KR20070064264A

KR20070064264A - 무선 통신 시스템의 주파수 대역에 자원들을 할당하기 위한방법, 그리고 네트워크 장치 및 사용자국

Info

Publication number: KR20070064264A
Application number: KR1020060126977A
Authority: KR
Inventors: 요제프 마르틴 아이힝어; 마티아스 로트; 에곤 슐츠; 볼프강 치르바스
Original assignee: 지멘스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2005-12-15
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2007-06-20
Also published as: US20070140166A1; CN1984432B; EP1799001A1; CN1984432A; US7773635B2; KR101322335B1

Abstract

무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 자원들을 할당하기 위한 방법, 네트워크 장치 및 가입자국

본 발명은 무선 통신 시스템의 주파수 대역들(F1, F2)에 자원들을 할당하기 위한 방법에 관한 것으로,

- 서로 떨어져 있는 제1 및 제2의 두 FDD 주파수 대역들(F1, F2)의 자원들이 TDD 전송 방법에 의한 전송들을 위해 할당되고,

- 상기 제1 FDD 주파수 대역(F1)의 자원들은 업링크(UL)의 FDD 전송들을 위해 그리고 제1 전송 방향(mg)으로서 주로 업링크(UL)의 TDD 전송들과 제2 전송 방향(ug)으로서 부차적으로 다운링크(DL)의 TDD 전송들을 위해 할당되고,

- 제2 FDD 주파수 대역(F2)의 자원들은 다운링크(DL)의 FDD 전송들을 위해 그리고 제1 전송 방향(mg)으로서 주로 다운링크(DL)의 TDD 전송들과 제2 전송 방향(ug)으로서 부차적으로 업링크(UL)의 TDD 전송들을 위해 할당되고,

- 상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2)에서 상기 제2 전송 방향들(ug) 중의 하나를 위해 자원들이 할당되는 시간 기간들(ts) 동안에 상기 제2 전송 방향(ug)의 반대 전송 방향을 위해서는 어떠한 자원들도 할당되지 않는다.

Description

무선 통신 시스템의 주파수 대역에 자원들을 할당하기 위한 방법, 그리고 네트워크 장치 및 사용자국{METHOD FOR ALLOCATING RESOURCES TO FREQUENCY BANDS OF A RADIO COMMUNICATION SYSTEM AS WELL AS A NETWORK DEVICE AND USER STATION}

도 1은 이동국들에 무선 접속하는 기지국과 무선 통신 시스템의 이용 가능한 주파수 대역들에 대한 자원 할당 시스템을 나타내는 도면, 및

도 2 내지 도 4는 도 1에 따른 무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 자원들을 할당하기 위한 대안적인 할당 시스템들을 나타내는 도면.

본 발명은 무선 통신 시스템의 주파수 대역에 자원들을 할당하기 위한 방법과 상응하는 네트워크 장치 및 가입자국에 관한 것이다.

차세대 이동 무선 통신 시스템들은 중앙 기지국과 이동국들 사이의 단거리(short-range) 전송 및 장거리(long-range) 전송 모두를 허용하도록 의도된다. 단거리의 경우, 공지의 TDD(Time Division Duplex)를 사용하는 것이 유용한데, 이는 상기 절차가 무선 채널의 상호 관계(reciprocity)에 기인하여 업링크(UL)의 전송들로부터 다운링크(DL)에서의 채널 추정이 가능하도록 하기 때문이다. 이는, 예 를 들어 공간 다중화를 이용한 공지의 MIMO 시스템들(Multiple Input Multiple Output Antennas) 또는 공지의 멀티-홉(multi-hop) 네트워크들에 있어서 중요한 특징이다.

공간 다중화(SMUX)는 높은 수준의 정확성을 갖는 채널 추정과 약 11 dB보다 높은 신호대 잡음비를 요구하므로, 약 200미터까지의 전송을 위한 통상적인 단거리 기술로서 현재 여겨진다. TDD가 제한된 수의 핫스폿들(hotspots)에서 공간 다중화와 함께 사용되는 경우, 상이한 핫스폿들 사이의 공간적 분리는 TDD의 주요 단점으로 보이는 기지국들 사이의 일반적으로 알려진 간섭을 방지한다.

셀룰러 장거리 시스템들의 경우에는, 명확히 정의된 간섭 조건들로 인해서 FDD(Frequency Division Duplex)가 선호된다. FDD는 다운링크와 업링크의 전송을 분리시키기 위해 디플렉서 필터(디플렉서/안테나 분리기 필터)를 이용하여 전이중 통신(full duplex)으로서 사용될 수 있다. 대안적으로, FDD는 반이중 통신(half duplex)으로서 사용될 수도 있는데, 이때 각 이동국은 각 시간 슬롯 내에서 송신하기만 하거나 또는 수신하기만 하고, 그에 따라 스위치가 고속-제어 로컬 발진기와 함께 상기 디플렉서를 대체할 수 있다. 고속-제어 발진기 대신에, 하위 및 상위 주파수 대역(또는 측파대) 사이를 스위칭하기 위해 반이중 FDD를 이용하는 것도 가능하다. 이는 더 경제적인 발진기 솔루션들을 허용한다.

TDD, FDD 그리고 반이중 FDD와 이들의 가능한 조합들을 변환하기 위한 제안들은 일반적인 논의의 요지이다.

GB 2 398 455 A는 FDD 대역에서의 TDD 동작을 기술한다. 그에 의해, 두 FDD 주파수 대역들 중에서 제1 FDD 주파수 대역의 이용 가능한 자원들은 시간 슬롯들에 나누어지고 TDD 업링크들 및 TDD 다운링크들을 위해 대칭적으로 할당된다. 상기 FDD 주파수 대역은 일반적으로 FDD 업링크 주파수 대역으로서 사용되는 주파수 대역이다. 상기 할당된 이중(duplex) 주파수 대역, 즉 FDD 다운링크 주파수 대역은 또한 간섭을 방지하기 위하여 특별히 TDD 다운링크들을 위해서만 요구되는 것으로서 사용된다. 그러므로, 상기 절차를 이용함으로써 TDD 전송들은 FDD 전송들을 대신하여 이중-FDD 주파수 대역에서 이루어진다.

본 발명의 목적은, 더욱 효율적인 시스템 활용성에 대한 관점과 단거리 또는 장거리의 국(station)들에 대한 자원들의 할당 가능성에 대한 관점으로 한 무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 자원들을 더욱 효과적으로 할당하기 위한 방법을 구성하는 것이다. 그에 의해 예를 들면 TDD로부터 알려진 바와 같이, 기지국들 또는 네트워크 액세스 국들 사이의 통상적인 나쁜 간섭 조건들을 방지하는 반면에 전송 비대칭성에 대하여는 고도의 유연성을 유지하는 것이 의도된다. 특히, 그렇게 하지 않으면 어려운 기지국들 사이의 주파수 대역 활용성의 조정(coordination)을 관리하는 것이 그렇게 함으로써 간단하게 허용되는데, 상기 기지국들은 한 위치에 있지만 거의 동기화 비용이 들지 않고 상이한 운영자들에 연관된다.

상기 목적은 독립항들에 청구되는 방법 그리고 네트워크 장치 및 가입자국에 의해 달성된다. 유용한 실시예들은 종속항들의 요지이다.

그러므로, 무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 자원들을 할당하기 위한 방법이 선호되는데, 여기서 서로 떨어져 있는 제1 및 제2의 두 FDD 주파수 대역들의 자원들은 TDD 전송 방법에 의한 전송들을 위해 할당되며, 이때 상기 제1 FDD 주파수 대역의 자원들은 업링크의 FDD 전송들을 위해 할당되고 제1 전송 방향으로서 업링크의 TDD 전송들을 위해 주로(predominantly) 할당되고 제2 전송 방향으로서 다운링크의 TDD 전송들을 위해 부차적으로(in a secondary manner) 할당되며, 상기 제2 FDD 주파수 대역의 자원들은 다운링크의 FDD 전송들을 위해 할당되고 제1 전송 방향으로서 다운링크의 TDD 전송들을 위해 주로 할당되고 제2 전송 방향으로서 업링크의 TDD 전송들을 위해 부차적으로 할당되며, 상기 제1 및 제2 주파수 대역들에서 제2 전송 방향들 중의 하나를 위해 자원들이 할당되는 기간들 동안에는 상기 제2 전송 방향에 대한 반대 전송 방향의 FDD 전송들을 위해서는 어떠한 자원들도 할당되지 않는다.

제2 전송 방향들 중의 하나를 위해 자원들이 할당되는 기간들 동안에, TDD 전송들을 위한 자원들만이 바람직하게 제1 및 제2 주파수 대역들에 할당된다.

제2 전송 방향을 위한 이러한 자원들의 할당이 제1 및 제2 주파수 대역들의 모든 주파수 하위-대역들을 고려하여 동기화된 방식으로 바람직하게 이루어지는 방법은 특히 유용하다. 전송 범위들이 겹쳐지고 자원 할당이 독립적으로 이루어지는 상이한 기지국들의 주파수 하위-대역들이 제2 전송 방향들을 위한 자원들의 할당에 관해서는 서로에 대하여 동기화된 방식으로 그들의 운영자들에 의해 운영되는 방법은 적절하다.

반대 방향인 제1 전송 방향의 TDD 전송들과 비교해 볼 때, 제2 전송 방향의 TDD 전송들을 위해서는 자원들의 20%까지만, 특히 10%까지만 시간적으로 연속해서(temporal succession) 할당된다. 이는 특히 유용한데, 다른 한 주파수 대역의 주파수를 위해 제2 방향으로 전송들이 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 주파수 대역들의 한 주파수 하위-대역은 각각 유용하게도 FDD 제어 채널로서 할당될 수 있다. 다른 주파수 하위-대역들이 시간적으로(temporally) 동시에 할당되는 동안에, 제어 채널은 유용하게도 아이들 갭(idle gap)으로서 미사용 상태로 남거나 또는 제2 TDD 전송 방향을 위한 TDD 전송을 위해 할당된다.

제1 전송 방향의 TDD 전송들을 위한 자원들은 각 주파수 대역에서 일부의 주파수 하위-대역들을 위해 할당될 수 있고, 다른 주파수 하위-대역들은 각 예시에서 주파수 대역 내에서 동일한 전송 방향의 FDD 전송들을 위해 할당될 수 있다.

제1 및 제2 주파수 대역들 사이의 주파수 보호 대역의 자원들은 일시적으로 TDD 전송들을 위한 추가 주파수 하위-대역들로서 할당될 수 있는데, 이는 현재 트래픽 부하에 대하여 매우 간단하면서 유연성 있는 적응을 가능하게 한다. 본 상세한 설명에서는, 제1 및 제2 주파수 대역들 사이의 주파수 보호 대역의 이동에 더하여, 제2 주파수 대역에 할당되는 것보다 더 적은 주파수 하위-대역들이 제1 주파수 대역에 일시적으로 할당되는 것이 유용하게도 가능하다.

하나의 시간 세그먼트 내에서 하나의 시간 하위-세그먼트는 FDD 전송들을 위해 할당될 수 있고, 하나의 시간 하위-세그먼트는 제1 전송 방향의 TDD 전송들을 위해 할당될 수 있으며 하나의 시간 하위-세그먼트는 제2 전송 방향의 TDD 전송들 을 위해 할당될 수 있는데, 이는 마찬가지로 현재 부하 조건들에 대하여 다양한 조절을 허용한다.

FDD 전송들의 경우에는, 자원들이 반이중 FDD 전송들을 위해 적절하게 할당된다.

본 발명의 가입자국과 네트워크 장치는 각각 본 발명의 방법을 수행하기 위해 요구되는 모든 특징들을 갖는다. 특히, 상응하는 수단이 개별 방법 단계들 또는 방법 변형들을 수행하기 위해 각각 제공될 수 있다.

그러므로 기본 개념은 두 개의 다소 결합된 TDD 주파수 대역들로서 두 주파수 대역들을 결합하는 것으로, 주파수 대역들은 순수하게 TDD 주파수 대역들로서 사용되기보다는 특히 장거리 전송들을 위한 반이중 FDD 주파수 대역들로서 혼합적으로 사용된다. 이로써, 제1 주파수 대역들은 다운링크 전송들을 위해 주로 사용되고 제2 주파수 대역들은 업링크 전송들을 위해 주로 사용된다. 이로써, 제1 주파수 대역은 제2 주파수 대역보다 더 하위의 주파수들을 가지는데, 그 반대의 경우도 가능하다. 한 가지 특별한 특징은, 두 주파수 대역들 중의 한 주파수 대역이 다운링크의 FDD 전송들만을 위해 사용되고 다운링크의 TDD 전송들을 위해 주로 사용되고 업링크의 TDD 전송들을 위해서는 부차적으로만 사용되는 반면에, 반대로 상기 주파수 대역들 중의 다른 한 주파수 대역은 업링크의 FDD 전송들을 위해서만 사용되고 업링크의 TDD 전송들을 위해 주로 사용되고 다운링크의 TDD 링크들을 위해서는 부차적으로만 사용된다는 점이다. 한 주파수 대역에서는, 업링크와 다운링크의 TDD 전송들의 비율이 예를 들면 90%의 시간이 동일한 방향의 TDD 전송들에 집중 되는 방식이 바람직하고, 여기서 FDD 전송들은 예를 들어 반이중 시스템에 따른 주파수 대역에서 이루어지는 반면에, TDD 전송들은 반대 방향으로 약 10%만의 시간에 대하여 이루어진다.

그러므로, 대칭적 트래픽 그리고 비대칭적 트래픽 모두를 지원하는 것이 가능하고, 반이중 주파수 대역만이 변경된다. 바람직하지 못한 통상적인 간섭 조건들, 즉 동일한 시간 기간(예를 들면, 하나 이상의 시간 슬롯들)의 업링크와 다운링크의 전송들은 상기 기간들 동안에 FDD 전송을 위한 아이들 갭을 삽입함으로써 완벽하게 방지되고, 제2 TDD 전송이 하나의 시간 세그먼트 동안에 제공된다. 즉, 임의 시간 세그먼트(예를 들면, 임의 전송 프레임)의 이러한 시간 기간들 내에는 FDD 전송이 이루어지지 않는다. 이는, 기지국들이 동기화된 경우에 가능하다. 하나의 시간 세그먼트의 지속시간과 비교하여 짧은 아이들 갭의 지속시간은, 하나의 시간 세그먼트에서의 FDD 전송의 전체적인 손실이 매우 작은 값, 예를 들면 10% 미만으로 제한되도록 허용한다.

예시적인 실시예와 상응하는 개선예들은 도면들을 참조하여 하기에 더욱 상세히 기술된다.

도 1은 두 예시적인 기지국들의 상황을 나타내는 것으로, 상기 두 기지국들은 무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 대하여 무선 자원들을 할당하기 위해 및/또는 자원들을 대등(coordination)하게 하기 위한 네트워크 장치로서 제어 장비(RNC)를 통해 연결된다. 선택적으로, 상기 두 기지국들(BS)은, 중간에 연결된 제어 장비(RNC)를 통해 또는 각각의 다른 기지국(BS)으로부터 수신된 신호들에 기 초한 상호 동기화에 의해 직접적으로 동기화를 수행하는 상이한 운영자들에 할당될 수 있다. 여기서 기지국(BS)은 특정한 무선 통신 시스템의 기지국일 필요는 없지만, 더 넓은 의미에서 무선-기반 이동국들을 위한 액세스 장비이다. 기지국(BS)들은 일반적으로 이동 무선 장치들 또는 이동 단말기들로서도 언급되는 국들(MT1, MT2, MT3, MT4)과 무선 인터페이스들을 통해 통신한다. 다수의 이러한 기지국들(BS)의 상호 동기화를 위하여, 제어 장비(RNC)가 무선 자원들을 할당하거나 자원들을 대등하게 하도록 하는 것이 필수적인 것은 아니다. 또한, 유용하게도 무선으로 기지국들(BS)을 동기화하는 것도 가능한데, 예를 들면 하나 이상의 기지국들(BS)이 자신들을 동기화하거나 대등하게 한다.

주파수 범위는 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)과의 통신을 위해 무선 통신 시스템 또는 기지국들(BS)에 이용될 수 있고, 상기 주파수 범위는 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)을 갖는 다수의 개별 주파수 대역들(F1, FG, F2)로 나누어진다. 그러므로 상기 개별 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)은 주파수 대역들 상에서 상이한 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)에 할당되는 자원들로서 이용될 수 있고, 이용 가능한 주파수 범위(f)의 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)을 상이한 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)의 각각에 시간(t)에 따라 할당하는 것이 가능하다. 따라서, 형성된 자원들은 또한, 한편으론 FDD 또는 반이중 FDD를 따라 주파수 하위-대역들이 영구적으로 할당되도록 하거나 또는 TDD에 따라 시간 슬롯들이 할당되도록 하는 상이한 전송 시스템들에 따라 할당될 수 있다.

이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)은 예를 들어 TDD에 의한 동작과 FDD에 의한 동작 모두를 위해 설계된다. TDD 동작에서는, 또한 상기 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)이 제1 주파수 대역(F1)과 제2 주파수 대역 모두의 자원들을 이용할 수 있다. 예를 들어 이동국은 FDD 동작과 TDD 동작 모두에서 하나의 시간 세그먼트(tf)로부터 다음 차례의 시간 세그먼트까지 주파수 대역들(F1, F2) 사이를 스위칭할 수 있다. 물론 주파수 대역들(F1, F2) 사이의 주파수 스위칭들을 위해 더 길거나 짧은 시간들이 제공될 수도 있다.

주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)은 예를 들면 공지의 서브반송파들로서, 예를 들어 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및/또는 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 위해 사용된다.

도 1과 추가의 도 2, 3, 4의 도면에 따른 예시를 고려하면, 주파수 대역들(F1, F2) 또는 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)에 대한 자원들의 할당을 도시하기 위하여, 주요한 시간 범위가 수퍼프레임(tsf)으로서 명시되고, 이번에는 상기 수퍼프레임(tsf)이 전송 프레임들로서 공지된 개별 시간 세그먼트들(tf)로 세분화된다. 기지국(BS)과 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4) 사이의 전송을 위해 자원들을 할당하기 위하여, 또한, 세 주파수 대역들(F1, FG, F2)로의 세분화가 이루어지는데, 예를 들어 다섯의 주파수 하위-대역들(f1, f2, f3, f4, f5)을 갖는 제1 주파수 대역(F1)과 예를 들어 다른 다섯의 주파수 하위-대역들(f11, f12, f13, f14, f15)을 갖는 제2 주파수 대역(F2)이 이용된다. FDD를 위해 공지된 방식으로, 주파수 보호 대역(FG)이 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2) 사이에 배치되고, 본 예시적 실시예에서 상기 주파수 보호 대역(FG)은 또 다른 다섯의 주파수 하위-대역 들(f6, f7, f8, f9, f10)을 포함한다.

자원들을 할당하기 위하여 선호되는 방법의 기본 분리(basic division)에 따르면, 제1 주파수 대역(F1)은 수퍼프레임(tsf)의 일부 시간 세그먼트들(tf) 동안에 FDD 또는 반이중 FDD에 따라 업링크의 전송들을 위해 할당되는 반면에, 수퍼프레임(tsf)의 다른 일부 시간 세그먼트들(tf) 동안에 상기 제1 주파수 대역(F1)은 제1 주파수 대역(F1)을 위한 제1 전송 방향(mg)으로서 주로 업링크(UL)의 TDD 전송들을 위해 그리고 부차적으로 제1 주파수 대역(F1)을 위한 제2 전송 방향(ug)으로서 다운링크(DL)의 TDD 전송들을 위해 할당된다. 자원들은 제2 주파수 대역(F2)에서 반대 방식으로 할당되는데, 수퍼프레임(tsf)의 일부 시간 세그먼트들(tf)은 제2 주파수 대역(F2)을 위한 제1 전송 방향(mg)으로서 다운링크(DL)의 반이중 FDD 전송들을 위해 이용되고 상기 수퍼프레임(tsf)의 다른 일부 시간 세그먼트들(tf)은 주로 다운링크(DL)의 전송들을 위해 TDD에 따라 사용되고 그리고 부차적으로 제2 주파수 대역(F2)을 위한 제2 전송 방향(ug)으로서 업링크(UL)의 전송들을 위해 사용된다. TDD에 따른 다운링크(DL)와 업링크(UL)의 전송들 사이의 분리는 주파수 대역들(F1, F2)의 각 시간 세그먼트들(tf)에서 이루어지고, 그 결과로 바람직하게 20% 미만, 바람직하게 10% 또는 그 미만의 전송들이 동일한 주파수 대역(F1 또는 F2)의 인접한 시간 세그먼트들(tf)의 FDD 또는 반이중 FDD 전송들과 비교하여 반대 전송 방향으로 이루어진다.

두 주파수 대역들(F1, F2)은 또한 바람직하게는 상호 간에 동기화되는데, 이를 통해 주파수 대역들(F1, F2) 중의 하나에서 제2 전송 방향(ug)의 TDD 전송들 동 안에 상응하는 전송들은 각각 주파수 대역들(F1, F2) 중의 다른 하나에서 제2 전송 방향(ug)에서 또한 이루어진다.

두 주파수 대역들(F1, F2)은 바람직하게도 시간 세그먼트들(tf)에 대하여 상호 간에 동기화된다.

모든 상기 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f15)의 전체 시스템적인(system-wide) 동기화는 바람직하게도 제2 전송 방향(ug)의 시간 기간들(ts)에 대하여 또는 시간 간격들(intervals)에 대하여 이루어진다. 시간 기간(ts)은 예를 들어 하나 이상의 시간 슬롯들을 포함한다. TDD 전송이 항상 제1 전송 방향(mg)의 두 주파수 대역들(F1, F2) 중의 하나에서 이루어지는 실시예들이 특히 선호되는데, FDD 또는 반이중 FDD 전송들이 상기 두 주파수 대역들(F2, F1) 중의 다른 하나에서 동시에 이루어진다.

두 주파수 하위-대역들(f5, f15) 중의 하나는 각 경우에 FDD 제어 채널(c)로서 자원들의 할당을 관리하고 동기화를 관리하기 위하여 바람직하게 사용될 수 있다. 그에 의해, 제2 전송 방향(ug)의 전송들 동안에 FDD 제어 채널(c) 상에는 어떠한 전송도 전혀 허용되지 않는 것이 선택적으로 가능하고, 그 결과로 아이들 갭(ig)이 도출되거나, 또는 FDD 제어 채널(c)의 상응하는 주파수 하위-대역들(f5, f15)이 각 경우에 제2 전송 방향의 TDD 전송들(ig*)을 위해 할당된다.

그러므로, 자원들이 할당되는 동안에, TDD 할당에 대하여 보면, 시간 세그먼트들(tf)은 제1 전송 방향(mg) 또는 주요 전송 방향을 위한 제1 시간 하위-세그먼트(td) 그리고 제2 전송 방향(ug)을 위한 시간 기간(ts)으로 세분화된다.

상기 기본 개념을 이용하면, 두 주파수 대역들(F1, F2)은 FDD로부터 공지된 바와 같이 주파수 보호 대역(FG)에 의해 구분된다. 반이중 FDD에 따르는 자원들의 할당을 위해서, FDMA(Frequency Division Multiple Access) 구성요소는 다수의 국들(MT1, MT2, MT3, MT4) 또는 사용자들이 자신들을 주파수 하위-대역들(f4, f3, f2, f1, f14, f13, f12, f11) 형태의 상이한 서브반송파들에 대하여 할당하는 것으로 스케줄링할 수 있도록 한다. 주파수 하위-대역들(f5, f15) 중의 하나는 각각 FDD 전송들을 위한 FDD 제어 채널(c)로서 선택적으로 이용될 수 있다.

시간(t)에 따른 주파수 하위-대역들(f1, f2, f3, f4, f5, f11, f12, f13, f14, f15)은 각각 시간 슬롯 또는 시간 세그먼트에 의해 데이터 블록들에 주로 할당되고, 시간에 대하여 그리고 주파수 하위-대역들의 주파수에 대하여 각각 인접한 데이터 블록들을 위한 주파수 대역들(F1, F2) 내에서 간섭 상태들을 방지하기 위하여 전송은 업링크만을 주로 향하거나 또는 다운링크만을 주로 향한다. 반대 방향의 전송은 TDD 전송들을 위해 할당된 데이터 블록들을 이용하여 매우 짧은 시간 기간들(ts) 동안에만 이루어진다.

종래의 시스템들에서, 관리하기가 중대하고 어려운 간섭 상태들은 제2 전송 방향(ug)에서 일어날 수 있는데, 전송들이 주파수 대역의 제1 전송 방향으로 동일한 주파수 대역에서 동시에 이루어지기 때문이다. 이를 방지하기 위해, 무선 통신 시스템의 전제 셀룰러 시스템이 동기화되어, 제2 전송 방향(ug)이 모든 주파수 하위-대역들을 위한 예시를 통해 나타난 짧은 시간 기간들(ts)에 대해 바람직하게 동기화되도록 한다. 이러한 동기화는, 모든 기지국들 또는 네트워크 측에서 상기 기 지국들 쪽에 배치되고 할당에 관련된 추가의 국들은 간섭을 갖는 이러한 시간 기간들(ts)이 언제 일어날 수 있을지에 관한 정확한 지식을 가지고, 그 결과로 상기 시간 기간들(ts)에서 제1 전송 방향으로 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)에 의한 사용을 위하여 자원들을 나누거나 할당하는 것을 방지하는 것이 가능해짐을 의미한다. 제2 전송 방향(ug)을 위한 이러한 시간 기간들(ts)은 TDD 전송을 위해 기지국들 자신들에 의해 사용되고, 그 결과로 모든 TDD 국들은 동일한 각 방향으로 전송하거나 또는 그렇지 않으면 더 높은 충돌 가능성을 고려해야 한다.

종래의 TDD 시스템들을 위하여, 다운링크(DL) 또는 업링크(UL)의 전송들 사이의 스위칭 포인트는 대칭을 달성하기 위해 프레임의 중앙에 또는 비대칭 트래픽을 달성하기 위해 중앙으로부터 떨어져 위치한다. 이는, 단지 소수의 TDD 국들이 이용될 수 있을 때, 전체 시스템을 위한 용량 손실을 매우 높게 만들 수 있다. 상기 단점을 방지하기 위해, 반대 방향으로의 전송을 위한, 즉 제2 전송 방향(ug)의 전송을 위한 시간 기간들(ts)은 시간 세그먼트들(tf)의 지속시간 또는 길이와 비교하면 매우 낮은 값으로 설정된다. 상응하게도, 제2 전송 방향(ug) 또는 주요 전송 향에 대하여 반대인, 즉 각 주파수 대역(F1, F2)의 제1 전송 방향에 대하여 반대인 전송들을 위한 시간 기간(ts)은 바람직하게도 시간 세그먼트(tf) 당 하나의 시간 슬롯으로만 또는 소수의 시간 슬롯들로만 제한된다. 그러나, 이는, 종래의 TDD 시스템에서는 매우 비대칭적인 트래픽을 유도할 수 있다. 그러므로, 기술된 예시적 실시예에 따르면, 두 주파수 대역들(F1, F2)은 결합된 방식으로 스케줄링되고, 그 결과로 업링크(UL) 또는 다운링크(DL)의 TDD 데이터 전송들은 바람직하게도 상응하 는 업링크/다운링크 FDD 주파수 대역을 통해 이루어진다. 이는, 대칭적인 트래픽이 두 주파수 대역들(F1, F2) 모두를 통과하는 것이 고려될 때 달성될 수 있음을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같은 TDD 동작에 대한 대안으로서 또는 추가로서, 제1 주파수 대역(F1)에서 업링크(UL)의 제1 및 제3 시간 세그먼트들(tf) 동안에 반이중 FDD를 위한 각 경우에 업링크(UL)의 전송들을 위하여 FDD 주파수 하위-대역(f4, f3, f2, f1)을 네 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)에 할당하는 것이 또한 가능하다. 대조적으로 다운링크(DL)의 전송들을 위하여 주파수 하위-대역(f14, f13, f12, f11)은 다운링크(DL)의 제2 및 제4 시간 세그먼트들(tf) 동안에 국들(MT1, MT2, MT3, MT4)에 각각 할당된다.

업링크(UL)와 다운링크(DL) 사이의 TDD 동안에 전송기와 수신기 사이를 스위칭할 필요가 있는 반면에, 반이중 FDD 동안에 하나 이상의 주파수에 의해 더 낮은 주파수 대역(F1, F2)으로부터 상위 주파수 대역(F1, F2)으로 스위칭하는 것이 또한 필요하다. 할당 시스템에 따른 조합은 예를 들어 채널 상호관계에 기초한 쉬운 채널 추정을 이용한 트래픽 비대칭성을 적응하는 것에 관한 TDD의 장점들과, 명백히 정의된 간섭 조건들을 갖는 FDD 시스템의 장점들을 모두 제공한다.

상기 기본 시스템에 따라 또는 상기 시스템에 기초하여 다수의 변경예들이 가능하다. 도 2는 예시를 통한 임의의 경우를 나타내는데, 모든 제2 시간 세그먼트(tf)가 TDD 전송들을 위해 교번적인(alternating) 방식으로 두 주파수 대역들(F1 또는 F2)에서 사용되는 것은 아니지만 더 적은 수의 시간 세그먼트들이 사용된다. 특히, 할당은 현재 트래픽 조건들과 시스템의 효율성에 기초하여 다양할 수 있다. 예시를 통해 도 2는 다운링크의 TDD 전송들을 위한 제2 주파수 대역(F2)에서 완전한 제1 시간 세그먼트(tf)의 할당을 나타내고, 반면에 제2 주파수 대역(F2)의 제3 시간 세그먼트(tf)는 FDD 전송들을 위한 제1 시간 하위-세그먼트(tf*)와 다운링크(DL)의 TDD 전송을 위한 제2 시간 하위-세그먼트(tf**) 그리고 제2 전송 방향(ug)의 전송을 위한 시간 기간(ts)으로 상기 시간 세그먼트(tf)가 세분화되도록 제공한다. 제1 주파수 대역(F1)에서는, 예를 들어 제4 시간 세그먼트(tf)만이 업링크(UL)의 TDD 전송들을 위해 그리고 부차적으로 다운링크(DL)의 TDD 전송들을 위해 할당된다. 세 개의 제1 시간 세그먼트들(tf) 동안에 자원들은 지속적으로 반이중 FDD 전송들을 위해 할당된다. 이러한 할당에 의하여, FDD 트래픽보다 TDD 트래픽을 위해 더 적은 용량이 이용될 수 있도록 자원들이 할당된다. 그러나, 그에 의해 대칭성이 TDD 트래픽을 위해 유지된다. 특히, 반이중 FDD 전송은 두 주파수 대역들(F1, F2) 중의 하나에서 이루어지고, 반면에 TDD 전송은 주파수 대역들(F2, F1) 중의 다른 하나에서 이루어진다. 시간 세그먼트들(tf)에 의해 형성되는 하위-프레임들 각각의 완벽한 직교성은, 자원들이 현재 트래픽 요구사항들에 따라서 TDD 또는 FDD에 따라 할당될 수 있음을 의미한다. 시간 세그먼트들(tf) 중의 하나가 시간 하위-세그먼트들(tf*, tf**)로 세분화되는 곳에서, TDD 프레임 지속시간을 조절함으로써 비대칭적인 트래픽 요구사항들을 적응시키는 것이 가능하고, FDD 전송은 TDD를 위해 사용되지 않거나 현재 요구되지 않는 부분으로 스케줄링된다.

도 3은 상이한 운영자들(OP1, OP2)에 할당된 두 기지국들(BS)의 상황에 대한 예시를 나타낸다. 각 기지국들(BS)은 각각 제1 주파수 대역(F1)과 제2 주파수 대역(F2) 또는 그들의 일부분을 각각 가지고, 제1 기지국(BS)에 대해 주파수 하위-대역들(f1, ..., f5, f21, ..., f25)이 할당되고 제2 기지국(BS)에 대해 주파수 하위-대역들(f6, ..., f10, f26, ..., f30)이 할당된다. 주파수 보호 대역(FG)은 본 발명의 개선예에서 주파수 하위-대역들(f11, ..., f20)에 걸쳐 확장된다.

이는, 공통 위치 또는 겹쳐지는 무선 셀들을 갖는 기지국들에 대해서도 자원들의 할당에 대한 스케줄링이 완벽하게 독립적으로 이루어지도록 하는데, 이때 동기화는 운영자들 또는 그들의 기지국들 사이에서만 보장되면 된다. 이는, 영구적인 프레임 구조 또는 시간 세그먼트 할당이 동기화 환경에서 보장되는 경우, 특히 간단한 방식으로 가능하다.

도 4는 결합해서 또는 개별적으로 가능한 다른 변경예들을 나타낸다. 따라서, 예를 들면, 제2 주파수 대역(F2)의 이용 가능한 주파수 범위는 추가 주파수 하위-대역들(f9, f10)을 포함하기 위하여 제1 시간 세그먼트(tf) 동안에 TDD 전송들을 위해 확장된다. 제2 주파수 대역(F2)을 위한 제3 시간 세그먼트를 참조하여 추가 변경예가 도시되어 있다. 이번에는, 상기 시간 세그먼트(tf)에서는, 모든 주파수 하위-대역들이 TDD를 위해 할당되기보다는, 주파수 하위-대역들 중의 하나(f11)가 제4 이동국(MT4)에 의하여 반이중 FDD 전송을 위해 할당된다. 또한, 제2 및 제4 시간 세그먼트들에서는 각각 제1 주파수 대역(F1)의 일부 주파수 하위-대역들(f3, f4)만이 TDD 전송들을 위해 할당되고, 반면에 다른 주파수 하위-대역들(f2, f1)은 반이중 FDD 전송들을 위해 제3 및 제4 이동국들(MT3, MT4)에 할당된다. 이 는, 마찬가지로 TDD 전송들을 위해 사용될 수 있는 한 개의 시간 세그먼트(tf) 내에서도 TDD 또는 FDD 전송들을 위해 더 다양하게 자원들이 할당되도록 한다. 특히, 상이한 기지국들(BS)과 통신하는 이동국들이 서로 멀리 떨어져 있고 어떠한 심각한 상호 간섭을 발생시키지 않는 경우들에서 주파수 범위를 특히 주파수 보호 대역(FG)으로 확장시키는 것이 가능하다.

도 4는 이용 가능한 주파수 범위(f) 내에서 주파수 보호 대역(FG)을 재위치시키는 것이 또한 가능함을 추가로 나타낸다. 따라서, 오른편의 할당 시스템에 도시된 일시적으로 후자의 시간 범위에서, 주파수 보호 대역(FG)은 예를 들어 중간 주파수 하위-대역들(f6, f7, f8, f9, f10)로부터 더 낮은 주파수 하위-대역들(f4, f5, f6, f7, f8)로 재위치된다. 상응하게도, 주파수 하위-대역들(f1, f2, f3)만이 주로 업링크(UL)의 전송들을 위해 제1 주파수 대역(F1)에 이용될 수 있고, 반면에 주파수 하위-대역들(f9, f10, f11, f12, f13, f14, f15)은 주로 다운링크(DL)의 전송들을 위한 자원들의 할당을 위해 제2 주파수 대역(F2)에 이용될 수 있다.

그러므로, 일반적으로 전체 통합 솔루션을 제공하기 위해 반이중 FDD 및 TDD가 결합되도록 하는 절차가 제안된다. 통합 TDD 플러스 FDD의 접근에 의해, 비대칭적인 TDD 대역들은 두 개의 특히 반이중 FDD 대역들(F1, F2)에 각각 통합되고, 이는 불리한 간섭 상태들, 예를 들면 기지국과 기지국 사이의 간섭이 FDD 전송들과 유사한 공지의 방식으로 TDD를 위해 방지될 수 있음을 보장한다. 하위 및 상위의 두 FDD 주파수 대역들(F1, F2)의 상응하는 관리는 또한 TDD를 위해 대칭적인 그리고 심지어 비대칭적인 트래픽 조건들에 대한 적응을 가능하게 할 것이다.

각 주파수 대역들 내에서 반대 전송 방향의 낮은 전송 용량은, 각 주파수 대역의 전체 전송 용량의 최대 손실이 매우 낮게 유지됨을 의미한다. 전송 용량의 손실은 FDD 국들만이 지원되는 경우에만 도출될 수 있었고, 제2 전송 방향(ug)의 전송을 위한 짧은 시간 기간들(ts)이 완벽하게 사용되지 않은 상태로 유지되는 결과가 도출된다.

이러한 접근에 의하여 FDD 또는 TDD에 대한 나쁜 간섭 조건들은 도출될 수 없다. 이는 동일한 위치를 가지지만 상이한 운영자들 또는 상이한 자원 관리 장비들을 갖는 기지국들을 위해서 자원들의 독립적인 스케줄링이 가능하게 한다.

TDD가 바람직하게 단거리 전송들을 위해 사용되므로, 즉 간섭 상태들이 표준 FDD 시스템들보다 더 적으므로, TDD 대역폭은 일정한 정도까지 확장될 수 있다. TDD 비대칭의 장거리 적응은 또한 동일한 전체 대역폭을 가정하면 상응하게 하위 및 상위 대역들의 이용 가능한 주파수 범위들 사이에 주파수 보호 대역(FG)을 배치함으로써 가능하다. 주파수 보호 대역(FG)의 이러한 배치는 왼편 할당 시스템으로부터 오른편 할당 시스템으로의 전이의 도 4에 따라 이루어진다.

다중-사용자 반이중 FDD 접근이 본질적으로 가정되는데, 반이중 주파수 대역들은 각 이동국을 위한 적합한 시간 스케줄링에 의해 완벽하게 채워지고, 그 결과로 모든 FDD 데이터 패킷들이 바람직하게 완벽한 순차적 순서로 상응하는 기지국에서 수신된다. 이는, 제어 채널(c)의 형태로 이용 가능하게 될 하나 이상의 FDD 협대역을 위한 다운링크(DL)의 전송들 및 업링크(UL)의 전송들 모두를 위해 바람직하고, 상기 제어 채널(c)은 예를 들어 ARQ 메시지들, MIMO 피드백 정보 등의 신속한 전송 회신을 위해서나 또는 제어 정보를 위해 모든 이동국들(MT1, MT2, MT3, MT4)에 의해 액세스될 수 있다.

다운-샘플링은 또한 셀 경계에 근접한 이동국을 위해 또는 신속히 이동하는 이동국들을 위해 제공될 수 있다. 이는, 대역폭을 낮추고, 그 결과로 신호대잡음비가 증가하고, 보호 시간 간격이 커지도록 한다. 그 결과로 물리적인 무선 채널을 적응시키는 것이 용이하게 된다.

본 발명은, 더욱 효율적인 시스템 효율성에 대한 관점과 단거리의 국(station)들 또는 장거리의 국들로의 자원들의 할당 가능성에 대한 관점을 이용하여 무선 통신 시스템의 주파수 대역들에 자원들을 더욱 효과적으로 할당하기 위한 방법을 제공함으로써, 예를 들면 TDD로부터 알려진 것으로서 기지국들 또는 네트워크 액세스 국들 사이의 통상적인 나쁜 간섭을 방지하고, 전송 비대칭성에 관하여 높은 정도의 유연성을 유지할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

서로 떨어져 있는 제1 및 제2의 두 FDD 주파수 대역들(F1, F2)의 자원들이 TDD 전송 방법에 의한 전송들을 위해 할당되는, 무선 통신 시스템의 주파수 대역들(F1, F2)에 대한 자원들 할당 방법으로서,

- 상기 제1 FDD 주파수 대역(F1)의 자원들은 업링크(UL)의 FDD 전송들을 위해 그리고 제1 전송 방향(mg)으로서 주로 업링크(UL)의 TDD 전송들과 제2 전송 방향(ug)으로서 부차적으로 다운링크(DL)의 TDD 전송들을 위해 할당되고,

- 제2 FDD 주파수 대역(F2)의 자원들은 다운링크(DL)의 FDD 전송들을 위해 그리고 제1 전송 방향(mg)으로서 주로 다운링크(DL)의 TDD 전송들과 제2 전송 방향(ug)으로서 부차적으로 업링크(UL)의 TDD 전송들을 위해 할당되고,

- 상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2)에서 상기 제2 전송 방향들(ug) 중의 하나를 위해 자원들이 할당되는 시간 기간들(ts) 동안에 상기 제2 전송 방향(ug)의 반대 전송 방향을 위해서는 어떠한 자원들도 할당되지 않는,

자원들 할당 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2)에서 상기 제2 전송 방향들(ug) 중의 하나를 위해 자원들이 할당되는 상기 시간 기간들(ts) 동안에는 TDD 전송들을 위한 자원들만이 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 제2 전송 방향(ug)을 위한 이러한 자원들의 할당은, 상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2)의 모든 주파수 하위-대역들(f1, f2, ..., f14, f15)을 고려하여 동기화된 방식으로 이루어지는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

겹쳐지는 전송 범위들을 갖고 독립적으로 자원 할당이 이루어지는 상이한 기지국들(BS)의 주파수 하위-대역들(f1, ..., f5, f21, ..., f25, f6, ..., f10, f26, ..., f30)은 상기 제2 전송 방향들(ug)을 위한 자원들의 할당에 관하여 서로에 대해 동기화된 방식으로 그들의 운영자들(OP1, OP2)에 의해 운영되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

반대의 제1 전송 방향(mg)의 TDD 전송들과 비교하면, 상기 제2 전송 방향(ug)의 TDD 전송들을 위해 자원들의 20%까지만, 특히 10%까지만 시간적으로 연속해서 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2)의 한 주파수 하위-대역(f5, f15)은 각각 FDD 제어 채널(c)로서 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 6 항에 있어서,

TDD에 따른 상기 제2 전송 방향(ug)을 위하여 추가 주파수 하위-대역들(f1, f2, f3, f4, f11, f12, f13, f14)이 시간적으로 동시에 할당되는 동안에, 상기 제어 채널(c)은 아이들 갭(ug)으로서 사용되지 않은 상태로 남겨져 있거나 또는 TDD 전송(ig*)을 위해 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 각 주파수 대역(F1; F2)에서 상기 제1 전송 방향(mg)의 TDD 전송들을 위한 자원들은 일부 주파수 하위-대역들(f3, f4; f12, f13, f14)을 위해 할당되고, 다른 주파수 하위-대역들(f1, f2; f11)은 각 경우에 동일한 전송 방향의 주파수 대역(F1; F2) 내에서 FDD 전송들을 위해 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2) 사이의 주파수 보호 대역(FG)의 자원들은 TDD 전송들을 위한 추가적인 주파수 하위-대역들(f9, f10)로서 일시적으로 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 및 제2 주파수 대역들(F1, F2) 사이의 주파수 보호 대역(FG)의 이동을 위해 상기 제2 주파수 대역(F2)에 할당된 상기 하위-대역들(f9, f10, f11, f12, f13, f14, f15)보다 더 적은 하위-대역들(f1, f2, f3)이 상기 제1 주파수 대역(F1)에 일시적으로 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

FDD 전송들을 위한 임의 시간 하위-세그먼트(tf*), 제1 전송 방향(mg)의 TDD 전송들을 위한 임의 시간 하위-세그먼트(tf**) 그리고 상기 제2 전송 방향(ug)의 TDD 전송들을 위한 임의 기간(ts)은 하나의 시간 세그먼트(tf) 내에서 할당되는,

자원들 할당 방법.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

FDD 전송들은 반이중 FDD 전송들을 위해 할당되는,

자원들 할당 방법.
네트워크 장치로서,

제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 무선 통신 시스템에서 자원들을 할당하기 위한 제어 장비(RNC)를 갖는,

네트워크 장치.
무선 통신 시스템에서 TDD 운영을 위한 가입자국으로서,

제1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 할당되는 자원들을 이용하기 위한 수단을 갖는,

가입자국.