KR20090106552A

KR20090106552A - Ｆｄｄ 모드에서 동작하는 ｔｄｄ 시스템에서의 피드백 제어

Info

Publication number: KR20090106552A
Application number: KR1020097015635A
Authority: KR
Inventors: 파울 하워드
Original assignee: 아이피와이어리스, 인크.
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2009-10-09
Also published as: US20220150840A1; US20200083952A1; US11032000B2; US20080159185A1; US11044010B2; US8009639B2; CN101595760A; EP2103157A1; EP3541134B1; US20230299846A1; JP5393477B2; US11411642B2; US20140348041A1; US11664889B2; CN101595760B; EP2103157B1; US11870545B2; EP3541134A1; JP2010515323A; WO2008077951A1

Abstract

기지국에 비컨 신호를 전송하도록 UE에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하고 - 비컨 신호는 프레임에서 데이터 신호들과 별개임 - , 비컨 신호에 응답하여 제어 신호를 전송하도록 기지국에 대하여 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하고, 풀 듀플렉스 FDD 모드에서 동작하도록 기지국에 대하여 다른 시간 슬롯들을 할당함으로써, 무선 통신 네트워크에서 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백이 달성된다. 제어 신호는 UE가 그에 기초하여 전력과 같은 전송 파라미터를 조정할 근거를 제공한다.

Description

ＦＤＤ 모드에서 동작하는 ＴＤＤ 시스템에서의 피드백 제어{FEEDBACK CONTROL IN TDD SYSTEM OPERATING IN FDD MODE}

본 발명은 주파수 분할 듀플렉스(FDD; frequency division duplex) 모드에서 동작하는 시분할 듀플렉스(TDD; time division duplex) 시스템에서의 피드백 제어에 관한 것이다.

시분할-코드분할 다중 액세스(TD-CDMA; time division-code division multiple access)는 UMTS(universal mobile telecommunication system)에서의 3가지 기본 개념, 즉 시분할 다중 액세스(TDMA; time division multiple access), 코드 분할 다중 액세스(CDMA; code division multiple access), 및 시분할 듀플렉스(TDD)의 이점을 조합한 무선 인터페이스 기술이다. TDD는 특히 업링크 및 다운링크 통신 둘 다에 대하여 동일한 무선 채널을 사용하고, 시간에 따라 전송을 분리함으로써 신호들을 구별한다. 동일한 주파수 상에서 둘 다의 링크를 동작시킴으로써 얻어지는 이점들 중 하나는 채널 상호성(channel reciprocity)을 이용할 수 있는 능력이다.

채널 상호성은 사용자 기기(UE: user equipment)에 의해 수신된 신호에 기초하여 다운링크 채널 상태로부터 업링크 채널 상태에 대한 정보를 유도할 수 있는 능력을 기기에 준다. 경로 손실(pathloss)은 채널 상호성으로부터 얻을 수 있는 채널 정보 중 하나의 예이다. 업링크 경로 손실을 알면, 개방 루프(open-loop) 전력 제어가 업링크 전송에 채용될 수 있다. 예를 들어, 업링크 전력 제어는, 모든 UE가 업링크 경로 손실에 관계없이 고정된 전력에서 전송되는 경우에 마주치게 될 원근(near-far) 효과를 상쇄시키기 때문에, TD-CDMA의 CDMA 요소의 동작을 위해 중요하다.

개방 루프 업링크 전력 제어 특징은 패킷 기반의 통신 및/또는 공유 채널에 대하여 사용되는 다중 액세스 데이터 전송 시스템과 결합되면 상당한 이점을 제공한다. 제한된 수의 업링크 채널에 대한 액세스가 큰 집단(population)의 단말기들 사이에 공유되는 경우, 채널에 대한 액세스가 최소한의 지연을 가지고 단말기들 사이에 전환될 수 있어야 한다. 다운링크 전송(비컨 신호)으로부터 업링크 채널에 액세스하는데 필요한 정보를 유도할 수 있는 데이터 단말기는, 피드백 채널을 확립하기 위하여 전용 채널의 (긴) 구성에 의존하는 단말기를 능가하는 상당한 이점을 갖는다.

그러나, 채널 상호성이 항상 보장될 수 있는 것은 아니다. 예를 들어, TDD 전송이 특정 주파수 스펙트럼 할당에서는 허용되지 않을 수 있고, 이는 규제적 쟁점이며, 동일하거나 인접한 주파수 대역에서의 다른 무선 기기를 보호하는데 사용될 수 있다. 이러한 상황에서, 업링크 채널과 다운링크 채널 사이의 상관관계(correlation)는 손실되는데, 채널의 가간섭성 대역폭(coherence bandwidth)보다 큰 양만큼 주파수에 있어서 이격되어 있는 반송파 주파수들을 통해 채널들이 전송 되기 때문이다(보통, 수 MHz 간격 만으로도 업링크 및 다운링크 페이딩 프로파일을 독립적이도록 하는데 충분함).

고속 이동 애플리케이션에 있어서, 다운링크 전송과 업링크 전송 사이의 시간 지연은 채널의 가간섭성 시간을 초과할 수 있다. 허용될(tolerated) 수 있는 최대한의 시간 지연은 이동 속도와 사용된 RF 반송파 주파수의 함수이며, 가간섭성 시간은 증가하는 속도와 RF 반송파 주파수에 따라 감소한다. 또한, 네트워크 및/또는 이동 단말기에서 다수의 송신 및/또는 수신 안테나들을 사용하는 것은, 업링크 채널과 다운링크 채널 사이의 의도치 않은 상관 해제(decorrelation)를 도입할 수 있다.

TD-CDMA 무선 인터페이스가 업링크 및 다운링크 경로 손실 사이의 상관관계가 보장되지 않는 애플리케이션에 사용될 경우, 채널 상호성에 대한 대안을 찾는 것이 이로울 것이다.

경로 손실이 상호적이지(reciprocal) 않은 무선 인터페이스를 지원하는 것이 바람직하겠지만, 공지된 종래의 방법들은 채널 상호성을 사용하는 무선 인터페이스의 주요 특징 및 이점을 채널 상호성이 보장되지 않는 경우로 전달하기 위한 발전 또는 적응을 직접적으로 다루지 않는다. 본 발명의 실시예에서 제공되는 적응예는, 업링크 공유 채널을 지원할 수 있는 무선 인터페이스의 능력에 최소한의 영향을 미치면서, 채널 상호성이 없는 경우의 대안으로서 피드백 방식을 사용하는 업링크 채널 제어에 대한 새로운 기술을 도입한다.

본 발명의 실시예는 기지국과 사용자 기기(UE) 사이의 능동 피드백 제어(active feedback control)를 가능하게 한다. 특히, TDD를 위해 설계된 시스템의 동작, 또는 비대칭(unpaired) 동작은, FDD 모드 또는 대칭(paired) 모드에서 동작하도록 확장된다. 예를 들어, (전력 제어를 위한) 업링크 비컨 기능 및 변경된 랜덤 액세스 프로세스는 대칭 모드에서 채널 상호성의 부족으로 인한 정보 손실을 대신한다. 본 발명의 실시예는 단말기가 업링크 물리적 채널과는 독립적으로 업링크 물리적 채널 제어 신호(UL_Beacon)를 전송할 수 있게 한다. 따라서, 폐쇄 루프(closed loop) 피드백의 구현이 업링크 물리적 채널 없이도 동작할 수 있다. 하나의 실시예에서, UE는 프레임에서 데이터에 대한 시간 슬롯으로부터 분리된 비컨 신호에 대한 시간 슬롯을 할당한다. 비컨 신호에 응답하여 제어 신호를 전송하도록 제2 시간 슬롯이 기지국에 대하여 프레임 내에서 할당된다. 제어 신호는 전송 파라미터를 조정하도록 UE에 지시한다.

UL_Beacon 신호는 물리적 계층 공통 제어 채널(PLCCH; physical layer common control channel)과 조합되어 피드백 시스템을 형성할 수 있다. 전용 시간 슬롯은 특정 업링크 시간 슬롯에서 다수의 UE들로부터의 UL_Beacon 신호들 전부를 그룹화한다. UL_Beacon 신호들을 다같이 그룹화함으로써, 실시예는 UL_Beacon 신호들과 표준 업링크 물리적 채널들 사이의 분리를 얻는다. 또한, 동기식 시스템에서 본 발명의 실시예는 다른 셀 사이트들로부터의 UL_Beacon 신호들을 검출하고 소거한다(셀간 간섭). PLCCH는 UL_Beacon 신호들을 전송하고 있는 UE들에 피드백 정보를 수송한다. PLCCH는 시스템의 CDMA 양상을 이용함으로써 다른 물리적 채널과 시간 슬롯을 공유할 수 있다.

다른 실시예에서, 다중프레임 기간에 걸쳐 UL_Beacon과 PLCCH의 사용을 분별(fractionating)함으로써, 지원되는 UE들의 수가 증가될 수 있다. 분별은 또한, 하프 듀플렉스 UE들이 긴 UL/DL 전환 시간을 갖는 시간 슬롯 블로킹(blocking)을 방지할 수 있다. 또한, 하프 듀플렉스 단말기들에 대한 지원은 TDMA 프레임 구조의 속성으로 인해 암시적(implicit)이다. 시스템은, 하프 듀플렉스 단말기들만 배치되어 있을 때에도 기지국의 전체 용량이 이용될 수 있도록, 단말기들의 집단에 걸쳐 리소스의 할당을 관리할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 풀 듀플렉스 단말기들은 여전히 하프 듀플렉스 UE들과 함께 지원될 수 있다.

더욱이, 다른 실시예에서, 무선 리소스 제어(RRC; radio resource control) 접속 상태는 셀 순방향 액세스 채널(Cell_FACH)에 있는 단말기들의 부분집합을 포함하며, 이들은 또한 UL_Beacon을 전송하고 있고 PLCCH를 수신하고 있으며, 따라서 능동 제어 피드백 채널을 생성한다. Cell_Active 상태에 있는 UE들의 관리는, 진행 중인 데이터 전송 요건을 가질 수 있는 사용자들을 보유하면서, 새로이 활성상태로 된 사용자들을 추가할 수도 있고, 덜 활성상태에 있는(less active) 사용자들을 제거할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 통신 시스템을 도시한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른, FDD를 지원하도록 변경된 TD-CDMA 프레임 구조 내의 UL_Beacon 및 그의 대응하는 PLCCH를 지원하는 업링크 및 다운링크 메시 지에 대한 시간 슬롯 구성을 도시한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국에서의 상이한 프레임들에서의 분별을 도시한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 UTRA RRC 접속 모드를 도시한다.

도 5는 본 발명의 실시예를 구현하기 위해 채용될 수 있는 컴퓨터 시스템을 도시한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀룰러 통신 시스템의 예를 도시한다. 네트워크는 사용자 기기(UE) 도메인, 무선 액세스 네트워크(RAN; radio access network) 도메인, 및 코어 네트워크 도메인을 포함한다. UE 도메인은 무선 인터페이스를 통하여 RAN 도메인에서의 적어도 하나의 기지국(112)과 통신하는 사용자 기기(110)를 포함한다. RAN 도메인은 또한, UMTS 시스템에서 사용되는 것과 같은 네트워크 컨트롤러(RNC; radio network controller)(118)(예컨대, 무선 네트워크 컨트롤러)를 포함할 수 있다. 대안으로서, 이러한 기능은 노드 B들과 코어 네트워크 내의 액세스 게이트웨이(AGW; access gateway)(도시되지 않음) 또는 기타 컨트롤러 사이에 분배될 수 있다. 도 1은 또한 선택적인 무선 리소스 관리자(RRM; radio resource manager)(114)를 도시한다. RRM은, 다른 경우에는 일부 실시예에서 노드 B 또는 AGW에 의해 수행되는 기능들을 수행할 수 있다.

코어 네트워크(CN; core network)(116)는, 이 예에서, 서빙 GPRS 지원 노드(SGSN; serving GPRS support node)(120), 및 게이트웨이 GPRS 지원 노드(GGSN; gateway GPRS support node)(122)를 포함한다. 코어 네트워크는 외부 네트워크(124)에 연결된다. SGSN(120)은 UE들의 위치를 추적하는 것을 포함하는 세션 제어를 담당한다. GGSN(122)은 코어 네트워크(116) 내의 사용자 데이터를 외부 네트워크(124)의 최종 목적지(예컨대, 인터넷 서비스 프로바이더)에 집중시키고 터널링한다. 부가적인 상세사항은, 참조에 의해 여기에 포함되는 것인, 3GPP Support Office, 650 Route des Lucioles - Sophica Antipolis, Valbonne - FRANCE에 의해 출판된, TS 23.246 v6.4.0 "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services and System Aspects; Multimedia Broadcast/Multicast Service(MBMS); Architecture and Functional Description(Release 6)" 와 같은, 3GPP UMTS 기술 사양에서 찾아볼 수 있다.

본 발명의 실시예를 구현할 수 있는 예시적인 통신 시스템들에 관한 부가적인 상세사항은, 전부 참조에 의해 여기에 포함되는 것들인, TR 23.882, "3GPP System Architecture Evolution: Report on Technical Options and Conclusions"; TR 25.912, "Feasibility Study for Evolved UTRA and UTRAN"; TS 23.101, "General Universal Mobile Telecommunications System(UMTS) Architecture"와 같은 3GPP UMTS 기술 사양에서 찾아볼 수 있다.

TDD에서 FDD로의 발전

시분할 듀플렉스(TDD) 모드에서의 동작을 위해 설계된 시스템은, 시간상 직교 포인트에서 송신 및 수신하는 기지국과 단말기를 갖는다. 정상 동작시, 기지국이 전송 중인 경우 단말기는 수신 모드에 있고, 단말기가 전송 중인 경우 기지국은 수신 모드에 있다. 종래의 TDD 구현에 있어서, 기지국이나 단말기는 둘 다 시간상 동일한 포인트에서 송신 및 수신할 수 없는데, 업링크 및 다운링크 통신에 동일한 주파수가 사용되기 때문이다.

상이한 주파수 상에서 업링크 및 다운링크 통신이 일어나는 주파수 분할 듀플렉스(FDD) 모드에서 동작하도록 이러한 시스템이 조정될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 주파수 스펙트럼 리소스를 충분히 효율적으로 사용하기 위해, 기지국은 동시에 송신 및 수신하도록 적응된다. 이는 업링크 및 다운링크 통신이 이제 상이한 주파수 상에서 일어나기 때문에 가능하다. 그러나, 단말기는, 동시에 송신 및 수신하지 않아도 되는 단순성을 보유하도록(예를 들어, 듀플렉서가 요구되지 않음), 시간상 직교 포인트에서 송신 및 수신하는 제한점을 그대로 유지한다. 그러면, 복수의 단말기들에 걸쳐 리소스를 할당함으로써 주파수 스펙트럼의 충분한 사용을 얻는다.

TDD 시스템에 대하여 가정할 수 있는 채널 상호성에 의존하는 무선 인터페이스의 양상이 존재하는 경우, 추가의 측정이 필요할 수 있다. TD-CDMA의 경우, 업링크 전력 제어 및 레이트 적응의 올바른 동작을 위한 변경이 이루어질 수 있다. 이는, 업링크 채널 상태를 추정하기 위해 사용되는 업링크 물리적 제어 채널 및 단말기에 제어 정보를 피드백하는데 사용되는 다운링크 채널을 정의함으로써, 달성될 수 있다. 이들 채널은 연관된 데이터 물리적 채널이 동작적이어야 하는 것은 아닐 수 있다.

랜덤 액세스 채널에 대한 변경이 이루어질 수 있다. 이는, 임의의 물리적 랜 덤 액세스의 시작시 추가의 표시자(indicator) 단계를 도입함으로써, 달성될 수 있다. 새로운 업링크 물리적 채널은 랜덤 액세스 표시자를 수송한다. 새로운 다운링크 물리적 채널은 수신된 업링크 표시자에 대한 응답을 수송한다.

업링크 물리적 채널 제어 신호

경로 손실 상호성이 이용가능하지 않은 경우, 단말기에 계속해서 업링크 채널의 상태를 알리는데, 다운링크 피드백 채널과 업링크 물리적 채널 제어 신호의 조합이 사용될 수 있다. 업링크 물리적 제어 신호는 여기서 "업링크 비컨(Uplink Beacon"(UL_Beacon)으로 칭한다.

일반적으로, 공유 채널들을 지원하는 시스템은 또한 많은 수의 단말기들에의 공유된 액세스를 지원할 수 있다. 결과적인 중계(trunking) 이득으로부터 최대 이익을 뽑아내기 위해, 공유 채널들은 UE들의 집단 사이에 빠르고 효율적으로 재할당될 수 있다. 업링크 공유 채널들에의 신속한 액세스를 얻기 위해, 단말기들은 그들의 첫 번째 전송의 경우에는 지연이 최소한으로 유지될 수 있도록 올바른 전력으로 전송할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, RNC 또는 기타 컨트롤러(예를 들어, 코어 네트워크에서 그의 기능을 갖는 다른 컨트롤러)는, 물리적 채널 제어 신호가 업링크 (공유) 물리적 채널과 별개이도록, 리소스를 할당한다. 따라서, 단말기들은 업링크 공유 채널에 대한 그들 액세스와 관계없이 UL_Beacon을 전송할 수 있다. 시스템은 폐쇄 루프 제어 시스템을 구현할 수 있으며, 여기서 기지국은 UL_Beacon으로부터 수신 전력 및/또는 기타 채널 정보를 검출하고, 각각의 단말기에 다시 제어 커맨드 를 보냄으로써, 단말기에 계속해서 기지국에서 관찰된 채널 상태를 알린다.

특정 실시예에서, 폐쇄 루프 제어 시스템은 단순히 기지국에서 수신된 UL_Beacon 전력에 기초한다. 기지국은 UL_Beacon 신호로부터 수신된 전력에 기초하여 각각의 단말기에 공유 다운링크 채널을 통해 전력 제어 커맨드를 보낼 수 있다. 각각의 전력 제어 커맨드는, 예를 들어 단말기 전력이 미리 결정된 양만큼 증가되어야 할지 아니면 감소되어야 할지 나타낼 수 있다. 이러한 다운링크 채널은 "물리적 계층 제어 채널"(PLCCH)로 칭한다. PLCCH의 용량은, 동시에 지원될 수 있는 UL_Beacon 신호의 수와 피드백 필드에서 요구되는 비트의 수와 일치할 수 있다. 즉, 각각의 UL_Beacon은 PLLCH의 일 비트에 대응할 수 있다. UL_Beacon 신호들을 전송하는 모든 단말기들은 이 채널을 수신하고 관련 피드백 필드를 추출할 수 있다.

도달 시간, 및 채널 임펄스 응답과 같은, 기지국에 의해 수신된 UL_Beacon 신호의 기타 양상에 기초하여 제어 커맨드를 보냄으로써, 제어 루프의 복잡도(complexity)를 확장하는 것이 가능하다. 피드백 채널에 대하여 요구되는 리소스의 양은 각각의 UE에의 피드백 정보의 사이즈(비트)에 따라 증가한다.

예를 들어, TDMA 요소를 갖는 무선 인터페이스 기술에 대하여, 수송 중인 UL_Beacon 신호에 프레임당 적어도 하나의 업링크 시간 슬롯을(또는 다중프레임당 적어도 하나의 시간 슬롯을) 전용함으로써, UL_Beacon과 정상적인 물리적 채널 사이의 분리를 제공하도록, TDMA 프레임 구조를 적응시키는 것이 가능하다.

전용된 시간 슬롯에 UL_Beacon 신호를 배치함으로써, (동일한 셀에서 다수의 단말기들에 의해 전송되는 UL_Beacon 신호들 사이의 교차 상관 간섭의 영향을 경감하기 위한) 셀내 제거(intra-cell cancelling), 또는 (UL_Beacon 시간 슬롯들이 시간 동기된 경우 이웃하는 셀들로부터의 간섭을 감소시키기 위한) 셀간 제거(inter-cell cancelling)와 같은 성능 향상 특징들을 포함할 수 있는 전용 검출 방식이 적용될 수 있다. 분리된 시간 슬롯들의 사용으로부터 얻은 분리에 의해 UL_Beacon과 정상적인 업링크 버스트들 사이의 교차 간섭이 회피된다.

당해 기술 분야에서의 숙련자라면, 본 발명의 실시예에 따라 프레임 구조 내에 UL_Beacon 및 그의 연관된 PLCCH의 구성에 대한 수많은 가능성이 존재한다는 것을 알 것이다. 피드백 업데이트 레이트가 프레임 레이트보다 빨라야 하는 경우, 프레임마다 하나보다 많은 수의 UL_Beacon 및 PLCCH가 지원될 수 있다(시스템 용량을 희생하여). 보다 느린 피드백 레이트를 허용할 수 있는 시스템 애플리케이션의 경우, 실시예는 UL_Beacon 시간 슬롯(그리고 연관된 PLCCH)의 사용을 분별할 수 있다.

분별이 채용되는 경우, RNC 또는 기타 컨트롤러는, 현재 분별 상(fractionation phase)에 따라 단말기들 그룹에 소정 프레임 내의 UL_Beacon 시간 슬롯을 할당함으로써, 능동 물리적 채널 피드백 제어로써 지원될 수 있는 단말기들의 수를 증가시킬 수 있다. 최대 분별 사이클 길이는 그의 성능 목표를 충족시키기 위하여 시스템이 필요로 하는 피드백 업데이트 레이트에 의해 결정될 수 있다.

도 2는 FDD를 지원하도록 변경된 TD-CDMA 프레임 구조 내의 UL_Beacon 및 그 의 대응하는 PLCCH를 지원하는 시간 슬롯 구성의 예를 도시한다. 이 예에서, PLCCH(212)는 다른 다운링크 공유 채널과 시간 슬롯을 공유한다. 이는 정상적인 다운링크 물리적 채널들이 PLCCH를 전송하는데 사용되므로 가능하다. 다운링크 프레임은 또한 다운링크 비컨 시간 슬롯(206), 액세스 제어 시간 슬롯(208), 및 정상적인 트래픽 수송 시간 슬롯(210)을 포함한다. 업링크 프레임은 UL_Beacon 제어 시간 슬롯(216), 액세스 제어 시간 슬롯(218), 및 정상적인 트래픽 수송 시간 슬롯(214)을 포함한다.

도 3은 분별이 채용되는 예를 도시한다. UL_Beacon 및 PLCCH 시간 슬롯들은 기지국(302)에서 모든 각각의 프레임에서 활성이다. 그러나, 단말기(304), 단말기(306), 및 단말기(308)에는 상이한 분별 상이 할당되었다. 도 3은 분별 상이 3인 경우를 도시한다. 예를 들어, 단말기(304)의 분별 상은 프레임 #0(310)에서 일어나고, 단말기(306)의 분별 상은 프레임 #1(312)에서 일어나고, 단말기(308)의 분별 상은 프레임 #2(314)에서 일어난다. 분별 상이 3이기 때문에, 단말기(304)에 대한 상은 다시 프레임 #3(316)에서 일어난다.

하프 듀플렉스 단말기

본 발명의 실시예는 단말기가 하프 듀플렉스 또는 풀 듀플렉스 모드에서 동작할 수 있게 한다. 하프 듀플렉스 시스템에서, 기지국 및 단말기는 동시에 송신 및 수신하지 않는다. 이러한 시스템이 대칭 스펙트럼에서 동작하도록 발전되는 경우, 기지국이 그들 하프 듀플렉스 동작을 그대로 유지하면, 비효율적이게 된다. 그러나, 단말기가 그렇게 하는 것이 반드시 비효율적인 것은 아닌데, 하프 듀플렉스 동작이 단말기의 설계 및 구현에서 어떠한 이점을 가질 수 있기 때문이다.

그렇지만, 고려해야 할 몇 가지 포인트가 있다. 예를 들어, 단일 단말기는 모든 송신 및 모든 수신 슬롯들에 액세스할 수 없을 수 있다. 따라서, 시스템은 기지국에서의 모든 가용 리소스가 효율적으로 이용되는 것을 보장하도록 단말기들 집단에 걸쳐 리소스를 관리하여야 할 수 있다. 시간 슬롯의 블로킹을 방지하기 위해, 하프 듀플렉스 단말기들은 하나보다 큰 분별 사이클을 가지고 동작될 수 있다. 특히, 이는 프레임마다 하나보다 많은 수의 UL_Beacon 시간 슬롯이 존재하는 경우에도 적용할 수 있다. 하프 듀플렉스 단말기가 송신 및 수신 기능 사이에 전환하는 데에는 시간 지연이 존재한다. 일부 경우에, 이 지연은 연속 시간 슬롯들 사이에 삽입된 보호 기간(guard period)을 초과한다. 하프 듀플렉스 단말기 경우에, 단말기는 인접한 시간 슬롯들을 통해 송신 및 수신할 수 없다. 이는 UL_Beacon, PLCCH, 및 기타 공통 채널의 위치에 영향을 미칠 것이다. 따라서, 시간 슬롯 구성은 시스템이 구성되면 조정될 수 있다.

단말기 관리

본 발명의 실시예는 업링크 물리적 트래픽으로부터 업링크 제어를 분리한다. 이는, 업링크 공유 채널들이 최대 효율성으로 사용될 수 있는 결과와 함께, 단말기가 보내야 할 데이터를 갖지 않는 경우에도 제어 피드백이 동작할 수 있게 해준다.

공유 채널들을 효율적으로 사용하기 위해, 상대적으로 큰 사용자 베이스가 필요할 수 있다. 동시에, 이들 단말기에 대하여 제어 피드백 채널을 지원하는데 필요한 네트워크 리소스가 최소화되어야 한다. 일반적으로, 능동 제어 피드백 채널로 써 지원될 수 있는 사용자들의 수는 통상의 셀당 사용자들의 수보다 작다. 따라서, 이 능동 상태에 있는 단말기들이 관리될 수 있다.

UMTS 용어에 있어서, 본 발명의 실시예는 시스템에 새로운 UTRA RRC(Universal Terrestrial Radio Access-Radio Resource Control) 접속 서브상태를 제공한다. UTRA 시스템은 이미 상이한 RRC 접속 상태들(참조에 의해 여기에 포함되는 것인, TS 25.331 무선 리소스 제어(RRC) 프로토콜 사양 참조), 예를 들어 CELL_DCH, CELL_FACH 등의 개념을 지원한다. 이 서브상태는 CELL_ACTIVE 상태라 칭한다. 도 4는 기타 UTRA RRC 접속 상태들에 관련하여 이 서브상태를 도시한다. Cell_Active 서브 상태에 있는 UE는 업링크 물리 채널의 물리적 채널 제어 부분만 전송할 뿐, 다른 것은 아무것도(즉, 어느 데이터도) 전송하지 않는다.

도 4에 도시된 바와 같이, CELL_ACTIVE 서브상태는 CELL_FACH 상태(404)의 서브상태이다. 일반적으로, CELL_FACH 상태에 있는 UE들은 RRC 접속을 갖지만, 그것들은 데이터를 능동으로 전송하고 있지 않을 수 있다. CELL_FACH 상태(404)에 있는 UE들의 집단 중에, 가장 능동적인 UE들인 것으로 네트워크에 의해 결정되는 보다 작은 수의 UE들은 CELL_ACTIVE 상태(406)에서 지원된다. 이 상태에서, UE들은 물리적 채널 제어 신호를 전송하고 네트워크로부터 연관된 피드백 채널을 주시한다. UE는 피드백 채널로부터 업링크 경로 손실 상태를 인지하기 때문에, 업링크 공유 채널에의 즉시(instant) 액세스를 가질 수 있고, 네트워크에서의 리소스 할당기(컨트롤러)는 그에 따라 UE를 처리할 수 있다.

어느 UE가 CELL_ACTIVE 상태로 유지되는지 지배하는(govern) 규칙은 네트워 크에 의해(예를 들어, RNC를 통하여) 결정되고, UE가 필요로 하는 데이터 전송의 볼륨(volume), UE가 필요로 하는 데이터 전송 레이트, 짧은 데이터 전송 버스트(short burst)의 주파수, CELL_FACH 상태에 있는 UE들의 총 수, 마지막 데이터 전송 이래의 시간, UE 전력 절약 요건 등과 같은 요인에 기초할 수 있다.

CELL_ACTIVE 상태에 있는 UE들은 그들 송신기가 능동이도록 하며, 따라서 이들 UE가 다운링크의 상태를 모니터링하고, 다운링크가 동기에서 벗어난 것으로 간주되는 경우(예를 들어, 매우 높은 다운링크 에러 또는 낮은 수신 신호 감도) CELL_ACTIVE 상태에서 자동으로 나와야 한다는 것을 유의하자. 이 특징은, 피드백 채널이 신뢰성이 없으며 그에 따라 간섭을 야기할 수 있는 상태에서 UE들이 계속해서 전송하는 것을 방지한다.

본 발명은 특정 실시예 및 예시적인 도면에 관련하여 설명되었지만, 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명은 실시예 또는 도시된 도면에 한정되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명의 실시예는 일부 예에서 UMTS 용어를 사용하여 설명되었지만, 당해 기술 분야에서의 숙련자라면, 이러한 용어 또한 여기에서 포괄적인 의미로 사용된 것이며 본 발명이 이러한 시스템에 한정되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다.

당해 기술 분야에서의 숙련자라면, 다양한 실시예의 동작들이 적합하게 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들 조합을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 일부 프로세스는 소프트웨어, 펌웨어, 또는 하드와이어 로직의 제어 하에 프로세서 또는 기타 디지털 회로를 사용하여 수행될 수 있다. (여기에서 용어 "로직"은, 열거한 기능들을 수행하도록 당해 기술 분야에서의 숙련자에게 인지되는 바와 같은 고정 하드웨어, 프로그램가능 로직 및/또는 이들의 적합한 조합을 칭함.) 소프트웨어 및 펌웨어는 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장될 수 있다. 일부 기타 프로세스는 당해 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 주지되어 있는 바와 같이 아날로그 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 또한, 통신 컴포넌트 뿐만 아니라, 메모리 또는 기타 저장소자가 본 발명의 실시예에 채용될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에서 프로세싱 기능을 구현하는데 채용될 수 있는 통상의 컴퓨팅 시스템(500)을 도시한다. 이러한 유형의 컴퓨팅 시스템은, 예를 들어 무선 컨트롤러, 기지국, 및 UE에 사용될 수 있다. 관련 분야에서의 숙련자라면, 다른 컴퓨터 시스템 또는 아키텍쳐를 사용하여 본 발명을 구현하는 방식도 또한 알 수 있을 것이다. 컴퓨팅 시스템(500)은, 예를 들어 데스크톱, 랩톱 또는 노트북 컴퓨터, 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스(PDA, 휴대전화, 팜탑 등), 메인프레임, 서버, 클라이언트, 또는 소정의 애플리케이션이나 환경에 적합하거나 바람직할 수 있는 임의의 기타 유형의 특수 용도 또는 범용 컴퓨팅 디바이스를 나타낼 수 있다. 컴퓨팅 시스템(500)은 프로세서(504)와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(504)는, 예를 들어 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 또는 기타 제어 로직과 같은 범용 또는 특수 용도 프로세싱 엔진을 사용하여 구현될 수 있다. 이 예에서, 프로세서(504)는 버스(502) 또는 기타 통신 매체에 접속된다.

컴퓨팅 시스템(500)은 또한, 프로세서(504)에 의해 실행될 정보 및 명령을 저장하기 위해, 랜덤 액세스 메모리(RAM; random access memory) 또는 기타 동적 메모리와 같은 메인 메모리(508)를 포함할 수 있다. 메인 메모리(508)는 또한, 프로세서(504)에 의해 실행될 명령의 실행 중에 임시 변수 또는 기타 중간 정보를 저장하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(500)은 마찬가지로 프로세서(504)에 대한 정적 정보 및 명령을 저장하기 위해 버스(502)에 연결되는 판독 전용 메모리("ROM; rad only memory") 또는 기타 정적 저장 디바이스를 포함할 수 있다.

컴퓨팅 시스템(500)은 또한 정보 저장 시스템(510)을 포함할 수 있으며, 이는 또한 예를 들어 매체 드라이브(512) 및 탈착가능한 저장 인터페이스(520)를 포함할 수 있다. 매체 드라이브(512)는, 하드 디스크 드라이브, 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브, CD 또는 DVD 드라이브(R 또는 RW), 또는 기타 탈착가능 또는 고정 매체 드라이브와 같은 고정 또는 탈착가능한 저장 매체를 지원하는 드라이브 또는 기타 메커니즘을 포함할 수 있다. 저장 매체(518)는 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프, 광학 디스크, CD 또는 DVD, 또는 매체 드라이브(514)에 의해 판독되고 기록되는 기타 고정 또는 탈착가능한 매체를 포함할 수 있다. 이들 예에서 예시하는 바와 같이, 저장 매체(518)는 그 안에 특정 컴퓨터 소프트웨어 또는 데이터가 저장되어 있는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체를 포함할 수 있다.

대안의 실시예에서, 정보 저장 시스템(510)은 컴퓨터 프로그램 또는 기타 명령이나 데이터가 컴퓨팅 시스템(500)으로 로딩될 수 있게 해주기 위한 기타 유사한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트는, 예를 들어, 프로그램 카트리지와 카트리지 인터페이스, 탈착가능한 메모리(예를 들어, 플래시 메모리 또는 기타 탈착가능한 메모리 모듈)와 메모리 슬롯과 같은, 탈착가능한 저장 유닛(522)과 인터페이스(520), 및 소프트웨어 및 데이터가 탈착가능한 저장 유닛(518)으로부터 컴퓨팅 시스템(500)으로 전달될 수 있도록 하는 기타 탈착가능한 저장 유닛(522)과 인터페이스(520)를 포함할 수 있다.

컴퓨팅 시스템(500)은 또한 통신 인터페이스(524)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(524)는 소프트웨어 및 데이터가 컴퓨팅 시스템(500)과 외부 디바이스 사이에 전달될 수 있게 해주는데 사용될 수 있다. 통신 인터페이스(524)의 예는 모뎀, (이더넷 또는 기타 NIC 카드와 같은) 네트워크 인터페이스, (예를 들어 USB 포트와 같은) 통신 포트, PCMCIA 슬롯 및 카드 등을 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(524)를 통하여 전송되는 소프트웨어 및 데이터는, 통신 인터페이스(524)에 의해 수신될 수 있는 전자, 전자기, 광학 또는 기타 신호일 수 있는 신호의 형태이다. 이들 신호는 채널(528)을 통하여 통신 인터페이스(524)에 제공된다. 이 채널(528)은 신호를 수송할 수 있고, 무선 매체, 유선 또는 케이블, 광섬유 또는 기타 통신 매체를 사용하여 구현될 수 있다. 채널의 일부 예는, 전화선, 휴대전화 링크, RF 링크, 네트워크 인터페이스, 로컬 또는 광역 네트워크, 및 기타 통신 채널을 포함한다.

본 명세서에서, 용어 "컴퓨터 프로그램 제품", "컴퓨터 판독가능 매체" 등은, 예를 들어 메모리(508), 저장 디바이스(518) 또는 저장 유닛(522)과 같은 매체를 총칭하는데 사용될 수 있다. 이들 및 기타 형태의 컴퓨터 판독가능 매체는, 프 로세서가 특정 동작을 수행하게 하는, 프로세서(504)가 사용하기 위한 하나 이상의 명령을 저장할 수 있다. "컴퓨터 프로그램 코드"(컴퓨터 프로그램 또는 기타 그룹의 형태로 그룹화될 수 있음)로 총칭되는 이러한 명령은, 실행되면, 컴퓨팅 시스템(500)이 본 발명의 실시예의 기능들을 수행할 수 있게 한다. 코드는 직접 프로세서로 하여금 특정 동작을 수행하게 하거나, 그렇게 하도록 컴파일링되거나, 그리고/또는 그렇게 하도록 다른 소프트웨어, 하드웨어, 및/또는 펌웨어 요소(예를 들어, 표준 기능들을 수행하기 위한 라이브러리)와 조합될 수 있다는 것을 유의하자.

소프트웨어를 사용하여 요소들이 구현되는 실시예에서, 소프트웨어는 컴퓨터 판독가능 매체에 저장되고, 예를 들어 탈착가능한 저장 드라이브(514), 드라이브(512) 또는 통신 인터페이스(524)를 사용하여 컴퓨팅 시스템(500)으로 로딩될 수 있다. 제어 로직(이 예에서는, 소프트웨어 명령 또는 컴퓨터 프로그램 코드)은, 프로세서(504)에 의해 실행되면, 프로세서(504)로 하여금 여기에 기재된 바와 같은 본 발명의 기능들을 수행하게 한다.

명확하게 하기 위하여, 상기 설명은 상이한 기능적 유닛들과 프로세서들을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였다는 것을 알 수 있을 것이다. 그러나, 상이한 기능 유닛들, 프로세서들 또는 도메인들 사이의 기능의 임의의 적합한 분배가 본 발명을 손상시키지 않고서 사용될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 개별 프로세서 또는 컨트롤러에 의해 수행되는 것으로 예시된 기능이 동일한 프로세서 또는 컨트롤러에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 특정 기능 유닛에의 참조는, 엄격한 논리적 또는 물리적 구조 또는 조직을 나타내는 것이 아니라, 단지 설명된 기능을 제공하기 위한 적합한 수단을 참조하는 것으로서 봐야할 것이다.

본 발명은 일부 실시예와 관련하여 설명되었지만, 이는 여기에 상술된 특정 형태에 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 오히려, 본 발명의 범위는 청구항에 의해서만 한정된다. 또한, 특징이 특정 실시예와 관련하여 설명되는 것으로 보일 수 있지만, 당해 기술 분야에서의 숙련자라면, 설명된 실시예의 다양한 특징들이 본 발명에 따라 조합될 수 있다는 것을 알 것이다.

더욱이, 개별적으로 열거되었지만, 복수의 수단, 요소 또는 방법 단계들이 예를 들어 단일 유닛 또는 프로세서에 의해 구현될 수 있다. 또한, 개별 특징들이 상이한 청구항에 포함될 수 있지만, 이들은 가능한 유리하게 조합될 수 있으며, 상이한 청구항에 포함되었다고 해서, 특징들 조합이 실행할 수 없거나 및/또는 유리하지 않다는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 특징이 청구항의 하나의 카테고리에 포함되는 것이, 이 카테고리에의 한정을 의미하는 것이 아니라, 그 특징은 적합하게 다른 청구항 카테고리에 동등하게 적용가능할 수 있다.

Claims

무선 통신 네트워크에서 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백(active control feedback)이 가능한 방법에 있어서,

기지국에 비컨 신호를 전송하도록 이동국에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 비컨 신호는 상기 프레임에서 데이터 신호들과 별개임 - ;

상기 비컨 신호에 응답하여 제어 신호를 전송하도록 상기 기지국에 대하여 상기 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 제어 신호는 상기 이동국이 그에 기초하여 전송 파라미터를 조정할 근거를 제공함 - ;

풀 듀플렉스(full duplex) FDD(frequency division duplex) 모드에서 동작하도록 상기 기지국에 대하여 다른 시간 슬롯들을 할당하는 것을 포함하는, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1에 있어서,

상기 데이터 신호들은 상기 제1 시간 슬롯에 할당되지 않는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 제1 및 제2 시간 슬롯들은 풀 듀플렉스 FDD 모드에서 동작하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전송 파라미터는 전력을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 신호는, 상기 비컨 신호의 수신 전력에 기초하여 계산된 경로 손실, 상기 비컨 신호의 도달 시간, 및 상기 비컨 신호에 응답하는 채널 임펄스 응답으로 구성된 그룹으로부터의 적어도 하나의 요인에 기초하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 신호에 제2 시간 슬롯을 할당하는 것은, 상기 제어 신호로부터 코드 도메인에서 분리된 다른 다운링크 신호가 상기 제어 신호와 상기 제2 시간 슬롯을 공유할 수 있게 해주는 것을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동국에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하는 것은, 각각의 상이한 비컨 신호들의 전송을 위하여 상이한 이동국들에 적어도 일부 연속 프레임 들 내의 제1 시간 슬롯을 할당하는 것을 포함하고,

상기 기지국에 대하여 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하는 것은, 상기 상이한 이동국들에의 상기 적어도 일부 연속 프레임들 내의 상이한 제어 신호들의 전송을 위하여 상기 기지국에 상기 제2 시간 슬롯을 할당하는 것을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

예상되는 데이터 전송의 예상 볼륨, 필요한 데이터 전송 레이트, 데이터 전송의 짧은 버스트의 주파수, 네트워크에 접속되어 있는 이동국들의 총 수, 마지막 데이터 전송 이래의 시간, 및 이동국 전력 절약 요건으로 구성된 그룹으로부터의 적어도 하나의 요인에 기초하여, 상기 제1 시간 슬롯이 어느 이동국에 할당되어야 하는지 결정하는 것을 더 포함하는, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 방법.
무선 통신 네트워크에서 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백이 가능한 컨트롤러에 있어서, 상기 컨트롤러는,

기지국에 비컨 신호를 전송하도록 이동국에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 비컨 신호는 상기 프레임에서 데이터 신호들과 별개임 - ;

상기 비컨 신호에 응답하여 제어 신호를 전송하도록 상기 기지국에 대하여 상기 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 제어 신호는 상기 이동국이 그 에 기초하여 전송 파라미터를 조정할 근거를 제공함 - ;

풀 듀플렉스 FDD 모드에서 동작하도록 상기 기지국에 대하여 다른 시간 슬롯들을 할당하는,

로직을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9에 있어서,

상기 데이터 신호들은 상기 제1 시간 슬롯에 할당되지 않는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,

상기 제1 및 제2 시간 슬롯들은 풀 듀플렉스 FDD 모드에서 동작하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 있어서,

상기 전송 파라미터는 전력을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 신호는, 상기 비컨 신호의 수신 전력에 기초하여 계산된 경로 손 실, 상기 비컨 신호의 도달 시간, 및 상기 비컨 신호에 응답하는 채널 임펄스 응답으로 구성된 그룹으로부터의 적어도 하나의 요인에 기초하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제어 신호에 제2 시간 슬롯을 할당하는 로직은, 상기 제어 신호로부터 코드 도메인에서 분리된 다른 다운링크 신호가 상기 제어 신호와 상기 제2 시간 슬롯을 공유할 수 있게 해주는 로직을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,

상기 이동국에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하는 로직은, 각각의 상이한 비컨 신호들의 전송을 위하여 상이한 이동국들에 적어도 일부 연속 프레임들 내의 제1 시간 슬롯을 할당하는 로직을 포함하고,

상기 기지국에 대하여 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하는 로직은, 상기 상이한 이동국들에의 상기 적어도 일부 연속 프레임들 내의 상이한 제어 신호들의 전송을 위하여 상기 기지국에 상기 제2 시간 슬롯을 할당하는 로직을 포함하는 것인, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
청구항 9 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,

예상되는 데이터 전송의 예상 볼륨, 필요한 데이터 전송 레이트, 데이터 전송의 짧은 버스트의 주파수, 네트워크에 접속되어 있는 이동국들의 총 수, 마지막 데이터 전송 이래의 시간, 및 이동국 전력 절약 요건으로 구성된 그룹으로부터의 적어도 하나의 요인에 기초하여, 상기 제1 시간 슬롯이 어느 이동국에 할당되어야 하는지 결정하는 로직을 더 포함하는, 무선 통신 네트워크에서의 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백 컨트롤러.
무선 통신 네트워크에서 기지국과 이동국 사이의 능동 제어 피드백이 가능한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독가능 매체에 있어서, 상기 프로그램 코드는,

기지국에 비컨 신호를 전송하도록 이동국에 대하여 프레임 내의 제1 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 비컨 신호는 상기 프레임에서 데이터 신호들과 별개임 - ;

상기 비컨 신호에 응답하여 제어 신호를 전송하도록 상기 기지국에 대하여 상기 프레임 내의 제2 시간 슬롯을 할당하고 - 상기 제어 신호는 상기 이동국이 그에 기초하여 전송 파라미터를 조정할 근거를 제공함 - ;

풀 듀플렉스 FDD 모드에서 동작하도록 상기 기지국에 대하여 다른 시간 슬롯들을 할당하는 것인, 컴퓨터 판독가능 매체.