JP3934614B2

JP3934614B2 - ハイブリッドデュプレックシング通信方式を提供するための無線通信システム及び方法

Info

Publication number: JP3934614B2
Application number: JP2004020216A
Authority: JP
Inventors: 相普尹; 映秀金
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-01-29
Filing date: 2004-01-28
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2024-01-28
Also published as: EP1443794B1; EP1443794A2; JP2004236322A; CN1538640A; US20040252659A1; CN100347973C; KR100547717B1; US7706308B2; EP1443794A3; KR20040069569A

Description

本発明は通信方式を提供するためのシステム及び方法に関し、特に、相異なる通信方式を提供するためのシステム及び方法に関する。

一般的に、次世代無線通信システムでは、第３世代移動通信システムで既に提供されたようにマルチメディアサービスが提供されることに予想され、データ伝送速度も現在の無線通信システムの伝送速度よりさらに速くなることに予測される。従って、次世代無線通信システムはマルチメディアトラヒックを効率的に提供する可変的な非対称型サービスが可能であるべきであり、同時に高速のデータ伝送速度を信頼できるように提供することができる特徴を有すべきである。“非対称型サービス(Asymmetric Service)”とは順方向リンク(Forward(Down)Link)と逆方向リンク(Reverse(Up)Link)の伝送速度が相異であることを意味する。マルチメディアトラヒックは主に無線端末でマルチメディアサービスを受信するので、順方向リンクにより多くの伝送速度を必要とするようになる。また非対称の比率切換が可能であるべきである。ここで、“順方向”とは基地局から無線端末への方向を意味し、“逆方向”とは無線端末から基地局への方向を意味する。

一方、無線通信システムで使用されているデュプレックシング(Duplexing)方式に対して説明する。無線通信システムで使用されることができるデュプレックシング方式は、時分割デュプレックシング(Time Division Duplexing)方法と、周波数分割デュプレックシング(Frequency Division Duplexing)方法が代表的である。以下、各デュプレックシング方法に対して簡単に説明する。

時分割デュプレックシングは送受信を時間に分けて遂行する通信方式である。各無線端末は順方向と逆方向に受信及び送信することができる時間が決定されている。このように設定された時間内に通信を遂行する。この時、基地局は使用可能なタイムスロットのうち一部、または全部を通信を遂行する無線端末に割り当てることができる。従って、時分割デュプレックシング方法は基地局と特定の無線端末間に設定される順方向リンク及び逆方向リンクに割り当てられる時間区間を相異であるようにすることにより、非対称サービスを提供するのに適合する。しかし、時分割デュプレックシング方法はセルの半径が大きくなる場合、ラウンドトリップ遅延(round-trip delay)により送受信間の保護区間(guard time)が増加するようになり、伝送効率が低下する短所がある。従って、マクロセルのようにセル半径が大きなセルには適合しない問題がある。また、時分割デュプレックシング方式は多重セル環境で各セルの非対称比率が同一でないので、無線端末間の同一周波数干渉が大きくなる短所がある。

周波数分割デュプレックシングは送受信を周波数に区分して通信を遂行する方式である。この方式では基地局と無線端末間の順方向及び逆方向に送信及び受信することができる周波数を個別的に設定する。そして前記設定された周波数を利用してすべての時間の間、無線端末と基地局間の通信を遂行する方式である。従って、周波数分割デュプレックシング方式はラウンドトリップ遅延問題がないので、マクロセル使用が適合し、セルの半径が大きいので高速に移動する無線端末に適合したサービスを提供することができる利点がある。一方、周波数分割デュプレックシング方法は周波数帯域が対称的であり、かつ固定的に割り当てられているので、可変的な非対称サービスを提供するのに限界を有する問題がある。

しかし、次世代無線通信サービスが高速に移動する無線端末に高速データ伝送速度の提供を要求するので、時分割デュプレックシング方式及び周波数分割デュプレックシング方式の利点を生かすシステムに対する研究が必要である。

しかし、マイクロセルに適合したＴＤＤ方式のみで無線端末の分布密度が非常に低い地域までＴＤＤ方式にセルラーネットワークを駆逐するには経済性の側面で多くの問題点がある。

従って、前述の問題点を解決するための本発明の目的は、非対称型サービスを円滑に提供することができる無線通信システム及び方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、高速のマルチメディアサービスを非対称型に提供するための無線通信システム及び方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、基地局の形状にかかわらず高速のマルチメディアサービスを提供することができる無線通信システム及び方法を提供することにある。

本発明のまたさらに他の目的は、高速のマルチメディアサービスを非対称型に提供し、基地局の設置費用を節減することができる無線通信システム及び方法を提供することにある。

本発明のまたさらに他の目的は、マイクロセルとマクロセルに対して同時に通信を支援することができるシステム及び方法を提供することにある。

このような目的を達成するための本発明のシステムは、時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードにサービスを提供するための無線通信システムにおいて、呼設定時、デュプレックシングモード決定因子を基地局に送信し、基地局により設定された逆方向モードを時分割、または周波数分割デュプレックシングモードに設定し、前記設定された逆方向モードに応じたチャネルと順方向チャネルを設定して通信を遂行する無線端末と、呼設定時、無線端末からデュプレックシングモード決定因子を受信し、前記受信されたモード決定因子を利用して逆方向モードを時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードに設定し、前記設定されたモードに対する逆方向チャネル及び順方向伝送のための時分割デュプレックシングモードを設定して前記無線端末と通信を遂行する基地局と、を含むことを特徴とする。

このような目的を達成するための本発明の方法は、無線端末と時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードに通信を遂行することができる無線通信システムの基地局での呼制御方法において、無線端末に呼割り当て時、前記無線端末から受信されたデュプレックシングモード決定因子を検査して、前記無線端末が近距離領域に位置した端末であるかを検査する過程と、前記検査結果、無線端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、無線端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てて通信を遂行する過程と、からなることを特徴とする。

このような目的を達成するための本発明の方法は、時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードを提供する無線通信システムの無線端末での呼制御方法において、呼の割り当てが必要な場合、デュプレックシングモード決定因子を生成して基地局へ報告する過程と、前記基地局から逆方向リンクのモードを受信すると、前記受信されたモードに送信及び受信モードを設定する過程と、前記基地局にチャネル割り当てを要求してチャネル割り当て時に割り当てられたチャネルに通信を遂行する過程と、からなることを特徴とする。

このような目的を達成するための本発明の装置は、基地局と無線端末間の離隔程度に応じて時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードに区分してサービスを提供するための基地局装置において、時分割デュプレックシングモードに応じた符号化及び復号化を遂行し、周波数分割デュプレックシングモードに応じた復号化を遂行する符号化処理部と、周波数分割デュプレックシングモードに割り当てられた周波数帯域の受信信号と時分割デュプレックシング周波数モードに割り当てられた周波数帯域の信号を区分して出力するダイプレクサと、周波数分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域下降し、時分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域上昇、または帯域下降する無線部と、前記符号化処理部と前記無線部間の時分割デュプレックシング信号の送受信を分離して伝達する時分割デュプレックシング送受信分離部と、前記時分割デュプレックシング送受信分離部と符号化処理部及び無線部の制御を遂行し、無線端末に呼割り当て時、無線端末から受信されるデュプレックシングモード決定因子に応じて逆方向送信モードを決定し、決定された逆方向モードに応じたチャネル及び順方向チャネルの設定を制御する制御部と、を含むことを特徴とする。

このような目的を達成するための本発明の装置は、基地局と無線端末間の離隔程度に応じて時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードに区分してサービスを提供する無線通信システムの無線端末装置において、時分割デュプレックシングモードに応じた符号化及び復号化を遂行し、周波数分割デュプレックシングモードに応じた符号化を遂行する符号化処理部と、周波数分割デュプレックシングモードに割り当てられた周波数帯域の受信信号と時分割デュプレックシング周波数モードに割り当てられた周波数帯域の信号を区分して出力するダイプレクサと、周波数分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域上昇し、時分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域上昇、または帯域下降する無線部と、前記符号化処理部と前記無線部間に時分割デュプレックシング信号の送受信を分離して伝達する時分割デュプレックシング送受信分離部と、前記時分割デュプレックシング送受信分離部と符号化処理部及び無線部の制御を遂行し、呼割り当て時、デュプレックシングモード決定因子を利用した情報を生成して基地局に伝達し、基地局から設定されたモードに応じた割り当てチャネルを利用して通信の制御を遂行する制御部と、を含むことを特徴とする。

本発明は無線通信システムでハイブリッドデュプレックシング方式を提供することにより、高い非対称比率及び高速トラヒック伝送速度に適合し、小さいセル領域に適合時、分割デュプレックシングモードを提供することができ、同時に高速に移動する端末機及びマクロセル領域に適合した周波数分割デュプレックシング方式を提供することができる。近距離領域の端末の立場からみると、その端末は時分割デュプレックシングモードに通信を遂行しており、遠距離領域端末の立場からみると、その端末は周波数分割デュプレックシングモードで通信を遂行していることが分かる。また変更可能な非対称サービスを提供することができ、より効率的にトラヒック伝送を遂行することができる利点がある。また通信方式を使用する時、本発明でのようにタイムスロットの位置を設定することにより、干渉を低減することができる利点がある。だけではなくシステムと無線端末で送受信すべてに無線送受信部を設けなく、モデムでも符号及び復号器をすべて設けなくても相異なる二つのモードをすべて支援することができるので、費用を節減することができる利点がある。本発明を通じて干渉及びマクロセルに不適合するが、非対称サービスに効率的な時分割デュプレックシングモードを提供することができ、非対称サービスには相対的に非効率的であるが、高速移動端末及びマクロセルでのサービス提供が容易な周波数分割デュプレックシングモードも同時に支援することができる利点がある。

以下、本発明に従う好適な一実施形態について添付図を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。

先ず、本発明に対して概括的に説明する。本発明では相異なる利点を有する時分割デュプレックシング方法と周波数分割デュプレックシング方法をすべて使用する無線通信システムを提供する。しかし、単に時分割デュプレックシング方法と周波数分割デュプレックシングを共に使用する方法を開示することではない。本発明では基地局をマクロセル(Macro Cell)とマイクロセル(Micro Cell)、または基地局を中心に近距離領域と遠距離領域に区分する。前記区分される各方法は類似な方法により遂行されるので、以下の説明ではマクロセル、基地局を中心にした遠距離領域を“遠距離領域”と称する。また、マイクロセル、基地局を中心にした近距離領域を“近距離領域”と称する。従って、本発明では前記のように区分される近距離領域と遠距離領域で相異なる方式に通信を遂行するようにする。また本発明では無線端末が近距離領域から遠距離領域に移動する場合だけではなく、その反対の場合に対しても通信を円滑に遂行するための方法を開示する。また時分割デュプレックシング方法と周波数分割デュプレックシング方法を同時に使用する場合に発生することができるシステム間整合(coordination)方法に対しても開示する。

図１は本発明に従う無線通信システムで使用可能な周波数資源の利用方法を説明するための図である。以下、図１を参照して本発明に従う無線通信システムで使用可能な周波数資源の利用方法を詳細に説明する。

図１に示した参照符号１００は基地局で使用可能な周波数資源を示す。本発明では前記基地局で使用可能な周波数資源を２領域に区分する。前記使用可能な周波数資源を２領域に区分した後、一つの周波数資源領域は時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０として使用し、他の一つの周波数資源領域は周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０として使用する。この時、時分割デュプレックシング専用周波数資源領域１１０には周波数分割デュプレックシング専用資源領域１１０より多くの周波数資源が割り当てられる。前記周波数分割デュプレックシング専用資源領域１２０の周波数資源は特定の場合の無線端末に割り当てられる周波数資源として、逆方向リンクのみに割り当てられる。従って、時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０より少ない周波数が割り当てられる。すると、基地局で使用可能な周波数資源が順方向リンクと逆方向リンクに応じて区分される場合を説明する。

前記周波数分割専用周波数資源１２０の周波数は上述したように逆方向リンクのみに専用に使用される。従って、基地局は逆方向リンクにデータを送信しようとする無線端末のうち、後述される特定の無線端末に前記周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０を割り当てて逆方向データ送信をするようにする。

また、時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０の周波数はすべての周波数資源が時分割され使用される。従って、順方向リンクで使用される周波数と逆方向リンクで使用される周波数が同一の周波数になる。ただ、使用される周波数の時間帯域が相異であるように構成される。即ち、図１の右側に示したように時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０は順方向リンクのトラヒック送信が遂行される区間と逆方向リンクのトラヒック送信が遂行される区間に区分される。このような順方向リンクのトラヒック送信と逆方向トラヒック送信が反復される期間は１周期(Ｔ)になる。また順方向リンクと逆方向リンクのトラヒック送信間には所定時間で構成される保護時間(Guard Time)が必要である。このような時間境界を区分することにより、順方向送信と逆方向送信の時間遅延による重複が発生しないようにする。

すると、前記図１の右側に表示されたことを参照して時間と周波数の使用に対して説明する。周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０の周波数は特定の無線端末のみに割り当てられ、時間にかかわらず常に逆方向送信のみのため使用される周波数になる。そして時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０は特定の無線端末に専用周波数資源を全部割り当ててトラヒックの送信を遂行する。従って、時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０は順方向リンクが形成される期間１１１と逆方向リンクが形成される期間１１２に区分され、前記区間と区間の間には保護時間を必要とする。

図２は本発明に従って基地局で周波数分割デュプレックシング専用周波数資源と時分割専用周波数資源が割り当てられる領域を区分して説明するための図である。以下、図２を参照して前記図１のように区分される周波数資源がどうように基地局で割り当てられるかを詳細に説明する。

前記図２で六角セル２１０、２２０、２３０は基地局がセルラー移動通信システムで構成される場合、理想的な基地局の形状を示した図である。従って、前記各六角セル２１０、２２０、２３０の中央にはそれぞれ基地局が位置する。また前記六角セルは基地局がセルラー移動通信システムで構成される場合、理想的な形態であるので、実際にはそれぞれ相異なる形態を有することができる。しかし、以下では説明の便宜のため、前記六角セルの形態で構成された場合に仮定して説明する。前記六角セル２１０、２２０、２３０の内部に設けられる円(circle)２１１、２２１、２３１は、基地局から一定の距離だけ離隔された位置を示したものである。即ち、前記六角セル２１０、２２０、２３０の中央に基地局が位置するので、前記円２１１、２２１、２３１は基地局から一定の距離だけ離隔され位置した場合である。このように理想的な場合であれば、各基地局は前記円２１１、２２１、２３１の内部を近距離領域にし、前記円２１１、２２１、２３１の外部を遠距離領域に区分することができる。

このように基地局は遠距離領域と近距離領域に区分される領域を有する。また各基地局がセクタ型である場合、各セクタごとに近距離領域と遠距離領域を設ける。基地局が二つ以上のＦＡ(Frequency Allocations)を有する場合に、各ＦＡごとに近距離領域と遠距離領域が相異であることもできる。基地局が実際に位置する場合に基地局の近距離領域と遠距離領域は、無線端末から報告されるパイロット信号の強さなどに応じて区分することもでき、通信中の送信電力の強さ値に応じて区分することもできる。即ち、デュプレックシングモード決定因子は、基地局と無線端末間の距離、無線端末の速度、無線端末及び基地局の受信信号電力レベルなどになることができる。このような因子のうち一つの例を説明すると、無線端末から報告されたパイロット強さが予め決定された臨界値より小さい場合、遠距離領域に位置したことに判断し、無線端末から報告されたパイロット強さが予め決定された臨界値以上である場合、近距離領域に位置したことに判断するようにすることができる。これとは異なり、基地局と無線端末間の通信時に予め設定された臨界値より大きな電力にトラヒックを送信すべきである場合、遠距離領域に位置したことに判断し、予め設定された臨界値以下の電力に送信すべきである場合、近距離領域に位置したことに判断することもできる。

これとは異なる方法として、無線端末から位置信号が受信される場合、基地局で予め基地局領域の地図に対する形状情報を有しており、近距離領域と遠距離領域に対する情報を予め有していることができる。このような場合、基地局は無線端末から報告された位置情報を地図情報に対応させ、それに応じて近距離領域と遠距離領域の無線端末に区分することもできる。上述した方法はそれぞれ独立的に運用されることもでき、二つ以上の方法を混用して使用することもできる。また以下の説明で“デュプレックシングモード決定因子”とは無線端末が基地局に前記デュプレックシングモードを決定するために使用されるすべての因子に応じた情報を意味する。従って、無線端末は前記デュプレックシングモード決定因子を所定のメッセージ形態に生成して基地局へ報告する。

すると、上述した図１のように周波数領域を時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０と周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０に区分し、図２で上述したように基地局が遠距離領域と近距離領域に区分される場合、本発明に従う順方向リンク及び逆方向リンクの形成に対して詳細に説明する。

基地局は近距離領域に位置した無線端末と通信を遂行する場合、順方向リンクと逆方向リンクすべてに時分割デュプレックシング方法に通信を遂行するようにする。また、無線端末が遠距離領域に位置した場合、順方向リンクは時分割デュプレックシング方法に通信が遂行されるようにし、逆方向リンクは周波数分割デュプレックシング方法に通信が遂行されるようにする。即ち、基地局と無線端末間に設定される順方向リンクは、無線端末が近距離領域に位置するか、遠距離領域に位置するかにかかわらず、常に時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０の周波数を利用してトラヒックを伝送する。

逆方向リンクの場合には無線端末が近距離領域に位置する場合、時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０の周波数を利用してトラヒックの伝送を遂行する。そして、無線端末が遠距離領域に位置する場合、周波数分割デュプレックシング専用周波数資源を通じて逆方向リンクのトラヒックの伝送を遂行するようにする。このように構成することにより、順方向リンクにより多くの周波数資源を割り当てて非対称サービスが可能になる。また順方向リンクは時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０を一定周期の時間を分割して使用することにより、順方向リンクに対する変化幅を有するようになる。従って、順方向リンクと逆方向リンクの幅が固定された非対称サービスでない順方向リンクと逆方向リンクの幅を変更することができる非対称サービスを提供することができる。

また前記使用可能な周波数資源１００で周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０と時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０の区分は、シミュレーションまたは実験などの方法に最適化されることができる。また前記時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０と周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０は、基地局ごとに相異であるように割り当てられることもでき、すべての基地局に同一に割り当てられることもできる。

図３は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで基地局装置のトラヒック送受信のためのブロック構成図である。以下、図３を参照して本発明に従う無線通信システムの基地局装置でトラヒックを送受信するための各装置の構成及び動作に対して詳細に説明する。

前記基地局装置に設けられる処理部３１０、…、３２０は、制御部３１１、時分割デュプレックシング送受信分離部３１３、符号化処理部３１２、モデム及び無線部３０５に大別される。前記符号化処理部３１２は周波数分割デュプレックシング復号器３１２ａ、時分割デュプレックシング符号器３１２ｂ、時分割デュプレックシング復号器３１２ｃで構成される。そして、モデム及び無線部は周波数分割デュプレックシング受信部３１４、時分割デュプレックシング送信部３１５、時分割デュプレックシング受信部３１６で構成される。

前記符号化処理部３１２に設けられる前記周波数分割デュプレックシング復号器３１２ａは、逆方向リンクを通じて受信された符号化されたシンボルを復号化して所定のデータに変換して出力する。また、前記周波数分割デュプレックシング復号器３１２ａはモデム及び無線部３０５に設けられる周波数分割デュプレックシング受信部３１４と接続される。周波数分割デュプレックシング受信部３１４はダイプレクサ３０２から受信される逆方向無線信号を帯域下降変換し、変換された信号を周波数分割デュプレックシング復号器３１２ａに出力する。

前記符号化処理部３１２に設けられる時分割デュプレックシング符号器３１２ｂと時分割デュプレックシング復号器３１２ｃは、時分割デュプレックシング送受信分離部３１３と接続される。モデム及び無線部３０５に設けられる時分割デュプレックシング送信部３１５と時分割デュプレックシング受信部３１６も時分割デュプレックシング送受信分離部３１３と接続される。前記時分割デュプレックシング符号器３１２ｂは送信するトラヒックを符号化して時分割デュプレックシング送受信分離部３１３に出力する。すると、時分割デュプレックシング送受信分離部３１３は受信された符号化されたトラヒックを時分割デュプレックシング送信部３１５に出力し、時分割デュプレックシング送信部３１５は前記符号化されたトラヒックを帯域上昇変換した後、スイッチ３０１に出力する。また時分割デュプレックシング受信部３１６はスイッチ３０１から受信された信号を帯域下降変換し、これを時分割デュプレックシング送受信分離部３１３に出力する。前記時分割デュプレックシング送受信分離部３１３は時分割デュプレックシング受信部３１６から受信された信号を時分割デュプレックシング復号器３１２ｃに出力する。このように時分割デュプレックシング送受信分離部３１３が送信トラヒックと受信トラヒックを分離して処理するための制御動作は制御部３１１で遂行される。前記制御部３１１は前記図１で上述したように順方向リンクの送信と逆方向リンクの送信に応じて時分割デュプレックシング送受信分離部３１３の送受信トラヒックの経路を制御する。また、制御部３１１は符号化処理部３１２の各ブロックを制御し、モデム及び無線部３０５の変復調及び無線処理を制御する。そして前記制御部３１１はスイッチ３０１を制御して時分割デュプレックシング送信部３１５と接続するか、または時分割デュプレックシング受信部３１６と接続されるように制御する。このように制御部３１１により制御されるスイッチング動作は図１に図示したように順方向リンクと逆方向リンクの送信時点に遂行される。前記スイッチ３０１は前記制御部３１１の制御下で、ダイプレクサ３０２と時分割デュプレックシング送信部３１５間を接続するか、またはダイプレクサ３０２と時分割デュプレックシング受信部３１６間を接続する。

ダイプレクサ３０２はアンテナ(Ant)と接続され、周波数分割受信部３１４及びスイッチ３０１と接続される。前記ダイプレクサ３０２はアンテナ(Ant)から受信される周波数帯域の信号のうち、前記図１に図示したように周波数分割デュプレックシング専用周波数資源１２０に該当する周波数帯域の信号を分離して周波数分割デュプレックシング受信部３１４に出力する。またダイプレクサ３０２はアンテナ(Ant)から受信される周波数帯域の信号のうち、前記図１に図示したような時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０に該当する周波数帯域の信号を分離してスイッチ３０１に出力する。これだけではなくダイプレクサ３０２はスイッチ３０１から受信された信号をアンテナ(Ant)を通じて無線端末に送信する。この時、ダイプレクサ３０２がスイッチ３０１から受信してアンテナ(Ant)に出力する無線帯域のトラヒックは、前記図１に示したように時分割専用周波数資源１１０のうちで順方向リンクの時間に送信されるトラヒックになる。

図４は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの基地局装置で無線端末に呼を割り当てる場合の制御流れ図である。以下、図３及び図４を参照して本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシング方式を選択して無線端末に呼を割り当てる制御過程を詳細に説明する。

４００段階で、基地局の制御部３１１は周期的に、または常にパイロット信号の送信を制御し、その他の放送(broadcast)が必要な情報を送信する制御を遂行する。従って、基地局は４００段階で周期的に、または継続的にパイロット信号を送信し、放送情報を基地局のセル内に含まれた無線端末に送信する。このような送信の制御を遂行し、制御部３１１は４０２段階に進行して特定無線端末に呼割り当てが要求されるかを検査する。このような呼割り当ては基地局の上位ネットワークから無線端末への呼着信が遂行される場合と無線端末により発信が要求される場合などをすべて含む。制御部３１１は４０２段階の検査結果、特定の無線端末に呼割り当てが要求された場合、４０４段階に進行し、呼割り当てが要求されない場合、４００段階に進行する。

制御部３１１は特定の無線端末に呼割り当てが要求された場合、４０４段階に進行して現在基地局に残った物理的な資源とチャネル資源などを検査してチャネル割り当てが可能であるかを検査する。前記４０４段階の検査結果、チャネル割り当てが可能な場合、４０８段階に進行し、チャネル割り当てが不可能な場合、４０６段階に進行してチャネル割り当て失敗メッセージを生成した後、これを伝送する。この時、無線端末から呼割り当てが要求された場合、チャネル割り当て失敗メッセージは特定制御チャネルを通じて無線端末に伝達され、基地局の上位ネットワークから呼割り当てが要求された場合、呼割り当てを要求した特定ノードに前記呼割り当て失敗メッセージを生成して伝送する。

以下の説明では無線端末から呼割り当てが要求された場合に仮定して図４を説明する。従って、前記無線端末から呼割り当てが要求される場合、無線端末は基地局に呼割り当てを要求する前に前記４００段階で送信するパイロットチャネルの信号を受信している状態であり、放送チャネルを通じてその他の放送信号を受信している状態になる。従って、無線端末は基地局と初期タイミングの同期(Initial Timing Synchronization)を取った状態であり、初期周波数(Initial Frequency)オフセット同期(offset Sync)などを同期化した状態である。このような状態で無線端末が伝送するトラヒックが発生すると、任意接続チャネル(Random Access Channel)を通じて呼割り当てを要求するメッセージを伝送する。この時、無線端末は基地局から受信されるパイロット信号の強さを共に報告することもでき、無線端末の地理的位置情報を送信することもできる。これに対しては後述する無線端末の制御流れを参照してより詳細に後述する。

基地局の制御部３１１は前記４０４段階の検査結果、チャネル割り当てが可能な場合、４０８段階に進行して、無線端末から受信されたデュプレックシングモード決定因子を検出する。前記デュプレックシングモード決定因子は上述したように、基地局と無線端末間の距離、無線端末の速度、無線端末及び基地局の受信信号電力レベルなどを含む。また、無線端末から任意接続チャネルを通じて受信された呼割り当て要求信号のタイムオフセットも含むことができる。また、この時、無線端末から無線端末の地理的位置情報とパイロット信号の強さ情報が受信されるか、または二つのうちいずれか一つでも受信されると、前記受信された情報に対する検査を遂行する。また任意接続チャネルを通じて受信されるこのような制御情報は、逆方向リンクを通じて受信される情報であるので、周波数分割デュプレックシング専用周波数資源を利用するか、または予め定められた他の周波数資源を利用して受信される。従って、任意接続チャネルを通じて受信される情報は、ダイプレクサ３０２を通じて周波数分割デュプレックシング受信部３１４に受信され制御部３１１に入力されるか、または符号化処理部３１２の周波数分割デュプレックシング復号器３１２ａで復号され制御部３１１に入力される。前記図３では図の簡略化のためにこのような経路は図示しなかった。

前記制御部３１１は上述したような情報を受信して測定及び検査が完了されると、４１０段階に進行して前記検出したデュプレックシングモード決定因子に応じて逆方向伝送時のモードを決定する。前記情報を利用して基地局の制御部３１１は近距離領域に位置した無線端末であるか、または遠距離領域に位置した無線端末であるかを決定する。この時、前記デュプレックシングモード決定因子に無線端末の移動速度が含まれる場合、予め決定された臨界速度より迅速に移動端末が移動する場合であれば、近距離領域に位置した端末であっても遠距離領域の端末に決定する。これは前記無線端末が現在は近距離領域の端末であってもすぐ遠距離領域の端末になることができ、このような場合、各領域間ハンドオフが頻繁に発生するからである。従って、基地局の負荷を軽減し、チャネル資源をより効率的に使用するために、無線端末の移動速度が速い場合には遠距離領域に設定する。

その他の因子は、基地局周辺の建物、または基地局が位置した周辺の地理的条件などに応じて、前記図２に示したように円の内部に位置した近距離領域内の無線端末であるか、または円の外に位置した遠距離領域の無線端末であるかを決定する。即ち、基地局が設置された地理的位置に応じて前記図２に図示したように円形ではない各種形状を有することができるが、本発明では理解を助けるために単純な円形のみに説明する。従って、基地局の制御部３１１はこのような決定に応じて逆方向送信モードを決定する。即ち、本発明では近距離領域に存在する無線端末に対しては上述したように時分割デュプレックシング専用周波数資源を利用して逆方向送信を遂行するように構成し、遠距離領域に位置した無線端末に対しては周波数分割デュプレックシング専用周波数資源を利用して逆方向送信を遂行するように構成した。従って、このような決定に応じて基地局の制御部３１１は４１０段階で逆方向送信モードを設定する。この時、無線端末が近距離領域に位置して時分割専用周波数資源を利用して逆方向送信を遂行する場合、無線端末に割り当てられるタイムスロットアイディ値を共に決定することができる。即ち、逆方向送信が多数の無線端末により遂行される場合、無線端末ごとに自分が逆方向送信を遂行するタイムスロットが割り当てられる。このようなタイムスロット割り当ては基地局の制御部３１１で遂行し、実際にＢＴＳ(Base Transceiver Subsystem)のスケジューラで遂行されるように構成することができる。従って、前記基地局の制御部３１１は該当する無線端末の逆方向タイムスロットが決定されると、タイムスロットのアイディを共に決定する。

その後、基地局の制御部３１１は４１２段階に進行して無線端末にチャネル割り当ての承認を知らせるための承認メッセージ及びモード割り当てメッセージを生成し、これを無線端末に送信する。この時、モード割り当てメッセージ内には上述したように各無線端末ごとにタイムスロットが区分される場合にタイムスロットアイディが含まれることができる。そして前記基地局で前記メッセージの送信経路は制御部３１１で時分割デュプレックシング送信部３１５を通じて送信することもでき、時分割デュプレックシング符号器３１２ｂを通じて時分割デュプレックシング送信部３１５で上昇変換して伝送するように構成することもできる。本発明ではこのような送信経路に対しては制限しない。

また前記４１０段階で無線端末に割り当てるチャネル、即ち、タイムスロットを決定しない場合、基地局の制御部３１１は４１４段階で無線端末にチャネルを割り当てる。このような過程を遂行して無線端末にチャネルが割り当てられると、基地局は無線端末と通信を遂行することができる。即ち、基地局の制御部３１１は４１６段階で無線端末と設定されたモードに応じた通信を遂行する。ここで“設定されたモード”とは、上述したように無線端末から基地局に送信が遂行される逆方向送信モードが時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードのうちいずれか一つであることを意味する。

図５は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの基地局装置で無線端末に呼を割り当てる場合の周波数の割り当て方法を説明するための図である。以下、図５を参照して本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する場合に周波数割り当て方法を詳細に説明する。

前記図５の上側に示した六角セルは、図２で上述したように無線通信システムがセルラーシステムで構成される場合、理想的な基地局の形状である。即ち、参照符号５００と５１０はそれぞれ基地局領域を区分する。そして基地局領域５００内に示した円５０５は、基地局からの近距離領域と遠距離領域を区分するための理論的な境界を図示した。そして前記基地局の領域５００に位置した無線端末５０１、５０２、５０３は、各無線端末５０１、５０２、５０３の位置に応じて周波数及びタイムスロットの割り当てを説明するために図示した。前記図５に図示したように、第１無線端末５０１は基地局から最も近接した近距離領域に位置した無線端末であり、第２無線端末５０２は近距離領域に位置するが、第１無線端末５０１より基地局から遠い距離に位置する無線端末であり、第３無線端末５０３は遠距離領域に位置する無線端末と仮定する。この時、周波数割り当てを前記図５の下側に表示された部分を参照して説明する。

前記図５の下側部分に図示したように、基地局で使用可能な周波数資源のうち、時分割デュプレックシング周波数資源１１０は、順方向リンクに割り当てるための時間領域１１１と逆方向リンクに割り当てるための領域１１２に区分される。この時、基地局はすべての無線端末に対して順方向リンクに時分割デュプレックシング専用周波数資源１１０を通じてトラヒック伝送を遂行する。従って、基地局は保護時間に隣接した領域から無線端末のタイムスロットを割り当てて、無線端末の順序は基地局から近くの無線端末から割り当てる。即ち、順方向リンクに対して保護時間に近くの領域に基地局から最も近くの第１無線端末５０１を割り当てて、その次に近くの第２無線端末５０２に対して第１無線端末以前のタイムスロットを割り当てる。そして最も遠距離に位置した第３無線端末５０３に対して最先のタイムスロットを割り当てる。前述した方法は１周期(Ｔ)間に順方向伝送が先ず遂行され、保護時間後、逆方向伝送が遂行される場合を例に挙げた説明である。しかし、逆方向伝送が先ず遂行され、保護時間後、順方向伝送が遂行される場合にもこれと同一の方法に無線端末に割り当てるタイムスロットを決定することができる。即ち、近距離領域に位置した無線端末に保護時間で近くのタイムスロットを割り当てるようになる。

次に逆方向送信に対して説明する。逆方向リンクに対して時分割デュプレックシング専用周波数資源を割り当てる無線端末は、保護時間に隣接した領域に基地局から近くの無線端末を割り当てる。即ち、保護時間に隣接した逆方向送信タイムスロットに基地局から最も近くの第１無線端末５０１を割り当て、次のタイムスロットには逆方向に時分割デュプレックシング専用周波数資源を利用する無線端末のうち、その次に近くの第２無線端末５０２を割り当てる。このように時分割デュプレックシング専用周波数資源を利用する無線端末にタイムスロットを割り当てることにより、同期不一致による干渉を最小化することができる。また隣接セル間トラヒック非対称比率の不一致による隣接セル間タイムスロットの上下向き衝突により発生する無線端末間の干渉を最小化することができる。また基地局から遠距離領域に位置した無線端末は逆方向伝送に周波数分割デュプレックシング方法を使用するので、時分割に応じた同期不一致が発生しないようになる。また、トラヒック非対称比率間の差異による干渉も最小化される。

これをより詳細に説明すると、各基地局５００、５１０は時分割デュプレックシング周波数資源を使用して順方向リンクの伝送と逆方向リンクの伝送を遂行し、前記伝送周期ごとに同期化された状態である。また前記順方向リンクと逆方向リンクに割り当てられるタイムスロットに応じて順方向送信と逆方向送信の比率が変わることができる。これを前記周期(Ｔ)を２０ｍｓと仮定し、前記周期(Ｔ)間一つのタイムスロットは１.２５ｍｓと仮定して説明すると、下記のようである。前記各基地局は３２個のタイムスロットを有するようになる。この時、２個のタイムスロットを保護時間(Guar Time)に設定すれば、実際にデータ伝送が遂行される区間は３０個のタイムスロットが存在することができる。この時、第１基地局５００では２４スロット間順方向伝送が遂行され、６スロット間逆方向伝送が遂行されると仮定する。また、第２基地局５１０では２０スロット間順方向伝送が遂行され、１０スロット間逆方向伝送が遂行される場合を説明する。

すると、前記第１基地局５００では１番目のタイムスロットから２４番目のタイムスロットまで順方向送信が遂行され、２５、２６番目のタイムスロットは保護時間になり、２７番目のタイムスロットから３２番目のタイムスロットまで逆方向伝送が遂行される。また第２基地局５１０では１番目のタイムスロットから２０番目のタイムスロットまで順方向送信が遂行され、２１、２２番目のタイムスロットは保護時間になり、２３番目のタイムスロットから３２番目のタイムスロットまで逆方向伝送が遂行される。従って、第２基地局５１０は２３番目及び２４番目のタイムスロットで受信を待機する。しかし、この時、第１基地局５００はデータを送信しているので、基地局間干渉が生じる可能性がある。

このような場合に、前記図５に示したように順方向リンクの保護時間に隣接したタイムスロットに近距離領域の無線端末を割り当てると、小さい電力に送受信を遂行することができる。従って、基地局と無線端末の送信電力が小さくなるので、他の基地局との、または他の基地局に属した無線端末間の干渉を低減することができる。即ち、トラヒック非対称比率間の差異による干渉も最小化される。

図６は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで無線端末のトラヒック送受信のためのブロック構成図である。

以下、図６を参照して本発明に従う無線通信システムの無線端末でトラヒックを送受信するための各ブロックの構成及び動作に対して詳細に説明する。

本発明に従う無線端末は符号化処理部６１０、モデム及び無線部６１６、時分割デュプレックシング送受信分離部６１５、制御部６１１、スイッチ６０２、ダイプレクサ６０１、アンテナ(Ant)を含む。符号化処理部６１０の内部に設けられる周波数分割デュプレックシング符号器６１２は、制御部６１１の制御下で送信するトラヒック、またはメッセージを符号化してモデム及び無線部６１６の周波数分割デュプレックシング送信部６１６ａに出力する。また、符号化処理部６１０の内部に設けられる時分割デュプレックシング符号器６１３は、制御部６１１の制御下で送信するトラヒック、またはメッセージを符号化し、これを時分割デュプレックシング送受信分離部６１５に出力する。時分割デュプレックシング復号器６１４は制御部６１１の制御下で時分割デュプレックシング送受信分離部６１５から入力される信号を復号した後、これを出力する。

モデム及び無線部６１６の周波数分割デュプレックシング送信部６１６ａは、制御部６１１の制御により周波数分割デュプレックシング符号器６１２から入力される符号化されたシンボルを送信する周波数帯域に合わせて上昇変換した後、ダイプレクサ６０１に出力する。またモデム及び無線部６１６の時分割デュプレックシング送信部６１６ｂは、制御部６１１の制御により時分割デュプレックシング送受信分離部６１５から入力されるシンボルを送信する帯域の周波数に上昇変換した後、スイッチ６０２に出力する。最後にモデム及び無線部６１６の時分割デュプレックシング受信部６１６ｃは、制御部６１１の制御によりスイッチ６０２から受信される所定帯域の無線信号を帯域下降変換した後、時分割デュプレックシング送受信分離部６１５に出力する。

時分割デュプレックシング送受信分離部６１５は、制御部６１１の制御により時分割デュプレックシング送信部６１６ｂと時分割デュプレックシング符号器６１３を連結するか、時分割デュプレックシング受信部６１６ｃと時分割デュプレックシング復号器６１４を連結する。また時分割デュプレックシング送受信分離部６１５は前記制御部６１１から出力されるスイッチ制御信号をスイッチ６０２に出力してスイッチング制御が遂行されるようにする。

無線端末の制御部６１１は無線端末の位置に応じて決定される逆方向送信モード、即ち、時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードに応じて前記スイッチ６０２を設定する。そして無線端末の制御部６１１は基地局から受信されたモードに応じて各符号器及び復号器を制御し、時分割デュプレックシング送受信分離部６１５の送受信分離のための経路制御を遂行する。また無線端末の制御部６１１は前記図６に図示なかったが、無線端末の地理的位置情報を検出するために設けられる通信装置の制御を遂行する。そして位置情報を内部に貯蔵するか、または別のメモリ(図示省略)に貯蔵するようにする。だけではなく無線端末の制御部６１１は基地局から受信されるパイロット信号の送信信号強さなどの測定値を報告し、パイロット信号の強さ測定のための図示しない装置の制御を遂行する。そして無線端末の制御部６１１は基地局から受信される放送信号などに応じて各種情報を獲得し、基地局と同期を合わせるための制御を遂行する。

図７は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの無線端末で発呼時の制御流れ図である。以下、図６及び図７を参照して本発明に従って発呼のとき、時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシング方式が選択されモードが設定された後、通信が遂行される過程に対して詳細に説明する。

無線端末の制御部６１１は７００段階で待機状態を維持する。ここで、“待機状態(dormant state)”とは、基地局からの放送信号を受信し、パイロット強さを測定して貯蔵し、無線端末の位置情報を獲得するなどの動作を遂行するだけで、発呼及び着呼が遂行されない呼の待機状態を意味する。このように待機状態を維持し、無線端末の制御部６１１は７０２段階に進行して使用者から発呼が要求されるかを検査する。前記図６に図示しないキー入力装置を通じて発呼が要求される場合、無線端末の制御部６１１は７０４段階に進行し、そうでない場合、７００段階の待機状態を維持する。前記図７は本発明に従う呼設定過程の制御流れ図であるので、その他の状況に対しては考慮しない。

無線端末の制御部６１１は７０４段階に進行すると、前記７００段階で測定した情報、即ち、無線端末が測定したパイロット信号の強さと無線端末の地理的位置情報などのようなデュプレックシングモード決定因子を含んで接続を要求する接続試みメッセージを生成する。そして無線端末の制御部６１１は７０４段階で生成したメッセージを任意接続チャネルを通じて基地局に伝送する。このように無線端末からメッセージが伝送されると、基地局は図４の４００段階乃至４１２段階を遂行するようになる。

その後、無線端末の制御部６１１は基地局からのメッセージ受信を待機する。基地局からメッセージが受信されると、無線端末の制御部６１１は７０６段階に進行して基地局から受信されたメッセージが呼設定承認メッセージであるかを検査する。前記７０６段階の検査結果、基地局から受信されたメッセージが呼設定承認メッセージである場合、無線端末の制御部６１１は７１０段階に進行する。これとは異なり、前記７０６段階の検査結果、呼設定承認メッセージでない場合、これは前記受信されたメッセージが前記図４の４０６段階で伝送されたチャネル割り当て失敗メッセージであることを意味するので、無線端末の制御部６１１は７０８段階に進行して失敗処理を遂行した後、７００段階の待機状態に進行する。

前記７０６段階から７１０段階に進行する場合、無線端末の制御部６１１は基地局から時分割デュプレックシングモードが設定されたかを検査する。前記７１０段階の検査結果、時分割デュプレックシングモードが設定された場合、無線端末の制御部６１１は７１４段階に進行して前記スイッチ６０２と時分割送受信分離部６１５を制御して時分割デュプレックシングモードに設定する。これとは異なり、周波数分割デュプレックシングモードが設定された場合、無線端末の制御部６１１は７１０段階から７１２段階に進行する。無線端末の制御部６１１は７１２段階で受信モードに対しては時分割デュプレックシングモードを設定する。これは本発明で順方向リンクに対してはすべての無線端末に対して時分割デュプレックシングモードを設定するからである。そして無線端末の制御部６１１は周波数分割デュプレックシングモードを送信モードに設定する。このような場合は無線端末が基地局の遠距離領域に位置した場合である。

前記７１２段階、または７１４段階を遂行した後、無線端末の制御部６１１は７１６段階に進行してトラヒックチャネルを要求する。この時、逆方向送信が時分割デュプレックシングモードである場合、無線端末の制御部６１１はタイムスロットの割り当てを要求し、逆方向送信が周波数分割デュプレックシングモードである場合、逆方向送信のための周波数資源の割り当てを要求する。このように７１６段階でトラヒックチャネルの割り当てを要求した後、無線端末の制御部６１１は７１８段階に進行して基地局からチャネル割り当て信号を受信する。これは図４の４１４段階でチャネルが割り当てられ、無線端末に受信された場合になる。このようにチャネル割り当てが遂行されると、無線端末の制御部６１１は７２０段階に進行して周波数資源に割り当てられたチャネル、または周波数資源とタイムスロットに割り当てられたチャネルを通じて逆方向通信を遂行する。また順方向リンクへの受信は時分割デュプレックシング専用周波数資源の該当チャネルを通じてトラヒックの受信を遂行する。

図８は本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで各モード間ハンドオーバーのための信号流れ図である。以下、図３、図６及び図８を参照して本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングモード間ハンドオーバー時の信号流れを詳細に説明する。

前記図８の制御流れ過程は、無線端末と基地局間の通信チャネルがオープンされた状態でハンドオーバーの過程である。従って、無線端末は本発明に従って時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードに基地局と通信を遂行している。前記図８の８００段階はこのように基地局と無線端末間の順方向には時分割デュプレックシングモードが設定されており、逆方向には時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードが設定され通信が遂行される過程を図示した。

無線端末の制御部６１１は予め決定された周期ごとに基地局に無線端末の地理的位置情報、またはパイロット信号の強さ、または前記二つの情報すべて、またはその他の無線端末位置を検出することができる情報を報告する。従って、前記８００段階のように通信を遂行し、８０２段階に進行して無線端末の制御部６１１は予め決定された基地局への報告周期になったかを検査する。前記８０２段階の検査結果、基地局への報告周期になった場合、無線端末の制御部６１１は８０４段階に進行し、そうでない場合、８００段階の通信状態を維持する。

無線端末の制御部６１１は８０４段階に進行すると、パイロット信号の強さと無線端末の地理的位置情報を利用して報告メッセージを生成し、前記報告メッセージを専用制御チャネル(Dedicated Control Channel)を通じて基地局に伝送する。この時、基地局と無線端末間に設定された逆方向チャネルが時分割デュプレックシングモードである場合、時分割専用制御チャネル(Ｔ_ＤＣＣＨ)を通じて逆方向報告が遂行される。これとは異なり、基地局と無線端末間に設定された逆方向チャネルが周波数分割デュプレックシングモードである場合、周波数分割専用制御チャネル(Ｆ_ＤＣＣＨ)を通じて逆方向報告が遂行される。前記方法以外の他の方法を利用して無線端末の位置情報を検出する場合には、それに対応するメッセージを生成して基地局に伝送する。即ち、前記８０４段階はデュプレックシングモード決定因子を基地局へ報告する過程である。

このように無線端末の制御部６１１が８０４段階で位置報告を遂行すると、基地局の制御部３１１は８０６段階で前記無線端末の位置が変更され送受信モードを切換する必要があるかを検査する。即ち、基地局と無線端末間に設定されたトラヒックチャネルのモードを切換する必要があるかを検査する。このような検査は初期に無線端末と基地局間のモードを設定する方法と同一の方法に遂行される。即ち、無線端末が以前に遠距離領域に位置し、周波数分割デュプレックシングモードに逆方向送信が遂行されている端末の場合に対して説明すると、下記のようである。使用者が移動して無線端末の位置が変更、即ち、遠距離領域から近距離領域に移動すると、無線端末は基地局から検出されたパイロット信号の強さが強くなったことに検出するようになる。従って、無線端末は以前より大きい値のパイロット強さの値を基地局へ報告する。この時、無線端末が近距離領域に移動するようになると、前記報告されたパイロット信号の強さが近距離領域と遠距離領域を区分するために設定された臨界値より大きい値を有するようになる。このように基地局は予め設定された臨界値より大きい値のパイロット信号の強さを受信するか、または無線端末から受信された地理的位置情報が近距離領域に検出されるか、前記二つの方法をすべて満足する場合に遠距離領域から近距離領域へのモード切換が必要であることに判断する。これとは異なり、無線端末が近距離領域から遠距離領域に移動する場合は、反対の場合になることができる。

このように基地局は送受信モードの変換が必要であると検査されると、８０８段階に進行し、そうでない場合、８１４段階に進行する。基地局の制御部３１１はモードの切換が必要であると検査され８０８段階に進行すると、モード切換メッセージを生成し、新たなチャネルを割り当ててこれをモード切換メッセージに含めて無線端末に伝送する。これとは異なり、モード切換メッセージを送信した以後に無線端末との協議を通じて新たなチャネルを割り当てることもできる。このようなモード切換メッセージは時分割デュプレックシングモードで通信を遂行する場合、時分割専用制御チャネル(Ｔ_ＤＣＣＨ)を通じて伝送され、周波数分割デュプレックシングモードでは周波数分割専用制御チャネル(Ｆ_ＤＣＣＨ)を通じて伝送される。

すると、モード切換メッセージが受信された場合に対して説明する。無線端末の制御部６１１は基地局から周波数分割専用制御チャネル、または時分割専用制御チャネルを通じて制御メッセージが受信されると、８１０段階に進行して受信されたメッセージがモード切換メッセージであるかを検査する。前記８１０段階の検査結果、専用制御チャネルを通じて受信されたメッセージがモード切換メッセージである場合、８１２段階に進行してモード切換を遂行する。即ち、現在逆方向に設定されたモードが周波数分割デュプレックシングモードである場合、時分割デュプレックシングモードに切換し、現在逆方向に設定されたモードが時分割デュプレックシングモードである場合、周波数分割デュプレックシングモードに切換する。

しかし、前記８１０段階の検査結果、モード切換メッセージが受信されない場合、無線端末の制御部６１１は８１４段階に進行する。前記図８では８００段階と８１４段階の通信状態を別に構成して図示した。しかし、８００段階の通信状態はモードの切換がない限り８１４段階の通信状態と同一であり、このような制御メッセージを交換する間にもチャネルが設定された状態を維持する。またモードの切換が遂行される場合には８００段階の通信状態は８１２段階以前まで維持され、８１２段階でモード切換が遂行されると、８１４段階では新たなチャネルを通じて新たなモードに切換して通信を遂行するようになる。

このように一つの基地局内で相異なるモードを支援する場合に、無線端末の位置変更に応じて各モード切換のためのハンドオーバーを提供しなければ円滑な通信を遂行することができない。

本発明に従う無線通信システムで使用可能な周波数資源の利用方法を説明するための図。本発明に従って基地局で周波数分割デュプレックシング専用周波数資源と時分割専用周波数資源の割り当てが遂行される領域を区分して説明するための図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで基地局装置のトラヒック送受信のためのブロック構成図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの基地局装置で無線端末に呼を割り当てる場合の制御流れ図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの基地局装置で無線端末にタイムスロットを割り当てる方法を説明するための図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで無線端末のトラヒック送受信のためのブロック構成図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムの無線端末で発呼制御流れ図。本発明に従って時分割デュプレックシング及び周波数分割デュプレックシングを使用する無線通信システムで各モード間ハンドオーバーのための信号流れ図。

符号の説明

１００基地局で使用可能な周波数資源
１１０時分割デュプレックシング専用周波数資源
１１１順方向リンクが形成される期間
１１２逆方向リンクが形成される期間
１２０周波数分割デュプレックシング専用周波数資源

Claims

時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードにサービスを提供するための無線通信システムにおいて、
呼設定時、デュプレックシングモード決定因子を基地局に送信し、基地局により設定された逆方向モードを時分割、または周波数分割デュプレックシングモードに設定し、前記設定された逆方向モードに応じたチャネルと順方向チャネルを設定して通信を遂行する無線端末と、
呼設定時、無線端末からデュプレックシングモード決定因子を受信し、前記受信されたモード決定因子を利用して逆方向モードを時分割デュプレックシングモード、または周波数分割デュプレックシングモードに設定し、前記設定されたモードに対する逆方向チャネル及び順方向伝送のための時分割デュプレックシングモードを設定して前記無線端末と通信を遂行する基地局と、を含み、
前記基地局は、前記無線端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当てて、前記無線端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てることを特徴とするシステム。
前記無線端末は、通信状態で予め設定された周期ごとに前記デュプレックシングモード決定因子を生成して前記基地局へ報告することを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記基地局は、通信状態で前記無線端末からデュプレックシングモード決定因子が受信されるごとに、前記無線端末の逆方向モードの切換が必要であるかを検査し、前記検査結果、モード切換が必要な場合、設定されたモードの切換を制御し、新たなチャネルを前記無線端末に割り当てて通信を遂行することを特徴とする請求項２記載のシステム。
前記デュプレックシングモード決定因子は、基地局から受信されるパイロット信号の強さ、または無線端末の地理的位置情報であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記デュプレックシングモード決定因子は、基地局から受信されるパイロット信号の強さと無線端末の地理的位置情報であることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記デュプレックシングモード決定因子は、設定されたモードに応じた専用制御チャネルを通じて伝達されることを特徴とする請求項４または５記載のシステム。
前記基地局は、基地局で使用可能な周波数資源のうち予め設定された一定領域の周波数資源を逆方向伝送のための逆方向リンクの資源に割り当てて、前記残りの使用可能な周波数資源を時分割デュプレックシングモードに順方向リンク及び逆方向リンクに割り当てることを特徴とする請求項１記載のシステム。
前記時分割デュプレックシングモードは、前記順方向リンクと前記逆方向リンクが一定時間の循環周期を有し、前記循環周期は前記順方向リンクと逆方向リンクの切換時点間に予め設定された一定時間の保護時間を含むことを特徴とする請求項７記載のシステム。
順方向リンクのチャネルは、前記デュプレックシングモード決定因子から検出された無線端末の位置に応じて基地局から近くの無線端末の順序に、前記保護時間に隣接した領域のタイムスロットから割り当てられることを特徴とする請求項８記載のシステム。
時分割デュプレックシングモードに応じた逆方向リンクのチャネルは、前記デュプレックシングモード決定因子から検出された無線端末の位置に応じて基地局から近くの無線端末の順序に、前記保護時間に隣接した領域のタイムスロットから割り当てられることを特徴とする請求項８記載のシステム。
無線端末と時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードに通信を遂行することができる無線通信システムの基地局での呼制御方法において、
無線端末に呼割り当て時、前記無線端末から受信されたデュプレックシングモード決定因子を検査して、前記無線端末が近距離領域に位置した端末であるかを検査する過程と、
前記検査結果、無線端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当てて、無線端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てて通信を遂行する過程と、からなることを特徴とする方法。
基地局で使用可能な周波数資源のうち予め設定された一定領域の周波数資源を逆方向伝送のための逆方向リンクの資源に割り当てて、前記残りの使用可能な周波数資源を時分割デュプレックシングモードに順方向リンク及び逆方向リンクに割り当てることを特徴とする請求項１１記載の方法。
前記時分割デュプレックシングモードは、前記順方向リンクと前記逆方向リンクが一定時間の循環周期を有し、前記循環周期は前記順方向リンクと逆方向リンクの切換時点間に予め設定された一定時間の保護時間を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
順方向リンクのチャネルは、前記デュプレックシングモード決定因子から検出された無線端末の位置に応じて基地局から近くの無線端末の順序に、前記保護時間に隣接した領域のタイムスロットから割り当てられることを特徴とする請求項１３記載の方法。
前記無線端末と通信中に無線端末からデュプレックシングモード決定因子が受信される場合、無線端末の位置を再び検査して前記無線端末が近距離領域、または遠距離領域に位置するかを決定する過程と、
前記決定された無線端末の位置に応じてモード切換が必要であるかを検査して、モード切換が必要な場合、モード切換メッセージと新たなチャネルを割り当てて通信を遂行する過程と、をさらに含むことを特徴とする請求項１１記載の方法。
基地局と無線端末間の離隔程度に応じて時分割デュプレックシングモードと周波数分割デュプレックシングモードに区分してサービスを提供するための基地局装置において、
時分割デュプレックシングモードに応じた符号化及び復号化を遂行し、周波数分割デュプレックシングモードに応じた復号化を遂行する符号化処理部と、
周波数分割デュプレックシングモードに割り当てられた周波数帯域の受信信号と時分割デュプレックシング周波数モードに割り当てられた周波数帯域の信号を区分して出力するダイプレクサと、
周波数分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域下降し、時分割デュプレックシングモード帯域の信号を帯域上昇、または帯域下降する無線部と、
前記符号化処理部と前記無線部間の時分割デュプレックシング信号の送受信を分離して伝達する時分割デュプレックシング送受信分離部と、
前記時分割デュプレックシング送受信分離部と符号化処理部及び無線部の制御を遂行し、無線端末に呼割り当て時、無線端末から受信されるデュプレックシングモード決定因子に応じて逆方向送信モードを決定し、決定された逆方向モードに応じたチャネル及び順方向チャネルの設定を制御する制御部と、を含み、
前記制御部は、前記無線端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当てて、前記無線端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てることを特徴とする装置。
複数の端末と前記端末に資源を割り当てて通信する基地局とから構成された無線通信システムの通信方法において、
基地局で与えられたシステム帯域を相互に帯域幅が異なる時分割デュプレックシング帯域と周波数分割デュプレックシング帯域に分割する段階と、
端末からモード決定因子を受信する段階と、
前記モード決定因子の値に応じて前記端末に時分割デュプレックシング帯域または周波数分割デュプレックシング帯域の資源または時分割デュプレックシング帯域と周波数分割デュプレックシング帯域の資源を混合して割り当てる段階と、を含み、
前記基地局は、前記端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当てて、前記端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てることを特徴とする通信方法。
前記時分割デュプレックシング帯域は、前記周波数分割デュプレックシング帯域より広い帯域幅を有することを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
前記時分割デュプレックシング帯域は、時分割された順方向伝送のための下り資源と逆方向伝送のための上り資源を含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
前記周波数分割デュプレックシング帯域は、逆方向伝送のための上り資源のみを含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
前記資源を割り当てる段階は、
前記モード決定因子を予め設定された臨界値と比較する段階と、
前記モード決定因子が前記臨界値より小さいと、前記時分割周波数帯域の上り及び下り資源を割り当てる段階と、
前記モード決定因子が前記臨界値より大きいであるか、同じであれば、前記時分割周波数帯域の上り資源と前記周波数分割帯域の上り資源を割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
前記モード決定因子は、前記端末が基地局から受信したパイロット信号の強さにより決定されることを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
前記モード決定因子は、前記端末の地理的位置情報により決定されることを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
前記モード決定因子は、前記端末の移動速度により決定されることを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
前記モード決定因子は、前記端末が基地局から受信したパイロット信号の強さ、前記端末の地理的位置情報及び前記端末の移動速度などにより決定されることを特徴とする請求項２１に記載の通信方法。
複数の端末と前記端末に資源を割り当てて通信する基地局とから構成され、与えられたシステム帯域を相互に帯域幅が異なる時分割デュプレックシング帯域と周波数分割デュプレックシング帯域に分割し、端末からモード決定因子を受信して前記モード決定因子の値に応じて前記端末に時分割デュプレックシング帯域または／及び周波数分割デュプレックシング帯域の資源を割り当てる無線通信システムの送受信装置において、
時分割デュプレックシングまたは／及び周波数分割デュプレックシングモードで動作して前記時分割デュプレックシング帯域の信号と前記周波数分割デュプレックシング帯域の信号を処理する符号化処理部と、
前記時分割デュプレックシング帯域信号と前記周波数分割デュプレックシング帯域信号を区分して送受信するダイプレクサと、
前記符号化処理部と前記ダイプレクサとの間に配置されて送受信信号を分離し、送信信号は前記ダイプレクサに伝達し、受信信号は前記符号化処理部に伝達する送受信分離部と、
前記送受信分離部、符号化処理部、及び無線部の制御を遂行し、端末から受信されるモード決定因子を利用して該当端末に前記時分割デュプレックシング帯域または／及び周波数分割デュプレックシング帯域資源を割り当てる制御部と、を含み、
前記制御部は、前記端末が近距離領域に位置した端末である場合、順方向及び逆方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当てて、前記端末が遠距離領域に位置した端末である場合、順方向リンクに時分割デュプレックシングチャネルを割り当て、逆方向リンクに周波数分割デュプレックシングチャネルを割り当てることを特徴とする送受信装置。
前記符号化処理部は、
前記送受信分離部から入力される周波数分割デュプレックシング帯域信号を処理する周波数分割デュプレックシング復号器と、
前記送受信分離部から入力される時分割デュプレックシング帯域信号を処理する時分割デュプレックシング復号器と、
前記伝送する時分割デュプレックシング帯域信号を処理して前記送受信分離部に伝達する時分割デュプレックシング符号器と、を含むことを特徴とする請求項２６に記載の送受信装置。
前記送受信分離部は、
前記ダイプレクサから入力される周波数分割デュプレックシング帯域信号を帯域降下して前記周波数分割デュプレックシング復号器に伝達する周波数分割デュプレックシング受信部と、
前記ダイプレクサから入力される時分割デュプレックシング帯域信号を帯域降下して前記時分割デュプレックシング復号器に伝達する時分割デュプレックシング受信部と、
前記時分割デュプレックシング符号器から入力される時分割デュプレックシング帯域信号を帯域上昇して前記ダイプレクサに伝達する時分割デュプレックシング送信部と、
前記時分割デュプレックシング符号器、時分割デュプレックシング復号器、時分割デュプレックシング送信部、及び時分割デュプレックシング受信部間に配置されて時分割デュプレックシング帯域信号を分離する時分割デュプレックシング分離部と、を含むことを特徴とする請求項２７に記載の送受信装置。
前記送受信分離部は、前記制御部の制御信号に応じて前記時分割デュプレックシング送信部と前記時分割デュプレックシング受信部を前記ダイプレクサで選択的に接続するスイッチをさらに含むことを特徴とする請求項２８記載の送受信装置。