛으로서 기반 구조에 상기 제 3 통신 유닛(206)을 등록할 수 있게 하며, 상기 등록은 기반 구조가 동일한 RF 채널 상에 하나 이상의 오디오 신호가 상기 제 3 통신 유닛(206)에 전송할 수 있도록 하는 지시이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서의 무선 통신 유닛(400)이 도시되었다. 무선 통신 유닛(400)은 제어기(402), 메모리(430), 수신부(422), 전송부(420), 라디오 주파수(RF) 스위치(424), 안테나(426)를 포함한다. 사용자가 통신 유닛의 용이한 동작을 할 수 있도록 사용자 인터페이스(404)를 함께 형성하는 디스플레이(408), 키보드(410), 마이크(412) 및 스피커(402)를 더 포함한다. 아날로그- 디지털 변환기(418)은 마이크와 제어기(402)를 상호 연결한다. 수신된 오디오 신호들은 디지털-아날로그 변환기(432)를 통해 상기 제어기(402)로부터 증폭기(434)로 전송되고, 그 후 스피커로 전송된다. 제어기(402)로서 마이크로프로세서가 사용된다. 상기 제어기(402)는 제 2 통신 유닛이 상기 RF 채널의 상기 RF 캐리어로 전송할지라도, 전송부(420)가 RF 채널의 RF 캐리어 상의 비어있는 시간 슬롯으로 전송할 수 있게 구성된다.

일 실시예에서, 통신 유닛(400)은 상기 RF 채널 상에서 상기 RF 캐리어의 적어도 2개의 시간 슬롯들에서 적어도 2개의 통신 유닛들로부터 병렬 오디오(오디오 정보를 나타내는 신호들)를 병행 수신하고, 적어도 두 시간 슬롯들로부터 오디오를 개별적으로 처리하도록 적응된다.

통신 유닛(400)의 제어기(402)는 트렁크 모드에서 동작하는 동안, 병렬 오디오를 수신하면 상기 통신 유닛(400)을 네트워크에 등록한다. 등록 요청은 전송부(420)에 의해 전송된다. 이러한 등록 후에 네트워크의 기반 구조는 동일 RF 채널 상의 하나 이상의 통신 유닛의 전송을 허용하도록 지시된다.

통신 유닛(400)의 사용자 인터페이스(404)는 병렬 오디오를 수신하면 통신 유닛을 네트워크에 등록하기 위해 사용자에 의한 수동 구성을 허용한다.

또 다른 실시예에서 통신 유닛(400)의 사용자는 하나 이상의 상기 오디오 신호들을 스위치 오프할 수 있다. 스위치 오프 할 오디오 신호들은 사용자 인터페이스(404)를 사용하여 통신 유닛(400)의 사용자에 의해 선택된다. 일 실시예에서, 사용자는 수신된 오디오 신호들의 리스트를 디스플레이 스크린(408) 상에 표시하고 사용자는 스위치 오프 할 신호들을 선택할 수 있다. 마찬가지로 사용자가 유지해야 할 신호를 선택하고 남은 신호들은 스위치 오프 되게 하는 것이 명백하다. 신호들을 스위치 오프하는 것은 통신 유닛에서 처리의 여러 단계들에서 수행될 수 있다. 상기 처리의 초기 단계에서 처리로부터 특정 시간 슬롯들을 폐기함으로써 행해질 수도 있고, 또는 또 다른 실시예에서, 스위치 오프 하는 것은 신호를 스피커에 전송하는 것으로부터 배제함으로써 오디오부에서 일어날 수도 있다. 그러나, 상기 처리의 이전 단계에서 특정 오디오 신호를 비활성화시킴으로써 제어기(402)의 처리자원들을 절약하는 것은 당업자들에게 명백하다. 스위치 오프 할 신호들을 선택할 목적으로, 통신 유닛이 음성 인식할 수 있다면 음성 명령들이 사용될 수 있음을 알 것이다.

일 실시예에서, 통신 유닛(400)(유닛들(202-206)의 예를 나타내는)은 휴대 혹은 이동 통신 유닛으로서 구현될 수 있다.

일 실시예에서, 제 2 통신 유닛(204)은 음성 호를 전송하도록 적응되고, 나머지 프레임들 중 적어도 하나는 (비음성) 데이터의 전송에 사용된다.

Claims (10)

1. 무선 디지털 통신 시스템(200)에서 사용하기 위한 통신 유닛(400)에 있어서,

   상기 통신 유닛은 RF 채널의 적어도 두 시간 슬롯들에서, 적어도 두 개의 다른 통신 유닛들로부터 오디오 정보를 나타내는 신호들을 동시에 수신하고, 상기 적어도 두 시간 슬롯들에서 수신된 상기 신호들을 개별적으로 처리하도록(314) 동작가능한, 통신 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 신호들로부터 적어도 두 개의 오디오 출력 신호들을 동시에, 선택적으로는 함께 혼합되게 생성하도록 동작 가능한, 통신 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   전송부(420); 및

   제어기(402)를 포함하고,

   상기 제어기(402)는 제 2 통신 유닛이 RF 채널의 RF 캐리어의 또 다른 시간 슬롯으로 전송 중일지라도 상기 전송부(420)에 의해 상기 RF 채널의 상기 RF 캐리어 상의 비어있는 시간 슬롯에서 전송을 제어하도록 구성되는, 통신 유닛.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어기(402) 및 상기 전송부(420)는 병렬 오디오 신호들을 수신할 때 상기 통신 유닛을 서비스하는 네트워크에 상기 통신 유닛을 등록하도록 구성되는, 통신 유닛.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어기(402)는 병렬 오디오 신호들을 수신하기 위해서 상기 통신 유닛의 사용자에 의해 수동으로 구성되도록 적응된, 통신 유닛.
6. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 오디오 신호들 중 적어도 하나를 스위치 오프하도록 적응되고, 스위치 오프할 상기 오디오 신호들은 사용자 인터페이스(404)를 사용하여 상기 통신 유닛(400)의 사용자에 의해 선택가능한, 통신 유닛.
7. 적어도 3개의 통신 유닛들(202-206)을 포함하는 무선 디지털 통신 시스템(200)에 있어서,

   제 1 통신 유닛(202)은 RF 채널 상의 RF 캐리어의 비어있는 시간 슬롯으로 오디오 정보를 나타내는 신호를 전송하도록 적응되고,

   제 2 통신 유닛(204)은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 또 다른 비어있는 시간 슬롯으로 오디오 정보를 나타내는 신호를 전송하도록 적응되고,

   제 3 통신 유닛(206)은 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 두 시간 슬롯들 에서 상기 제 1 및 제 2 통신 유닛들로부터 상기 신호들을 수신하고, 상기 두 시간 신호들로부터 오디오를 개별적으로 처리하도록 적응되며,

   상기 제 1 및 제 2 통신 유닛들은 시스템 기반 구조를 통해 직접 모드 또는 트렁크 모드의 어느 하나에서 상기 제 3 통신 유닛과 통신하도록 동작 가능한, 무선 디지털 통신 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   병렬 오디오 신호들을 수신할 때, 상기 제 3 통신 유닛의 등록을 허용하고, 상기 등록에 응답하여 동일 RF 채널 상의 오디오 정보를 나타내는 하나 이상의 신호 전송들이 상기 제 3 통신 유닛에 동시에 전송될 수 있도록 적응된 시스템 기반 구조를 포함하는, 무선 디지털 통신 시스템.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

   상기 시스템은 TETRA 혹은 APCO 프로젝트 25 표준 통신 네트워크에 따라 동작 가능한 통신 네트워크인, 무선 디지털 통신 시스템.
10. 적어도 3개의 통신 유닛들(202-206)을 포함하는 무선 디지털 통신 네트워크(200)에서의 통신 방법에 있어서,

    제 1 통신 유닛(202)에서:

    - RF 채널 상의 RF 캐리어의 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송하는 단 계(302);

    제 2 통신 유닛(204)에서:

    - 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 또 다른 비어있는 시간 슬롯으로 오디오를 전송하는 단계(310);

    제 3 통신 유닛(206)에서:

    - 상기 RF 채널 상의 상기 RF 캐리어의 두 시간 슬롯들에서 상기 제 1 및 제 2 통신 유닛들로부터 오디오를 수신하는 단계(312);

    - 상기 두 시간 슬롯들로부터의 오디오를 개별적으로 처리하는 단계(314)를 포함하는, 통신 방법.

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