KR20080016652A - 무선 다중―캐리어 통신을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크는 이동국에 대하여 다운링크 및/또는 업링크를 통해 다중-캐리어 동작을 지원한다. 이동국은 GSM 네트워크에서 제 1 링크에 대한 다중 캐리어들의 할당을 수신하고, GSM 네트워크에서 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신하며, 제 1 링크에 대한 다중 캐리어 및 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 GSM 네트워크와의 데이터를 교환한다. 제 1 링크는 다운링크일 수 있으며, 제 2 링크는 업링크일 수 있으며, 또는 이의 반대의 경우도 가능하다. 이동국은 다운링크상에서 다중-캐리어 동작을 수행하기 위하여 다중 캐리어들을 통해 데이터를 동시에 수신할 수 있다. 이동국은 업링크상에서 다중-캐리어 동작을 수행하기 위하여 다중 캐리어들을 통해 데이터를 동시에 전송할 수 있다.

Description

무선 다중―캐리어 통신을 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR WIRELESS MULTI―CARRIER COMMUNICATIONS}
본 출원은 "다중-채널 무선 통신을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 2005년 5월 17일에 출원된 미국 가출원번호 제60/682,181호의 우선권을 주장하며, 이 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되고 여기에 참조문헌으로서 통합된다.
본 발명은 일반적으로 통신, 특히 무선 통신 네트워크에서 데이터를 전송하는 기술들에 관한 것이다.
무선 통신 네트워크들은 음성, 패킷 데이터, 방송, 메시징 등과 같은 다양한 통신 서비스들을 제공하기 위하여 광범위하게 개발되고 있다. 이들 네트워크들은 이용가능 네트워크 자원들을 공유함으로서 다중 사용자에 대한 통신을 지원할 수 있는 다중-액세스 네트워크들일 수 있다. 이러한 다중-액세스 네트워크들의 예들은 코드분할 다중접속(CDMA) 네트워크, 시분할 다중접속(TDMA) 네트워크, 주파수 분할 다중접속(FDMA) 네트워크, 및 직교 주파수 분할 다중접속(OFDMA) 네트워크를 포함한다.
무선 통신 네트워크에 대한 데이터 사용은 사용자의 증가 뿐만아니라 고데이터율 요건을 가진 새로운 애플리케이션의 출현으로 인하여 계속적으로 증가하고 있 다. 그러나, 주어진 네트워크는 전형적으로 네트워크의 설계에 의하여 결정되는, 각각의 사용자에 대한 특정한 최대 지원 데이터율을 가진다. 최대 지원 데이터율의 실질적인 증가는 새로운 세대의 네트워크 또는 네트워크의 새로운 설계를 개발함으로서 실현된다. 예컨대, 셀룰라 네트워크에서 제 2세대(2G)에서 제3세대로의 전환은 데이터율 및 특징들을 실질적으로 개선시켰다. 그러나, 새로운 네트워크의 개발은 자본 집약적이며 종종 복잡하다.
따라서, 효율적인 방식 그리고 비용 효율이 높은 방식으로 무선 통신 네트워크에서 사용자들에 대한 스루풋을 개선하기 위한 기술들에 대한 필요성이 요구된다.
무선 통신 네트워크, 예컨대 GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 이동국에 대한 스루풋을 현저하기 개선하기 위하여 다운링크 및/또는 업링크상에서 다중-캐리어를 이용하는 기술들이 여기에 기술된다. 캐리어는 GSM에서 무선 주파수(RF) 채널에 대응할 수 있다. GSM 네트워크는 다운링크 및/또는 업링크상에서의 다중-캐리어 동작을 지원할 수 있다. 이동국은 다운링크상에서의 다중-캐리어 동작을 위하여 다중-캐리어를 통해 동시에 데이터를 수신할 수 있다. 이동국에는 다양한 팩터(factor)들에 따라 다운링크에 대하여 하나 이상의 캐리어가 할당되고 업링크에 대하여 하나 이상의 캐리어가 할당될 수 있다. 제 1 링크는 다운링크일 수 있으며, 제 2 링크는 업링크일 수 있다(이 반대의 경우도 가능함).
본 발명의 전형적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치가 기술된다. 프로세서(들)는 GSM 네트워크에서 제 1 링크에 대한 다중-캐리어들의 할당을 수신하며, GMS 네트워크에서 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신하며, 제 1 링크에 대한 다중-캐리어 및 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 GSM 네트워크와 데이터를 교환한다. 제 1 링크는 다운링크일 수 있으며 제 2링크는 업링크일 수 있다(이 반대의 경우도 가능함).
다른 전형적인 실시예에 따르면, 적어도 하나의 프로세서 및 메모리를 포함하는 장치가 기술된다. 프로세서(들)는 GSM 네트워크에서 이동국에 제 1 링크에 대한 다중-캐리어를 할당하며, 이동국에 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 할당하며, 제 1 링크에 대한 다중-캐리어 및 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 이동국과 데이터를 교환한다.
본 발명의 다양한 전형적인 실시예들이 이하에서 더 상세히 기술된다.
도 1은 GSM 네트워크를 도시한다.
도 2는 GSM의 프레임 구조를 도시한다.
도 3은 GSM 네트워크에서의 다중-캐리어 동작을 기술한 전형적인 실시예를 도시한다.
도 4A-4C는 다중-캐리어 동작의 3가지 데이터 전송 방식을 도시한다.
도 5A 및 도 5B는 두개의 주파수 호핑 방식들을 도시한다.
도 6은 다중-캐리어 동작으로 데이터를 전송하는 프로세스를 도시한다.
도 7은 기지국 및 이동국의 블록도이다.
용어 "전형적으로"는 "예로서의 사용"을 의미하기 위하여 여기에서 사용된다. "전형적으로"로 여기에 기술된 임의의 전형적인 실시예는 다른 전형적인 실시예에 비하여 반드시 바람직한 것으로 해석되지 않아야 한다.
여기에서 설명된 전송 기술들은 CDMA, TDMA, FDMA, 및 OFDMA 네트워크와 같은 다양한 무선 통신 네트워크들을 위하여 사용될 수 있다. 용어 "네트워크" 및 "시스템"은 종종 상호 교환하여 사용된다. CDMA 네트워크는 cdma2000, 광대역-CDMA(W-CDMA) 등과 같은 하나 이상의 무선 기술들을 구현할 수 있다. cdma2000은 IS-2000, IS-856, IS-95 및 다른 표준들을 커버한다. TDMA 네트워크는 GSM, EDGE(Enhanced Data rates for Global Evolution) 등과 같은 하나 이상의 무선 기술들을 구현할 수 있다. 이들 다양한 무선 용어 및 표준들은 공지되어 있다. W-CDMA 및 GSM은 "3세대 파트너십 프로젝트(3GPP)"라고 명명된 컨소시엄의 문헌들에 개시되어 있다. cdma2000은 "3세대 파트너십 프로젝트2(3GPP2)"로 명명된 컨소시엄의 문헌들에 개시되어 있다. 3GPP 및 3GPP2 문헌들은 공개되어 있다.
명확화를 위하여, 전송 기술들은 특히 GSM 네트워크와 관련하여 이하에 기술되며, GSM 용어가 이하의 대부분의 설명에서 사용된다. GSM 네트워크는 GSM EDGE 무선 액세스 네트워크(GERAN) 또는 임의의 다른 GSM 네트워크일 수 있다.
도 1은 기지국들(110) 및 이동국들(120)을 가진 GSM 네트워크(100)를 도시한다. 기지국은 일반적으로 이동국들과 통신하는 고정국이며, 노드 B, 베이스 트랜시버 서브시스템(BTS), 액세스 포인트 및/또는 임의의 다른 용어로서 언급될 수 있 다. 각각의 기지국(110)은 특정 지리적 영역(102)에 대한 통신 커버리지를 제공한다. 용어 "셀"은 용어가 사용되는 문맥에 따라 기지국 및/또는 커버리지 영역으로 언급할 수 있다. 네트워크 제어기(130)는 기지국(110)에 접속되며, 이들 기지국들을 조정 및 제어한다. 네트워크 제어기(130)는 단일 네트워크 엔티티 또는 네트워크 엔티티의 집합일 수 있다. 예컨대, 네트워크 제어기(130)는 기지국 제어기(BSC), 및 이동 교환국(MSC) 등을 포함할 수 있다.
이동국들(120)은 전형적으로 네트워크를 전반에 걸처 분산되어 있으며, 각각의 이동국은 정지해 있거나 또는 이동중일 수 있다. 이동국은 또한 사용자 장비, 단말, 가입자국, 또는 임의의 다른 용어로 언급될 수 있다. 이동국은 셀전화, 개인휴대단말(PDA), 무선 통신장치, 핸드헬드 장치, 무선 모뎀 등일 수 있다. 이동국은 다운링크 및/또는 업링크를 통해 기지국과 통신할 수 있다. 다운링크(또는 순방향 링크)는 기지국들로부터 이동국들로의 통신링크를 언급하며, 업링크(또는 역방향 링크)는 이동국들로부터 기지국들로의 통신 링크를 언급한다.
GSM 네트워크는 GSM900, GSM1800, 및 GSM1900 대역과 같은 하나 이상의 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 각각의 주파수 대역은 특정 주파수 범위를 커버하며, 다수의 200kHz RF 채널들로 분할된다. 각각의 RF 채널은 특정 ARFCN(absolute radio frequency channel number: 절대 무선 주파수 채널 수)에 의하여 식별된다. 테이블 1은 다운링크 및 업링크에 대한 주파수 범위들 뿐만아니라 GSM 900, GSM 1800, 및 GSM 1900 대역에 대한 ARFCN들을 리스트한다.
테이블 1
Figure 112007090525114-PCT00001
GSM 네트워크의 각각의 기지국은 네트워크 오퍼레이터에 의하여 기지국에 할당된 RF 채널 세트를 통해 데이터 및 시그널링을 전송한다. 셀간 간섭을 감소시키기 위하여, 서로 근접하여 위치한 기지국들은 이들 기지국들에 대한 전송들이 서로 간섭하지 않도록 다른 RF 채널 세트가 할당된다.
도 2는 GSM의 프레임 구조를 도시한다. 전송을 위한 시간라인은 수퍼프레임들로 분할된다. 각각의 수퍼프레임은 6.12초의 길이를 가지며, 1326 TDMA 프레임들을 포함한다. 수퍼프레임은 51개의 26-프레임 멀티프레임들 또는 26개의 51-프레임 멀티프레임들로 분할될 수 있다. 26-프레임 멀티프레임들은 일반적으로 트래픽 채널들을 위하여 사용되며, 51-프레임 멀티프레임들은 일반적으로 제어 채널을 위하여 사용된다. 각각의 26-프레임 멀티프레임은 120 밀리초(ms) 길이를 가지며, 26 TDMA 프레임들을 포함하며, 26 TDMA 프레임은 TDMA 프레임들 0 내지 25로 표시된다. 트래픽 데이터는 각각의 26-프레임 멀티프레임의 TDMA 프레임들 0 내지 11 및 TDMA 프레임들 13 내지 24로 전송될 수 있다. 각각의 51-프레임 멀티프레임은 235.365 ms 길이를 가지며 51 TDMA 프레임들을 포함하며, 51 TDMA 프레임들은 TDMA 프레임 1 내지 50으로 표시된다.
각각의 TDMA 프레임은 4.615 ms 길이를 가지며 8 시간슬롯들로 분할되며, 8 시간슬롯은 시간슬롯 0 내지 7로 표시된다. 각각의 시간슬롯의 전송은 GSM에서 "버스트"로서 언급된다. GSM에 대한 프레임 구조는 "Technical Specification Group GERAN; Digital cellular telecommunications system(Phase 2+); Physical layer on the radio path; General description", Release 1999, November 2001로 명명된 3GPP TS 05.01에 개시되어 있다.
전형적인 실시예에서, GSM 네트워크는 다운링크(DL) 및/또는 업링크(UL)상에서의 다중-캐리어 동작을 지원한다. 이동국은 다운링크상에서의 다중-캐리어 동작을 위하여 다중 RF 채널들을 통해 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 이동국은 업링크상에서의 다중 캐리어 동작을 위하여 다중 RF 채널들을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 이동국은 무선 자원들의 유효성(availability), 데이터 요건(data requirement), 이동국의 능력 등과 같은 다양한 팩터들에 따라 다운링크를 위한 하나 이상의 RF 채널들과 업링크를 위한 하나 이상의 RF 채널들이 할당될 수 있다. 용어 "RF 채널들" 및 "캐리어들"은 여기에서 상호 교환하여 사용된다. 명확화를 위하여, 대부분의 이하의 설명은 하나의 이동국에 대한 다중-캐리어 동작과 관련된다.
이동국은 다운링크 및 업링크를 위하여 할당된 각각의 캐리어에 대하여 임의의 수의 시간슬롯들이 할당될 수 있다. 다른 캐리어들에 대하여 동일한 또는 다른 수의 시간슬롯들이 할당될 수 있다. 이동국은 모든 DL 캐리어들에 대하여 동일한 수의 시간슬롯들을 할당할 수 있으며, 모든 DL 캐리어들에 대하여 동일한 전송 능력을 가질 수 있다. 예컨대, 이동국은 두개의 DL 캐리어의 각각에 대하여 4개의 시간슬롯과 하나의 UL 캐리어에 대하여 두개의 시간슬롯을 의미하는 (4+4)+2 시간슬롯들의 할당을 수신할 수 있다. 이동국은 DL 캐리어들에 대하여 다른 수의 시간슬롯들을 할당할 수 있다. 예컨대, 이동국은 하나의 DL 캐리어에 대하여 4개의 시간슬롯, 다른 DL 캐리어에 대하여 2개의 시간슬롯 그리고 하나의 UL 캐리어에 대하여 2개의 시간슬롯을 의미하는 (4+2)+2 시간슬롯의 할당을 수신할 수 있다. 각각의 링크에 대하여 할당된 시간슬롯의 수는 캐리어 할당과 관련하여 앞서 언급된 것들과 같은 다양한 팩터들에 따를 수 있다. 시간슬롯들 및 캐리어들의 할당들은 전형적으로 준정적(semi-static)이며, 상위계층 시그널링을 통해 GSM 네트워크에 의하여 제어된다.
다운링크상에서, 할당된 시간슬롯들은 다른 이동국들에 의하여 공유될 수 있다. 이동국은 상기 시간슬롯에서 이동국에 데이터가 전송되는 경우에 주어진 할당된 시간슬롯이 할당된다. 다중-슬롯 할당은 이동국에의 TDMA 프레임의 하나 이상의 슬롯의 할당이다. 시간슬롯들의 할당들은 전형적으로 동적이며, GSM 네트워크에서 중간 액세스 제어(MAC:Medium Access Control) 계층에 의하여 퍼 패킷 데이터 블록 기반(per packet data block basis)으로 제어될 수 있다. 패킷 데이터 블록은 또한 메시지, 패킷, 데이터 블록, 무선 링크 제어(RLC) 블록, RLC/MAC 블록, 또는 임의의 다른 용어로서 언급될 수 있다. 각각의 패킷 데이터 블록은 패킷 데이터 블록의 의도된 수신을 지시하는 헤더를 포함한다.
이동국은 전형적으로 다운링크 및 업링크에 대한 캐리어들 및 시간슬롯들의 할당을 획득하기 위하여 GSM 네트워크에 대하여 통화 셋업을 수행한다. 이동국은 통화 셋업전에 초기 동기포착을 수행할 수 있다. 초기 동기포착을 위하여, 이동국은 DL 캐리어에 동조되며, 주파수 보정 채널(FCCH)을 처리하여 주파수를 획득하며, 동기 채널(SCH)을 디코딩함으로서 타이밍을 획득하며, 방송 제어 채널(BCCH)로부터 시스템 정보를 획득한다. 통화 셋업을 위하여, 이동국은 랜덤 액세스 채널(RACH)을 통해 RR 채널 요청 메시지를 전송함으로서 무선 자원(RR) 접속을 형성하기 시작한다. 기지국은 상기 요청을 수신하며, 다운링크 및 업링크의 각각에 대하여 이동국에 하나 이상의 캐리어들을 할당하며, 각각의 할당된 캐리어에 대하여 하나 이상의 시간슬롯들을 할당하며, 하나 이상의 트래픽 채널들(TCH)을 할당한다. 기지국은 또한 수신된 요청에 기초하여 이동국에 대한 타이밍 어드밴스(advance) 및 주파수 보정을 결정한다. 타이밍 어드밴스는 이동국에서의 타이밍 에러를 보정한다. 주파수 보정은 이동국의 이동에 의하여 유발되는 도플러 시프트와 관련된다. 그 다음에, 기지국은 할당된 무선 자원들(캐리어들 및 시간슬롯들), 타이밍 어드밴스, 및 주파수 보정을 액세스 허여 채널(AGCH)을 통해 이동국에 전송한다. 이동국은 이동국으로부터의 업링크 전송들이 기지국에서 시간 및 주파수 할당되도록 타이밍 어드밴스 및 주파수 보정을 적용한다. 그 다음에, 이동국은 예컨대 음성 및/또는 패킷 데이터에 대한 통화를 셋업하기 위하여 GSM 네트워크와의 시그널링을 교환한다. 그 다음에, 이동국은 할당된 캐리어들 및 시간슬롯들을 통해 GSM 네트워크와 데이터를 교환한다. 초기 동기포착 및 통화 셋업은 3GPP의 다양한 문헌들에 개시되어 있다.
일반적으로, 이동국은 다운링크에 대하여 임의의 수의 캐리어들을 할당하고 업링크에 대하여 임의의 수의 캐리어들을 할당할 수 있다. DL 캐리어들의 수는 UL 캐리어들의 수와 동일하거나 또는 다를 수 있다. 이동국은 통화 셋업동안 다운링크 및/또는 업링크상에 다중-캐리어들을 할당할 수 있다. 이동국은 또한 초기에 각각의 링크에 대하여 하나의 캐리어를 할당할 수 있으며, 그 다음에 필요한 경우에 각각의 링크에 대하여 더 많은 캐리어들을 추가할 수 있다. 캐리어 셋업 및 티어 다운로드(tear down)는 계층3 시그널링, 계층1 시그널링(예컨대, 패킷-교환 핸드오버와 유사한) 및/또는 암시적(implicit) 시그널링을 통해 달성될 수 있다. 만일 DL 캐리어들의 수가 UL 캐리어들의 수와 동일하고 DL 및 UL 캐리어들간의 고정 매핑이 존재하면, 이동국은 할당된 DL 캐리어를 통해 수신된 폴(poll)들에 응답하여 UL 캐리어를 통해 긍정응답(ACK)들을 전송할 수 있다(이 반대의 경우도 가능함). 만일 DL 캐리어들의 수가 UL 캐리어들의 수와 다르면, DL 및 UL 캐리어들간의 매핑은 하나의 링크상의 캐리어가 다른 링크상의 각각의 캐리어에 대한 긍정응답들을 전송하기 위하여 사용된다는 것을 지시하기 위하여 사용될 수 있다. 만일 UL 캐리어들의 수가 1로 제한되면, 모든 폴들은 하나의 UL 캐리어에 대한 폴링 응답들을 암시적으로 야기할 것이다.
전형적인 실시예에서, 각각의 링크상의 하나의 캐리어는 링크에 대한 앵커 캐리어로서 지정되며, 존재하는 경우에 나머지 캐리어들은 보조 캐리어들로 언급된다. 이동국은 DL 및 UL 앵커 캐리어들을 통해 통화 셋업을 수행할 수 있다. DL 앵커 캐리어는 다운링크 및 업링크에 대한 캐리어들, 시간슬롯들 및 트래픽 채널들의 할당들을 전송할 수 있다. 이동국은 앵커 캐리어들을 통해 부트-업(boot up)될 수 있으며, 앵커 캐리어들을 통해 보조 캐리어들을 셋업할 수 있다.
이동국은 이동국에 할당된 각각의 DL 캐리어의 주파수 및 타이밍을 획득한다. DL 앵커 캐리어의 주파수 및 타이밍은 초기 동기포착동안 FCCH 및 SCH에 기초하여 획득될 수 있다. 주어진 기지국에 의하여 전송된 모든 DL 캐리어들이 전형적으로 시간 및 주파수 할당되기 때문에, 이동국은 DL 앵커 캐리어의 타이밍 주파수를 사용하여 DL 보조 캐리어들의 각각의 더 빠르게 획득할 수 있다.
이동국은 이동국에 할당된 각각의 UL 캐리어에 이전의 타이밍 어드밴스 및 주파수 보정을 적용한다. 하나의 전형적인 실시예에서, UL 캐리어들은 보정될 것으로 가장되며, 공통 타이밍 어드밴스 및 공통 주파수 보정은 이동국에 할당된 모든 UL 캐리어들에 대하여 사용된다. 이러한 전형적인 실시예에서, 기지국은 이동국에 의하여 전송된 업링크 전송들, 예컨대 UL 앵커 캐리어에 기초하여 공통 타이밍 어드밴스 및 공통 주파수 보정을 결정할 수 있다. 예컨대, 패킷 전송 모드에서, 이동국은 UL 앵커 캐리어를 통해 전송된 업링크 패킷 타이밍 어드밴스 제어 채널(PTCCH/U)을 통해 랜덤 액세스 버스트들을 전송할 수 있다. 기지국은 랜덤 액세스 버스트들에 기초하여 이동국에 대한 타이밍 어드밴스를 추정할 수 있으며, DL 앵커 캐리어를 통해 전송된 다운링크 패킷 타이밍 어드밴스 제어 채널(PTCCH/D)을 통해 이동국에 대한 타이밍 어드밴스 업데이트들을 전송할 수 있다. 그 다음에, 이동국은 모든 캐리어들에 타이밍 어드밴스 업데이트들을 적용할 수 있다. 다른 전형적인 실시예에서, 이동국은 각각의 UL 캐리어를 통해 랜덤 액세스 버스트들을 전송하며, 기지국은 각각의 UL 캐리어에 대한 타이밍 어드밴스 업데이트들을 분리 한다.
이동국은 다양한 방식으로 업링크를 통해 시그널링을 전송할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 이동국은 UL 앵커 캐리어를 통해 시그널링을 전송한다. 다른 전형적인 실시예에서, 할당된 UL 캐리어들은 할당된 DL 캐리어들과 연관된다. 예컨대 각각의 링크에 대하여 할당된 캐리어들의 수에 따라 DL 캐리어들 및 UL 캐리어들간에 일대일(one-to-one), 다대입(many-to-one) 또는 일대다(one-to-many) 매핑이 존재할 수 있다. 이동국은 연관된 UL 캐리어를 통해 각각의 DL 캐리어에 대한 시그널링을 전송할 수 있다.
이동국은 그것이 보조 DL 캐리어들에 동기된다는 것을 GSM 네트워크에 지시할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 모든 DL 캐리어들에 대한 동기 지시들은 UL 앵커 캐리어를 통해 전송된다. 다른 전형적인 실시예에서, 각각의 DL 캐리어에 대한 동기 지시는 연관된 UL 캐리어를 통해 전송된다. 또 다른 전형적인 실시예에서, 동기 지시는 암시적이다. 예컨대, GSM 네트워크는 다운링크를 통해 이동국에 전송된 패킷들에 대한 ACK들을 이동국으로부터 수신하기 위하여 실폐로부터 동기 부족을 추론할 수 있다. 지시는 다른 방식으로 전송될 수 있다.
전형적인 실시예에서, DL 앵커 캐리어는 이하의 정보를 전송한다.
Figure 112007090525114-PCT00002
시스템 정보(BCCH);
Figure 112007090525114-PCT00003
이동국에 대한 타이밍 어드밴스(PTCCH/D);
Figure 112007090525114-PCT00004
이동국에 대한 이동-특정 시그널링(PACCH).
타이밍 어드밴스는 PTCCH/D를 통해 전송될 수 있으며, 이동국에 할당된 모든 UL 캐리어들을 위하여 사용될 수 있다. 이러한 경우에, 이동국은 DL 보조 캐리어들을 통해 타이밍 어드밴스를 수신할 필요가 없다. 이동-특정 시그널링은 패킷 연관 제어 채널(PACCH)을 통해 전송될 수 있으며, 업링크를 통해 이동국에 의하여 전송된 패킷 데이터 블록들에 대한 ACK들, 전력 제어 정보, 자원 하당 및 재할당 메시지들 등을 포함할 수 있다.
도 3은 GSM 네트워크에서의 다중-캐리어 동작의 전형적인 실시예를 도시한다. 이러한 전형적인 실시예에서, 이동국은 N DL 캐리어들 1 내지 N과 M UL 캐리어들 1 내지 M이 할당되며 여기서 N≥1 및 M≥1이다. 다중-캐리어들은 N>1 및/또는 M>1이도록 다중-캐리어 동작에서 적어도 하나의 링크에 대하여 할당된다. N DL 캐리어들 및 M UL 캐리어들은 임의의 ARFCN들에 대응할 수 있으며, 임의의 주파수들을 가질 수 있다. 도 3에 기술된 전형적인 실시예에서, DL 캐리어 1은 DL 앵커 캐리어로서 지정되며, UL 캐리어 1은 UL 앵커 캐리어로서 지정된다. 통화 셋업을 위하여, 이동국은 BCCH로부터 DL 앵커 캐리어를 통해 시스템 정보를 수신하며, RACH를 통해 UL 앵커 캐리어로 요청들을 전송하며, AGCH로부터 DL 앵커 캐리어를 통해 자원 할당을 수신할 수 있다. DL 앵커 캐리어는 이동국에 대한 PTCCH/D 및 PACCH를 반송할 수 있다. 이동국은 이동국에 대한 다운링크 TCH(들)을 반송하는 N DL 캐리어들의 모두 또는 부세트를 통해 데이터를 수신할 수 있다. 이동국은 M UL 캐리어들의 모두 또는 부세트를 통해 데이터를 전송할 수 있다. 예컨대, 이동국은 다중(예컨대, 2개의) UL 캐리어들의 준정적 할당을 수신할 수 있으나, 업링크 상태 플래그(USF) 기반 스케줄링에 의하여 무선 블록의 기간일 수 있는 임의의 주어진 전송 간격으로 다중 UL 캐리어들의 부세트(예컨대, 하나의 UL 캐리어)만을 전송하도록 허용될 수 있다. 이는 무선 블록 그래뉼래리티(Granularity)내에서 이동국에 의하여 어느 UL 캐리어가 사용되어야 하는지를 GSM 네트워크가 제어하도록 한다. 데이터 및 시그널링은 다른 방식으로 다운링크 및 업링크를 통해 전송될 수 있다.
각각의 링크에 대한 캐리어(들)은 음성, 패킷 데이터, 비디오 및/또는 다른 타입의 데이터를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 각각의 타입의 데이터는 하나 이상의 임시 블록 흐름들(TBF)으로 전송될 수 있다. TBF는 데이터 전송을 지원하기 위하여 두개의 RR 엔티티들(예컨대 이동국 및 서비스 기지국)사이의 물리적 접속이다. TBF는 데이터 흐름, 데이터 스트림, 패킷 스트림, 무선 링크 제어(RLC) 흐름, 또는 임의의 다른 용어로서 언급될 수 있다. 다른 서비스 품질(QoS) 레벨들은 하부 데이터의 요건들에 기초하여 다른 TBF들에 대하여 달성될 수 있다. QoS는 지연 요건, 피크 데이터율, 평균 데이터율, 전송 옵션 등에 의하여 정량화될 수 있다. 예컨대, 음성 흐름은 음성의 시간 민감 성질 때문에 짧은 지연 요건, 고정 데이터율, 및 최선형 전송(best effort delivery)을 가질 수 있다. 패킷 데이터는 긴 지연 요건, 높은 피크 데이터율 및 보증된 전송을 가질 수 있다.
이동국은 다중 TBF들을 지원할 수 있다. 다중-캐리어 동작시에, TBF는 하나 이상의 캐리어들에 대하여 하나 이상의 시간슬롯들이 할당될 수 있다. 다른 QoS 레벨들로의 다중 데이터 접속들은 다중 TBF을 사용하여 병렬로 전송될 수 있다. TBF들은 다양한 방식으로 전송될 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, TBF들은 캐리어들에 의하여 분리된다. 예컨대, 하나의 TBF는 각각의 캐리어를 통해 전송될 수 있다. 다른 예로서, 낮은 QoS를 가진 다중 TBF들은 트렁킹 효율성(trunking efficiency)을 개선하기 위하여 하나의 캐리어상에서 다중화될 수 있다. 이러한 전형적인 실시예는 QoS 계획에 유용할 수 있다. 다른 전형적인 실시예에서, TBF는 하나 이상의 캐리어를 통해 전송될 수 있다. 이러한 전형적인 실시예는 TBF가 주파수 다이버시티를 달성하도록 할 수 있다.
흐름들, 시간슬롯들 및 캐리어들은 데이터 전송을 위하여 이용가능한 다중 차원들을 나타낸다. 다른 응용들을 위한 데이터는 다양한 방식으로 흐르도록 매핑될 수 있다. 게다가, 각각의 흐름의 데이터는 다양한 방식으로 할당된 시간슬롯들 및 캐리어들로 전송될 수 있다.
도 4A는 다중-캐리어 동작에서 데이터 전송 방식(410)의 전형적인 실시예를 도시한다. 도 4A에 도시된 예에서, 4개의 패킷 데이터 블록들 A 내지 D는 4개의 캐리어들 1 내지 4로 전송된다. 각각의 패킷 데이터 블록은 4개의 버스트들을 생성하기 위하여 처리된다(예컨대, 포맷, 인코딩, 인터리빙, 분할 및 변조된다). 도 4A에 도시된 전형적인 실시예에서, 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 4개의 버스트들은 하나의 캐리어상의 4개의 연속적인 TDMA 프레임들 n 내지 n+3에서 동일한 인덱스를 가진 4개의 시간슬롯들로 전송된다. 따라서, 패킷 A에 대한 버스트들 A1 내지 A4는 캐리어 1를 통해 전송되며, 패킷 B에 대한 버스트들 B1 내지 B4는 캐리어 2를 통해 전송되며, 패킷 C에 대한 버스트들 C1 내지 C4는 캐리어 3을 통해 전송되며, 패킷 D에 대한 버스트들 D1 내지 D4는 캐리어 4를 통해 전송된다. 이러한 전형적인 실시예는 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 시간 다이버시트를 제공한다.
도 4B는 다중-캐리어 동작에서 데이터 전송 방식(420)의 전형적인 실시예를 도시한다. 이러한 전형적인 실시예에서, 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 4개의 버스트들은 모든 4개의 캐리어들 1 내지 4를 통해 하나의 TDMA 프레임의 하나의 시간슬롯으로 전송된다. 따라서, 패킷 A에 대한 버스트들 A1 내지 A4는 TDMA 프레임 n으로 4개의 캐리어들을 통해 전송되며, 패킷 B에 대한 버스트들 B1 내지 B4는 TDMA 프레임 n+1로 4개의 캐리어들을 통해 전송되며, 패킷 C에 대한 버스트들 C1 내지 C4는 TDMA 프레임 n+2으로 4개의 캐리어들을 통해 전송되며, 패킷 D에 대한 버스트들 D1 내지 D4는 TDMA 프레임 n+3으로 4개의 캐리어들을 통해 전송된다. 이러한 전형적인 실시예는 주파수 다이버시티를 제공하며, 또한 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 전송 지연들을 감소시킨다.
도 4C는 다중-캐리어 동작에서 데이터 전송 방식(430)의 전형적인 실시예를 도시한다. 이러한 전형적인 실시예에서, 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 4개의 버스트들은 4개의 캐리어를 통해 4개의 TDMA 프레임들의 4개의 시간슬롯으로 전송된다. 이러한 전형적인 실시예는 각각의 패킷 데이터 블록에 대하여 시간 및 주파수 다이버시티를 제공한다.
다중-캐리어 동작은 다양한 방식으로 정량화될 수 있는 적절한 저하로 설계될 수 있다. 첫째, 이동국은 DL 및/또는 UL 앵커 캐리어가 손실되는 경우에 진행중인 통화를 손실하지 않아야 한다. 둘째, 이동국은 DL 및/또는 UL 앵커 캐리어가 손실될때 가능한 저데이터율로 데이터를 전송 및/또는 손실할 수 있어야 한다.
이동국은 DL 캐리어의 신호 레벨 및/또는 신호 품질에 기초하여 DL 캐리어를 손실한 것을 검출할 수 있다. 이동국은 DL 캐리어를 손실하였다는 것을 보고할 수 있다. 이러한 보고는 예컨대 임의의 품질 임계치가 초과된후에 트리거되는 이벤트일 수 있다. GSM 네트워크는 적절한 동작을 보장하기 위하여 시그널링(예컨대, 타이밍 어드밴스)가 전송될 수 있도록 필요한 경우에 DL 앵커 캐리어를 스위칭할 수 있다.
만일 주어진 링크에 대하여 두개의 캐리어들이 이동국에 할당되고 앵커 캐리어가 손실되면, 보조 캐리어는 자동적으로 새로운 앵커 캐리어가 될 수 있다. 만일 이동국에 두개 이상의 캐리어가 할당되고 앵커 캐리어가 손실되면, 보조 캐리어들중 하나는 자동적으로 새로운 앵커 캐리어가 될 수 있다. 각각의 링크에 대한 보조 캐리어들은 GSM 네트워크 및/또는 이동국에 의하여 랭크될 수 있다(예컨대, 채널 품질들에 기초하여). 앵커 캐리어가 손실될때마다, 최상의 보조 캐리어(예컨대, 가장 높은 랭크 보조 캐리어)는 새로운 앵커 캐리어가 될 수 있다.
GSM 네트워크는 각각의 링크에 대하여 할당된 캐리어들중 앵커 캐리어의 스위칭을 조절할 수 있다. 앵커 스위칭은 시그널링의 손실 위험성을 감소시키는 방식으로 수행될 수 있다. 예컨대, 이동국은 DL 앵커 캐리어로 PTCCH/D를 통해 전송된 타이밍 어드밴스를 손실할때 GSM 네트워크에 시그널링을 전송한 다음에 최상의 또는 지정된 DL 보조 캐리어를 통해 PTCCH/D로부터 타이밍 어드밴스를 청취할 수 있다. 만일 이동-특정 시그널링이 단지 DL 앵커 캐리어를 통해 전송되면, GSM 네트워크는 DL 앵커 캐리어의 스위칭이 이루어지는 동안 시그널링을 유지할 수 있으며 스위칭이 완료된후에 시그널링을 전송할 수 있다.
이동국은 음성 및 패킷 데이터를 동시에 지원하는 이동 전송 모드(DTM)에서 동작할 수 있다. 음성+패킷 데이터 통화를 위하여, 음성(또는 음성 및 패킷 데이터 둘다)은 앵커 캐리어를 통해 전송될 수 있으며 패킷 데이터는 보조 캐리어(들)을 통해 전송될 수 있다. 음성은 필요한 경우에 적정 성능을 달성하기 위하여 하나의 캐리어로부터 다른 캐리어로 이동될 수 있다. 예컨대, 만일 음성을 위하여 현재 사용되는 캐리어의 품질이 악화되는 반면에 다른 캐리어의 품질이 개선되면, 음성은 캐리어를 개선하기 위하여 스위칭될 수 있다. 다른 예로서, 만일 하나의 캐리어가 손실되면, 음성은 필요한 경우에 캐리어 스와핑(swapping)을 통해 보존될 수 있으며 최상의 이용가능한 캐리어를 통해 전송될 수 있다. 음성을 위한 캐리어들의 스위칭은 앵커 캐리어의 스위칭을 추적할 수 있거나 또는 앵커 스위칭과 무관할 수 있다.
이동국은 이동국에 할당된 DL 캐리어들, 서비스하는 기지국에 대한 DL 캐리어들, 및/또는 인접 기지국들에 대한 DL 캐리어들을 측정할 수 있다. 측정치들은 수신된 신호 레벨(RXLEV), 수신된 신호 품질(RXQUAL), 평균 비트 에러 확률(MEAN_BEP), 비트 에러 확률의 변동량 계수(CV_BEP), 및/또는 다른 량들과 관련될 수 있다. RXLEV, RXQUAL, MEAN_BEP 및 CV_BEP는 3GPP TS 45.008, entitled "Digital cellular telecommunications system(Phase 2+); Radio subsystem link control", Release 6, June 2005에 개시되어 있다. 측정치들은 링크 적응 및/또는 다른 목적을 위하여 이동국에 DL 캐리어들을 할당하기 위하여 사용될 수 있다. 적응가능한 링크는 주어진 무선 자원의 전송 능력에 기초하여 적절한 레이트(예컨대, 코드율, 변조 방식, 및 블록 크기)의 선택을 언급한다.
이동국은 다양한 방식으로 측정을 수행하여 측정치를 보고한다. 전형적인 일 실시예에 있어서, 이동국은 이동국에 할당된 각각의 DL 캐리어에 대하여 측정하며, 모든 할당된 DL 캐리어들에 대한 측정치 보고들을 전송한다. 이동국은 모든 DL 캐리어들에 대한 측정 보고들을 반송하는 단일 메시지를 UL 앵커 캐리어를 통해 전송할 수 있다. 이동국은 UL 앵커 및 보조 캐리어들을 통해 개별 측정 보고 메시지들을 전송할 수 있다. 다른 전형적인 실시예에서, 이동국은 단지 DL 앵커 캐리어를 측정한후 측정치들을 보고한다. 이러한 전형적인 실시예에서, DL 보조 캐리어들의 품질은 DL 앵커 캐리어의 품질로부터 추론될 수 있다. 이동국은 할당된 DL 캐리어들의 부세트를 측정하고 측정치들을 보고할 수 있다. 일반적으로, 이동국은 임의의 DL 캐리어에 대한 측정을 수행할 수 있으며 주기적으로 또는 변화들이 검출될때마다 측정 보고들을 전송할 수 있다.
앞서 기술된 다양한 전형적인 실시예들에 있어서, 이동국은 각각 다운링크 및 업링크를 통해 임의의 시그널링을 반송하도록 지정된 DL 앵커 캐리어 및 UL 앵커 캐리어를 가진다. 다른 전형적인 실시예에 있어서, 앵커 캐리어들은 다운링크 및 업링크를 위하여 사용되지 않는다. 예컨대, DL 캐리어들은 서로 무관하게 동작할 수 있으며, UL 캐리어들 또한 서로 무관하게 동작할 수 있다. DL 캐리어들은 다중-캐리어 동작을 용이하게 수행하기 위하여 각각의 링크를 통해 시그널링이 전송될 수 있도록 UL 캐리어들과 연관될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 앵커 캐리어는 다운링크를 위하여 지정되나, 캐리어는 업링크를 위하여 지정되지 않는 다. 또 다른 전형적인 실시예에서, 앵커 캐리어는 업링크를 위하여 지정되나, 앵커 캐리어는 다운링크를 위하여 지정되지 않는다.
TCH, PTCCH, PACCH, FCCH, SCH, BCCH, RACH 및 AGCH는 GSM에 의하여 보고된 논리 채널들중 일부이다. 이들 논리 채널들은 물리 채널들에 매핑된다. GSM에서 다중-액세스 방식은 캐리어마다 8개의 기본 물리 채널들을 가진 TDMA이다. 물리 채널은 TDMA 프레임들의 시퀀스, 0 내지 7의 범위내에 있는 시간슬롯 번호/인덱스, 및 각각의 TDMA 프레임을 위하여 사용하는 특정 캐리어를 지시하는 주파수 호핑 시퀀스로서 정의된다.
GSM 네트워크는 다이버시티를 달성하기 위하여 주파수 호핑을 이용할 수 있다. 주파수 호핑에 있어서, 물리 채널은 주파수 호핑 시퀀스에 의하여 지시된 바와같이 다른 TDMA 프레임들에서 한 캐리어로부터 다른 캐리어로 호핑한다. 하나의 캐리어의 할당을 위한 주파수 호핑은 전술한 3GPP TS 05.01에 개시되어 있다. 단일-캐리어 할당에 있어서, 비록 다른 TDMA 프레임들로 데이터를 전송하기 위하여 다중-캐리어들이 사용될 수 있을지라도 데이터는 주어진 TDMA 프레임으로 단지 하나의 캐리어를 통해 전송된다. 만일 주파수 호핑이 이용되지 않으면, 주파수 호핑 시퀀스는 모든 TDMA 프레임들에 대하여 동일한 캐리어를 지시한다.
다중-캐리어 할당에 있어서, 데이터는 주어진 TDMA 프레임으로 다중-캐리어를 통해 전송될 수 있다. 다중-캐리어의 할당을 위한 주파수 호핑은 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 전형적인 일 실시예에 있어서, 다중-캐리어 할당시 각각의 물리 채널은 단일 캐리어 할당시 물리 채널과 동일한 방식으로 호핑한다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 다중-캐리어 할당은 단일 캐리어에 대한 단일 물리 채널의 다중 할당으로 구성되는 것처럼 보일 수 있다. 다른 전형적인 실시예에 있어서, 다중-캐리어 할당시 다중 물리 채널들은 다른 방식으로 호핑할 수 있다.
도 5A는 다중(예컨대, 4개의) 물리 채널들이 단일 주파수 호핑 시퀀스에 기초하여 호핑하는 주파수 호핑 방식(510)의 전형적인 실시예를 도시한다. 도 5A에서 각각의 정사각형 박스는 하나의 캐리어의 하나의 TDMA 프레임을 나타낸다. 각각의 정사각형 박스내의 번호는 이 정사각형 박스에 대한 캐리어의 TDMA 프레임으로 전송된 물리 채널을 지시한다. 도 5A에 도시된 전형적인 실시예에서, TDMA 프레임 n의 물리 채널 1을 위하여 사용된 캐리어는 주파수 호핑 시퀀스에 의하여 결정되며, C1(n)으로서 표시된다. TDMA 프레임 n의 물리 채널 k(여기서, k+2,3,4)를 위하여 사용된 캐리어는 다음과 같은 수식, 즉
Figure 112007090525114-PCT00005
으로서 주어질 수 있다. 이러한 전형적인 실시예에 있어서, 물리채널들은 랩-어라운드(wrap-around)가 발생할때를 제외하고 주파수에 대하여 일정 거리만큼 분리된다. 예컨대, 물리채널들 1 및 2는 하나의 캐리어만큼 분리되며, 물리 채널들 1 및 3은 두개의 캐리어만큼 분리된다.
도 5B는 다중(예컨대, 4개의) 물리 채널들이 다른 주파수 호핑 시퀀스들에 기초하여 호핑하는 주파수 호핑 방식(520)의 전형적인 실시예를 도시한다. 각각의 TDMA 프레임의 각각의 물리 채널을 위하여 사용된 캐리어는 도 5B에 도시된다. 도 5B에 도시된 전형적인 실시예에서, 물리 채널들은 TDMA 프레임마다 변화하는 가변 거리만큼 분리된다.
일반적으로, 다중-캐리어 할당에서 다중 물리 채널들에 대한 주파수 호핑은 하나 이상의 주파수 호핑 시퀀스를 사용하여 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 호핑은 이동국을 위한 물리 채널들이 서로 충돌하지 않고 동일한 기지국과 통신하는 다른 이동국들에 할당된 물리 채널들과 충돌하지 않도록 수행된다.
이동국은 단일 수신기 또는 다중 수신기를 가질 수 있다. 각각의 수신기는 개별 안테나에 접속될 수 있거나 또는 하나 이상의 수신기는 공통 안테나를 공유할 수 있다. 각각의 수신기는 기지국으로부터 다운링크 신호를 처리할 수 있다. 만일 두개의 수신기가 이용가능하면, 이동국은 데이터 스루풋을 증가시키고 및/또는 핸드오버 및 셀 재선택동안 인터럽션을 감소시키기 위하여 이들 수신기들을 사용할 수 있다. 이동국은 예컨대 목표 기지국의 신호 품질이 서비스 기지국의 신호 품질보다 양호하면 트래픽 상태동안 서비스 기지국으로부터 목표 기지국으로의 핸드오버를 수행할 수 있다. 유휴상태동안, 이동국은 GSM 네트워크의 서비스 기지국으로부터 GSM 네트워크 또는 3GPP 또는 3GPP2 네트워크의 목표 기지국으로 셀 재선택을 수행할 수 있다. 핸드오버 및 셀 재선택을 위하여, 이동국은 서비스 기지국에 동조된 하나의 수신기 및 전이 단계동안 목표 기지국에 동조된 다른 수신기를 가질 수 있다. 그 다음에, 이동국은 서비스 기지국으로부터의 데이터 및/또는 시그널링을 손실하지 않고 목표 기지국으로부터 시그널링을 수신할 수 있다. 이동국은 이동국이 할당된 캐리어들중 하나 이상의 캐리어를 더 이상 수신하지 않는다는 것을 GSM 네트워크에 알리기 위하여 서비스 기지국에 시그널링을 전송할 수 있다. 그 다음에, GSM 네트워크는 이동국 계속해서 수신하고 있는 캐리어(들)을 통해 이동국에 데이터 및/또는 시그널링을 전송할 수 있다.
도 6은 다중-캐리어 동작으로 데이터를 전송하는 프로세스(600)의 전형적인 실시예를 도시한다. 이동국은 GSM 네트워크에 통화 셋업을 수행한다(블록 612). 이동국은 GSM 네트워크에서 제 1 링크에 대한 다중 캐리어(또는 RF 채널들)의 할당을 수신한다(블록 614). 이동국은 GSM 네트워크에서 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신한다(블록 616). 제 1 링크는 다운링크일 수 있으며, 제 2링크는 업링크일 수 있다. 선택적으로, 제 1 링크는 업링크일 수 있으며, 제 2링크는 다운링크일 수 있다. 이동국은 제 1링크에 대한 다중 캐리어들 및 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 GSM 네트워크와 데이터를 교환한다(블록 618).
다운링크에 대한 하나의 캐리어는 GSM 네트워크로부터 이동국으로 시그널링을 전송하기 위하여 사용되는 다운링크 앵커 캐리어로서 지정될 수 있다. 이동국은 PTCCH를 통해 업링크 캐리어(들)에 대한 타이밍 어드밴스를 수신하고, PACCH를 통해 이동-특정 시그널링을 수신하며, BCCH를 통해 시스템 정보를 수신하며 및/또는 다운링크 앵커 캐리어를 통해 전송된 다른 정보를 수신할 수 있다. 업링크에 대한 하나의 캐리어는 이동국으로부터 GSM 네트워크로 시그널링을 전송하기 위하여 사용되는 업링크 앵커 캐리어로서 지정될 수 있다. 이동국은 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어들을 통해 통화 셋업을 수행할 수 있으며, 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어들을 통해 나머지 캐리어들을 셋업할 수 있다. 이동국은 또한 모든 다운링크 및 업링크 캐리어들을 동시에 셋업할 수 있다.
데이터는 다양한 방식으로 다운링크 및 업링크를 통해 전송될 수 있다. 다중 패킷 데이터 블록들은 시간 및/또는 주파수 다이버시티를 사용하여 다중 캐리어들을 통해 전송될 수 있다. 각각의 패킷 데이터 블록에 대한 다중 버스트들은 (1) 예컨대 도 4A에 도시된 바와같이 하나의 캐리어를 통해 다중 프레임으로, (2) 예컨대 도 4B에 도시된 바와같이 다중 캐리어를 통해 하나의 프레임으로, 또는 (3) 도 4C에 도시된 바와같이 다중 캐리어를 통해 다중 프레임으로 전송될 수 있다. 데이터의 다중 흐름들은 다중 캐리어들을 통해 전송될 수 있다. 각각의 흐름은 이 흐름을 위하여 선택된 특정 QoS로 전송될 수 있다. 각각의 흐름은 동작을 단순화하기 위하여 하나의 캐리어를 통해 전송되거나 또는 주파수 다이버시티를 달성하기 위하여 하나 이상의 캐리어를 통해 전송될 수 있다.
이동국은 각각의 다운링크 캐리어에 대하여 측정하고 측정 보고들을 GSM 네트워크에 전송할 수 있다. 이동국은 또한 캐리어가 손실된 것으로 검출될때마다 보고를 전송할 수 있다. GSM 네트워크는 캐리어 할당, 링크 적응 및/또는 다른 목적을 위하여 이 보고들을 사용할 수 있다.
이동국은 다운링크 앵커 캐리어의 손실을 검출할 수 있다. 그 다음에, 다른 다운링크 캐리어는 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정될 수 있다. 각각의 링크에 대한 캐리어들은 예컨대 신호 레벨 또는 신호 품질에 기초하여 랭크될 수 있다. 가장 높은 랭킹 캐리어는 현재의 앵커 캐리어가 손실되는 경우에 새로운 앵커 캐리어로서 지정될 수 있다.
주파수 호핑은 다운링크 또는 업링크의 각각에 대하여 개별적으로 인에이블 또는 디스에이블될 수 있다. 이동국은 단일 주파수 호핑 시퀀스(예컨대, 도 5A에 도시된) 또는 주파수에 대하여 가변 길이를 가진 다중 주파수 호핑 시퀀스들(예컨대, 도 5B에 도시된)에 기초하여 주어진 링크에 대한 다중 캐리어들을 통해 전송된 데이터에 대하여 주파수 호핑을 수행할 수 있다.
이동국은 다중(예컨대, 2개의) 수신기들을 가질 수 있다. 이동국은 제 1 기지국으로부터 캐리어(들)의 제 1 세트를 통해 제 1 신호를 수신하기 위하여 하나의 수신기를 사용할 수 있으며, 예컨대 핸드오버 또는 셀 재선택동안 제 2기지국으로부터 캐리어(들)의 제 2세트를 통해 제 2 신호를 수신하기 위하여 다른 수신기를 사용할 수 있다. 이동국은 높은 스루풋 및/또는 수신 다이버시티를 달성하기 위하여 핸드오버가 발생하지 않을때 서비스 기지국으로부터 신호를 수신하기 위하여 모든 수신기들을 사용할 수 있다.
도 7은 기지국(110) 및 이동국(120)의 전형적인 실시예의 블록도를 도시한다. 다운링크에 대하여, 기지국(110)에서, 인코더(710)는 기지국(110)에 의하여 서비스되는 이동국들에 대한 트래픽 데이터 및 시그널링(예컨대, 캐리어 및 시간슬롯 할당들 및 타이밍 어드밴스들)과 오버헤드 데이터(예컨대, 시스템 정보)를 수신한다. 인코더(710)는 트래픽 데이터, 시그널링 및 오버헤드 데이터를 처리하며(예컨대, 인코딩, 인터리빙, 심볼 매핑하며), 다양한 논리 채널들, 예컨대 FCCH, SCH, BCCH, TCH, PTCCH/D, PACCH 및 AGCH에 대한 출력 데이터를 생성한다. 변조기(712)는 논리 채널들에 대한 출력 데이터를 처리하고 버스트들을 생성한다. 변조 기(712)는 예컨대 도 4A 내지 4C에 도시된 바와같이 다양한 방식으로 DL 캐리어들을 통해 버스트들을 다중화할 수 있다. 송신기(TMTR)(714)는 버스트들을 컨디셔닝하며(예컨대, 아날로그로 변환하고, 증폭하며, 필터링하며 주파수 상향 변환하며), 안테나(716)를 통해 전송되는 다운링크 신호를 생성한다.
이동국(120)에서, 안테나(752)는 기지국(110)으로부터 다운링크 신호를 수신할 뿐만아니라 다른 기지국들로부터 다운링크 신호들을 수신하며 수신된 신호를 수신기(RCVR)(754)에 제공한다. 수신기(754)는 수신된 신호를 컨디셔닝하며(예컨대, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환, 및 디지털화하며), 데이터 샘플을 제공한다. 복조기(Demod)(756)는 데이터 샘플들을 처리하고 심볼 추정치들을 제공한다. 전형적인 실시예에서, 수신기(754) 및/또는 복조기(756)는 이동국(120)에 할당된 모든 DL 캐리어들을 통과시키도록 필터링을 수행한다. 디코더(758)는 심볼 추정치들을 처리하며(예컨대, 심볼 디매핑, 디인터리빙 및 디코딩하며), 기지국(110)에 의하여 이동국(120)에 전송되는 트래픽 데이터 및 시그널링에 대한 디코딩된 데이터를 제공한다. 복조기(756) 및 디코더(758)는 버스트들이 전송되는 방식에 따라 각각의 DL 캐리어에 대하여 개별적으로 또는 모든 DL에 대하여 공동으로 복조 및 디코딩을 수행할 수 있다.
업링크에 대하여, 이동국(120)에서, 인코더(770)는 트래픽 데이터 및 시그널링(예컨대, 무선 자원 요청들, 랜덤 액세스 버스트들, 및 측정 보고들)을 처리하며, 다양한 논리 채널들, 예컨대 TCH, PTCCH/U 및 RACH에 대한 출력 데이터를 생성한다. 변조기(772)는 출력 데이터를 추가로 처리하며 버스트들을 생성한다. 송신 기(774)는 버스트들을 컨디셔닝하며, 안테나(752)를 통해 전송되는 업링크 신호를 생성한다. 기지국(110)에서, 이동국(120) 및 다른 이동국들로부터의 업링크 신호들은 안테나(716)에 의하여 수신되고, 수신기(730)에 의하여 컨디셔닝되며, 복조기(732)에 의하여 처리되며, 각각의 이동국에 의하여 전송되는 트래픽 데이터 및 시그널링을 복원하기 위하여 디코더(734)에 의하여 추가로 처리된다.
제어기들/프로세서들(720, 760)은 각각 기지국(110) 및 이동국(120)의 동작을 제어한다. 메모리들(722, 762)은 각각 기지국(110) 및 이동국(120)에 대한 데이터 및 프로그램 코드들을 저장한다. 스케줄러(724)는 이동국들에 캐리어들 및 시간슬롯들을 할당할 수 있으며, 다운링크 및 업링크를 통해 데이터를 전송하기 위하여 이동국들을 스케줄링할 수 있다.
당업자는 정보 및 신호가 다양한 다른 기술들중 일부를 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 앞의 상세한 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 지시어, 명령어, 정보, 신호, 비트, 심볼 및 칩은 전압, 전류, 전자기 파, 자계 또는 자기입자, 광계 또는 광입자, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
당업자들은 여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이러한 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 호환성을 명확하게 기술하기 위하여, 다양한 예시적인 소자, 블록, 모듈, 회로, 및 단계는 그들의 기능들과 관련하여 앞서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 전체 시스템상에 부여된 특정 응용 및 설계 제약들에 따른다. 당업자는 각각의 특정 응용에 대하여 가변 방식으로 기술된 기능을 구현할 수 있으나 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 해석되어야 한다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리장치, 개별 하드웨어 소자, 또는 여기에 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 임의의 결합에 의해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있으나, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 계산장치들의 결합, 예컨대 DSP와 마이크로프로세서의 결합, 다수의 마이크로 프로세서들의 결합, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서들의 결합, 또는 임의의 다른 구성들로서 구현될 수 있다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적 저장 매체는 프로세서에 접속되며, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안으로써, 저장 매체는 프로세서와 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 배치될 수 있다. ASIC는 MS와 같은 사용자 단말에 배치될 수 있거나 또는 BS에 배치될 수 있다. 대안으로써, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 개별 소자로서 배치될 수 있다.
기술된 실시예들의 이전 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 실시 및 이용할 수 있도록 하기 위하여 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 자명할 것이고, 여기에서 한정된 일반적 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 기술된 실시예들에 제한되지 않으며 여기에 기술된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 따를 것이다.

Claims (40)

  1. GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 제 1 링크에 대한 다중 캐리어들의 할당을 수신하고, 상기 GSM 네트워크에서 제 2 링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신하며, 상기 제 1 링크에 대한 다중 캐리어 및 상기 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 상기 GSM 네트워크와 데이터를 교환하는 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 접속된 메모리를 포함하는, 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 GSM 네트워크에서, 상기 제 1 링크는 다운링크이고 상기 제 2 링크는 업링크인, 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 GSM 네트워크에서, 상기 제 1 링크는 업링크이고 상기 제 2 링크는 다운링크인, 장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어를 통해 다중 패킷 데이터 블록들을 수신하고, 상기 패킷 데이터 블록들의 각각에 대한 하나의 캐리어를 통해 다중 버스트들을 수신하는, 장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크에 대한 상 기 다중 캐리어를 통해 다중 패킷 데이터 블록들을 수신하며, 상기 패킷 데이터 블록의 각각에 대한 하나의 프레임으로 상기 다중 캐리어를 통해 다중 버스트들을 수신하는, 장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어를 통해 다중 패킷 데이터 블록들을 수신하며, 상기 패킷 데이터 블록들의 각각에 대한 상기 다중 캐리어들을 통해 다중 프레임들로 다중 버스트들을 수신하는, 장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어를 통해 데이터의 다중 흐름들을 수신하며, 상기 각각의 흐름은 상기 흐름을 위하여 선택된 서비스 품질(QoS)로 하나의 캐리어를 통해 전송되는, 장치.
  8. 제 3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 주어진 전송 간격으로 상기 업링크에 대한 상기 다중 캐리어의 부세트만을 통해 데이터를 전송하는, 장치.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어중 하나는 상기 GSM 네트워크로부터 이동국으로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어로부터 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어에 대한 타이밍 어드밴스(advance)를 수신하는, 장치.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어로부터 상기 이동국에 대한 이동-특정 시그널링(mobile-specific signaling)을 수신하는, 장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 이동-특정 시그널링은 상기 업링크를 통해 전송된 패킷들에 대한 긍정응답들, 자원 할당 메시지들, 자원 재할당 메시지들 또는 이의 조합을 포함하는, 장치.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어를 통해 패킷 타이밍 어드밴스 제어 채널(PTCCH) 및 패킷 연관 제어 채널(PACCH)을 수신하는, 장치.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어중 하나는 상기 이동국으로부터 상기 GSM 네트워크로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 업링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 음성 + 패킷 데이터 통화를 위하여 상기 GSM 네트워크와 음성 데이터 및 패킷 데이터를 교환하는, 장치.
  16. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제 1 링크에 대한 하나의 캐리어를 통해 그리고 상기 제 2링크에 대한 하나의 캐리어를 통해 음성 데이터를 교환하며, 상기 음성 데이터의 신뢰성 있는 교환을 달성하기 위하여 필요한 경우에 상기 제 1 및 제 2 링크에 대한 다른 캐리어들로 상기 음성 데이터를 이동시키는, 장치.
  17. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어를 통해 상기 GSM 네트워크와 음성 데이터를 교환하며, 나머지 다운링크 캐리어들을 통해 상기 GSM 네트워크와 패킷 데이터를 교환하는, 장치.
  18. 제 14항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어들을 통해 통화 셋업을 수행하며, 상기 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어를 통해 상기 다운링크 및 업링크에 대한 나머지 캐리어들을 셋업하는, 장치.
  19. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들의 각각에 대하여 측정하고 상기 다중 캐리어에 대한 측정 보고들을 상 기 GSM 네트워크에 전송하는, 장치.
  20. 제 9항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어의 손실을 검출하며, 상기 다운링크 앵커 캐리어가 손실되었다는 지시를 상기 GSM 네트워크에 전송하며, 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어중 다른 하나는 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 다운링크에 대한 상기 다중 캐리어들은 랭크(rank)되며, 높은 랭킹 캐리어는 상기 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  22. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 단일 주파수 호핑 시퀀스에 기초하여 상기 제 1 링크에 대한 다중 캐리어를 통해 전송된 데이터에 대하여 주파수 호핑을 수행하는, 장치.
  23. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 주파수에 대하여 가변 거리를 가진 다중 주파수 호핑 시퀀스들에 기초하여 상기 제 1 링크에 대한 다중 캐리어들을 통해 전송된 데이터에 대하여 주파수 호핑을 수행하는, 장치.
  24. 제 1항에 있어서, 제 1 기지국으로부터 적어도 하나의 캐리어의 제 1 세트를 통해 제 1 신호를 수신하는 제 1 수신기; 및
    제 2기지국으로부터 적어도 하나의 캐리어의 제 2 세트를 통해 제 2 신호를 수신하는 제 2 수신기를 더 포함하는, 장치.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 수신기들은 핸드오버 또는 셀 재선택동안 각각 상기 제 1 및 제 2 기지국으로부터 상기 제 1 및 제 2 신호들을 수신하는, 장치.
  26. GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 다운링크에 대한 다중 캐리어들의 할당을 수신하는 단계;
    상기 GSM 네트워크에서 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신하는 단계; 및
    상기 다운링크에 대한 다중 캐리어 및 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 상기 GSM 네트워크와 데이터를 교환하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 하나는 상기 GSM 네트워크로부터 이동국으로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 업링크에 대한 상기 적어도 하나의 캐리어에 대한 타이밍 어드밴스를 상기 다운링크 앵커 캐리어로부터 수신하는 단계를 더 포함하 는, 방법.
  29. 제 27항에 있어서, 상기 다운링크 앵커 캐리어의 손실을 검출하는 단계; 및
    상기 다운링크 앵커 캐리어가 손실되었다는 지시를 상기 GSM 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함하며;
    상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 하나는 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 방법.
  30. 제 27항에 있어서, 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어중 하나는 상기 이동국으로부터 상기 GSM 네트워크로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 업링크 앵커 캐리어로서 지정되며;
    상기 방법은,
    상기 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어들을 통해 통화 셋업을 수행하는 단계;
    상기 다운링크 및 상기 업링크 앵커 캐리어들을 통해 상기 다운링크 및 상기 업링크에 대한 나머지 캐리어들을 셋업하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  31. GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 다운링크에 대한 다중 캐리어들의 할당을 수신하는 수단;
    상기 GSM 네트워크에서 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어의 할당을 수신 하는 수단; 및
    상기 다운링크에 대한 다중 캐리어 및 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 상기 GSM 네트워크와 데이터를 교환하는 수단을 포함하는, 장치.
  32. 제 31항에 있어서, 상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 하나는 상기 GSM 네트워크로부터 이동국으로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 업링크에 대한 상기 적어도 하나의 캐리어에 대한 타이밍 어드밴스를 상기 다운링크 앵커 캐리어로부터 수신하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  34. 제 32항에 있어서, 상기 다운링크 앵커 캐리어의 손실을 검출하는 수단; 및
    상기 다운링크 앵커 캐리어가 손실되었다는 지시를 상기 GSM 네트워크에 전송하는 수단을 더 포함하며;
    상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 다른 하나는 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  35. 제 32항에 있어서, 상기 업링크에 대한 적어도 하나의 캐리어중 하나는 상기 이동국으로부터 상기 GSM 네트워크로 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 업링크 앵커 캐리어로서 지정되며;
    상기 장치는,
    상기 다운링크 및 업링크 앵커 캐리어들을 통해 통화 셋업을 수행하는 수단;
    상기 다운링크 및 상기 업링크 앵커 캐리어들을 통해 상기 다운링크 및 상기 업링크에 대한 나머지 캐리어들을 셋업하는 수단을 더 포함하는, 장치.
  36. GSM(Global System for Mobile Communications) 네트워크에서 제 1링크에 대한 다중 캐리어들을 이동국에 할당하고, 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 상기 이동국에 할당하며, 상기 제 1링크에 대한 다중 캐리어 및 상기 제 2링크에 대한 적어도 하나의 캐리어를 통해 상기 이동국과 데이터를 교환하는 적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서에 접속된 메모리를 포함하는, 장치.
  37. 제 36항에 있어서, 상기 제 1 링크는 다운링크이고 상기 제 2 링크는 업링크이며, 상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 하나는 상기 GSM 네트워크로부터 상기 이동국으로 시그널링을 전송하기 위하여 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  38. 제 37항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리 어를 통해 상기 업링크에 대한 상기 적어도 하나의 캐리어에 대한 타이밍 어드밴스를 상기 이동국에 전송하는, 장치.
  39. 제 37항에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 앵커 캐리어의 손실에 대한 지시를 상기 이동국으로부터 수신하며, 상기 다운링크에 대한 다중 캐리어들중 다른 하나는 새로운 다운링크 앵커 캐리어로서 지정되는, 장치.
  40. 제 37항에 있어서, 상기 업링크에 대한 상기 적어도 하나의 캐리어중 하나는 상기 이동국으로부터 상기 GSM 네트워크에 시그널링을 전송하기 위하여 사용된 업링크 앵커 캐리어로서 지정되며, 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 다운링크 및 상기 업링크 앵커 캐리어들을 통해 상기 이동국과 통화 셋업을 수행하는, 장치.
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