KR100380599B1

KR100380599B1 - Timing coordination control for efficient time division duplex communication

Info

Publication number: KR100380599B1
Application number: KR1019970708950A
Authority: KR
Inventors: 스콧，로간
Original assignee: 지르콤 와이어리스, 인크.
Priority date: 1995-06-05
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 2005-10-28
Also published as: KR19990022469A

Abstract

왕복 전파 지연 함수로서의 역방향 링크 전송 타이밍을 능등적으로 조정함으로써 보호 시간 오버 헤드가 감소되는 단일 주파수 대역을 통한 시분할 듀플렉스 통신 시스템이 제공된다. 기지국으로부터의 폴링 메시지에 응답하여, 통신 설정을 탐색하는 사용자국은 응답 메시지를 전송한다. 사용자국은 전파 지연 산출기(812)를 이용하여 응답 메시지의 수신에 대한 전파 지연을 측정함으로써 사용자국의 거리를 산출하며, 타이밍 제어부(806)와 송신기(807)는 사용자국의 타이밍을 전진 또는 지연시키라는 타이밍 조정 지령을 사용자국에 전송한다. 그 후, 기지국은 사용자국 전송을 모니터하고, 사용자국에게 동일한 방식으로 사용자국 타이밍을 조정하라고 주기적으로 지령한다. 사용자국은 각 타임 슬롯의 개시에서 제어 프리앰블을 전송하여 기지국이 왕복 타이밍 산출 및 사용자국 전력 조정이나 안테나 선택 동작을 수행할 수 있도록 해준다.Provided is a time division duplex communication system over a single frequency band in which guard time overhead is reduced by adaptively adjusting the reverse link transmission timing as a round trip propagation delay function. In response to the polling message from the base station, the user station searching for communication settings sends a response message. The user station calculates the distance of the user station by measuring the propagation delay for reception of the response message using the propagation delay calculator 812, and the timing controller 806 and the transmitter 807 advance or adjust the timing of the user station. Send a timing adjustment instruction to delay to the user station. The base station then monitors the user station transmissions and periodically instructs the user station to adjust the user station timing in the same manner. The user station transmits a control preamble at the beginning of each time slot to allow the base station to perform round trip timing calculation and user station power adjustment or antenna selection.

Description

효율적인 시분할 듀플렉스 통신을 위한 타이밍 조정 제어Timing coordination control for efficient time division duplex communication

본 발명은 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 셀룰러(cellular) 통신 환경에서 사용하기에 적합한 공중 인터페이스(air interface) 구조 및 프로토콜에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to communications, and more particularly, to an air interface structure and protocol suitable for use in a cellular communication environment.

융통성 있는 이동 통신에 대한 계속적인 요구로 인해, 꾸준히 증가하고 있는 셀룰러 서비스 사용자들에게 가용 통신 대역폭을 할당하기 위한 다양한 기술의 개발이 필요하게 되었다. 셀룰러 기지국과 한 세트의 셀룰러 사용자국(이동국이라고도 불림)들간에 통신 대역폭을 할당하기 위한 2개의 종래 기술로는 주파수 분할 듀플렉스(FDD)와 시분할 듀플렉스(TDD)가 있다.The continuing demand for flexible mobile communications has necessitated the development of a variety of techniques for allocating available communications bandwidth to a growing number of cellular service users. Two conventional techniques for allocating communication bandwidth between a cellular base station and a set of cellular user stations (also called mobile stations) are frequency division duplex (FDD) and time division duplex (TDD).

본 명세서에서는, FDD는 주파수가 분리되어 있는 순방향 및 역방향 접속 모두를 갖는 풀 듀플렉스 통신을 설정하기 위한 기술을 의미한다. 그리고, TDD는 충돌을 피하기 위해, 동일한 주파수이지만 시간적으로는 분리되어 발생하는 순방향 및 역방향 접속 모두를 갖는 풀 듀플렉스(full duplex) 통신을 설정하기 위한 기술을 의미한다. 다른 통신 기술로는, 복수의 사용자에 의한 전송이 충돌을 피하기 위해 시간적으로 분리되어 있는 시분할 다중 액세스(TDMA)와, 복수의 사용자에 의한 전송이 충돌을 피하기 위해 주파수에 있어서 분리되어 있는 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 및 복수의 데이타 스트림이 하나의 반송파 상에서 함께 타임 멀티플렉싱되는 시분할 멀티플렉스(TDM)이 있다. 다양한 조합의 FDD, TDD, FDMA, 및 TDMA가 사용될 수도 있다.In this specification, FDD refers to a technique for establishing full duplex communication having both forward and reverse connections with separated frequencies. And, TDD refers to a technique for establishing full duplex communication with both forward and reverse connections occurring at the same frequency but separated in time to avoid collisions. Other communication techniques include time division multiple access (TDMA) where transmissions by multiple users are separated in time to avoid collisions, and frequency division multiplexing where transmissions by multiple users are separated in frequency to avoid collisions. There is access (FDMA), and time division multiplexing (TDM) in which multiple data streams are time multiplexed together on one carrier. Various combinations of FDD, TDD, FDMA, and TDMA may be used.

특정 FDD 기술에서, 기지국은 전송용 주파수 세트를 할당받는데, 각각의 사용자국에 대해 서로 다른 주파수 슬롯을 사용한다. 그리고, 각각의 사용자국은 기지국으로 전송하기 위해 다른 주파수가 할당된다. 기지국과 교신하게 되는 각각의 새로운 사용자에 대해, 기지국과 새로운 사용자국간의 통신 접속을 유지하기 위해 새로운 한 쌍의 주파수가 필요하다. 따라서, 하나의 기지국에 의해 지원될 수 있는 사용자의 수는 가용 주파수 슬롯의 개수에 의해 제한된다.In certain FDD techniques, the base station is assigned a set of frequencies for transmission, using different frequency slots for each user station. Each user station is then assigned a different frequency for transmission to the base station. For each new user that communicates with the base station, a new pair of frequencies is needed to maintain the communication connection between the base station and the new user station. Thus, the number of users that can be supported by one base station is limited by the number of available frequency slots.

특정 TDD 기술에서, 특정의 기지국과 통신하는 모든 사용자국에 대해 동일한 주파수가 사용된다. 사용자국간의 간섭은 사용자국이 서로 다른 시간에서 전송하게 함으로써 피할 수 있다. 이것은, 각각의 타임 프레임이 복수의 타임 슬롯으로 구성되어 있는 그러한 복수의 타임 프레임으로 시간을 분할함으로써 이루어진다. 전형적으로, 기지국은 타임 슬롯 중에 단지 하나의 사용자국과 통신하며, 하나의 타임 프레임 내의 서로 다른 타임 슬롯 중에 모든 사용자국과 순차적으로 통신한다. 따라서, 기지국은 각각의 타임 프레임 동안에 특정 사용자국과 통신한다.In certain TDD techniques, the same frequency is used for all user stations communicating with a particular base station. Interference between user stations can be avoided by having the user stations transmit at different times. This is done by dividing the time into such a plurality of time frames, where each time frame consists of a plurality of time slots. Typically, a base station communicates with only one user station during a time slot and sequentially with all user stations during different time slots within one time frame. Thus, the base station communicates with a particular user station during each time frame.

설명된 시스템의 한 변형에서, 기지국은 기지국이 특정 사용자국으로 전송하는 타임 슬롯 각각의 제1 부분을 할당받는다. 그리고, 사용자국은 사용자국이 기지국에 응답하는 타임 슬롯의 제2 부분을 할당받는다. 따라서, 기지국은 제1 사용자국으로 전송하고, 응답을 기다리며, 제1 사용자국으로부터의 응답을 수신한 후에, 제2 사용자국에 전송하는 방식을, 특정 타임 프레임 동안 모든 사용자국과 순차적으로 통신할 때까지 계속한다.In one variation of the described system, the base station is assigned a first portion of each time slot that the base station transmits to a particular user station. The user station is then assigned a second portion of the time slot in which the user station responds to the base station. Thus, the base station may sequentially communicate with all user stations during a particular time frame a manner of transmitting to the first user station, waiting for a response, and after receiving a response from the first user station, to the second user station. Continue until.

시분할 듀플렉스는 단지 하나의 주파수 밴드 폭의 사용을 요구하는 FDD나 TDD에 비해 이점을 가진다. 그러나, 많은 종래의 TDD나 TDMA 시스템의 결점은 셀 크기가 커짐에 따라 그 효율이 떨어진다는 것이다. 효율의 감소는 기지국으로부터 공중 채널을 통한 사용자국으로의 전송과 사용자국으로부터 공중 채널을 통한 기지국으로의 전송의 전파 지연의 비교적 예측 불가능한 성질에 기인한다. 사용자국은 자주 이동하며, 기지국이 담당하는 셀 반경 내의 어느 곳이라도 움직일 수 있기 때문에, 기지국은 특정 사용자국과의 통신에서 전파 지연이 얼마나 걸릴지를 일반적으로 미리 알 수 없다. 최악의 경우에 대비하기 위해, 종래의 TDD 시스템은, 전형적으로 제2 사용자국과 통신을 개시하기 전에 제1 사용자국과의 통신이 완료되는 것을 보장하기 위해, 왕복 보호기간(round-trip guard time)을 제공할 것이다. 왕복 보호 기간은 사용자국이 얼마나 멀리 또는 얼마나 가까이에 있는지에 관계없이 각각의 타임 슬롯 내에 존재하기 때문에, 필요한 왕복 보호 기간은 특히 큰 셀에서 상당한 오버헤드를 추가할 것이다. 이 추가의 오버헤드는 사용자의 수를 제한하여, 결국 TDD 시스템의 효율을 제한할 것이다.Time division duplexes have an advantage over FDD or TDD, which require the use of only one frequency band width. However, a drawback of many conventional TDD or TDMA systems is that their efficiency decreases as the cell size increases. The decrease in efficiency is due to the relatively unpredictable nature of the propagation delay of the transmission from the base station to the user station over the air channel and the transmission from the user station to the base station over the air channel. Since the user station moves frequently and can move anywhere within the cell radius that the base station is responsible for, the base station generally does not know in advance how long a propagation delay will take in communication with a particular user station. To prepare for the worst case, conventional TDD systems typically have a round-trip guard time to ensure that communication with the first user station is completed before initiating communication with the second user station. Will provide Since the round trip protection period is present in each time slot regardless of how far or how close the user station is, the necessary round trip protection period will add significant overhead, especially in large cells. This additional overhead will limit the number of users, which in turn will limit the efficiency of the TDD system.

도 1은 기지국의 관점에서 본 TDD 시스템에 대한 기본적인 왕복 타이밍을 도시한다. 기지국에 대한 폴링 루프(101), 즉, 타임 프레임은 복수의 타임 슬롯(103)으로 분할된다. 각각의 타임 슬롯(103)은 기지국으로부터 특정의 사용자국으로의 통신을 위해 사용된다. 따라서, 각각의 타임 슬롯은 기지국 전송(105), 사용자 전송(107), 및 지연 시간(106)을 포함한다. 여기서, 지연 시간(106)에는 기지국 전송이 사용자국으로 전파하는데 걸리는 지연 시간, 사용자국이 응답 사용자 전송(107)을 처리하고 발생시키는데 걸리는 지연, 및 사용자 전송(107)이 기지국으로 전파하는데 걸리는 지연 시간이 포함된다.1 shows the basic round trip timing for a TDD system from the perspective of a base station. The polling loop 101, ie, the time frame, for the base station is divided into a plurality of time slots 103. Each time slot 103 is used for communication from a base station to a particular user station. Thus, each time slot includes base station transmission 105, user transmission 107, and delay time 106. Here, the delay time 106 includes a delay time for the base station transmission to propagate to the user station, a delay for the user station to process and generate the response user transmission 107, and a delay for the user transmission 107 to propagate to the base station. Time is included.

만일, 사용자국이 기지국의 바로 옆에 위치한다면, 기지국은 전송을 끝내고 수신 모드로 전환한 바로 직후에 사용자국으로부터 응답을 기대할 수 있다. 사용자국과 기지국간의 거리가 증가함에 따라, 기지국이 응답을 기다리는 시간은 길어진다. 기지국은 사용자국으로부터 즉시 응답을 들을 수 없으며, 신호가 사용자국으로 전파하고 또한 되돌아오기까지 기다려야 한다.If the user station is located next to the base station, the base station can expect a response from the user station immediately after completing the transmission and switching to the receive mode. As the distance between the user station and the base station increases, the time for the base station to wait for a response increases. The base station cannot hear a response from the user station immediately and must wait until the signal propagates to the user station and also returns.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 타임 슬롯(110) 내에서, 사용자 전송(107)은 기지국 전송(105)의 끝과 제1 타임 슬롯(110)의 끝과 사용자 전송(107)의 시작 사이의 거리와 거의 같은 정도의 시간만에 기지국에 도달한다. 이것은 사용자국이 기지국으로부터 셀 반경의 반 정도의 거리에 위치하고 있는 것을 나타낸다. 제2 타임 슬롯(111)에서, 사용자 전송(107)은 기지국 전송(105)의 끝에 매우 가깝게 나타난다. 이것은 사용자국이 기지국에 매우 가깝다는 것을 나타낸다. 제3 타임 슬롯(112)에서, 사용자 전송(107)은 타임 슬롯(112)의 바로 끝에 나타난다. 이것은 사용자국이 셀 경계 근처나 경계에 있다는 것을 나타낸다. 제3 타임 슬롯(112)는 특정 기지국에 대해 최대의 통신 거리에 있는 국에 대응하기 때문에, 제3 타임 슬롯(112) 내에 도시된 지연(106)은 최대의 왕복 전파 시간, 따라서, 최대의 왕복 보호 시간을 나타낸다.As shown in FIG. 1, within the first time slot 110, the user transmission 107 is between the end of the base station transmission 105 and the end of the first time slot 110 and the beginning of the user transmission 107. Reach the base station in about the same time as the distance. This indicates that the user station is located about half the cell radius from the base station. In the second time slot 111, the user transmission 107 appears very close to the end of the base station transmission 105. This indicates that the user station is very close to the base station. In the third time slot 112, the user transmission 107 appears immediately at the end of the time slot 112. This indicates that the user station is at or near the cell boundary. Since the third time slot 112 corresponds to a station that is at the maximum communication distance for a particular base station, the delay 106 shown in the third time slot 112 is the maximum round trip propagation time, thus the maximum round trip. Indicates protection time.

간단하게 하기 위해 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 전파 지연 시간외에, 사용자국, 기지국 또는 이들 모두에서 수신 모드와 송신 모드간의 전환시에 지연이 발생할 것이다. 전형적인 전송/수신 전환 시간은 약 2마이크로초이나 다중 경로와 관련된 채널 링잉(channel rigning) 효과를 고려하여 추가 할당이 만들어질 수도 있다.Although not shown in FIG. 1 for simplicity, in addition to the propagation delay time, a delay will occur in switching between the reception mode and the transmission mode at the user station, the base station or both. A typical transmit / receive switch time is about 2 microseconds, but additional allocations may be made to account for channel rigning effects associated with multiple paths.

셀 크기가 커짐에 따라, 더 길어진 전파 지연을 고려하여 TDD 보호 기간이 증가되어야 한다. 이와 같은 경우에, 보호 기간은 더 짧은 왕복 프레임 기간 동안에 가용 타임 슬롯의 상당히 많은 부분을 점유한다. 오버헤드로 인한 낭비 시간의 퍼센트 증가는, TDD 보호 기간이 셀 반경에 의해 결정되는 고정된 길이인 반면, 실제의 왕복 프레임 기간은 사용자국의 거리에 따라 변동하기 때문이다. 따라서, 셀이 커짐에 따라, 더 많은 시간이 사용자국과 기지국간의 실제적인 정보 전송보다는 보호 기간 형태의 오버헤드에 낭비된다.As the cell size increases, the TDD protection period must be increased in consideration of the longer propagation delay. In such cases, the guard period occupies a significant portion of the available time slots for shorter round trip frame periods. The percentage increase in waste time due to overhead is because the TDD protection period is a fixed length determined by the cell radius, while the actual round trip frame period varies with the distance of the user station. Therefore, as the cell grows, more time is wasted on overhead in the form of a guard period than on the actual transmission of information between the user station and the base station.

종래의 한 TDD 시스템으로, 유럽 전화 표준 기구(ETSI)에 의해 개발된 디지털 유럽형 무선 통신 시스템(DECT)가 있다. DECT 시스템에서, 기지국은 타임 슬롯으로 세그먼트화된 긴 데이타 버스트를 전송한다. 여기서 각각의 타임 슬롯은 특정 사용자국에 관련되어 있는 데이타를 가진다. 보호 기간 후에, 사용자국은, 기지국이 사용자국으로 데이타를 보낸 방식과 동일한 순서대로, 지정된 그룹의 연속된 타임 슬롯 내에서 응답한다.One conventional TDD system is a digital European wireless communication system (DECT) developed by the European Telephone Standards Organization (ETSI). In a DECT system, the base station transmits a long burst of data segmented into time slots. Each time slot here has data associated with a particular user station. After the guard period, the user station responds within a contiguous time slot of the designated group in the same order that the base station sent the data to the user station.

현재 사용되는 또 다른 시스템으로는 이동 통신을 위한 글로벌 시스템("GSM")이다. 도 4에는 특정의 기존 GSM 표준에 따른 타이밍 패턴이 도시되어 있다. 이들 표준에 따르면, 기지국과 사용자국간의 통신은 8개의 버스트 기간(402)으로 분할된다. 기지국은 8개까지의 사용자국과 각각의 버스트 기간(402) 내에서 하나씩 통신할 수 있다.Another system currently in use is a global system for mobile communication (“GSM”). 4 shows a timing pattern in accordance with certain existing GSM standards. According to these standards, communication between a base station and a user station is divided into eight burst periods 402. The base station may communicate with up to eight user stations, one within each burst period 402.

GSM 표준은 2개의 분리된 주파수 대역을 필요로 한다. 기지국은 제1 주파수 F_A에서 전송하는 반면, 사용자국은 제2 주파수 F_B에서 전송한다. 사용자국이 특정의 버스트 기간(402) 동안에 제1 주파수 F_A 상에서 기지국 전송(405)를 전송한 후에, 사용자국은 45MHz 만큼 쉬프트하여 제2 주파수 F_B로 가서, 대략 3개의 버스트 기간(402)이 지난 후에 기지국 전송(405)에 응답하여 사용자 전송(406)을 개시한다. 3개 버스트 기간만큼의 지연은 기지국과 사용자국간의 지연을 책임지기에 대해 충분히 큰 것으로 간주된다.The GSM standard requires two separate frequency bands. The base station transmits at the first frequency F _A , while the user station transmits at the second frequency F _B. After the user station transmits the base station transmission 405 on the first frequency F _A during the particular burst period 402, the user station shifts by 45 MHz to the second frequency F _B , resulting in approximately three burst periods 402. After this, user transmission 406 is initiated in response to base station transmission 405. The delay by three burst periods is considered large enough to be responsible for the delay between the base station and the user station.

기지국에서 수신된 사용자 전송(406)은 적당한 버스트 기간(402) 내에 조화되어 들어가는 것이 GSM 시스템에서는 중요하다. 만일 그렇지 않다면, 인접한 버스트 기간(402)를 사용하는 사용자국으로부터의 사용자 전송(406)은 중첩되어 전송 품질이 낮아지거나 사용자국들간의 간섭으로 인해 통신이 완전히 소실될 수 있다. 따라서, 각각의 버스트 기간(402)는 기지국과 사용자국간의 불확실한 신호 전파 지연을 책임지기 위해 보호 기간(407)에 의해 둘러싸여진다. 사용자국(302)로부터 실제로 수신된 신호의 시간과 예상되는 수신 시간을 비교해 봄으로써, 기지국은 사용자국에게 그 전송 타이밍을 앞당기거나 지연시켜 적절한 버스트 기간(402) 내에 들어가도록 명령할 수 있다. 이것은 적응성 프레임 정렬이라 알려져 있다. GSM 시스템을 위한 적응성 프레임 정렬에 관련된 명세가 TS GSM 05.10.이다.It is important in a GSM system that the user transmission 406 received at the base station fits within the appropriate burst period 402. If not, the user transmissions 406 from the user stations using the adjacent burst period 402 may overlap, resulting in a loss of transmission quality or a complete loss of communication due to interference between the user stations. Thus, each burst period 402 is surrounded by a guard period 407 to account for the uncertain signal propagation delay between the base station and the user station. By comparing the expected reception time with the time of the signal actually received from the user station 302, the base station may instruct the user station to advance or delay its transmission timing to enter the appropriate burst period 402. This is known as adaptive frame alignment. The specification related to adaptive frame alignment for GSM systems is TS GSM 05.10.

설명된 GSM 시스템의 결점은 이 시스템이 2개의 분리된 주파수 대역을 필요로 한다는 것이다. 또한, 비교적 경직된 구조를 가지므로, 어떠한 셀룰러 환경에 대한 그 융통성이나 적응성이 제한될 수 있다.The drawback of the described GSM system is that this system requires two separate frequency bands. Also, having a relatively rigid structure, its flexibility or adaptability to any cellular environment may be limited.

현재 사용되고 있는 또 다른 시스템으로는, 광역 시스템(Wide Area Coverage System, WACS)이 있다. 이 시스템은 FDMA와 TDMA 양자 모두의 특성을 사용하는 협대역 시스템이다. WACS에서는, GSM에서와 같이, 2개의 명확히 구별되는 주파수 대역이 사용된다. 한 주파수 대역은 사용자국 전송을 위해 사용되고, 또 다른 주파수 대역은 기지국 전송을 위해 사용된다. 사용자국 전송은, 기지국과 사용자국간의 전파 시간을 허용하기 위해, 대응하는 기지국 전송으로부터 한 타임 슬롯의 1/2 만큼 옵셋된다. 표준 WACS는 확산 스펙트럼 통신(spread spectrum communication)[전송 신호의 대역폭이 전송될 데이타의 대역폭을 초과하지 않는 공지된 통신 유형]을 지원하지 않으며, 비교적 엄격한 것을 특징으로 하는 전반적인 구조를 가진다.Another system currently in use is the Wide Area Coverage System (WACS). This system is a narrowband system that uses the characteristics of both FDMA and TDMA. In WACS, as in GSM, two distinct frequency bands are used. One frequency band is used for user station transmission and another frequency band is used for base station transmission. The user station transmission is offset by 1/2 of one time slot from the corresponding base station transmission to allow propagation time between the base station and the user station. The standard WACS does not support spread spectrum communication (a known type of communication in which the bandwidth of the transmitted signal does not exceed the bandwidth of the data to be transmitted) and has an overall structure characterized by being relatively strict.

많은 시스템에서, 채널 구조는 사용자국이 기지국으로 응답을 전송하는 동안 다른 채널 상에서는 정보를 수신하는 구조이다. 동시에 전송하고 수신하기 위한 능력은 이동형 핸드셋용으로는 비교적 비싼 부품인 다이플렉서의 사용을 필요로 한다.In many systems, the channel structure is a structure in which a user station receives information on another channel while sending a response to a base station. The ability to simultaneously transmit and receive requires the use of diplexers, which are relatively expensive components for mobile handsets.

특히 큰 셀에서, 시분할 듀플렉스 통신의 이점을 가지나 매 타임 슬롯 내에서 왕복 보호 기간 전체의 오버헤드를 가지지는 않는 융통성있는 시스템을 제공하는 것이 유리하다. 통신을 위해 단지 하나의 주파수 대역만을 필요로 하는 그러한 시스템을 제공하는 것이 더 유리하다. 사용자국이 다이플렉서(diplexer)와 조화될 필요가 없는 TDMA 또는 TDMA/FDMA 시스템을 제공하는 것이 더욱 유리하다. 다양한 통신 환경에서 사용될 수 있으며, 하나 또는 복수의 주파수 대역에 용이하게 적응 가능한 타임 프레임 구조를 제공하는 것이 더욱 유리하다.Especially in large cells, it is advantageous to provide a flexible system that has the advantages of time division duplex communication but does not have the overhead of a full round trip protection period within every time slot. It is more advantageous to provide such a system that requires only one frequency band for communication. It is further advantageous to provide a TDMA or TDMA / FDMA system in which the user station does not need to be coordinated with the diplexer. It is more advantageous to provide a time frame structure that can be used in a variety of communication environments and that is easily adaptable to one or multiple frequency bands.

<발명의 요약>Summary of the Invention

본 발명의 한 특징은 특히 큰 셀에서 시분할 다중 통신을 수행하기 위한 수단을 제공한다.One feature of the present invention provides a means for performing time division multiplexing communication, particularly in large cells.

한 실시예에서, 타임 프레임의 제1 부분에서, 기지국은 각각의 통신 사용자국으로 향하는 연속된 기지국 전송을 시작한다. 기지국이 제1 사용자국으로부터 응답을 기다리는 동안 하나의 집합적 보호 기간이 할당된다. 다음으로, 사용자국들은 각각의 수신간에 최소의 보호 기간을 가지며, 기지국과 동일한 주파수 상의 타임 슬롯에서 하나씩 하나씩 응답한다. 사용자 전송들간의 간섭을 방지하기 위해, 기지국은 사용자국들에게 그들의 전송 타이밍을 촉진하거나 늦추도록 명령한다.In one embodiment, in the first portion of the time frame, the base station starts a continuous base station transmission to each communication user station. One collective guard period is allocated while the base station waits for a response from the first user station. Next, the user stations have a minimum guard period between each reception and respond one by one in time slots on the same frequency as the base station. To prevent interference between user transmissions, the base station instructs user stations to accelerate or slow their transmission timing.

기지국과 사용자국간의 통신을 개시하기 위해, 각각의 기지국 전송은 슬롯쌍이 점유되었는지의 여부를 가리키는 헤더를 포함할 수도 있다. 만일 슬롯 쌍이 비어있다면, 사용자국은 슬롯 쌍의 지정된 부분에서 간단한 메시지와 더불어 응답한다. 슬롯 쌍의 사용자 부분은 초기 통신시에 기지국과 사용자국간의 불확실한 거리에 대해 책임지기 위해 전체 왕복 보호 시간 할당을 포함한다. 사용자 전송의 실제적인 수신 시간과 예상되는 수신 시간을 비교하여, 사용자국이 얼머나 멀리 떨어져 있는지를 결정한다. 후속되는 타임 프레임들에서, 기지국은 전체 정보 메시지가 사용자국들간의 간섭없이 전송될 수 있도록, 필요하다면 그 타이밍을 촉진 또는 늦출 수 있다.To initiate communication between the base station and the user station, each base station transmission may include a header indicating whether a slot pair is occupied. If the slot pair is empty, the user station responds with a simple message at the designated part of the slot pair. The user portion of the slot pair includes the full round trip protection time allocation to account for the uncertain distance between the base station and the user station in the initial communication. The actual reception time of the user transmission is compared with the expected reception time to determine how far away the user station is. In subsequent time frames, the base station may speed up or slow down its timing, if necessary, so that the entire information message can be transmitted without interference between user stations.

본 발명의 또 다른 특징에서, 동일한 주파수 상에서 기지국 전송이 사용자 전송과 교대를 이룬다. 기지국과 사용자국은, 예를 들어, 확산 스펙트럼 통신 신호의 동기화나 전력 제어를 수행하기 위해 필요한 경우와 같이, 프리앰블(preamble)을 갖는 주 데이타 전송을 진행할 수도 있다. 프리앰블은 2개의 데이타 전송사이에서 지정된 시간 간격으로 전송될 수도 있다. 기지국은 사용자국에게 계산된 왕복 지연 시간에 기초하여 그 타이밍을 촉진하거나 늦추도록 명령할 수도 있다.In another feature of the invention, base station transmissions alternate with user transmissions on the same frequency. The base station and the user station may proceed with main data transmission with a preamble, for example, as necessary to perform synchronization or spread spectrum control of spread spectrum communication signals. The preamble may be transmitted at specified time intervals between two data transmissions. The base station may instruct the user station to accelerate or slow down its timing based on the calculated round trip delay time.

본 발명의 다른 실시예들에서는 복수의 주파수 대역이 사용된다. 예를 들어, 기지국 전송을 위해 한 주파수 대역이 사용되고, 사용자국 전송을 위해 다른 주파수 대역이 사용될 수도 있다. 역-접속(reverse-links) 사용자국 전송은 기지국 전송으로부터 소정의 양만큼 옵셋된다. 기지국과 사용자국은 주 데이타 전송을 위해 지정된 타임 슬롯에 앞서, 프리앰블을 전송할 수 있으며, 2개의 다른 타임 슬롯 사이에 지정된 시간 간격으로 프리앰블을 인터리빙(interleaving)할 수도 있다. 프리앰블은, 목표물로의 채널 사운딩을 허용하기 위해, 각각의 서로 다른 안테나로부터 하나씩 복수의 버스트로 구성된다. 기지국은 왕복 전파 지연 시간의 계산에 기초하여 그 타이밍을 촉진시키거나 늦추도록 사용자국에게 명령할 수도 있다.In other embodiments of the present invention, multiple frequency bands are used. For example, one frequency band may be used for base station transmission and another frequency band may be used for user station transmission. Reverse-links user station transmissions are offset by a predetermined amount from base station transmissions. The base station and the user station may transmit the preamble prior to the time slot designated for primary data transmission, and may interleave the preamble at specified time intervals between two different time slots. The preamble consists of a plurality of bursts, one from each of the different antennas, to allow channel sounding to the target. The base station may instruct the user station to accelerate or slow its timing based on the calculation of the round trip propagation delay time.

본 발명의 또 다른 특징으로, TDMA나 TDMA/FDMA 시스템 모두에서 사용할 수 있는 범용 프레임 구조가 제공된다. 레인징 능력(ranging capability)을 사용하는 적절한 프레임 구조가 데이타 전송, 프리앰블, 보호 기간등을 위해 마련된 예비책을 포함하는 타이밍 요소로부터 구성될 수도 있다. 프레임 구조는 일반적인 타이밍 요소의 적절한 조합을 선택함으로써 하이 타이어(high tier) 또는 로우 타이어(low tier) 환경의 다양한 실시예에서 동작하기에 적합하게 만들어질 수 있다.In another aspect of the present invention, a general frame structure is provided that can be used in both TDMA and TDMA / FDMA systems. Appropriate frame structures using ranging capabilities may be constructed from timing elements, including preparatory measures for data transmission, preambles, guard periods, and the like. The frame structure can be made suitable for operation in various embodiments of a high tier or low tier environment by selecting an appropriate combination of general timing elements.

듀얼 모드 기지국 구조는 복수의 주파수 대역 동작 능력이 제공받는다. 기지국은 낮은 IF 디지털 상관기(low IF digital correlator) 설계의 이점을 가진다.The dual mode base station architecture is provided with multiple frequency band operating capabilities. The base station has the advantage of a low IF digital correlator design.

앞서 설명된 실시예들의 추가 변형이나, 응용, 및 상세 사항이 본 명세서에 공개된다.Further modifications, applications, and details of the above-described embodiments are disclosed herein.

도 1은 종래 기술의 TDD 시스템에서 기지국 관점으로부터 본 기본적인 왕복 타이밍을 도시하는 도면.1 is a diagram illustrating basic round trip timing from a base station perspective in a prior art TDD system.

도 2는 도 1의 종래 기술의 TDD 시스템에서 왕복 보호 기간을 실제적인 왕복프레임 기간의 퍼센트로서의 도시한 그래프.FIG. 2 is a graph showing the round trip protection period as a percentage of the actual round trip frame period in the prior art TDD system of FIG.

도 3A 및 도 3B는 통신을 위한 셀룰러 환경의 다이어그램.3A and 3B are diagrams of a cellular environment for communication.

도 4는 기존의 GSM 표준에 따른 타이밍 패턴도.4 is a timing pattern diagram in accordance with the existing GSM standard.

도 5A는 본 발명의 한 실시예에 따른 기지국 관점으로부터의 TDD/TDM/TDMA 시스템의 기본적인 왕복 타이밍도.5A is a basic round trip timing diagram of a TDD / TDM / TDMA system from a base station perspective in accordance with one embodiment of the present invention.

도 5B는 기지국(304)와 사용자국(302)간의 초기 통신 접속을 도시하는 타이밍도.5B is a timing diagram illustrating an initial communication connection between a base station 304 and a user station 302. FIG.

도 5C는 인터리빙된 전송 형식을 사용하는 도 5a의 TDD/TDM/TDMA 시스템의 변형을 도시하는 타이밍도.FIG. 5C is a timing diagram illustrating a variant of the TDD / TDM / TDMA system of FIG. 5A using an interleaved transmission format. FIG.

도 5D는 순방향 에러 교정이 없는 도 5A의 시스템의 성능과 순방향 에러 교정이 있는 도 5A의 시스템의 성능을 비교한 챠트.5D is a chart comparing the performance of the system of FIG. 5A without forward error correction and the performance of the system of FIG. 5A with forward error correction.

도 6은 도 5A의 실시예에서 왕복 보호 기간을 실제적인 왕복 프레임 기간의 퍼센트로서 도시한 그래프.FIG. 6 is a graph showing the round trip protection period as a percentage of the actual round trip frame period in the embodiment of FIG. 5A.

도 7은 총 왕복 보호 기간을 감소시키기 위한 대안적인 타이밍 프로토콜을 도시하는 도면.7 illustrates an alternative timing protocol for reducing the total round trip protection period.

도 8A는 본 발명의 실시예에 따른 기지국의 하드웨어 블럭도.8A is a hardware block diagram of a base station in accordance with an embodiment of the present invention.

도 8B는 기지국의 대안적인 실시예의 하드웨어 블럭도.8B is a hardware block diagram of an alternative embodiment of a base station.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사용자국의 하드웨어 블럭도.9 is a hardware block diagram of a user station in accordance with an embodiment of the present invention.

도 10A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타이밍도이며, 도 10B 내지 도 10E는 도 10A의 타이밍 서브-엘리먼트의 관점에서 표현된 타임 프레임 구조의 다이어그램.10A is a timing diagram in accordance with another embodiment of the present invention, and FIGS. 10B-10E are diagrams of a time frame structure expressed in terms of the timing sub-elements of FIG. 10A.

도 11A는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 타이밍 서브-엘리먼트의 다이어그램이며, 도 11B 내지 도 11D는 도 10A의 타이밍 서브-엘리먼트의 관점에서 표현된 타임 프레임 구조의 다이어그램.11A is a diagram of a timing sub-element in accordance with another embodiment of the present invention, and FIGS. 11B-11D are diagrams of a time frame structure expressed in terms of the timing sub-element of FIG. 10A.

도 12A 내지 12C는 기지국과 사용자국 전송을 위한 양호한 메시지 형식 표.12A-12C are good message format tables for base station and user station transmissions.

도 13A 내지 도 13B는 연결된 프리앰블의 구조를 도시하는 다이어그램이며, 도 13C는 프리앰블의 성능을 비교하는 챠트이고, 도 13D-E는 각각 정합된 필터와 정합되지 않은 필터를 사용한 프리앰블 성능을 비교한 챠트.13A-13B are diagrams illustrating the structure of connected preambles, and FIG. 13C is a chart comparing the performance of the preamble, and FIGS. 13D-E are charts comparing the preamble performance using matched and unmatched filters, respectively. .

도 14 내지 도 17은 본 명세서에서 설명된 실시예들의 선택된 특징을 포함하는 하이 타이어 및 로우 타이어 공기 인터페이스의 다양한 성능 특징을 비교하는 챠트.14-17 are charts comparing various performance features of a high tire and low tire air interface including selected features of the embodiments described herein.

도 18은 낮은 IF 디지털 상관기의 블럭도.18 is a block diagram of a low IF digital correlator.

도 19A는 확산 스펙트럼 및 협대역 통신 모두를 갖는, 복수의 주파수에서 동작가능한 듀얼 모드 기지국의 블럭도이며, 도 19B는 도 19A의 듀얼 모드 기지국에서 사용하기 위한 선택된 주파수 및 다른 파라미터들을 도시하는 챠트.FIG. 19A is a block diagram of a dual mode base station operable at multiple frequencies, with both spread spectrum and narrowband communication, and FIG. 19B is a chart showing selected frequencies and other parameters for use in the dual mode base station of FIG. 19A.

본 발명의 한 특징은 시분할 듀플렉스 통신을 수행하기 위해 필요한 효율적인 수단을 제공하며, 큰 셀 환경에서 적합하다는 것이다. 본 발명의 실시예는, 예를 들어, 통신 신호가 의사 난수 코딩 시퀀스를 사용하여 인코딩되는 코드 분할 다중 액세스(CDMA) 기술과 같은 확산 스펙트럼 통신 기술의 이점을 가지며, 통신 신호가 서로 다른 주파수에 걸쳐 멀티플렉싱되는 주파수 분할 다중 액세스(FDMA)와 연계하여 사용될 수 있으며, CDMA, FDMA, 또는 다른 통신 기술의 조합과 연계하여 사용될 수 있다는 것이다.One feature of the present invention is that it provides an efficient means for performing time division duplex communication and is suitable for large cell environments. Embodiments of the present invention have the advantage of spread spectrum communication techniques such as, for example, code division multiple access (CDMA) techniques in which communication signals are encoded using pseudo random number coding sequences, and the communication signals span different frequencies. It can be used in conjunction with multiplexed frequency division multiple access (FDMA) and in combination with CDMA, FDMA, or other combinations of communication technologies.

도 3A는 기지국 및 사용자국을 갖는 통신 시스템을 위한 셀룰러 환경의 다이어그램이다.3A is a diagram of a cellular environment for a communication system having a base station and a user station.

도 3A에서, 복수의 사용자국(302)들간의 통신을 위한 통신 시스템(301)은 각각이 전형적으로 셀(303)의 중앙에 위치한 기지국(304)를 갖는 복수의 셀(303)을 포함한다. 각각의 국[기지국(304)와 사용자국(302) 모두]은 일반적으로 수신기와 송신기를 포함한다. 사용자국(302)와 기지국(304)는 본 명세서에서 공개된 임의의 다른 통신 기술이나 시분할-듀플렉스를 사용하여 통신할 수 있다.In FIG. 3A, a communication system 301 for communication between a plurality of user stations 302 includes a plurality of cells 303, each having a base station 304, typically located at the center of the cell 303. Each station (both base station 304 and user station 302) generally includes a receiver and a transmitter. User station 302 and base station 304 may communicate using any other communication technique or time division-duplex disclosed herein.

도 3B는 본 발명이 동작할 수 있는 셀룰러 환경의 다이어그램이다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 지역(309)는 복수의 셀(303)으로 분할된다. 각각의 셀(303)에는 할당된 주파수 F1, F2, 또는 F3와 할당된 확산 스펙트럼 코드나 코드 세트 C1 내지 C7이 관련되어 있다. 인접한 셀(303)들간의 간섭을 최소화하기 위해, 양호한 실시예에서는, 3개의 서로 다른 주파수 F1, F2, 및 F3에는 어떠한 2개의 인접한 셀(303)도 동일한 할당된 주파수 F1, F2, 또는 F3를 가지지 않도록 할당된다.3B is a diagram of a cellular environment in which the present invention may operate. As shown in FIG. 3B, area 309 is divided into a plurality of cells 303. Each cell 303 is associated with an assigned frequency F1, F2, or F3 and an assigned spread spectrum code or code set C1 through C7. In order to minimize interference between adjacent cells 303, in the preferred embodiment, three different frequencies F1, F2, and F3 have any two adjacent cells 303 with the same assigned frequency F1, F2, or F3. It is allocated not to have.

셀간 간섭 가능성을 더 줄이기 위해, 서로 다른 직교 확산 스펙트럼 코드나 코드 세트 C1 내지 C7은 인접한 클러스터(310)들에 도시된 바와 같이 할당된다. 7-셀 반복 패턴을 형성하기에 편리한 7개의 확산 스펙트럼 코드나 코드 세트 C1 내지 C7가 도 3B에 도시되어 있지만, 확산 스펙트럼 코드나 코드 세트의 개수는 특정 응용에 다라 다르다. 특정 셀룰러 통신 환경에 관한 추가 정보는 Robert C. Dixon 에 의한 "Three Cell Wirelsss Communication System"이란 제목의 미국 특허 출원 제07/682,050호, 및 Gary B. Anderson등에 의한 "PCS Pocket Phone/Mocrocell Communication Over-Air Protocol"이란 제목의 미국 특허 출원 제08/284,053호에서 얻을 수 있다. 이들 각각의 특허 출원은 본 명세서에서 참고용으로 인용되었다.To further reduce the possibility of intercell interference, different orthogonal spread spectrum codes or code sets C1 to C7 are assigned as shown in adjacent clusters 310. Although seven spread spectrum codes or code sets C1 to C7 that are convenient to form a 7-cell repeating pattern are shown in FIG. 3B, the number of spread spectrum codes or code sets varies depending on the particular application. Additional information regarding specific cellular communication environments can be found in US Patent Application No. 07 / 682,050 entitled "Three Cell Wirelsss Communication System" by Robert C. Dixon, and "PCS Pocket Phone / Mocrocell Communication Over-" by Gary B. Anderson et al. US Patent Application No. 08 / 284,053 entitled "Air Protocol". Each of these patent applications is incorporated herein by reference.

반송파 변조를 위한 확산 스펙트럼의 사용이 본 발명을 실시하는데 있어서 요구 사항은 아니지만, 도 3B의 셀룰러 환경에 사용하게 되면, 서로 다른 반송파 주파수 F1, F2, 및 F3를 인접한 셀(303)에 할당하기 위해 N=3인 매우 효율적인 주파수 재사용 계수를 허용한다. 동일한 반송파 주파수 F1, F2, 또는 F3를 사용하는 셀(303)간 간섭은 셀들을 격리시키는 거리에 기인한 전파 손실[동일한 주파수F1, F2, 또는 F3를 사용한 어떠한 2 개의 셀(303)도 서로 간의 거리에 있어서 2개의 셀(303)들 보다 작다]에 의해, 그리고, 동일한 주파수 F1, F2, 또는 F3를 사용한 셀(303)들의 확산 스펙트럼 처리 이득에 의해 감소된다. CDMA 코드 분할을 통해 추가적인 간섭 분리가 제공된다. TDD 또는 TDM A통신 기술은 도 3B의 셀룰러 기술과 연계하여 사용될 수 있다.The use of spread spectrum for carrier modulation is not a requirement for practicing the present invention, but when used in the cellular environment of FIG. 3B, to assign different carrier frequencies F1, F2, and F3 to adjacent cells 303 It allows a very efficient frequency reuse factor with N = 3. Interference between cells 303 using the same carrier frequency F1, F2, or F3 results in propagation loss due to the distance separating the cells (any two cells 303 using the same frequency F1, F2, or F3 between each other). Smaller than two cells 303 in distance], and by spread spectrum processing gain of cells 303 using the same frequency F1, F2, or F3. Additional interference isolation is provided through CDMA code division. TDD or TDM A communication technology may be used in conjunction with the cellular technology of FIG. 3B.

시분할 듀플렉스를 사용한 본 발명의 양호한 실시예에서, 특정 기지국(304)와 통신하는 모든 사용자국(302)에 대해 동일한 주파수 F1, F2, 또는 F3가 사용된다. 서로 다른 사용자국(302)가 동일한 시간이 아닌때에 전송하거나 기지국과 동일한 시간에 전송하게 함으로써 사용자국(302)들간의 간섭이 회피된다. 기지국(304)는 기지국(304)가 특정 사용자국에 전송하는 동안의 타임 슬롯의 제1 부분을 할당받는다. 그리고, 각각의 사용자국(302)는 응답하는 타임 슬롯의 제2 부분을 할당받는다. 따라서, 기지국(304)는 제2 사용자국(302)에 전송하고, 응답을 기다리며, 제1 사용자국(302)로부터의 응답을 수신한 후에, 제2 사용자국(302)에 전송하는 등의 일을 한다.In a preferred embodiment of the present invention using time division duplex, the same frequency F1, F2, or F3 is used for all user stations 302 communicating with a particular base station 304. Interference between the user stations 302 is avoided by allowing different user stations 302 to transmit when they are not at the same time or at the same time as the base station. Base station 304 is assigned a first portion of a time slot during base station 304's transmission to a particular user station. Each user station 302 is then assigned a second portion of the responding time slot. Thus, the base station 304 transmits to the second user station 302, waits for a response, receives a response from the first user station 302, and then transmits to the second user station 302. Do it.

도 1에 관해 앞서 언급한 바와 같이, 사용자국(302)의 이동성으로 인해, 공중 채널을 통한 기지국(304)로부터 사용자국(302)로의 전송이나 사용자국(302)로부터 공중 채널을 통한 기지국(304)로의 전송의 전파 지연 시간은 예측이 불가능하다. 따라서, 기지국(304)는 일반적으로 특정 사용자국(302)와의 통신에 있어서 전파 지연이 얼마나 걸릴지를 미리 알 수 없다. 최악의 경우에 대비하기 위해, 종래의 TDD 시스템은 각각의 타임 슬롯 내에 왕복 보호 기간을 제공하는데, 이는, 제1 사용자국(302)와 통신이 제2 사용자국(302)와의 통신을 개시하기 전에 완료할 것을 보장하기 위해서이다.As mentioned above with respect to FIG. 1, due to the mobility of the user station 302, a base station 304 over a public channel from a user station 302 or a transmission from a base station 304 over a public channel may be used. The propagation delay time of the transmission to) is unpredictable. Thus, the base station 304 generally cannot know in advance how long a propagation delay will take in communicating with a particular user station 302. To prepare for the worst case, conventional TDD systems provide a round trip protection period within each time slot, which is before communication with the first user station 302 initiates communication with the second user station 302. To ensure that it is done.

전형적인 왕복 보호 기간은 셀 반경의 킬로미터당 6.7 마이크로 초이다. 따라서, 3킬로미터 반경의 셀(303)에 대해, 20 마이크로초의 왕복 보호 기간이 필요하다. 종래의 시스템에서, 왕복 보호 기간은 사용자국(302)가 기지국(304)로부터 얼마나 떨어져 있느냐에 관계없이 각각의 타임 슬롯(103)에 가해진다. 따라서, 필요한 왕복 보호 기간은 이와 같은 종래의 시스템에서 시간적 오버헤드를 낳고, 사용자 수를 제한하게 된다.Typical round trip protection period is 6.7 microseconds per kilometer of cell radius. Thus, for a cell 303 of 3 kilometers radius, a round trip protection period of 20 microseconds is required. In conventional systems, a round trip protection period is applied to each time slot 103 regardless of how far user station 302 is from base station 304. Thus, the required round trip protection period results in time overhead in such conventional systems and limits the number of users.

셀 크기가 증가함에 따라, TDD 보호 기간은 더 길어진 지연 시간에 대비하여 증가하여야 한다. 셀 반경과 보호 기간과의 관계는 다음과 같이 설정될 수 있다.As the cell size increases, the TDD protection period must increase against longer delay times. The relationship between the cell radius and the protection period can be set as follows.

TDD 보호 기간 = 2 × (셀 반경)/(광 속도)TDD protection period = 2 × (cell radius) / (light speed)

도 2는 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 TDD 시스템에 대한 왕복 보호 기간을 실제의 왕복 거리 프레임 기간[즉, 기지국(105)에 대해 실제적으로 필요한 시간량, 전파 지연 시간(106), 및 사용자 전송(107]의 퍼센트로서 나타낸 그래프이다. 전송/수신 전환 시간에 대해 4 마이크로초가 추가되었다. TDD 보호 기간이 셀 반경에 의해 결정되는 고정된 길이인 반면, 실제의 왕복 전송 시간은 사용자국(302)의 거리에 따라 변동하기 때문에, 셀 반경이 증가함에 따라 더 많은 시간이 사용자국(302)와 기지국(304)간의 실제적인 정보 전송보다는 보호 기간 형태의 오버헤드에 낭비되는 것이 도 2의 그래프에 도시되어 있다. 종래의 TDD 시스템, 특히 대형셀을 갖는 시스템의 효율은 왕복 보호 시간의 영향으로서 악화된다.FIG. 2 shows the round trip protection period for the conventional TDD system as shown in FIG. 1 in terms of the actual round trip distance frame period (i.e., the amount of time actually needed for the base station 105, propagation delay time 106, and user). It is a graph expressed as a percentage of the transmission 107. 4 microseconds were added for the transmission / reception switching time, while the TDD protection period is a fixed length determined by the cell radius, while the actual round trip time is the user station 302. As the cell radius increases, more time is wasted on overhead in the form of a guard period, rather than the actual transmission of information between the user station 302 and the base station 304, as the cell radius increases. The efficiency of conventional TDD systems, especially those with large cells, is degraded as a result of the round trip protection time.

도 5a는 본 발명의 하나 이상의 특징에 따라 전체 왕복 보호 시간을 감소시키기 위해, 기지국 사시도로부터의 TDD/TDM/TDMA 시스템의 기본 왕복 시간을 도시한 도면이다.5A illustrates the basic round trip time of a TDD / TDM / TDMA system from a base station perspective to reduce the overall round trip protection time in accordance with one or more aspects of the present invention.

도 5a에의 실시예에서, 시간 프레임(501)은 전송부(502), 통합 보호 시간부(503) 및 수신부(504)로 분할된다. 전송부(502)는 복수의 전송 타임 슬롯(510)을 포함한다. 수신부(504)는 복수의 수신 타임 슬롯(504)를 포함한다.In the embodiment of FIG. 5A, the time frame 501 is divided into a transmitter 502, an integrated guard time 503, and a receiver 504. The transmitter 502 includes a plurality of transmission time slots 510. The receiving unit 504 includes a plurality of receiving time slots 504.

전송부(502)에서, 기지국(304)는 시간 프레임(501)의 전송부(502)의 각각의 전송 타임 슬롯(510)들마다 하나씩 사용자국(302)에 전송한다. 통합 보호 시간부(503) 동안, 기지국(304)는 최종 전송 타임 슬롯(510)으로부터의 최종 기지국 전송이 적절한 사용자국(302)에 의해 수신되기를 대기하며, 제1 사용자국 전송이 사용자국(302)로부터 도달되기를 대기한다. 시간 프레임(501)의 수신부(504)에서, 기지국(304)는 시간 프레임(501)의 수신부(504)의 각각의 수신 타임 슬롯(511)마다 하나씩 사용자국 전송을 수신한다.In the transmitter 502, the base station 304 transmits to the user station 302 one for each transmission time slot 510 of the transmitter 502 of the time frame 501. During the unified protection time portion 503, the base station 304 waits for the last base station transmission from the last transmission time slot 510 to be received by the appropriate user station 302, and the first user station transmission is sent to the user station 302. Wait for it to arrive. At the receiver 504 of the time frame 501, the base station 304 receives one user station transmission for each received time slot 511 of the receiver 504 of the time frame 501.

특정 송신 타임 슬롯(510) 및 대응하는 수신 타임 슬롯(511)은 도 1에 도시된 타임 슬롯(110, 111 및 112)와 유사한 2중 타임 슬롯을 통합적으로 포함한다고 여겨질 수도 있다. 도 5a에 도시된 8개의 타임 슬롯(510, 511)이 존재하더라도, 특정 응용에 필요한 경우 8개 이상 또는 8개 미만의 타임 슬롯(510, 511)이 사용될 수 있다.A particular transmit time slot 510 and corresponding receive time slot 511 may be considered to collectively include dual time slots similar to the time slots 110, 111, and 112 shown in FIG. 1. Although there are eight time slots 510 and 511 shown in FIG. 5A, more than eight or less than eight time slots 510 and 511 may be used if needed for a particular application.

기지국(304)는 양호하게는, 각 시간 프레임(501) 동안에 한번씩 2중 통신 방식으로 사용자국(302)로 메시지를 전송하고 사용자국(302)로부터 메시지를 수신한다. 본 발명의 한 실시예에서, 제1 전송 타임 슬롯(510)으로부터 기지국 전송을 수신하는 사용자국(302)는 제1 수신 타임 슬롯(511)에서 응답 사용자국 전송을 전송하는 제1 사용자국이며, 제2 전송 타임 슬롯(510)으로부터 기지국 전송을 수신하는 사용자국(302)는 제2 수신 타임 슬롯(511)에서 응답 사용자국 전송을 전송하는 제2 사용자국이다. 이러한 방식에서, 기지국(304)는 각각이 개별 사용자국(302)으로 진행되는 일련의 연속 기지국 전송을 전송하며 매칭 복귀 순서로 일련의 연속 기지국 전송을 수신한다.The base station 304 preferably sends a message to the user station 302 and receives a message from the user station 302 once in a dual communication manner once during each time frame 501. In one embodiment of the present invention, user station 302 receiving base station transmission from first transmission time slot 510 is a first user station transmitting response user station transmission in first receiving time slot 511, User station 302 receiving base station transmission from second transmission time slot 510 is a second user station transmitting a response user station transmission in second receiving time slot 511. In this manner, base station 304 transmits a series of consecutive base station transmissions, each of which is directed to an individual user station 302 and receives a series of consecutive base station transmissions in a matching return order.

사용자국(302)가 기지국 전송과 동일한 순서로 응답할 수도 있지만, 그렇지 않고 기지국이 헤더에 명령을 포함할 수도 있으며 특정 사용자국(302)가 상이한 위치에서 응답하도록 명령하는 명령을 포함할 수도 있다.The user station 302 may respond in the same order as the base station transmission, but otherwise the base station may include a command in the header or may instruct the specific user station 302 to respond at a different location.

시간 플레임(501)의 통합 보호 시간부(503)은 본질적으로 기지국(304)가 제1 사용자국(302)로부터 응답을 대기하는 동안의 단일 통합 휴지 시간이다. 통합 보호 시간부(503)은 제1 사용자국(302)가 응답하기 전에 최종 전송 타임 슬롯(510)내의 기지국 전송이 셀 주변에 위치될 수 있는 소망의 사용자국(302)에 도달되도록 할 필요가 있다. 제1 사용자국(302)가 통합 보호 시간부(503)의 만료 이전에 응답할 수 있는 경우, 그 전송은 최종 기지국 전송을 방해할 수 있다. 그러므로, 통합 보호 시간부(503)은 도 1의 제3 타임 슬롯(112)에 나타난 지연(106)과 거의 동일한 길이가 될 필요가 있으며, 언급된 바와 같이 도 1의 시스템의 최대 왕복 보호 시간을 나타낸다. 그러나, 도 1의 시스템과 달리, 도 5a의 실시예에서는 오직 하나의 최대 왕복 보호 시간(즉, 통합 보호 시간부(503))이 필요하다.The integrated protection time portion 503 of the time frame 501 is essentially a single integrated dwell time while the base station 304 is waiting for a response from the first user station 302. The integrated protection time section 503 needs to ensure that the base station transmissions in the final transmission time slot 510 arrive at the desired user station 302 which may be located around the cell before the first user station 302 responds. have. If the first user station 302 can respond before expiration of the unified protection time portion 503, the transmission may interfere with the final base station transmission. Therefore, the integrated protection time portion 503 needs to be about the same length as the delay 106 shown in the third time slot 112 of FIG. 1, and as mentioned, the maximum round trip protection time of the system of FIG. Indicates. However, unlike the system of FIG. 1, in the embodiment of FIG. 5A only one maximum round trip protection time (ie, integrated guard time 503) is required.

전송 모드로부터 수신 모드로, 또는 수신 모드로부터 전송 모드로 전환하기 위해 기지국(304) 및 사용자국(302)의 경우 도 1의 시스템과 같이 약간의 지연 시간이 존재한다는 것을 유의해야 한다. 이들 지연은 각 스위칭 동작마다 거의 2 마이크로초이다. 종래의 도 1의 시스템과는 달리, 기지국은 각각의 타임 슬롯(103)에서 모드를 전환할 필요가 있으며, 도 5a의 실시예의 기지국(304)는 소정의 시간 프레임(501)에서 송신 모드로부터 수신 모드로, 그리고 그 반대로 전환될 필요가 있을 수도 있다. 기지국은 각 타임 슬롯(103)에서 사용자국이 수신 모드로부터 송신 모드로 전환되는 것을 대기해야 하는 도 1의 시스템과 달리, 도 5a의 실시예의 시간 프레임(501)에서 응답하는 제1 사용자국(302)만이 시스템에 수신/전송 스위칭 지연을 잠재적으로 추가한다.It should be noted that there is some delay time for the base station 304 and the user station 302 as in the system of FIG. 1 to switch from transmit mode to receive mode, or from receive mode to transmit mode. These delays are nearly 2 microseconds for each switching operation. Unlike the conventional system of FIG. 1, the base station needs to switch modes in each time slot 103, and the base station 304 of the embodiment of FIG. 5A receives from a transmission mode in a given time frame 501. It may be necessary to switch to mode and vice versa. Unlike the system of FIG. 1, where the base station must wait for the user station to switch from the receive mode to the transmit mode in each time slot 103, the first user station 302 responding in the time frame 501 of the embodiment of FIG. 5A. ) Potentially adds a receive / transmit switching delay to the system.

도 5a의 실시예에서, 타이밍 구조는 양호하게는, 수신부(504) 동안 기지국(304)에 도달되는 사용자국(302)로부터의 사용자국-기지국간 메시지가 중복되지 않도록 조직된다. 각각의 사용자 스테이션(302)가 타임 슬롯 번호에 따라 정방향 링크 데이타 수신의 시간으로부터 일정 오프셋에서 역방향 링크 전송을 시작하면, 중복 메시지 및 최종 방해가 기지국(304)에 의해 때때로 나타난다. 그러한 사용자국 전송 입력의 방해를 방지하기 위해, 각각의 사용자국(302)는 후술되는 바와 같이 기지국(304)로의 자체 양방향 전파 시간 함수로서 전송 개시 타이밍을 바이어스한다. 따라서, 역방향 링크 메시지는 차례로 중복되지 않고 기지국(304)에서 시간 프레임(501)의 수신부(504)에 도달된다. 타이밍 에러 및 채널 링잉을 허용하도록 각각의 수신 타임 슬롯(511) 쌍 사이에 간략한 보호 대역(512)가 제공된다. 이러한 간략한 보호 대역(512)는 도 1에 대해 기술된 바와 같이 최대 왕복 보호 시간(106)보다 상당히 짧다.In the embodiment of FIG. 5A, the timing structure is preferably organized so that messages between user station-base stations from user station 302 arriving at base station 304 during receiver 504 do not overlap. When each user station 302 starts reverse link transmission at a certain offset from the time of forward link data reception according to the time slot number, duplicate messages and final disturbances sometimes appear by the base station 304. To prevent such interference of user station transmission inputs, each user station 302 biases transmission start timing as a function of its bidirectional propagation time to the base station 304 as described below. Thus, the reverse link messages are not reached in sequence and arrive at the receiving portion 504 of the time frame 501 at the base station 304. A brief guard band 512 is provided between each pair of receive time slots 511 to allow timing error and channel ringing. This brief guard band 512 is considerably shorter than the maximum round trip protection time 106 as described for FIG. 1.

전송 개시 타이밍을 바이어스하기 위해, 양호한 실시예에서 기지국(304)는 각각의 사용자국(302)로의 왕복 전파 지연을 결정하는 수단을 갖추고 있다. 왕복 타이밍(RTT) 측정은 양호하게는, 기지국(304)와 사용자국(302) 사이의 협력으로서 성취되므로, 기지국(304)와 사용자국(302) 사이에 통신 처리(communication transaction)를 포함한다. RTT 처리는 기지국(304)와 사용자국(302) 사이의 통신 초기 설정시 행해질 수 있으며, 그 후 필요할 때 주기적으로 행해질 수 있다. RTT 처리로부터의 측정된 왕복 시간은 또한 평균 과도 시간일 수도 있다.In order to bias the transmission start timing, in the preferred embodiment the base station 304 is equipped with means for determining the round trip propagation delay to each user station 302. Round trip timing (RTT) measurements are preferably accomplished as a cooperation between the base station 304 and the user station 302, and thus include a communication transaction between the base station 304 and the user station 302. RTT processing may be performed upon initial communication setup between the base station 304 and the user station 302, and then periodically as needed. The measured round trip time from the RTT treatment may also be the average transient time.

RTT 처리시, 기지국(304)는 수신 후 소정의 지연 주기 ΔT 경과 후에 짧은 RTT 응신 메시지를 다시 보내도록 사용자국(302)에 명령하는 RTT 명령 메시지를 전송한다. 소정의 지연 주기 ΔT는 RTT 명령 메시지의 일부로서 전송되거나 시스템 변수로서 미리 프로그램될 수도 있다. 기지국(304)는 RTT 응신 메시지를 수신하는 시간을 측정한다. 그 후, 기지국(304)는 RTT 명령 메시지를 전송하는 시간, 소정의 지연 주기 ΔT 및 짧은 RTT 응신 메시지를 수신하는 시간에 기초하여 사용자국(304)로의 전파 지연을 계산한다.RTT during processing, the base station 304 transmits an RTT command message instructing the user station 302 to re-send the short RTT reply message after a predetermined delay period after reception of Δ T elapses. The predetermined delay period Δ T may be transmitted as part of the RTT command message or preprogrammed as a system variable. The base station 304 measures the time for receiving the RTT reply message. Then, the base station 304 is based on a time, a time of receiving a predetermined delay period of Δ T and the short RTT reply message for transmitting the RTT command message, and calculates the propagation delay to the user station (304).

사용자국(302)으로의 전파 지연을 일단 계산하면, 기지국(304)는 RTT 처리에서 측정된 전파 지연을 사용자국(302)에 통지하거나 특정 타이밍 조정 명령을 제공하는 바이어스 시간 메시지를 사용자국(302)에 전송한다. 그 후, 사용자국(302)는 바이어스 시간 메시지 내에 포함된 정보에 기초하여 전송을 타이밍한다. 일단 그러한 방식으로 타이밍이 설정되면, 기지국(304)는 전송 타이밍을 선행하거나 지연하여 할당된 역방향 링크 TDMA 타임 슬롯을 유지하도록 사용자국(302)에 주기적으로 명령할 수도 있다. 타이밍 조정 명령에 응답하는 타이밍을 조정하는 역학은 본 명세서 외에 일반적으로 기술된 GSM 시스템에서 종래에 사용된 기술과 유사할 수도 있다. 타이밍 조정 명령 제어는 예를 들어 GSM 사양 TS GSM 05.10에 기술된 기술에 따라 수행될 수도 있으며, 본 명세서에서 전체적으로 상술되어 있지만 참조로 사용되었다. 기지국(304)에서 사용자국(302)로부터의 응답이 수신된 후, 기지국(304)는 필요한 경우 각 시간 프레임(501)처럼 자주 사용자국 전송 시간을 조정함으로써 사용자국(302)의 타이밍에 걸친 폐루프 제어를 유지할 수도 있다.Once the propagation delay to the user station 302 is calculated, the base station 304 notifies the user station 302 of the propagation delay measured in the RTT process or provides a bias time message that provides a specific timing adjustment command. To send). User station 302 then timings the transmission based on the information contained in the bias time message. Once the timing is set in such a manner, the base station 304 may instruct the user station 302 periodically to maintain the allocated reverse link TDMA time slots by preceding or delaying the transmission timing. The mechanics of adjusting the timing in response to the timing adjustment command may be similar to the techniques conventionally used in the GSM system described generally outside of this specification. The timing adjustment command control may be performed according to the technique described, for example, in the GSM specification TS GSM 05.10, which has been described in its entirety herein but was used by reference. After the response from the user station 302 is received at the base station 304, the base station 304 adjusts the user station transmission time as often as each time frame 501 if necessary, thereby closing the timing of the user station 302. Loop control can also be maintained.

RTT 처리시의 정밀한 타이밍 측정을 위해, 사용자국(302)와 기지국(304) 사이의 통신은 양호하게는, 직접 시퀀스 분산 스펙트럼 변조 형태를 사용하여 수행된다. 또 다른 포맷이 사용될 수도 있으나 RTT 측정이 덜 정밀하게 되어 사용자국(302) 전송 내의 에러의 타이밍용의 생략된 보호 대역(512)에서 필요한 허용치가 보다 광범위하게 된다.For precise timing measurement in the RTT process, communication between the user station 302 and the base station 304 is preferably performed using a direct sequence spread spectrum modulation form. Other formats may be used, but the RTT measurement is less precise, resulting in a wider allowance for the omitted guard band 512 for timing of errors in the user station 302 transmission.

도 5b는 도 5a의 시스템에 따른 기지국(304)와 사용자국(302) 사이의 초기 통신 링크-업의 한 예를 도시한 타이밍도이다. 기지국(304)와 사용자국(302) 사이의 초기 통신을 용이하게 하기 위해, 전송 타임 슬롯(510) 동안 각 기지국 전송은 특정 슬롯 쌍(510, 511)이 사용가능한 지의 여부를 나타내는 데이타 링크 메시지(551) 이전에 간결한 헤더(550)을 가질 수도 있다. 슬롯 쌍(510, 511)이 사용가능한 경우, 기지국(304)와 통신을 설정할 필요가 있는 사용자국(302)는 슬롯 쌍(510, 511)의 수신 타임 슬롯(511) 내의 간결한 응신 메시지(562)에 응답한다. 수신 타임 슬롯(511)은 최소한의 총 왕복 보호 시간의 기간과 응신 메시지(562)의 길이를 가져야 하므로 통신시 기지국(304)와 사용자국(302) 사이의 초기의 최대 거리가 불확실하게 된다.FIG. 5B is a timing diagram illustrating an example of an initial communication link-up between a base station 304 and a user station 302 in accordance with the system of FIG. 5A. To facilitate initial communication between the base station 304 and the user station 302, each base station transmission during the transmission time slot 510 may include a data link message indicating whether a particular slot pair 510, 511 is available. 551 may have a concise header 550 before. If slot pairs 510 and 511 are available, user station 302 that needs to establish communication with base station 304 may have a concise reply message 562 in receive time slot 511 of slot pairs 510 and 511. Answer The receiving time slot 511 should have a minimum duration of the total round trip protection time and the length of the acknowledgment message 562 so that the initial maximum distance between the base station 304 and the user station 302 in communication is uncertain.

기지국(304)는 응신 메시지(562)의 실시간과 수신 예상 시간을 비교하여, 사용자국(302)이 얼마나 떨어져 있는지를 판정한다. 후속 시간 프레임(501)에서, 기지국(304)는 방해없이 정보 메시지의 전체 길이가 사용자국(302)에 전송되는데 필요한 타이밍을 선행하거나 지연하도록 사용자국(302)에 명령할 수도 있다.The base station 304 compares the real time of the response message 562 with the expected time of reception to determine how far apart the user station 302 is. In the subsequent time frame 501, the base station 304 may instruct the user station 302 to precede or delay the timing required for the entire length of the information message to be sent to the user station 302 without interruption.

이제, 도 5b에 도시된 타이밍 프로토콜을 상세히 설명하기로 한다. 기지국(304)와 통신을 설정할 필요가 있는 사용자국(302)는 각각의 전송 타임 슬롯(510)의 개시에 기지국(304)로부터 전송된 헤더(550)을 청취한다. 사용자국(302)가 대응하는 타임 슬롯(510, 511)이 사용가능하거나 점유되어 있지 않다는 것을 나타내는 상태 메시지를 포함하는 헤더(550)을 검출하면, 사용자국(302)는 응신 메시지에 응답하려고 시도한다. 헤더(550)은 지연 시간 ΔT를 규정하고 응신시 전송해야하는 소정의 지연 시간을 응답하는 사용자국(302)에 나타내는 비트를 포함할 수도 있다. 지연 시간 ΔT는 다양한 참조에 대해 측정될 수도 있으나, 양호하게는 대응하는 수신 타임 슬롯(511)의 개시에 상대적으로 측정된다. 사용자국(302)는 양호하게는, 정확히 응답하기 위해, 타임 슬롯(510 및 511)의 상대적 위치 및 타이밍을 추적하는 수단(타이머 및/또는 카운터 등)을 포함한다.Now, the timing protocol shown in FIG. 5B will be described in detail. The user station 302, which needs to establish communication with the base station 304, listens to the header 550 sent from the base station 304 at the beginning of each transmission time slot 510. If the user station 302 detects a header 550 that includes a status message indicating that the corresponding time slots 510, 511 are not available or occupied, the user station 302 attempts to respond to an acknowledgment message. do. Header 550 may include a bit indicating a user station 302 in response to a predetermined delay time need of transfer of provisions and the reply delay time Δ T. The delay time Δ T is measured relative to the start of the reception time slot 511 that may be measured, but preferably corresponding in different references. The user station 302 preferably includes means for tracking the relative position and timing of the time slots 510 and 511 (timers and / or counters, etc.) in order to respond correctly.

도 5b의 예에서, 지연 시간 ΔT는 적절한 수신 타임 슬롯(511)의 개시로부터 측정된 상대적 지연 시간을 나타낸다. 수신 타임 슬롯(511)의 분해도가 도 5b에 도시되어 있다. 적절한 수신 타임 슬롯(511)에서, 사용자국(302)는 응신 메시지(562)를 전송하기 전에 지연 시간 ΔT 동안 지연된다. 지연 시간 ΔT은 에러 처리 또는 또 다른 내부 가정 업무를 위해 사용자국(302)에 의해 사용될 수도 있다. 도 5b가 응신 메시지(562)의 수신을 대기하는 기지국(304)의 사시도로부터 도시됨에 따라, 기지국(304)는 응신 메시지(362)의 실제 수신 시간까지 사용자국(302)가 응신 메시지(362)를 전송하는 시간으로부터 전파 시간을 알아낸다. 지연 시간 ΔT의 말단과 응신 메시지(562)의 개시 사이의 시간차를 측정함으로써, 기지국(304)는 전파 지연(561)을 확인한다.In the example of Figure 5b, the delay time Δ T indicates a relative delay time measured from the start of the appropriate receive time slot 511. An exploded view of receive time slot 511 is shown in FIG. 5B. In appropriate receive time slot 511, the user station 302 is delayed for a delay time Δ T before transmitting the acknowledgment message (562). The delay time Δ T can also be used by the station is used for error processing or other internal home service 302. The As FIG. 5B is shown from a perspective view of a base station 304 waiting to receive an acknowledgment message 562, the base station 304 is configured to allow the user station 302 to respond to the acknowledgment message 362 until the actual reception time of the acknowledgment message 362. Find the propagation time from the time of transmission. By measuring the time difference between the end of the delay time Δ T and the start of the response message 562, the base station 304 identifies the propagation delay 561.

그러므로, 응신 메시지(562)는 상술된 RTT 응신 메시지 기능을 제공할 수도 있으며, 기지국(304)는 응신 메시지(562)를 수신시 전파 지연(561)을 측정하여 사용자국(302)에 적절한 타이밍을 확인한다.Therefore, the reply message 562 may provide the RTT reply message function described above, and the base station 304 measures the propagation delay 561 upon receiving the reply message 562 to provide an appropriate timing for the user station 302. Check it.

전파 지연(561)이 결정되면, 기지국(304)는 소망의 양만큼 타이밍을 선행하거나 지연하도록 사용자국(302)에 명령할 수 있다. 예를 들어, 예시적 도 5b의 시스템에서 기지국(304)는 사용자국(302)가 간략한 보호 대역(512)의 최말단부에서 본질적으로 전송되도록 전파 지연 시간(561)과 동일한 시간만큼 타이밍을 선행하도록 사용자국(302)에 명령할 수도 있다. 따라서, 사용자국(302)가 최대 범위 내에 있으면, 타이밍 선행 명령은 (자연 시간 ΔT를 포함하지 않고, 사용자국 전송에서 표현되지 않음) 0으로 설정된다. 반대로, 사용자국(302)가 기지국에 매우 근접해 있으면, 타이밍 선행 명령은 제공된 총 보호 시간(즉, 최대 전파 지연 시간)과 근사하게 설정된다. 타이밍 선행 명령은 명시된 비트 또는 칩수에 의해 타이밍을 선행 또는 지연시킴으로써 사용자국(302)가 응답하도록 비트 또는 칩 수로서 표현될 수도 있다. 그렇지 않고, 타이밍 선행 명령은 작은 양의 초(예를 들어, 2 마이크로초)로 표현될 수도 있다. 설명된 바와 같이, 사용자국(302)는 이미 개발되고 상술된 GSM 시스템에서 종래에 사용된 기술 또는 또 다른 적당한 수단을 사용하여 타이밍을 선행 또는 지연할 수도 있다.Once the propagation delay 561 is determined, the base station 304 can instruct the user station 302 to precede or delay the timing by a desired amount. For example, in the exemplary system of FIG. 5B, the base station 304 may prioritize the timing by the same time as the propagation delay time 561 so that the user station 302 is essentially transmitted at the far end of the brief guard band 512. The user station 302 may be instructed. Therefore, if the user station 302 is within the maximum range, the timing advance command will be set to (natural time not those without a Δ T, expressed in the user station transmission) 0. In contrast, if the user station 302 is very close to the base station, the timing advance command is set to approximate the total guard time provided (ie, the maximum propagation delay time). The timing advance command may be represented as the number of bits or chips so that the user station 302 responds by preceding or delaying the timing by the specified number of bits or chips. Otherwise, the timing advance instruction may be represented by a small amount of seconds (eg, 2 microseconds). As described, the user station 302 may advance or delay timing using techniques or other suitable means conventionally developed in the GSM system already developed and described above.

한 실시예에서, 지연 시간 ΔT은 양호하게는, 사용자국(302)의 수신/송신 스위칭 시간과 동일하게 설정된다. 따라서, 수신 모드로부터 송신 모드로 전환하는 사용자국(302)와 관련된 지연은 RTT 측정에 포함되지 않는다. 지연 시간 ΔT는 또한 또 다른 수신 타임 슬롯(511)에서 특정 사용자국(302)의 응신 메시지(562)와 사용자국-기지국간 전송 사이의 중복이 없도록 충분히 짧게 선택되어야 한다.In one embodiment, the delay time Δ T is set equal to and preferably, using receive / transmit switching time of the station (302). Therefore, the delay associated with the user station 302 switching from the receive mode to the transmit mode is not included in the RTT measurement. The delay time Δ T is also yet another reception time slot 511, an acknowledgment message 562 and the user station of a particular user station (302) selected to be sufficiently short to avoid overlap between the transmission between a base station.

2개의 사용자국(302)가 짧은 응신 메시지(562)를 사용하는 동일한 수신 타임 슬롯(511)에 통신 전송을 설정하려고 하는 경우, 응신 메시지(562)는 각각의 사용자국(302)가 기지국(304)로부터 얼마나 멀리 위치되어 있는지에 따라 중복될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 몇몇 상황에서는, 동시 응신 메시지(562)들이 잼되기도 한다. 기지국(304)가 동일한 수신 타임 슬롯(511)에서 2개의 응신 메시지(562)를 수신하면, 기지국은 통신을 위해 보다 강한 신호를 갖는 사용자국(302)를 선택할 수도 있다.If two user stations 302 attempt to set up a communication transmission in the same receive time slot 511 using a short reply message 562, then the reply message 562 may indicate that each user station 302 has a base station 304. It may or may not overlap, depending on how far away it is). In some situations, simultaneous reply messages 562 may be jammed. If base station 304 receives two acknowledgment messages 562 in the same receiving time slot 511, the base station may select a user station 302 with a stronger signal for communication.

대안으로, 기지국(304)는 백오프(backoff) 절차를 개시하거나 그렇지 않고 특정 응용에 적합한 경우 모순을 해결할 수도 있다. 예를 들어, 기지국(304)는 각각의 사용자국(302)에 고유의 내부 프로그래밍 변수(예를 들어, 고유의 사용자 식별 번호 등)에 기초하여 다양한 주기 동안 각각의 사용자국(302)가 백오프되게 하는 백오프 명령을 발생한다. 다른 대안으로서, 기지국(304)가 2개의 응신 메시지(562)들 사이에서 식별할 수 있으면, 기지국(304)는 하나 또는 2개의 사용자국(302) 모두를 상이한 슬롯 쌍(510, 511)에 재배치되도록 명령한다.Alternatively, base station 304 may initiate a backoff procedure or otherwise resolve the contradiction when appropriate for a particular application. For example, the base station 304 may back off each user station 302 for various periods based on internal programming variables unique to each user station 302 (eg, a unique user identification number, etc.). Generates a backoff command. Alternatively, if base station 304 can identify between two acknowledgment messages 562, base station 304 relocates one or both user stations 302 to different slot pairs 510, 511. Command to

도 5a-5b의 시스템은 사용자국(302)로부터 전송된 사용자국-기지국간 메시지가 순차적으로 중복되지 않고 기지국(304)에 도달되도록 역방향 링크 전송 타이밍을 조정하는 결합형 TDD/TDM/TDMA 메시지 구조의 한 특징을 도시한다. TDM 기술을 사용하는 기지국(304)는 복수의 기지국-사용자국간 메시지를 포함하는 단일의 긴 버스트 데이타를 전송 타임 슬롯(510)마다 하나의 기지국-사용자국간 메시지를 시간 프레임(501)의 전송부(502) 동안에 전송한다. 전송부(502) 이후, 기지국(304)가 수신 모드로 전환된다. 각각의 사용자국(302)는 의도되는 특정 데이타를 긴 기지국 버스트로부터 추출한다. 모든 사용자국(302)가 그들의 순방향 링크 데이타를 수신할 기회를 가질 때까지 역방향 링크 전송은 개시되지 않는다. 그 후, 사용자국(302)가 각 수신 사이에 최소 보호 대역만을 가지고 기지국(304)가 사용하는 동일한 주파수에서 할당 수신 타임 슬롯(511)에서 하나씩 응답한다. 사용자국 전송들 사이의 방해를 방지하기 위해, 기지국(304)는 사용자국(302)가 그들의 전송 타이밍을 필요할 때 선행 또는 지연하도록 명령한다.The system of FIGS. 5A-5B combines a TDD / TDM / TDMA message structure that adjusts reverse link transmission timing such that user-to-base station messages sent from user station 302 arrive at base station 304 without being sequentially duplicated. One feature is shown. The base station 304 using the TDM technique transmits a single long burst data including a plurality of base station-user station messages in a time frame 501 for each transmission time slot 510. Transmit during section 502. After the transmitter 502, the base station 304 is switched to the reception mode. Each user station 302 extracts the intended specific data from the long base station burst. Reverse link transmission is not initiated until all user stations 302 have a chance to receive their forward link data. Thereafter, the user station 302 responds one by one in the allocated reception time slot 511 at the same frequency used by the base station 304 with only the minimum guard band between each reception. In order to prevent interference between user station transmissions, base station 304 instructs user station 302 to advance or delay their transmission timing as needed.

도 6은 도 5a-5b의 시스템의 프레임 시간의 비율로서 총 왕복 시간 보호 시간(즉, 통합 보호부(503)과 간략한 보호 대역(512)의 합 및 송신/수신 스위칭 지연)의 그래프이다. 송신/수신 스위칭 지연을 설명하는데 4 마이크로초가 추가되며, 역방향 링크 TDMA 타임 슬롯은 타이밍 에러를 허용하는 2 마이크로초만큼 분리된다고 가정한다. 4 마이크로초의 구간을 갖는 시간 프레임(501)은 도 6의 예에서 선택된다. 도 6의 그래프는 비교적 적당한 전체 필요 조건들은 셀 직경이 25 마일에 도달하는 경우에도 가능하다는 것을 도시한다. 도 6의 그래프는 또한 타임 슬롯의 수가 증가함에 따라 시간 플레임(501)마다 더 많은 총 시간이 사용자국 타이밍 에러를 위해 할당되지만, 그 전체는 25 마일의 직경의 셀의 경우 결코 10 % 미만을 유지하지 못한다.FIG. 6 is a graph of total round trip time protection time (ie, sum of integrated protection 503 and brief guard band 512 and transmit / receive switching delay) as a percentage of frame time of the system of FIGS. 5A-5B. 4 microseconds is added to account for the transmit / receive switching delay, and assume that the reverse link TDMA time slots are separated by 2 microseconds to allow timing errors. A time frame 501 with an interval of 4 microseconds is selected in the example of FIG. The graph of FIG. 6 shows that relatively suitable overall requirements are possible even when the cell diameter reaches 25 miles. The graph of FIG. 6 also shows that as the number of time slots increases, more total time is allocated for user station timing errors per time frame 501, but the total remains never less than 10% for a cell of 25 miles in diameter. can not do.

도 7은 총 왕복 보호 시간을 감소시키기 위한 대안적 초기 타이밍 프로토콜을 갖는 TDD/TDM/TDMA 타이밍 구조의 도면이다. 도 5a-5b와 마찬가지로, 도 7의 TDM의 특징은 기지국 전송과 관계되며 TDMA 특징은 사용자국 전송과 관계된다.7 is a diagram of a TDD / TDM / TDMA timing structure with alternative initial timing protocols for reducing total round trip protection time. As with FIGS. 5A-5B, the features of the TDM of FIG. 7 relate to base station transmission and the TDMA features relate to user station transmission.

도 7의 실시예는 통신 및 RTT 측정의 초기 설정용 통합 보호부(503;도 5a에 이미 도시됨)를 사용한다. 도 7의 방식은 도 5b에 대해 기술된 방식과 대조되며, 각각의 수신 타임 슬롯(511)은 양호하게는, 언급된 바와 같이 초기 왕복 타이밍 불확실성에 기인한 최대 왕복 보호 시간(+응신 메시지 길이)과 마찬가지의 구간이다. 시간 프레임(501)이 비교적 짧은 구간의 많은 수신 타임 슬롯(511)을 포함하는 도 5b의 시스템에서, 초기 왕복 타이밍 불확실성은 몇몇 수신 타임 슬롯(511)을 커버할 수도 있다. 이 경우, 하나의 사용자국(302)에 의한 초기 링크-업 동안 응신 메시지(562)를 전송하려는 시도가 다른 사용자국(302)로부터 데이타 링크 전송을 방해하여 수신 타임 슬롯(511) 동안 기지국(304)에 의해 수신된 메시지를 방해하거나 중복시키게 된다.The embodiment of FIG. 7 uses an integrated protection unit 503 (already shown in FIG. 5A) for initial setup of communication and RTT measurements. The scheme of FIG. 7 contrasts with the scheme described with respect to FIG. 5B, where each receive time slot 511 is preferably a maximum round trip protection time (+ acknowledgment message length) due to initial round trip timing uncertainty as mentioned. And the same section. In the system of FIG. 5B in which the time frame 501 includes many receive time slots 511 in a relatively short period, the initial round trip timing uncertainty may cover some receive time slots 511. In this case, an attempt to transmit an acknowledgment message 562 during the initial link-up by one user station 302 interferes with the data link transmission from another user station 302 so that the base station 304 during the receive time slot 511. Will interfere with or duplicate the message received.

그러한 상황을 방지하기 위해, 도 5b의 시스템의 각각의 수신 타임 슬롯은 최소한 최대 왕복 보호 시간과 응신 메시지(562)의 구간의 합의 구간이 되어야 한다. 그러므로, 최대 왕복 전파 시간은 도 5b의 시스템의 타임 슬롯의 수에 최대 상한을 설정한다.To avoid such a situation, each receive time slot of the system of FIG. 5B should be at least the sum of the maximum round trip protection time and the interval of the response message 562. Therefore, the maximum round trip time sets the maximum upper limit on the number of time slots in the system of FIG. 5B.

도 7의 시스템은 통신의 초기 설정에 시간 프레임(501)의 지시부를 사용하여 이같은 문제점을 해결한다. 도 7의 시스템에서, RTT 응신 메시지 중복 또는 방해 가능성이 더 많은 타임 슬롯(특히 특정 셀에서의)을 처리할 수 있는 능력을 제공하는 것을 방지하기 위해, 초기 통신 링크-업(RTT 전송 포함)은 시간 플레임(501)의 전송부(502)의 말단부와 필요한 경우 시간 프레임(501)의 수신부(504)의 제1 수신 타임 슬롯(511)을 포함하는 사이의 통합 보호부(503)의 휴지 시간 동안 수행된다. 통합 보호부(503)은 도 7의 시스템에서 사용되어 기지국(304)와 새로운 사용자국(302) 사이의 초기 총신 링크를 설정하는 것을 원조한다.The system of FIG. 7 solves this problem by using an indication of the time frame 501 in the initial setup of the communication. In the system of FIG. 7, the initial communication link-up (including RTT transmission) is to prevent the RTT reply message from providing the ability to handle more time slots (especially in a particular cell) that are more likely to interfere or interfere. During the downtime of the integrated protection 503 between the distal end of the transmitter 502 of the time frame 501 and if necessary comprising a first receiving time slot 511 of the receiver 504 of the time frame 501. Is performed. An integrated protection unit 503 is used in the system of FIG. 7 to assist in establishing an initial barrel link between the base station 304 and the new user station 302.

도 7의 시스템에서, 전송 타임 슬롯(510)은 도 5b에 도시된 헤더(550)과 유사한 헤더를 포함할 수도 있다. 헤더는 특정 타임 슬롯 쌍(510, 511)이 자유로운 지의 여부를 나타낼 수도 있다. 타임 슬롯 쌍(510, 511)이 자유로운 경우, 통신을 설정하기를 원하는 사용자국(302)는 통신의 원하는 타임 슬롯을 나타내는 메시지에 응답한다. 헤더가 사용되지 않으면, 사용자국(302)는 액세스에 대한 통상 요청에 응답하며 기지국(304)는 통신에 특정 타임 슬롯 쌍(510, 511)을 사용하도록 다음 시간 프레임(501)에서 사용자국(302)에 명령할 수도 있다. 사용자국(302)에 의한 통상 액세스 요청은 기지국(304)로 하여금 액세스를 요청하는 사용자국(302)를 특정하게 어드레스하도록 하는 사용자국 식별자를 포함할 수도 있다.In the system of FIG. 7, the transmission time slot 510 may include a header similar to the header 550 shown in FIG. 5B. The header may indicate whether a particular time slot pair 510, 511 is free. If the time slot pairs 510 and 511 are free, then the user station 302 wishing to establish a communication responds with a message indicating the desired time slot of the communication. If the header is not used, the user station 302 responds to the normal request for access and the base station 304 uses the specific time slot pair 510, 511 for communication to the user station 302 in the next time frame 501. You can also command). The normal access request by user station 302 may include a user station identifier that causes base station 304 to specifically address the user station 302 requesting access.

도 7의 시스템에서의 헤더(550)은 통신 설정을 요청하는 사용자국(302)가 응답한 후의 지연 시간 ΔT을 나타내는 명령을 포함할 수도 있다. 대안으로, 그러한 지연 시간 ΔT은 지연 시간 ΔT 경과할 때까지 사용자국(302)가 응답을 지연하도록 시스템 변수로서 프로그램될 수도 있다. 기지국 전송(502)의 말단부를 검출하고 지연 시간 ΔT이 경과하기를 대기한 후, 사용자국(302)는 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 전송한다.A system header 550 in Fig. 7 may comprise a command indicating a delay time Δ T after the user station 302 requesting communication setup response. Alternatively, such a delay time Δ T can also be programmed as a system parameter to delay a delay time Δ T has elapsed using the local station (302) in response to when. After detecting the end of a base station transmission 502, and waits for the lapse of the delay time Δ T, the user station 302 transmits an RTT reply message (701 or 702).

사용자국(302)가 기지국(304)에 매우 근접해 있는 경우, RTT 응신 메시지(701)은 기지국 전송(502)의 말단부 바로 직후 및 통합 보호부(503) 내에 기지국(304)에 나타날 것이다.If the user station 302 is very close to the base station 304, the RTT reply message 701 will appear at the base station 304 immediately after the end of the base station transmission 502 and within the integrated protection unit 503.

사용자국(302)가 셀 주변에 근접해 있는 경우, RTT 응신 메시지(702)는 특정 시스템 한정 및 시스템에 따라 통합 보호부(503)의 단말 쪽으로 또는 시간 프레임(501)의 수신부(504)의 제1 수신 타임 슬롯(511) 내에서 기지국(304)에 나타난다. 설정된 데이타 링크 통신에서 사용가능한 제1 수신 타임 슬롯(511)은 최대 셀 주변에서의 사용자국(302)로부터의 응신 메시지의 최대 왕복 전파 지연(메시지 길이 포함) 후 지정된 제1 수신 타임 슬롯(511)이다. 몇몇 보호 시간 허용은 보다 멀리 배치된 사용자국(302)로부터 응신 메시지가 설정된 통신에서 사용자국(302)로부터 역방향 데이타 링크 전송을 방해하지 않는다는 것을 보장하도록 추가될 수도 있다.When the user station 302 is in close proximity to the cell, the RTT reply message 702 is directed to the terminal of the integrated protection unit 503 or to the first of the receiving unit 504 of the time frame 501, depending on the particular system limitations and systems. Appears at base station 304 within receive time slot 511. The first receive time slot 511 usable in the established data link communication is the designated first receive time slot 511 after the maximum round trip propagation delay (including message length) of the response message from the user station 302 around the maximum cell. to be. Some guard time allowance may be added to ensure that an acknowledgment message from a farther deployed user station 302 does not interfere with the reverse data link transmission from the user station 302 in the established communication.

헤더(550)이 타임 슬롯 쌍(510)의 사용가능성에 대한 정보를 포함하는 실시예에서, RTT 응신 메시지(701 또는 702)는 사용자국(302)가 어떠한 사용가능한 타임 슬롯을 통신에 사용하기를 원하는 지를 나타내는 타임 슬롯 식별자를 포함할 수도 있다. 사용자국(302)는 또한 기지국(502) 및/또는 일정 기간 동안 사용자 전송(504)를 모니터함으로써 타임 슬롯 사용 가능성을 결정하여, 사용자국(302)가 어떠한 사용가능한 타임 슬롯쌍(510, 511)을 통신에 사용하기를 원하는지를 나타내는 타임 슬롯 식별자를 포함하는 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 전송할 수도 있다. 전송부(502)의 제1 전송 타임 슬롯(510) 동안, 기지국(304)는 사용자국(302)가 통신용으로 요청된 타임 슬롯 쌍(510, 511)을 사용하도록 승인하고 통신용의 상이한 타임 슬롯 쌍(510, 511)을 사용하도록 사용자국(302)에 명령하거나 기지국(304)가 사용중이라는 것을 사용자국(302)에 통지하는 명령을 발생할 수도 있다.In embodiments where header 550 includes information about the availability of time slot pair 510, RTT reply message 701 or 702 may allow user station 302 to use any available time slot for communication. It may also include a time slot identifier indicating whether it is desired. User station 302 also determines time slot availability by monitoring user transmission 504 for base station 502 and / or for a period of time, so that user station 302 may use any available time slot pair 510, 511. May send an RTT reply message 701 or 702 that includes a time slot identifier indicating whether it is desired to use for communication. During the first transmission time slot 510 of the transmitter 502, the base station 304 authorizes the user station 302 to use the time slot pairs 510 and 511 requested for communication and for different time slot pairs for communication. Commands may be issued to instruct user station 302 to use 510 and 511 or to notify user station 302 that base station 304 is in use.

헤더가 사용되지 않거나 사용자국(302)가 타임 슬롯 쌍(510, 511)의 사용 가능성에 관한 특정 정보를 가지고 있지 않는 경우, 사용자국(302)는 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 액세스에 대한 통상의 요청으로서 전송한다. 이에 응해, 전송부(502)의 제1 전송 타임 슬롯(510) 동안, 기지국(304)는 통신에 특정 타임 슬롯쌍(510, 511)을 사용하도록 사용자국에 명령하거나 기지국(304)가 사용중이라는 것을 사용자국(302)에 통지하는 명령을 발생할 수도 있다. 사용자국(302)에 의한 통상적인 액세스 요청은 기지국(304)로 하여금 액세스를 요청하는 사용자국(302)를 특정하게 어드레스하도록 하는 사용자국 식별자를 포함할 수도 있다.If the header is not used or the user station 302 does not have specific information about the availability of the time slot pairs 510 and 511, the user station 302 sends an RTT reply message 701 or 702 for access. Send as normal request. In response, during the first transmission time slot 510 of the transmitter 502, the base station 304 instructs the user station to use a particular time slot pair 510, 511 for communication or indicates that the base station 304 is busy. A command may be issued to notify the user station 302 that it is. A typical access request by user station 302 may include a user station identifier that causes base station 304 to specifically address the user station 302 requesting access.

도 7의 시스템의 한 실시예에서, 제1 수신 타임 슬롯(511)이 데이타 링크 통신에 사용될 수 있는 경우 모든 다른 타임 슬롯 쌍(510, 511)이 사용중이 아니면, 수신부(504)의 제1 수신 타임 슬롯(511)은 통신을 설정하도록 RTT 응신 메시지(701 또는 702)에만 사용된다. 후자의 경우, 다른 타임 슬롯 쌍(510, 511)이 상이한 사용자국(302)와의 통신 종료의 결과로서 사용가능하게 되면, 제1 수신 타임 슬롯(511)을 점유하는 사용자국(302)는 사용가능 수신 타임 슬롯(511)에 전송될 수도 있으므로, 동일한 기지국(304)와의 통신을 설정하기 위해 탐색하는 새로운 사용자국(302)에 의해 액세스를 위해 제1 수신 타임 슬롯(511)을 개시하게 된다.In one embodiment of the system of FIG. 7, if all other time slot pairs 510, 511 are not in use when the first receive time slot 511 can be used for data link communication, a first receive of the receiver 504. Time slot 511 is only used for RTT reply message 701 or 702 to establish communication. In the latter case, if another time slot pair 510, 511 becomes available as a result of termination of communication with a different user station 302, the user station 302 occupying the first receiving time slot 511 is available. The first receive time slot 511 may be initiated for access by the new user station 302 searching to establish communication with the same base station 304 as it may be sent to the receive time slot 511.

통합 보호부(503) 및 수신부(504)의 제1 수신 타임 슬롯(511)이 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 수신하는데 사용되는 상술된 실시예에서, 통합 보호 시간(503) 및 제1 수신 타임 슬롯(511)의 조합된 길이는 최소한 최대 왕복 전파 시간과 RTT 응신 메시지(701 또는 702)의 구간의 합이어야 한다.In the above-described embodiment where the first receiving time slot 511 of the unified protection unit 503 and the receiving unit 504 is used to receive the RTT reply message 701 or 702, the unified protection time 503 and the first receiving The combined length of the time slots 511 should be at least the sum of the maximum round trip propagation time and the duration of the RTT reply message 701 or 702.

도 7의 실시예의 변형에서, 통합 보호부(503) 만이 초기 통신 링크-업에서 RTT 응신 메시지(701)을 수신하는데 사용된다. 본 실시예에서 제1 수신 타임 슬롯(511)은 그러한 목적으로 사용되지 않는다. 이러한 변형에서, 통합 보호부(503)의 길이는 최소한 최대 왕복 전파 시간과 RTT 응신 메시지(701)의 구간의 합이어야 한다.In a variant of the embodiment of FIG. 7, only the integrated protection unit 503 is used to receive the RTT reply message 701 on the initial communication link-up. In the present embodiment, the first receiving time slot 511 is not used for that purpose. In this variant, the length of the integrated protection unit 503 should be at least the sum of the maximum round trip propagation time and the interval of the RTT reply message 701.

기지국(304)에서 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 수신한 후, 기지국(304)의 응답 방식은 특정 시스템 프로토콜에 따른다. 언급된 바와 같이, 기지국(304)는 헤더(550)을 사용하여 전송할 수도 있으나 필요치 않을 수도 있으며, 사용자국(302)는 특정 타임 슬롯 요청이 있거나 없거나 RTT 응신 메시지(701 또는 702)에 응답할 수도 있고, 제1 수신 타임 슬롯(511)은 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 수신하는데 사용될 수도 그렇지 않을 수도 있다. 그러므로, 기지국(304)의 응답 방식은 시스템의 특정 구조에 따르며, 본 명세서에 기술된 특정 실시예는 본 발명의 범위 내에 속하는 가능한 기지국/사용자국 초기 통신 처리를 제한하려는 의미는 아니다.After receiving the RTT reply message 701 or 702 at the base station 304, the response scheme of the base station 304 is in accordance with a particular system protocol. As mentioned, the base station 304 may transmit using the header 550 but may not be necessary, and the user station 302 may respond to the RTT reply message 701 or 702 with or without a specific time slot request. And the first receiving time slot 511 may or may not be used to receive the RTT reply message 701 or 702. Therefore, the response scheme of the base station 304 depends on the specific structure of the system, and the specific embodiments described herein are not meant to limit the possible base station / user station initial communication processing that falls within the scope of the present invention.

RTT 응신 메시지(701, 702)를 수신하기 위해 통합 보호 시간(503)을 따라 제1 수신 타임 슬롯(511)이 사용중이면, 기지국(304)는 타임 플레임(501) 직후의 전송부(502)의 제1 전송 타임 슬롯(510) 내에 초기 통신 응답 메시지를 갖는 RTT 응신 메시지(701 또는 702)에 응답할 수도 있다. 기지국(304)는 초기에 보조용으로 특정 전송 타임 슬롯(510)[예를 들어, 제1 전송 타임 슬롯(510)]을 사용할 수도 있다.If the first receiving time slot 511 is in use along the unified protection time 503 to receive the RTT reply messages 701, 702, then the base station 304 may determine that the transmitter 502 immediately after the time frame 501. It may respond to the RTT reply message 701 or 702 with an initial communication response message in the first transmission time slot 510. Base station 304 may initially use a particular transmission time slot 510 (eg, a first transmission time slot 510) for assistance.

RTT 응신 메시지(701 또는 702)가 사용자국(302)가 통신에 사용하기를 원하는 특정 타임 슬롯 쌍(510, 511)을 식별하면, 기지국(304)는 다음 타임 프레임(510)에서 지정된 전송 타임 슬롯(510)의 헤더(550), 데이타 메시지부(551) 중 하나 또는 모두에서 사용자국(302)에 응답할 수도 있다. 2개의 사용자국(302)가 동시에 타임 슬롯 쌍(510, 511)과 통신을 개시할 것을 요청하는 RTT 응신 메시지(701 또는 702)를 전송하는 경우, 기지국(304)는 2개의 사용자국(302) 중 하나를 선택하고 상이한 타임 슬롯 쌍(510, 511)을 사용하거나 일정 주기 동안 백오프하도록 명령하도록 다른 사용자국(302)에 명령하는 지정된 전송 타임 슬롯(510)의 헤더(550)에서 응답을 전송할 수도 있고 동시에 프레임(510)은 선택된 사용자국(302)가 의도한 지정된 전송 타임 슬롯(510)의 데이타 메시지부(551) 내의 데이타 메시지를 전송할 수도 있다.If the RTT reply message 701 or 702 identifies a particular time slot pair 510, 511 that the user station 302 wants to use for communication, the base station 304 transmits the transmission time slot specified in the next time frame 510. One or both of header 550 and data message portion 551 of 510 may respond to user station 302. When two user stations 302 simultaneously transmit an RTT reply message 701 or 702 requesting to initiate communication with a pair of time slots 510, 511, the base station 304 may send two user stations 302. Send a response in the header 550 of the designated transmission time slot 510, which selects one and instructs another user station 302 to use a different time slot pair 510, 511 or to back off for a period of time. At the same time, the frame 510 may transmit data messages in the data message portion 551 of the designated transmission time slot 510 intended by the selected user station 302.

2개의 사용자국(302)가 동시에 기지국(304)를 액세스하려고 하는 경우(즉, 동일한 프레임(501)에서), 기지국(304)는 보다 강한 신호를 갖는 사용자국(302)를 선택할 수도 있다.If two user stations 302 attempt to access base station 304 at the same time (ie, in the same frame 501), base station 304 may select user station 302 with a stronger signal.

대안으로, 기지국(304)는 백오프 절차를 개시할 수도 있거나 그렇지 않고 특정 응용에 적합할 때 충돌을 해결할 수도 있다. 예를 들어, 기지국(304)는 각각의 사용자국(302)가 각각의 사용자국(302)에 고유한 내부 프로그래밍 변수(예를 들어, 고유의 사용자 식별 번호)에 기초하여 가변 주기 동안 백오프되도록 하는 백오프명령을 발생할 수도 있다.Alternatively, base station 304 may initiate a backoff procedure or otherwise resolve the collision when appropriate for a particular application. For example, base station 304 may allow each user station 302 to back off for a variable period based on internal programming variables (eg, unique user identification numbers) unique to each user station 302. A backoff command may be generated.

또 다른 대안으로서, 기지국(304)는 상이한 타임 슬롯 쌍(510, 511)에 재배치하도록 사용자국에 명령할 수도 있다. 응신 메시지(701, 702) 각각이 상이한 타임 슬롯 식별자를 포함한다면(사용자국(302)는 기지국 헤더(55)으로부터 어떠한 타임 슬롯이 오픈되는지에 대한 정보를 가진다고 가정한다), 기지국(304)는 (예를 들어, 상이한 사용자국(302)가 기지국(504)로부터 동일한 거리만큼 떨어져 있는 경우 발생할 수도 있는) 상호 방해에 의해 변조되지 않는 응신 메시지(701, 702)가 제공된 두개의 사용자국(302)과 동시에 통신을 개시할 수 있다.As another alternative, the base station 304 may instruct the user station to relocate to different time slot pairs 510, 511. If each of the acknowledgment messages 701, 702 contains a different time slot identifier (assuming that user station 302 has information on which time slot is open from base station header 55), then base station 304 ( For example, two user stations 302 provided with reply messages 701, 702 that are not modulated by mutual interference, which may occur if different user stations 302 are spaced the same distance from the base station 504. Communication can be started at the same time.

도 5b의 실시예에서와 같이, 도 7의 실시예에서, RTT 응신 메시지(701 또는 702)는 응신 메시지(701 또는 702) 수신시 전파 지연을 측정함으로써 사용자국(302)에 적합한 타이밍을 확정하기 위해 기지국(304)에 의해 사용될 수도 있다. 사용자국(302)는 기지국 전송(502)를 수신한 후 응신 메시지(701 또는 702)를 전송하기 전에 지연 시간 ΔT 동안 통신 지연을 설정하기 위해 탐색한다. 기지국(304)은, 베이스 전송(502)의 종단에서 응답 메시지(701 또는 702)의 실제 수신 시간까지의 왕복(round trip) 전파 지연을 측정하거나 또는 지연 시간 ΔT을 고려함으로써 사용자 국(302)에서 기지국(304)으로의 전파 지연을 판정한다.As in the embodiment of FIG. 5B, in the embodiment of FIG. 7, the RTT reply message 701 or 702 determines the timing appropriate for the user station 302 by measuring the propagation delay upon receipt of the reply message 701 or 702. May be used by the base station 304 for this purpose. The user station 302 searches for setting the delay time Δ T for a communication delay before sending the acknowledgment message (701 or 702) after receiving the base transmission 502. The The base station 304, the user station 302 by measuring the round-trip (round trip) the propagation delay of the terminating end of the base transmission 502 to the response message, the actual received time of the (701 or 702) or to consider or delay time Δ T Determine propagation delay to base station 304 at.

일단 전파 지연 시간이 판정되면, 기지국(304)은 통신에 사용될 적당한 타임 슬롯쌍(510, 511)과 관련하여 소정의 양만큼 그 타이밍을 선행시키거나 또는 지연시키기 위해 사용자 국(302)에 명령한다. 예를 들어, 기지국(304)은 사용자 국(302)이 단축 보호대(512)의 극단에서 반드시 전송하도록 왕복 전파 시간과 같은 시간 양만큼 그 타이밍을 선행시키기 위해 사용자 국(302)에 명령할 수 있다. 사용자 국(302)은 예를 들어 상술된 GSM 시스템에 종래 개발되고 사용된 기술 또는 임의의 다른 적합한 수단으로써 그 타이밍을 선행 또는 지연시킬 수 있다.Once the propagation delay time is determined, the base station 304 instructs the user station 302 to advance or delay its timing by a predetermined amount with respect to the appropriate time slot pairs 510 and 511 to be used for communication. . For example, base station 304 may instruct user station 302 to precede its timing by an amount of time, such as round trip propagation time, such that user station 302 necessarily transmits at the extreme of shortened guard 512. . The user station 302 may advance or delay its timing, for example, by any technique or technique conventionally developed and used in the GSM system described above.

도 7에서 시간 지연 ΔT은 바람직하게 기지국(304)의 송신/수신 스위칭 시간과 사용자 국(302)의 수신/송신 스위칭 시간중 보다 큰 것과 같도록 설정된다. 그 이유는, 응답하는 사용자 국(302)이 기지국(304)에 극히 근접하여 놓이더라도 수신 모드에서 송신 모드로의 스위칭시 사용자 국(302)의 지연이 RTT 측정에 포함되지 않도록 보장하고, 사용자 국(302)에게 적절한 처리 시간을 허용하기 위해서이다. 일단 통신을 수립하기를 원하는 사용자 국(302)이 베이스 전송(502)의 종단을 검출하였다면, 사용자 국(302)은, 응답 메시지(562)가 다른 사용자 국(302)에 의한 순 방향 링크 수신과의 간섭을 초래하는 외부로 방사하는 순방향 링크 메시지를 떠맡는 것이 물리적으로 불가능함에 따라, 간섭의 우려없이 지연 시간 ΔT직후 그 응답 메시지(562)을 시작할 수 있다.In Figure 7 the delay time Δ T is preferably the base station (304) set equal to that of the larger than the receive / transmit switching time of the transmit / receive switch time and the user station (302) of. The reason is that even if the responding user station 302 is placed very close to the base station 304, it ensures that the delay of the user station 302 is not included in the RTT measurement when switching from the receive mode to the transmit mode, To allow 302 an appropriate processing time. Once the user station 302 wishing to establish communication has detected the end of the base transmission 502, the user station 302 may have received a response message 562 from forward link reception by another user station 302. , the delay time Δ T immediately without fear of interference can initiate the response message 562 in accordance with the forward link message emitted to the outside to cause interference, as it is physically impossible to undertake.

도 8A는 본 발명의 실시예에 따른 기지국(304)의 하드웨어 블록도이다. 도 8A의 기지국(304)은 데이터 인터페이스(805), 타이밍 명령 유닛(806), 송신기(807), 안테나(808), 수신기(809), 모드 제어(810), TDD 상태 제어(811), 및 전파 지연 산출기(812)를 구비한다.8A is a hardware block diagram of a base station 304 in accordance with an embodiment of the present invention. Base station 304 of FIG. 8A includes data interface 805, timing command unit 806, transmitter 807, antenna 808, receiver 809, mode control 810, TDD state control 811, and A propagation delay calculator 812 is provided.

도 8A의 시스템을 위한 타이밍 제어는 TDD 상태 제어(811)에 의해 수행된다. TDD 상태 제어(811)는 TDD 시스템의 동기 동작을 유지하기 위한, 카운터와 클럭 회로와 같은 적당한 수단을 구비한다. TDD 상태 제어(811)는 이로 인해 시간 프레임(501), 및 송신 시간 슬롯(510), 수신 시간 슬롯(511), 단축 보호대(512), 및 집단 보호부(503) 각각을 포함하는 그 구성 부분의 주기를 정확하게 시간을 맞춘다.Timing control for the system of FIG. 8A is performed by TDD state control 811. TDD state control 811 includes appropriate means such as a counter and clock circuit to maintain synchronous operation of the TDD system. The TDD state control 811 thereby comprises a time frame 501 and its component parts, each of which includes a transmit time slot 510, a receive time slot 511, a shortened guard 512, and a collective protector 503, respectively. Accurately time your cycle.

TDD 상태 제어(811)는 대역 또는 클러스터에 있는 기지국들중에서 전역 동기화가 가능하도록, 기지국 제어기, 클러스터 제어기, 또는 연관된 네트웍에 위치될 수 있는 시스템 클럭과 종종 동기화될 수 있다.TDD state control 811 may often be synchronized with a system clock that may be located in a base station controller, cluster controller, or associated network, to enable global synchronization among base stations in a band or cluster.

모드 제어(810)는 동작의 송신 모드와 수신 모드 간을 선택한다. 모드 제어(810)는 TDD 상태 제어(811)로부터 정보를 판독하여 적당한 모드를 판정한다, TDD 상태 제어(811)에 있는 상태 비트로써 가리켜진 바와 같이, 예를 들어, 송신부(502)의 종단에서, 모드 제어(810)는 송신 모드에서 수신 모드로 모드를 전환할 수 있다. TDD 상태 제어(811)에 있는 상태 비트로써 가리켜진 바와 같이, 예를 들어, 수신부(504)의 종단에서, 모드 제어(810)는 수신 모드에서 송신 모드로 모드를 전환할 수 있다.Mode control 810 selects between the transmit mode and receive mode of operation. The mode control 810 reads the information from the TDD state control 811 to determine the appropriate mode, for example, at the end of the transmitter 502, as indicated by the status bits in the TDD state control 811. The mode control 810 may switch the mode from the transmission mode to the reception mode. As indicated by the status bits in the TDD state control 811, for example, at the end of the receiver 504, the mode control 810 can switch modes from the receive mode to the transmit mode.

송신 모드 동안, 송신될 데이터는 데이터 버스(813)로부터 데이터 인터페이스(805)로 공급된다. 상기 데이터 인터페이스(805)는 송신될 데이터를 타이밍 명령 유닛(806)에 공급한다. 본 발명에 상세히 서술되는 바와 같이, 타이밍 명령 유닛(806)은 필요하다면 타이밍 조정 명령(815)을 포함하도록 송신될 데이터를 포맷할 수 있다. 타이밍 명령 유닛(806)에 의해 출력된 데이터는 도 5A에 도시된 송신부(502)와 같은 포맷일 수 있어, 이로 인해 각 사용자 국(302)으로 향하는 데이터가 적당히 분리되게 된다.During the transmission mode, data to be transmitted is supplied from the data bus 813 to the data interface 805. The data interface 805 supplies the data to be transmitted to the timing command unit 806. As described in detail herein, the timing command unit 806 can format the data to be transmitted to include the timing adjustment command 815 if necessary. The data output by the timing command unit 806 may be in the same format as the transmitter 502 shown in Fig. 5A, which causes the data destined for each user station 302 to be properly separated.

타이밍 명령 유닛(806)의 출력은 송신기(807)에 공급되는데, 이는 통신을 위해 데이터를 변조하고, 적당한 송신 타임 슬롯(510)으로 각각의 사용자 국(302)으로 향하는 데이터를 송신한다. 송신기(807)는 모드 제어(810) 또는 TDD 상태 제어(811)로부터 직접 필요한 타이밍 정보를 얻는다. 송신기(807)는 기술분야에 공지된 것과 같은 확산 스펙트럼 변조기를 구비할 수 있다. 데이터는 안테나(808)로부터 송신기(807)에 의해 송신된다.The output of the timing command unit 806 is supplied to the transmitter 807, which modulates the data for communication and transmits data destined for each user station 302 in the appropriate transmission time slot 510. The transmitter 807 obtains the necessary timing information directly from the mode control 810 or the TDD state control 811. The transmitter 807 may be equipped with a spread spectrum modulator as known in the art. Data is transmitted by the transmitter 807 from the antenna 808.

사용자 국(302)은 송신된 데이터를 수신하고, 응답하는 사용자-대-기지국 메시지을 정규화하며, 역순으로 사용자-대-기지국 메시지를 전달한다. 기지국(304)으로부터의 전송과 응답하는 메시지의 정규화의 수신이 수행되는 사용자 국(302)의 구조가 도 9에 도시되고 이하에 서술된다. 사용자 국(302)으로부터의 메시지는 수신 타임 슬롯(511)에 있는 기지국(304)에 나타난다.User station 302 receives the transmitted data, normalizes the responding user-to-base station message, and forwards the user-to-base station message in reverse order. The structure of the user station 302 in which transmission from the base station 304 and reception of normalization of the message in response is performed is shown in FIG. 9 and described below. The message from user station 302 appears at base station 304 in receive time slot 511.

송신 모드에서 수신 모드로의 전환후, 안테나(808)는 사용자 국(302)로부터 데이터를 수신하는데 사용된다. 비록 하나의 안테나(808)가 도 8A에 도시되어 있지만, 송신과 수신 기능을 위해 다른 안테나가 사용될 수 있고, 안테나 다이버시티의 이점을 달성하기 위한 목적으로 다수의 안테나가 사용될 수 있다. 안테나(808)는 수신기(809)에 결합되어 있다. 수신기(809)는 복조기 또는 확산 스펙트럼 상관기 또는 이들 모두를 구비할 수 있다. 복조된 데이터는 데이터 인터페이스(805) 및 이에 따라 데이터 버스(813)에 공급된다. 복조된 데이터는 또한 RTT 트랜잭션을 위한 전파 지연 시간을 계산하는 전파 지연 산출기(812)에 공급된다.After switching from transmit mode to receive mode, antenna 808 is used to receive data from user station 302. Although one antenna 808 is shown in Figure 8A, other antennas may be used for the transmit and receive functions, and multiple antennas may be used for the purpose of achieving the benefit of antenna diversity. Antenna 808 is coupled to receiver 809. Receiver 809 may have a demodulator or spread spectrum correlator or both. The demodulated data is supplied to the data interface 805 and thus the data bus 813. The demodulated data is also supplied to a propagation delay calculator 812 that calculates a propagation delay time for the RTT transaction.

동작시에, 타이밍 명령 유닛(806)은 (이는 초기의 왕복 트랜잭션에 사용된 지연 주기 ΔT를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있는) 시간 주기 T와 같은 타이밍 조정 명령을 송신 타임 슬롯(510)에 삽입하여, 사용자 국(302)을 지시하여 시간 주기 ΔT와 같은 시간의 양만큼 그 응답을 송신하는 것을 지연시키게 한다. 타이밍 조정 명령은 적당한 송신 타임 슬롯(510) 동안 보내진 기지국-대-사용자 메시지의 지정된 위치에 놓일 수 있다. 예를 들어, 타이밍 조정 명령은 송신 타임 슬롯(510)의 헤더(550) 또는 데이터 메시지부(551)에 놓일 수 있다. 초기의 통신 링크-업시, 타이밍 조정 명령은 바람직하게 사용자 국(302)의 수신/송신 스위칭 지연 시간으로 설정되고, 그후 계산된 지연 시간에 기초하여 조정된다.In the operation, the timing command unit 806 sends a timing adjustment command, such as a period of time (which includes a delay period Δ T used in the initial round trip transaction or that may not be included or) T time slots (510) inserted, indicating the user station 302 to the time period by an amount of time, such as Δ T and to delay the sending of the response. The timing adjustment command may be placed at the designated location of the base station-to-user message sent during the appropriate transmission time slot 510. For example, the timing adjustment command may be placed in the header 550 or the data message unit 551 of the transmission time slot 510. At initial communication link-up, the timing adjustment command is preferably set to the receive / transmit switching delay time of the user station 302, and then adjusted based on the calculated delay time.

타이밍 조정 명령을 수신하는 사용자 국(302)은 그로 인해 지정된 시간의 양만큼 그 응답을 전달하는 것을 지연시킨다. 사용자 국(302)에 의해 보내진 응답 메시지는 수신기(809)에 의해 수신되고, 전파-지연 산출기(812)로 공급된다. 전파지연 산출기(812)는 TDD 상태 제어(811)로부터 정확한 타이밍 정보를 얻어 전파 지연 산출기(812)는 사용자 국(302)에서 보내진 응답 메시지의 공중 전파 지연을 정확하게 결정한다. 특히, 전파 지연은 사용자 국(302)으로부터의 응답 메시지의 실제 수신 시간과, 적당한 수신 타밍 슬롯(511)의 시작을 지난 시간 T와 같은 시간 양 (만일 이와 같은 지연이 각각의 사용자 응답에 프로그램되어 있다면 지연 주기 ΔT를 더함)간의 시간 차로서 계산될 수 있다.The user station 302 receiving the timing adjustment command thereby delays delivering its response by a specified amount of time. The response message sent by the user station 302 is received by the receiver 809 and supplied to the propagation-delay calculator 812. Propagation delay calculator 812 obtains accurate timing information from TDD state control 811 and propagation delay calculator 812 accurately determines the air propagation delay of the response message sent from user station 302. In particular, the propagation delay is the amount of time equal to the actual reception time of the response message from the user station 302 and the time T past the start of the appropriate reception timing slot 511 (if such a delay is programmed in each user response). If a time difference between the delay period Δ T of Durham) can be calculated.

바람직한 실시예에서, 전파 지연 산출기(812)는 이때 특정 사용자 국(302)에 대한 새로운 타이밍 조정 명령(815)을 계산한다. 새로운 타이밍 조정 명령(815)은, 바람직하게 다음 시간 프레임(501)에서 사용자 국(302)으로부터의 응답 메시지가 단축 보호대(512)의 종단에서 시작하고, 임의의 다른 사용자 국(302)으로부터의 응답 메시지와 중복하지 않도록 선택된다. 예를 들어, 새로운 타이밍 조정 명령(815)은 특정 사용자 국(302)에 대한 계산된 왕복 전파 시간과 같을 수 있다.In the preferred embodiment, the propagation delay calculator 812 then calculates a new timing adjustment command 815 for the particular user station 302. The new timing adjustment command 815 preferably responds from any other user station 302, with the response message from the user station 302 starting at the end of the shortened guard 512 in the next time frame 501. It is chosen not to duplicate the message. For example, the new timing adjustment command 815 may be equal to the calculated round trip propagation time for the particular user station 302.

타이밍 조정 명령(815)은 기지국(304)과 모든 사용자 국(302) 간의 통신의 충분한 품질을 유지하는데 필요한 만큼 종종 갱신될 수 있다. 상기 전파 지연 산출기(812)는 따라서 바람직하게 각각의 독립적인 사용자 국(302)에 대해 계산된 타이밍 조정 명령(815)을 저장한다. 사용자 국(302)이 기지국(304)에 근접하여 이동함에 따라, 상기 타이밍 조정 명령(815)은 증가되는 반면에, 사용자 국(302)이 기지국(304)로부터 멀어짐에 따라 타이밍 조정 명령(815)은 감소된다. 이와 같이, 다이나믹한 방식으로, 사용자 국(302)의 타이밍은 선행되거나 또는 지연되고, 기지국(304)과 사용자 국(302) 간의 진행중인 통신은 사용자 국(302)으로부터 수신된 응답하는 사용자-대-기지국 메시지를 중복함으로써 중단되지 않을 것이다.The timing adjustment command 815 may be updated as often as necessary to maintain sufficient quality of communication between the base station 304 and all user stations 302. The propagation delay calculator 812 thus preferably stores the timing adjustment command 815 calculated for each independent user station 302. As the user station 302 moves closer to the base station 304, the timing adjustment command 815 is increased, while the user adjusts the timing adjustment command 815 as the user station 302 moves away from the base station 304. Is reduced. As such, in a dynamic manner, the timing of the user station 302 is preceded or delayed, and ongoing communications between the base station 304 and the user station 302 may be responsive to user-to-received received from the user station 302. It will not be interrupted by duplicating base station messages.

도 8B는 기지국(304)의 대체 실시예의 하드웨어 블록도이다. 도 8B는 시작 카운터 명령과 정지 카운터 명령이 다음과 같이 이용되고 있다는 것을 제외하고는 도 8A의 그것과 유사하다. 송신기(807)로부터의 베이스 전송의 시작시, 시작 카운터 명령(830)은 타겟 사용자 국(302)을 위해 송신기(807)에서 TDD 상태 제어(811)로 전달된다. 수신기(809)가 타겟 사용자 국(302)으로부터 응답을 수신하면, 사용자 국은 타겟 사용자 국(302)을 위해 TDD 상태 제어(811)로 정지 카운터 명령(831)을 전달한다. 특정 사용자 국(302)을 위해 카운터에 저장된 값은 왕복 전파 지연 시간을 표현한다. 기지국(304)이 접촉하는 각각의 사용자 국(302)을 위해 개별적인 카운터가 이용될 수 있다.8B is a hardware block diagram of an alternative embodiment of base station 304. FIG. 8B is similar to that of FIG. 8A except that a start counter command and a stop counter command are used as follows. At the start of the base transmission from the transmitter 807, a start counter command 830 is passed from the transmitter 807 to the TDD state control 811 for the target user station 302. When the receiver 809 receives a response from the target user station 302, the user station sends a stop counter command 831 to the TDD state control 811 for the target user station 302. The value stored in the counter for a particular user station 302 represents the round trip propagation delay time. Individual counters may be used for each user station 302 that the base station 304 contacts.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 사용자 국(302)의 하드웨어 블록도이다. 도 9의 사용자 국(302)은 데이터 인터페이스(905), 타이밍 명령 해석기(906), 송신기(907), 안테나(908), 수신기(909), 모드 제어(910), 및 TDD 상태 제어(911)를 구비한다.9 is a hardware block diagram of a user station 302 in accordance with an embodiment of the present invention. The user station 302 of FIG. 9 includes a data interface 905, a timing command interpreter 906, a transmitter 907, an antenna 908, a receiver 909, a mode control 910, and a TDD state control 911. It is provided.

도 9의 시스템을 위한 타이밍 제어는 TDD 상태 제어(911)에 의해 수행된다. TDD 상태 제어(911)는 TDD 시스템 내의 사용자 국(302)의 동기 동작을 유지하기 위한, 카운터와 클럭 회로와 같은 적당한 수단을 구비한다. TDD 상태 제어(911)는 이로 인해 시간 프레임, 및 송신 타임 슬롯(510), 수신 타임 슬롯(511), 단축 보호대(512), 및 집단 보호부(503)의 각각을 구비하는 그 구성요소의 지속기간을 정확하게 시간을 맞춘다.Timing control for the system of FIG. 9 is performed by TDD state control 911. The TDD state control 911 has appropriate means such as a counter and clock circuit to maintain synchronous operation of the user station 302 in the TDD system. The TDD state control 911 thereby causes the duration of its components to include a time frame and each of a transmit time slot 510, a receive time slot 511, a short guard 512, and a collective protector 503. Accurately time the period.

모드 제어(910)는 동작의 송신 모드와 수신 모드 간을 선택한다. 모드 제어(910)는 적당한 모드를 판정하기 위해 TDD 상태 제어(911)로부터 정보를 판독한다. 예를 들어, TDD 상태 제어(911)에 있는 상태 비트에 응답하여 모드 제어(910)는 시간 프레임(501)의 적당한 송신 타임 슬롯(510) 동안 수신 모드로 모드를 전환할 수 있다. TDD 상태 제어(911)에 있는 상태 비트에 응답하여 모드 제어(910)는 적당한 수신 타임 슬롯(511) 동안 송신 모드로 모드를 전환할 수 있다. 다른 시간에, 모드 제어(910)는 쉬는 모드를 유지하거나, 인근의 다른 기지국(304)의 활동을 모니터하기 위해 또는 다른 목적을 위해 기지국(304)으로부터의 전송을 모니터하기 위해 수신 모드로 유지될 수 있다.The mode control 910 selects between a transmission mode and a reception mode of operation. Mode control 910 reads information from TDD state control 911 to determine the appropriate mode. For example, in response to a status bit in TDD state control 911, mode control 910 may switch to the receive mode during the appropriate transmission time slot 510 of time frame 501. In response to the status bit in the TDD state control 911, the mode control 910 may switch the mode to the transmit mode during the appropriate receive time slot 511. At other times, the mode control 910 may remain in receive mode to maintain a rest mode, to monitor activity of another nearby base station 304 or to monitor transmissions from the base station 304 for other purposes. Can be.

송신 모드 동안, 송신될 데이터는 데이터 버스(913)로부터 데이터 인터페이스에 공급된다. 데이터 인터페이스(905)는 통신을 위해 데이터를 변조하고 적당한 타임 슬롯(511)으로 데이터를 송신하는 송신기(907)에 송신될 데이터를 제공한다. 송신기(907)는 모드 제어(910) 또는 TDD 상태 제어(911)로부터 직접 필요한 타이밍 정보를 얻는다. 송신기(907)는 기술분야에 공지된 것과 같은 확산 스펙트럼 변조기를 구비할 수도 있지만 반드시 필요한 것은 아니다. 데이터는 안테나(908)로부터 송신기(907)에 의해 송신된다.During the transmission mode, data to be transmitted is supplied from the data bus 913 to the data interface. The data interface 905 provides the data to be transmitted to the transmitter 907 which modulates the data for communication and transmits the data in the appropriate time slot 511. The transmitter 907 obtains the necessary timing information directly from the mode control 910 or the TDD state control 911. The transmitter 907 may be equipped with a spread spectrum modulator such as is known in the art but is not required. Data is transmitted by the transmitter 907 from the antenna 908.

기지국(304)은 송신된 데이터를 수신하고, 필요에 따라 응답하는 기지국-대-사용자 메시지를 정규화하고, 적당한 송신 타임 슬롯(510)으로 기지국-대-사용자 메시지를 전달한다.Base station 304 receives the transmitted data, normalizes the responding base station-to-user message as needed, and forwards the base station-to-user message to the appropriate transmission time slot 510.

수신 모드에서, 안테나(908)는 기지국(304)으로부터 데이터를 수신하는데 사용된다. 비록 하나의 안테나(908)만이 도 9 실시예에 도시되어 있지만, 송신과 수신 기능을 위해 다른 안테나가 사용될 수 있거나 또는 안테나 다이버시티를 얻기 위해 다수의 안테나가 사용될 수 있다. 안테나(908)는 수신기(909)에 결합된다. 수신기(909)는 복조기 또는 확산 스펙트럼 상관기 또는 이들 모두를 구비할 수 있다. 복조된 데이터는 데이터 인터페이스(905) 및 이에 따라 데이터 버스(913)에 공급된다. 복조된 데이터는 또한 기지국(304)으로부터 수신된 타이밍 조정 명령을 인가하는 타이밍 명령 해석기(906)에 공급된다.In the receive mode, antenna 908 is used to receive data from base station 304. Although only one antenna 908 is shown in the FIG. 9 embodiment, other antennas may be used for the transmit and receive functions or multiple antennas may be used to obtain antenna diversity. Antenna 908 is coupled to receiver 909. Receiver 909 may have a demodulator or spread spectrum correlator or both. The demodulated data is supplied to the data interface 905 and thus the data bus 913. The demodulated data is also supplied to a timing command interpreter 906 which applies a timing adjustment command received from the base station 304.

동작시에, 타이밍 명령 해석기(906)는 타이밍 조정 명령을 판정하기 위해 기지국(304)으로부터 수신된 데이터를 파스(parses)한다. 타이밍 조정 명령이 계산된 왕복 전파 (RTT) 시간과 같은 시간 T를 포함한다고 가정하면, 타이밍 명령 해석기(906)는 그 타이밍의 전체적인 재정렬을 달성하기 위해 (다음 시간 프레임(501)의 시작 부근과 같은) 적당한 순간에 TDD 상태 제어(911)에 있는 클럭 및/또는 타이머를 리셋시킬 수 있다. 만일 타이밍 조정 명령이 시간 T의 양만큼 타이밍을 선행시키는 인스트럭션이면, 이때 타이밍 명령 해석기(906)는 현재 시간 프레임(501)의 경과직후 시간 T의 주기에 TDD 상태 제어(911)를 리셋시킬 수 있다.In operation, the timing command interpreter 906 parses the data received from the base station 304 to determine the timing adjustment command. Assuming that the timing adjustment command includes a time T equal to the calculated round trip propagation (RTT) time, the timing command interpreter 906 (such as near the beginning of the next time frame 501) to achieve an overall reordering of its timing. The clock and / or timer in the TDD state control 911 can be reset at a suitable moment. If the timing adjustment command is an instruction that precedes the timing by the amount of time T, then the timing command interpreter 906 may reset the TDD state control 911 at a period of time T immediately after the elapse of the current time frame 501. .

주지한 바와 같이, 타이밍 조정 명령은 사용자 국(302)이 그 타이밍을 선행하거나 또는 지연시켜야 하는 다수의 비트 또는 칩에 의하여 표현될 수 있다. 타이밍 조정 명령은 또한 분수 타이밍 단위 (즉, 밀리초)로 표현될 수 있다.As noted, the timing adjustment command may be represented by a number of bits or chips that the user station 302 must precede or delay its timing. The timing adjustment command may also be expressed in fractional timing units (ie, milliseconds).

또한, 타이밍 명령 해석기(906)는 내부 타이밍 조정 변수를 유지할 수 있어, 델타 변조 기법을 이용하게 된다. 내부 타아밍 조정 변수는 타이밍 조정 명령이 기지국(304)으로부터 수신될 때마다 갱신된다. 만일 타이밍 조정 명령이 타이밍을 선행시키는 인스트럭션이면, 이때 타이밍 조정 변수는 양 T만큼 감소된다. 만일 타이밍 조정 명령이 타이밍을 지연시키는 인스트럭션이면, 이때 타이밍 조정 변수는 양 T만큼 증가된다. 타이밍 조정 변수는 기지국 타이밍에 동기화시키기 위해 TDD 상태 제어(511)의 출력에 더해질 수 있다. 선택적으로, 타이밍 조정 변수는 그 동작의 타이밍을 변경하는 송신기(907)와 수신기(909)에 직접 제공될 수 있다.In addition, timing command interpreter 906 can maintain internal timing adjustment variables, utilizing a delta modulation technique. The internal timing adjustment variable is updated each time a timing adjustment command is received from the base station 304. If the timing adjustment command is an instruction that precedes the timing, then the timing adjustment variable is reduced by the amount T. If the timing adjustment command is an instruction to delay timing, then the timing adjustment variable is increased by the amount T. The timing adjustment variable may be added to the output of the TDD state control 511 to synchronize with base station timing. Optionally, timing adjustment variables may be provided directly to the transmitter 907 and the receiver 909 that change the timing of their operation.

타이밍 명령 해석기(906)는 시간 주기에서 시간 주기로의 송신 타이밍으로 요청된 변경을 해석하고 이와 같은 것에 근거하여 사용자 국(302) 전송의 타이밍을 조정하는 제1차 트랙킹 회로를 구비할 수 있다.The timing command interpreter 906 may include a primary tracking circuit that interprets the requested change in transmission timing from time period to time period and adjusts the timing of user station 302 transmission based on the same.

도 5C는 인터리브된 기호 전송 포맷을 이용하여 도 5A의 TDD/TDM/TDMA 시스템의 편차를 도시하는, 기지국 시각으로부터 도시된 타이밍도이다. 도 5C에서, 시간 프레임(570)은 도 5A 또는 도 7과 유사한 송신부(571), 집단 보호시간부(576), 및 수신부(572)로 나뉘어진다. 송신부(571) 동안, 기지국(304)은 다수의 송신 타임 슬롯(574) 동안 다수의 사용자 국(302)으로 송신한다. 각각의 송신 타임 슬롯(574)에서, 하나의 사용자 국(302)으로 향하는 메시지를 전송하는 대신에, 기지국(304)은 사용자 국(302) 각각에 대한 서브-메시지(589) (또는 만일 수신 타임 슬롯이 점유되어 있지 않으면 일반적인 폴링 또는 다른 기능을 위한 서브-메시지(589))를 포함하는 인터리브된 메시지(578)를 송신한다. 사용자 국(302)은 따라서 각각의 송신 타임 슬롯(574) 각각으로부터 그 전체적인 입사 메시지의 일부를 수신하고, 시간 프레임(570)을 동안 그 전체 메시지를 얻기 위해 전체 송신부(571)를 주의 깊게 들어야(listen over) 한다.FIG. 5C is a timing diagram depicted from base station time, showing the deviation of the TDD / TDM / TDMA system of FIG. 5A using an interleaved symbol transmission format. FIG. In FIG. 5C, the time frame 570 is divided into a transmitter 571, a collective guard time 576, and a receiver 572 similar to FIG. 5A or 7. During transmitter 571, base station 304 transmits to multiple user stations 302 during multiple transmission time slots 574. In each transmission time slot 574, instead of sending a message destined for one user station 302, the base station 304 may sub-message 589 (or receive time for each of the user stations 302). If the slot is not occupied, an interleaved message 578 is sent, including sub-message 589 for general polling or other functions. The user station 302 thus receives a portion of its overall incident message from each of its transmission time slots 574 and listens carefully to the entire transmitter 571 to obtain its entire message during the time frame 570 ( listen over)

보다 상세하게는, 도 5C에 도시된 바와 같이, 각각의 송신 타임 슬롯(574)은 다수의 서브-메시지(589), 바람직하게는 각각의 수신 타임 슬롯(575) ( 및 따라서 각각의 잠재적인 사용자 국(302)을 위한 하나의 서브-메시지(589))를 위한 하나의 서브-메시지(589)를 구비한다. 예를 들어, 만일 16개의 송신 타임 슬롯(574)과 16개의 수신 타임 슬롯(575)이 존재하면, 각각의 송신 타임 슬롯(574)은 589-1, 589-2, … 589-16의 순서로 지칭된 16개의 서브-메시지(589)를 구비할 것이다. 각각의 서브-메시지(589)는 바람직하게 동일한 수의 기호, 즉 40개의 기호를 구비한다. 제1 서브-메시지(589-1)는 제1 사용자 국(302)를 위한 것이고, 제2 서브-메시지(589-2)는 제2 사용자 국(302)를 위한 것 등등 마지막 서브-메시지(589-16)까지이다. 사용자 국(302)은 사용자 국(302)이 그 메시지의 마지막 부분을 수신하는 마지막 타밍 슬롯(574)까지, 제1 송신 타임 슬롯(574)에 있는 적당한 서브-메시지(589)로부터 입사하는 메시지의 일부, 제2 송신 타임 슬롯의 적당한 서브-메시지(589)로부터 그 입사하는 메시지의 다음 일부 등을 판독한다.More specifically, as shown in FIG. 5C, each transmit time slot 574 may include a number of sub-messages 589, preferably each receive time slot 575 (and thus each potential user). One sub-message 589 for one sub-message 589 for station 302. For example, if there are sixteen transmit time slots 574 and sixteen receive time slots 575, each transmit time slot 574 is assigned to 589-1, 589-2,... 16 sub-messages 589, referred to in the order of 589-16. Each sub-message 589 preferably has the same number of symbols, ie 40 symbols. The first sub-message 589-1 is for the first user station 302, the second sub-message 589-2 is for the second user station 302, and so on. The last sub-message 589. -16). The user station 302 is responsible for the incoming messages from the appropriate sub-message 589 in the first transmission time slot 574, up to the last taming slot 574 where the user station 302 receives the last portion of the message. Some, the next portion of the incoming message, etc., from the appropriate sub-message 589 of the second transmission time slot.

각각의 송신 타임 슬롯(574)에서, 인터리브된 메시지(578)을 선행하는 것은 프리앰블(577)이다. 프리앰블(577)은 사용자 국(302)을 동기화하는데 보조하고, 확산 스펙트럼 코드를 구비할 수 있다. 프리앰블(577)은 각각의 송신 타임 슬롯(574)에 나타나고, 송신부(574) 전체를 통해 확산되어, 사용자 국(302)으로 하여금 레이크 수신기(rake receiver) (즉, 동기화) 및/또는 선택 다이버시티를 셋업하는데 유용한 채널 사운딩 동작(channel sounding operations)을 지원하게 한다. 사용자 국(302)이 전체 송신부(571)에 걸쳐 그 정보를 얻기 때문에, 통신 경로는 송신부(571)의 상대적으로 간략한 주기에만 영향을 미치는 갑작스러운 페이딩 또는 간섭에 덜 민감하다. 따라서, 만일 간섭 또는 페이딩이 특정 타임 슬롯(574) (즉, 제2 송신 타임 슬롯(574))에 있는 정보를 손상시키면, 사용자 국(302)은 이와 같은 간섭 또는 페이딩의 영향을 받지 않고 여전히 15개의 서브-메시지(589)를 가질 것이다.In each transmission time slot 574, it is the preamble 577 that precedes the interleaved message 578. The preamble 577 assists in synchronizing the user station 302 and may have a spread spectrum code. Preamble 577 appears in each transmission time slot 574 and spreads throughout transmission 574 to cause user station 302 to rake receiver (ie, synchronize) and / or select diversity. Enable channel sounding operations useful for setting up the system. Since the user station 302 obtains its information across the entire transmitter 571, the communication path is less susceptible to sudden fading or interference that only affects the relatively brief period of the transmitter 571. Thus, if interference or fading corrupts the information in a particular time slot 574 (ie, the second transmission time slot 574), the user station 302 is still unaffected by such interference or fading. Will have five sub-messages 589.

순방향 에러 교정 기법을 이용함으로써, 사용자 국(302)은 에러 상태로 수신된 하나 이상의 서브-메시지(589)를 교정할 수 있다. 바람직한 순방향 에러 교정 기법은 일반적으로 기술분야에 공지된 알고리즘에 의해 생성될 수 있는 리드-솔로몬 코드(Reed-Solomon codes)를 이용한다. 교정될 수 있는 에러가 있는 서브-메시지(589)의 수는 식 INT[(R-KO/2] (여기서, R=버스트 주기 동안 사용자 국(302)에 전달된 기호의 수, K=트래픽 정보 (즉, 비-에러 교정)에 사용된 기호의 수, 및 INT는 가장 근접하는 정보를 라운드 다운(rounding down)하는 함수를 나타낸다)로 주어진다. 따라서, 리드-솔로몬 코드로 지정된 R(N,K)=R(40,31)의 경우, 최대 INT[(40-31)/2]=4의 에러있는 서브-메시지(589)가 교정될 수 있다.By using forward error correction techniques, user station 302 may correct one or more sub-messages 589 received in error. Preferred forward error correction techniques generally use Reed-Solomon codes, which can be generated by algorithms known in the art. The number of errored sub-messages 589 that can be corrected is represented by the formula INT [(R-EN / 2] where R = number of symbols passed to user station 302 during the burst period, K = traffic information. (I.e., the number of symbols used for non-error correction, and INT represents a function of rounding down the nearest information), thus R (N, K) specified in Reed-Solomon code. In the case of R = (40, 31), the faulty sub-message 589 up to INT [(40-31) / 2] = 4 can be corrected.

비록 특정 기호 인터리빙 스킴이 도 5C에 도시되어 있지만, 대각선 인터리빙과 같은 다른 기호 인터리빙 기법도 사용될 수 있다.Although a particular symbolic interleaving scheme is shown in Figure 5C, other symbolic interleaving techniques, such as diagonal interleaving, may also be used.

사용자 국(302)은 도 5A 는 도 7과 관련하여 서술된 것과 동일한 방법으로 반전 링크를 통해 응답한다. 따라서, 사용자 국(302)은 수신부(572)의 지정된 수신 타임 슬롯(575)에 있는 사용자 전송과 응답한다. 수신 타임 슬롯(575)은 프리 앰블(575)과 사용자 메시지(580)를 구비한다. 수신 타임 슬롯(575)은 단축 보호시간(573)에 의해 분리되고, 범위는 이전에 서술한 바와 같이 그 타이밍을 선행 또는 지연시키기 위해 사용자 국(302)을 지시하는데 사용될 수 있다.User station 302 responds via the reverse link in the same manner as FIG. 5A described with respect to FIG. Thus, the user station 302 responds with user transmissions in the designated receive time slot 575 of the receiver 572. Receive time slot 575 has a preamble 575 and a user message 580. Receive time slots 575 are separated by shortened guard time 573, and a range can be used to indicate user station 302 to advance or delay its timing as previously described.

도 5D는 순방향 에러 교정없이 도 5A에 따른 특정 TDD/TDM/TDMA 시스템, 및 순방향 에러 교정없이 도 5C에 따른 특정 시스템의 챠트 비교 성능이다. 도 5D는 신호-대-잡음비(Eb/No)(dB)에 대한 프레임 에러 확율을 도시한다. 도 5D에는 1, 2 및 4의 다른 레이크 다이버시티 채널 L(즉, 분해할 수 있는 다수 경로)에 대한 개별적인 도면이다. 도 5D에서 실선은 순방향 에러 교정없이 도 5A 시스템의 성능을 나타내는 반면, 점선은 리드-솔로몬 순방향 에러 교정을 갖는 도 5C 시스템의 성능을 나타낸다. 따라서 도 5D는 인터리브된 기호 전송과 순방향 에러 교정을 이용하여 도 5A 시스템을 통한 프레임 에러 확율의 실질적인 감소를 도시한다.5D is a chart comparison performance of a particular TDD / TDM / TDMA system according to FIG. 5A without forward error correction, and a particular system according to FIG. 5C without forward error correction. 5D shows the frame error probability for signal-to-noise ratio (Eb / No) (dB). FIG. 5D shows separate views of 1, 2, and 4 different Lake Diversity channels L (ie, multiple paths that can be resolved). Solid lines in FIG. 5D represent the performance of the FIG. 5A system without forward error correction, while dashed lines represent the performance of the FIG. 5C system with Reed-Solomon forward error correction. 5D thus shows a substantial reduction in frame error probability through the FIG. 5A system using interleaved symbol transmission and forward error correction.

기지국과 다수의 사용자 국 간의 통신을 수행하기 위한 시간 프레임 구조와 연관된 타이밍 구성요소의 다른 실시예가 도 10A 내지 도 10E에 도시되어 있다. 도 10A는 시분할 듀플렉스 시스템에 사용하기 위한 소정의 포맷을 갖는 서브-엘리먼트의 타이밍도이다. 도 10A에 도시된 세 개의 타이밍 서브-엘리먼트는 도 10B 내지 도 10E에 도시된 프레임 구조와 같은 시분할 듀플렉스 프레임 구조를 구성하는데 사용될 수 있다. 비록 도 10A 내지 도 10E에 따라 구성된 시스템이 바람직하게는 통신을 위한 확산 스펙트럼을 이용하지만, 확산 스펙트럼이 필요한 것은 아니다. 그러나, 다음 설명은 확산 스펙트럼 기법을 이용한다는 것을 가정하고 있다. 본 예의 경우, 5MHz의 칩핑율(chipping rate)기 바람직하다.Another embodiment of a timing component associated with a time frame structure for performing communication between a base station and multiple user stations is shown in FIGS. 10A-10E. 10A is a timing diagram of a sub-element having a predetermined format for use in a time division duplex system. The three timing sub-elements shown in FIG. 10A can be used to construct a time division duplex frame structure such as the frame structure shown in FIGS. 10B-10E. Although the system configured according to FIGS. 10A-10E preferably uses spread spectrum for communication, no spread spectrum is necessary. However, the following description assumes the use of spread spectrum techniques. For this example, a chipping rate of 5 MHz is preferred.

도 10A에는 기지국 타이밍(base timing) 서브-엘리먼트(1001), 사용자 데이터링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011), 및 범위 타이밍(range timing) 서브-엘리먼트(1021)가 도시되어 있다. 이들 서브-엘리먼트(1001, 1011 및 1021) 각각의 경우, 이하에 상세히 서술되는 바와 같이, 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)의 경우 사용자 국(302)의 초기 범위가 제로인 기지국(304)의 시각으로부터 타이밍이 도시되어 있다.10A shows a base timing sub-element 1001, a user datalink timing sub-element 1011, and a range timing sub-element 1021. For each of these sub-elements 1001, 1011 and 1021, as described in detail below, for the ranging timing sub-element 1021, the time of the base station 304 where the initial range of the user station 302 is zero. The timing from is shown.

기지국 타이밍(base timing) 서브-엘리먼트(1001)는 기지국 프리앰블 간격(1002), 기지국 메시지 간격(1003) 및 송수신 스위치 간격(1004)을 포함한다. 기지국 프리앰블 간격(1002)은 길이가 56 칩일 수도 있다. 기지국 프리앰블 간격(1002)은 길이가 205비트(또는, 동일하게는, 32진 부호화를 사용한다면 1312 칩)일 수도 있다. 바람직한 32진 부호화 기법에서, 각 5 데이터 비트의 시퀀스는 길이가 32칩인 고유의 확산 스펙트럼 부호에 의해 사용된다. 사용된 확산 스펙트럼의 수는, 각각이 칩 길이와 동일한 수(예를 들어 32칩)로서, 5데이터 비트의 모든 가능한 조합을 나타내는 32이다. 32 확산 스펙트럼 부호의 세트로부터, 각 확산 스펙트럼 부호는 기지국 메시지 간격(1003) 내의 전송을 형성하기 위해 직렬로 선택적으로 조합된다. 기지국 메시지 간격(1003)은 총 205비트에 해당하는, 총 41개의 5비트 데이터 시퀀스까지를 포함한다. 따라서, 기지국 메시지 간격(1003) 내에서의 전송은 각각이 32 확산 스펙트럼 코드의 세트로부터 선택되는 것으로, 총 1312 칩에 해당하는 일련의 41 확산 스펙트럼 코드까지를 포함할 수 있다.Base station timing sub-element 1001 includes a base station preamble interval 1002, a base station message interval 1003, and a transmit / receive switch interval 1004. The base station preamble interval 1002 may be 56 chips in length. The base station preamble interval 1002 may be 205 bits in length (or equally, 1312 chips if using 32-bit encoding). In the preferred 32 binary coding technique, each 5 data bit sequence is used by a unique spread spectrum code of 32 chips in length. The number of spread spectrums used is 32, each representing the same number of chip lengths (eg 32 chips), representing all possible combinations of 5 data bits. From a set of 32 spread spectrum codes, each spread spectrum code is optionally combined in series to form a transmission within base station message interval 1003. The base station message interval 1003 includes up to 41 total 5-bit data sequences, corresponding to a total of 205 bits. Thus, transmissions within the base station message interval 1003 are each selected from a set of 32 spread spectrum codes, and may include up to a series of 41 spread spectrum codes corresponding to a total of 1312 chips.

도 10A-E의 본 바람직한 시스템은 32진-확산 스펙트럼 부호화 기법을 사용하여 설명되었지만, 특정 시스템의 필요에 따라 다른 M진(4진, 6진, 등) 부호화 방법을 포함하는, 다른 확산 스펙트럼 기법이 사용되어도 된다.Although the presently preferred system of Figures 10A-E has been described using a 32-spread-spectrum coding technique, other spread spectrum techniques, including other M-ary (quat, hex, etc.) coding methods, depending on the needs of the particular system. May be used.

송수신 스위치 간격(1004)은, 송신 모드에서 수신 모드로 기지국(304)의 전환을 가능하게 하거나, 몇몇 실시예들에서는 수신 모드에서 송신 모드로 사용자국(302)의 전환을 가능하게 하기에 충분한 시간 길이로서 선택되는 것이 바람직하고, 예를 들면 2마이크로초의 길이가 될 수 있다.The transmit / receive switch interval 1004 is a time sufficient to enable switching of the base station 304 from transmit mode to receive mode or, in some embodiments, to enable switching of user station 302 from receive mode to transmit mode. It is preferred to be selected as the length, for example 2 microseconds in length.

사용자 데이터 링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011)와 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)는 각각 일반적으로 하나 이상의 사용자국(302)에 의한 전송을 위해 제공된다. 이하에 더 설명하는 바와 같이, 이들 타이밍 서브-엘리먼트(1011, 1021) 각각은 타이밍 서브-엘리먼트(1011 또는 1021)의 처음 부분내의 데이터 메시지나 레인징 메시지의 제1 사용자국(302)에 의한 전송과, 타이밍 서브-엘리먼트(1011 또는 1021)의 나중 부분내의 제어 펄스 프리앰블의 제2 사용자국(302)에 의한 전송을 위해 제공된다. 이하에 더 설명하는 바와 같이, 제어 펄스 프리앰블은 일반적으로 기지국(304)이 제2 사용자국(302)에 대해 어떤 기능(예를 들어, 전력 제어)들을 행하도록 한다.The user data link timing sub-element 1011 and the ranging timing sub-element 1021 are each provided for transmission by one or more user stations 302 in general. As described further below, each of these timing sub-elements 1011, 1021 is transmitted by the first user station 302 of a data message or ranging message in the first portion of the timing sub-element 1011 or 1021. And for transmission by the second user station 302 of the control pulse preamble in the later portion of the timing sub-element 1011 or 1021. As further described below, the control pulse preamble generally allows the base station 304 to perform certain functions (eg, power control) for the second user station 302.

사용자 데이터 링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011)는 데이터 링크 프리앰블 간격(1012), 사용자 메시지 간격(1013), 보호 대역(1014), 송수신 전환 간격(1015), 제2 프리앰블 간격(1016), 안테나 조정 간격(1017), 제2 보호 대역(1018) 및 제2 송수신 전환 간격(1019)을 포함한다. 프리앰블 간격(1012, 1016)은 각각 길이가 56칩일 수도 있다. 사용자 메시지 간격(1013)은 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)에 대해 상기한 32진 확산 스펙트럼 부호화 기법을 사용하여, 길이가 205비트, 즉 1312칩일 수도 있다. 보호 대역(1014, 1018)은 각각 길이가 102.5칩일 수도 있다. 송수신 전환 간격(1015, 1019)은 각각 송신 및 수신 모드 사이, 또는 경우에 따라서는 수신 및 송신 모드 사이에 적절한 전환을 하도록 하기에 충분히 지속될 수 있다. 안테나 조정 간격(1017)은 특정 안테나 빔의 선택을 나타내거나, 기지국(302)에서 방향성 안테나의 각에 소량의 조정을 허락하거나, 기지국(302)이 그렇게 장착되어 있다면 하나 이상의 안테나의 선택을 허락하는 데이터 심볼의 송신을 가능하게 하기에 충분히 지속될 수도 있다.The user data link timing sub-element 1011 includes a data link preamble interval 1012, a user message interval 1013, a guard band 1014, a transmit / receive switching interval 1015, a second preamble interval 1016, and an antenna adjustment interval. 1017, a second guard band 1018, and a second transmit / receive switching interval 1019. The preamble intervals 1012 and 1016 may each be 56 chips long. The user message interval 1013 may be 205 bits long, i.e., 1312 chips, using the 32-bit spread spectrum coding technique described above for the base station timing sub-element 1001. Guard bands 1014 and 1018 may each be 102.5 chips long. The transmit / receive switching intervals 1015 and 1019 may last long enough to allow for proper switching between transmit and receive modes, or in some cases between receive and transmit modes, respectively. Antenna coordination interval 1017 indicates the selection of a particular antenna beam, permits minor adjustments to the angle of the directional antenna at base station 302, or allows selection of one or more antennas if base station 302 is so equipped. It may last long enough to enable transmission of data symbols.

레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)는 레인징 프리앰블 간격(1022), 사용자 메시지 간격(1023), 레인징 보호 대역(1024), 송수신 스위치 간격(1025), 제2 프리앰블 간격(1026), 안테나 조정 간격(1027), 제2 보호 대역 (1028) 및 제2 송수신 전환 간격(1029)을 포함한다. 프리앰블 간격(1022, 1026)은 각각 길이가 56칩일 수 있다. 사용자 레인징 메시지 간격(1023)은 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)에 대해 상기 32진 확산 스펙트럼 부호화 기법을 사용하여, 길이가 150비트, 즉 960칩일 수 있다. 레인징 보호 대역(1024)는 길이가 454.5칩일 수 있다. 다른 보호 대역(1028)은 길이가 102.5일 수 있다. 송수신 전환 간격(1025, 1029)는 각각 송신 및 수신 모드 사이의, 또는 경우에 따라서는 수신 및 송신 모드 사이의 적절한 전환을 가능하게 하기에 충분히 지속될 수 있다. 안테나 조정 간격(1027)은 특정 안테나 빔을 선택하거나, 기지국(302)의 방향성 안테나의 각에 소량의 조정을 허락하거나, 또는 기지국(302)이 그렇게 장치된다면 하나 이상의 안테나의 선택을 허락하는 데이터 심볼의 송신을 허락하기에 충분히 지속될 수 있다.The ranging timing sub-elements 1021 are ranging preamble interval 1022, user message interval 1023, ranging guard band 1024, transmit / receive switch interval 1025, second preamble interval 1026, antenna adjustment Interval 1027, second guard band 1028, and second transmit / receive switching interval 1029. The preamble intervals 1022 and 1026 may each be 56 chips long. The user ranging message interval 1023 may be 150 bits long, ie 960 chips, using the 32 binary spread spectrum encoding technique for the base station timing sub-element 1001. The ranging guard band 1024 may be 454.5 chips long. The other guard band 1028 may be 102.5 in length. The transmit / receive switching intervals 1025 and 1029 may last long enough to enable proper switching between transmit and receive modes, or in some cases between receive and transmit modes, respectively. Antenna coordination interval 1027 is a data symbol that selects a particular antenna beam, permits minor adjustments to the angle of the directional antenna of base station 302, or allows selection of one or more antennas if base station 302 is so equipped. It may last long enough to allow transmission of the.

기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)의 총 길이는 1400칩이 될 수 있다. 각 사용자 데이터 링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011)와 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)의 총 길이는 1725칩이 될 수 있다. 이 특정의 예시적인 값들에 대해, 5MHz의 칩핑율이 가정된다.The total length of the base station timing sub-element 1001 may be 1400 chips. The total length of each user data link timing sub-element 1011 and ranging timing sub-element 1021 may be 1725 chips. For this particular example value, a chipping rate of 5 MHz is assumed.

도 10B는 도 10A에 도시된 타이밍 서브-엘리먼트를 사용하는 고정 시분할 듀플렉스 프레임 구조(또는 다르게는, 제로 오프셋 TDD 프레임 구조)에 대한 타이밍도이다. 후술될 도 10C-E 뿐만 아니라 도 10B의 프레임 구조는, 기지국(304)의 사시도로부터 도시되어 있다.FIG. 10B is a timing diagram for a fixed time division duplex frame structure (or, alternatively, a zero offset TDD frame structure) using the timing sub-element shown in FIG. 10A. The frame structure of FIG. 10B as well as FIGS. 10C-E to be described below are shown from a perspective view of the base station 304.

도 10b에서, 타임 프레임(1040)은 복수의 타임 슬롯(1041)을 포함한다. 편의를 위해, 타임 슬롯은 또한 TS1, TS2, TS3, 등의 순차적인 순서로 표시한다. 각 타임 슬롯(1041)은 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)와, 사용자 데이터 링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011)나 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021) 중 하나를 포함한다. 도 10b의 프레임 구조는 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)를 지지하고, 고정 프레이밍 구조로 나타내어지는 도 10b 시스템의 통신은 보통 사용자 데이터 링크 타이밍 서브-엘리먼트(1011)를 사용하여 발생할 것이다.In FIG. 10B, time frame 1040 includes a plurality of time slots 1041. For convenience, the time slots are also indicated in sequential order of TS1, TS2, TS3, and the like. Each time slot 1041 includes a base station timing sub-element 1001 and either a user data link timing sub-element 1011 or a ranging timing sub-element 1021. The frame structure of FIG. 10B supports the ranging timing sub-element 1021, and the communication of the FIG. 10B system, represented by the fixed framing structure, will normally occur using the user data link timing sub-element 1011.

타임 슬롯(TS1, TS2, TS3, 등)의 표시된 시작점은 도 10b의 프레임 구조와 이하에서 더 설명하는 바와 같이 각종 다른 실시예들에서 어느 정도까지 임의적이다. 따라서, 이 프레임 구조는 타임 슬롯들이 실질적인 방법으로 시스템의 동작을 변경하지 않고서, 각각 사용자 타이밍 서브-엘리먼트(1011 또는 1021)의 시작이나, 프리앰블 간격(1016)의 시작이나, 어느 특정 타이밍 간격의 시작 또는 끝에서 시작하도록 정의될 수 있다.The indicated starting point of the time slots TS1, TS2, TS3, etc. is arbitrary to some extent in the frame structure of FIG. 10B and in various other embodiments as further described below. Thus, this frame structure allows the time slots to start the user timing sub-element 1011 or 1021, the start of the preamble interval 1016, or the start of any particular timing interval, respectively, without changing the operation of the system in a substantial way. Or to start at the end.

동작시에, 기지국(304)은 통신을 설립한 사용자국(302)에 각 타임 슬롯(1041)의 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)의 일부로서, 연속적으로 송신한다. 따라서, 기지국(304)은 프리앰블 간격(1002) 동안 프리앰블을 송신하고, 기지국 메시지 간격(1003) 동안 기지국에서 사용자에게로의 메시지를 송신한다. 송수신 스위치 간격(1004)에서, 기지국(304)은 송신 모드에서 수신 모드로 전환한다. 마찬가지로, 송수신 전환 간격(1004) 동안 사용자국(302)은 수신 모드에서 송신 모드로 전환한다.In operation, the base station 304 transmits continuously as part of the base station timing sub-element 1001 of each time slot 1041 to the user station 302 that established the communication. Thus, base station 304 transmits a preamble during preamble interval 1002 and a message from the base station to the user during base station message interval 1003. At the transmit / receive switch interval 1004, the base station 304 switches from transmit mode to receive mode. Similarly, the user station 302 switches from the reception mode to the transmission mode during the transmission / reception switching interval 1004.

제1 타임 슬롯(TS1)에서, 기지국 메시지 간격(1003)에서 송신된 기지국에서 사용자로의 메시지는 제1 사용자국(M1)으로 향하고, 이동가능하게 된다. 송수신 전환 간격(1004) 후에, 제1 사용자국(M1)은 데이터 링크 프리앰블 간격(1012) 동안에는 프리앰블로, 사용자 메시지 간격(1013) 동안에는 사용자에서 기지국으로의 메시지로 응답한다. 통신의 초기 설립 시에 적절한 타이밍이 설정되는 것이 바람직하고, 제1 사용자국(M1) 등의 사용자국으로부터의 송신은 도 8-9에 대해서 및 여기서는 다른 곳에서 설명된 타이밍 조정 명령 등의 기지국(304)으로부터의 타이밍 조정 명령에 의해 기지국(304)에서 보여지는 바와 같은, 타임 배열이 유지된다. 그런데, 라운드 트립 보호 시간은 기지에서 사용자에게로의 메시지가 사용자국(302)으로 전파되고 사용자에게서 기지로의 메시지가 기지국(304)으로 전파되게 하도록 각 타임 슬롯(1041)에 포함되어야 한다. 도 10b에서 분산된 타임 슬롯(TS1)의 도시는 일반적으로 사용자국(M1)이 기지국(304)으로부터 0간격에 있다는 가정하에 도시되어 있다. 따라서, 사용자에서 기지로의 메시지는 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)의 송수신 전환 간격(1004) 직후에 도 10b에 나타난다. 그런데, 사용자국(M1)이 기지국(304)에 바로 인접하여 있지 않으면, 사용자에서 기지로의 메시지가 기지국(304)으로 전파시에 보호 타임(1014)의 일부가 소비될 것이다. 따라서, 만약 사용자국(M1)이 셀 주변에 있으면, 사용자에서 기지로의 메시지는 기껏해야 보호 시간(1014)의 지속과 동일한 시간 주기가 경과한 후에 기지국(304)에서 나타날 것이다. 기지국(304)으로부터의 타이밍 조정 명령은 달리 가능한 것 보다 더 짧은 최대 필요 보호 시간(1014)을 가능하게 한다.In the first time slot TS1, the message from the base station to the user transmitted in the base station message interval 1003 is directed to the first user station M1 and becomes mobile. After the transmit / receive switching interval 1004, the first user station M1 responds with a preamble during the data link preamble interval 1012 and a message from the user to the base station during the user message interval 1013. Appropriate timing is preferably set at the time of initial establishment of communication, and transmission from a user station such as the first user station M1 is preferably performed by a base station (such as a timing adjustment command described with reference to FIGS. 8-9 and elsewhere herein). Timing adjustment commands from 304 maintain the time alignment, as seen at base station 304. However, the round trip protection time should be included in each time slot 1041 so that messages from base to user are propagated to user station 302 and messages from user to base are propagated to base station 304. The illustration of distributed time slots TS1 in FIG. 10B is generally shown assuming that user station M1 is at zero interval from base station 304. Accordingly, the user-to-known message appears in FIG. 10B immediately after the transmission / reception switching interval 1004 of the base station timing sub-element 1001. By the way, if user station M1 is not immediately adjacent to base station 304, a portion of guard time 1014 will be consumed when a user-to-base message propagates to base station 304. Thus, if user station M1 is around the cell, a message from user to base will appear at base station 304 at most after a time period equal to the duration of guard time 1014 has elapsed. The timing adjustment command from base station 304 enables a maximum required guard time 1014 that is shorter than otherwise possible.

기지국(304)에 의해 감지된 바와 같이, 사용자 메시지 간격(1013)과 보호 대역(1014) 모두를 소비해 버릴수도 있는, 제1 사용자국(M1)으로부터 사용자에서 기지로의 메시지의 송신 후에, 또다른 송수신 전환 간격(1015)이 있다. 송수신 전환 간격(1015) 다음으로, 프리앰블 간격(1016) 동안 제2 사용자국(M2)으로부터 제어 펄스 프리앰블이 수신된다. 제어 펄스 프리앰블의 기능을 이하에 더 상세하게 설명한다. 프리앰블 간격(1016) 다음에 안테나 조정 간격(1017)이 있고, 이 동안에 기지국(304)은 필요하다면 제2 사용자국(M2)을 향하도록 송신 안테나를 조정한다. 안테나 조정 간격(1017) 다음으로 또다른 보호 대역(1018)이 있고, 이것은 기지국(304)으로의 제어 펄스 프리앰블의 전파 시간을 설명한다. 프리앰블 간격 이후에 수신 모드에서 송신 모드로 전환할 기회를 기지국(304)에 허락하고, 제2 사용자국(M2)에 송신 모드에서 수신 모드로 전환할 기회를 허락하는 또다른 송수신 전환 간격(1019)이 있다.As detected by the base station 304, after transmission of the message from the first user station M1 to the user to the base, which may consume both the user message interval 1013 and the guard band 1014, and There is another transmission / reception switching interval 1015. Next to the transmission / reception switching interval 1015, a control pulse preamble is received from the second user station M2 during the preamble interval 1016. The function of the control pulse preamble is described in more detail below. Next to the preamble interval 1016 is the antenna adjustment interval 1017, during which the base station 304 adjusts the transmit antenna to face the second user station M2, if necessary. Next to the antenna adjustment interval 1017 is another guard band 1018, which describes the propagation time of the control pulse preamble to the base station 304. Another transmit / receive switching interval 1019 that allows the base station 304 the opportunity to switch from the receive mode to the transmit mode after the preamble interval and allow the second user station M2 an opportunity to switch from the transmit mode to the receive mode. There is this.

프리앰블 간격(1016) 동안 수신된 제어 펄스 프리앰블은 많은 기능들을 제공하는 것이 바람직하다. 제어 펄스 프리앰블은 기지국(304)에 의해 사용되어 사용자국(302)과의 통신 링크에 대한 정보를 판정한다. 따라서, 제어 펄스 프리앰블은 기지국(304)에 공중 채널을 통한 경로 송신 손실과 링크 품질을 나타내는 전력 크기를 제공한다. 기지국(304)은 수신 전력과 신호 대 잡음 비를 포함하는 수신 신호의 품질을 판정할 수도 있다. 기지국(304)은 또한 전력, 엔벌로프, 또는 제어 펄스 프리앰블의 위상에 응답하여, 사용자국(302)의 방향 또는 거리와, 사용자와의 통신 링크에 발생하는 경향이 있는 잡음 또는 다중 경로 에러의 정도를 판정할 수도 있다.The control pulse preamble received during the preamble interval 1016 preferably provides many functions. The control pulse preamble is used by the base station 304 to determine information about the communication link with the user station 302. Thus, the control pulse preamble provides the base station 304 with a power magnitude indicative of path transmission loss and link quality over the air channel. Base station 304 may determine the quality of the received signal, including the received power and signal to noise ratio. The base station 304 also responds to the phase of the power, envelope, or control pulse preamble, and the direction or distance of the user station 302 and the degree of noise or multipath error that tends to occur in the communication link with the user. May be determined.

프리앰블 간격(1016)에서 제어 펄스 프리앰블의 수신과 수신 신호의 품질 및 다른 동작 파라미터의 판정에 응답하여, 기지국(304)은 필요하다면 사용자국(302)에 그 전력 조절을 명령하는 메시지를 보낼 수 있다. 수신 신호의 품질에 의거하여, 기지국(304)은 프리앰블 간격(1016)에서 기지국(304)에 의해 주기적으로 수신된 제어 펄스 프리앰블의 품질이 수용가능한 임계값 이상이 될 때까지 사용자국(302)에 그 송신 전력을 그 현재 설정에 대해 불연속적인 양(예를 들어, 최소 3dB 단계)만큼 변경(즉, 증가 또는 감소)하도록 명령할 수 있다.In response to receiving the control pulse preamble at the preamble interval 1016 and determining the quality of the received signal and other operating parameters, the base station 304 may send a message instructing the user station 302 to adjust its power, if necessary. . Based on the quality of the received signal, the base station 304 may inform the user station 302 until the quality of the control pulse preamble periodically received by the base station 304 at the preamble interval 1016 is above an acceptable threshold. The transmit power may be instructed to change (ie, increase or decrease) by a discontinuous amount (eg, at least 3 dB steps) relative to its current setting.

기지국(304)이 사용자국(302)의 전력 설정을 결정한 이후에, 기지국(304)은 그 자신의 전력도 조절할 수 있다. 기지국(304)은 각 타임 슬롯(1041) 마다 별개로 그 전력을 조절할 수 있다. After base station 304 determines the power setting of user station 302, base station 304 may also adjust its own power. The base station 304 may adjust its power separately for each time slot 1041.

기지국(304)으로부터 사용자국(302)으로의 바람직한 전력 제어 명령은 이하의 표 10-1에 따라 부호화될 수 있다.The preferred power control command from the base station 304 to the user station 302 may be encoded according to Table 10-1 below.

표 10-1Table 10-1

바람직한 값이 표 10-1에서 제공되었지만, 전력 제어 명령 단계의 수와 그 사이의 차이는 특정 응용과 시스템의 필요에 따라 변화될 수 있다. 제어 펄스 프리앰블(즉, 제어 펄스)의 사용을 전력 제어 기구로 간주하는 또다른 상세와, 다른 관련 상세는 함께 계류중인 것으로, 모두 명칭이 "PCS Pocket Phone/Microcell Communication Over-Air Protocol"로 붙여져서 모두 Gary B. Anderson, Ryan N. Jensen, Byan K. Petch, Peter 0. Peterson의 이름으로, 각각 1994, 3, 21과 1994, 8, 1에 출원된 출원 번호 08/215,306과 08/293,671에 나타나 있고, 이것은 여기에 전부 설명된 바와 같이 참조로 포함되어 있다.Although the preferred values are provided in Table 10-1, the number of power control command steps and the difference therebetween may vary depending on the needs of the particular application and system. Another detail that considers the use of a control pulse preamble (ie, a control pulse) as a power control mechanism, and other related details, are pending together, all named "PCS Pocket Phone / Microcell Communication Over-Air Protocol" All of which are filed under the names Gary B. Anderson, Ryan N. Jensen, Byan K. Petch, Peter 0. Peterson, and in Application Nos. 08 / 215,306 and 08 / 293,671, filed 1994, 3, 21 and 1994, 8, 1, respectively. Which is hereby incorporated by reference as if fully set forth herein.

도 10b로 돌아가서, 타임 슬롯(TS1) 이후의 그 다음 타임 슬롯(TS2)에서, 기지국(304)은 기지국 프리앰블 간격(1002) 동안 프리앰블과, 기지국 메시지 간격(1003) 동안 기지에서 사용자로의 메시지를 모두 제2 사용자국(M2)으로 송신한다. 기지국(304)은 이에 의해 사용자국(M2)에 의해 보내어진 제어 펄스 프리앰블에 신속하게 응답한다. 제1 타임 슬롯(TS1)에서와 같이, 기지국 메시지 간격(1003) 다음에는 송수신 전환 간격(1004)이 있고, 이 동안 기지국(304)은 수신 모드로 전환하고 사용자국(M2)은 송신 모드로 전환한다. 그리고나서 사용자국(M2)은 데이터 링크 프리앰블 간격(1012)내의 프리앰블과 사용자 메시지 간격(1013)내의 사용자에서 기지국으로의 메시지로 응답한다. 타임 슬롯(TS2)내의 나머지 단계들은 이하에서 지시된 바와 같이 프리앰블 간격(1016)에 대한 것만 제외하면, 제1 타임 슬롯(TS1)과 동일하다.Returning to FIG. 10B, in the next time slot TS2 after the time slot TS1, the base station 304 sends the preamble during the base station preamble interval 1002 and the message from the base to the user during the base station message interval 1003. All of them are sent to the second user station M2. The base station 304 thereby quickly responds to the control pulse preamble sent by the user station M2. As in the first time slot TS1, there is a transmit / receive switching interval 1004 after the base station message interval 1003, during which the base station 304 switches to receive mode and user station M2 switches to transmit mode. do. The user station M2 then responds with a message from the user to the base station within the preamble within the data link preamble interval 1012 and the user message interval 1013. The remaining steps in the time slot TS2 are the same as the first time slot TS1 except for the preamble interval 1016 as indicated below.

도 10b의 예시적인 타임 프레임(1040)에서는, 제3 타임 슬롯(TS3)내에서 설정된 통신 링크는 없는 것으로 가정하고, 따라서 제3 타임 슬롯(TS3)은 통신에 대해 비어 있다. 타임 슬롯(TS3) 동안에는 어떤 사용자국(302)도 설정된 통신 중에 있지 않기 때문에, 어떤 제어 펄스 프리앰블도 제2 타임 슬롯(TS2)의 프리앰블 간격(1016) 동안에 송신되지 않는다. 기지국(304)은 타임 슬롯(TS3) 등의 특정 타임 슬롯(1041)이 예를 들어 타임 슬롯(TS3)의 기지국 메시지 간격(1003) 동안 일반적인 폴링 메시지를 송신함으로써 통신에 사용가능함을 나타낼 수도 있다.In the example time frame 1040 of FIG. 10B, it is assumed that there is no communication link established within the third time slot TS3, so the third time slot TS3 is empty for communication. Since no user station 302 is in the established communication during time slot TS3, no control pulse preamble is transmitted during preamble interval 1016 of second time slot TS2. Base station 304 may indicate that a particular time slot 1041, such as time slot TS3, is available for communication by transmitting a general polling message, for example, during base station message interval 1003 of time slot TS3.

제3 사용자국(M3)이 기지국(304)과의 통신 설정을 원하면, 기지국(304)이 제 3 타임 슬롯(TS3)의 기지국 메시지 간격(1003)동안 일반적인 폴링 메시지를 송신하는 것에 응답하여, 제3 사용자국(M3)은 타임 슬롯(TS3)의 사용자 메시지 간격(1013)내에 일반적인 폴링 응답 메시지를 전송한다. 제3 사용자국(M3)이 일반적인 폴링 응답 메시지로 응답하면, 기지국(304)은 사용자국(M3)의 범위를 판정할 수도 있고 이에 의해 사용자국(M3)에 의한 연속적인 송신에 대해 필요한 타이밍 조정을 판정할 수도 있다.If the third user station M3 wants to establish communication with the base station 304, in response to the base station 304 transmitting a general polling message during the base station message interval 1003 of the third time slot TS3, 3 User station M3 sends a general polling response message within user message interval 1013 of time slot TS3. If the third user station M3 responds with a general polling response message, then the base station 304 may determine the range of the user station M3 and thereby adjust the timing necessary for subsequent transmission by the user station M3. May be determined.

효율성을 위해, 보호 시간(1014, 1018)은 최소로 유지하는 것이 바람직하다. 보호 시간(1014, 108)이 작으면 작을수록, 도10b의 프레임 구조에 의해 지지될 수 있는 사용자국(302)은 더 많아진다. 따라서, 일반적으로, 보호 시간(1014, 1018)은 전체 레인징 처리가 발생되도록 할 만큼 충분히 지속되지 않을 것이다. 특히, 레인징 처리(타이밍 서브 엘리멘트(1011) 대신에 타이밍 서브 엘리멘트(1021)를 사용하여 실행될 수도 있음)로 인해 통신을 설립하고자 하는 사용자국(302)의 송신과, 타임 슬롯(1041) 직후에 기지국(304)과 이미 통신 중에 있는 사용자국(302)의 제어 펄스 프리앰블 사이에 간섭이 발생한다. 보호 시간이 레인징 처리를 허용하기 위해 길어지면, 특히 큰 셀 환경에서는 보다 적은 사용자국(302)이 지지될 수 있다. 레인징 처리의 융통성과 함께 큰 셀 환경에서 향상된 효율성을 갖는 또다른 구조가 도 10d와 10e에 도시되어 있고 이하에 더 상세하게 설명한다.For efficiency, it is desirable to keep the guard times 1014 and 1018 to a minimum. The smaller the guard times 1014 and 108 are, the more user stations 302 can be supported by the frame structure of Fig. 10B. Thus, in general, the guard times 1014 and 1018 will not last long enough for the entire ranging process to occur. In particular, immediately after the transmission of the user station 302 to establish communication due to the ranging process (which may be executed using the timing sub-element 1021 instead of the timing sub-element 1011), and the time slot 1041. Interference occurs between the base station 304 and the control pulse preamble of the user station 302 that is already in communication. If the guard time is long to allow ranging processing, fewer user stations 302 can be supported, especially in large cell environments. Another structure with improved efficiency in large cell environments with the flexibility of ranging processing is shown in FIGS. 10D and 10E and described in more detail below.

레인징 메시지만을 위하거나, 제어 펄스 프리앰블만을 위한 특정 지정 확산 스펙트럼 코드를 사용함으로써 레인징 메시지와 제어 펄스 프리앰블 사이의 잠재적인 간섭을 최소화하는 것이 가능하다.It is possible to minimize potential interference between the ranging message and the control pulse preamble by using only a specific spread spectrum code for the ranging message only or the control pulse preamble only.

레인징 처리가 도 10b의 환경에서 지원된다면, 타임 슬롯(TS3)의 나중 부분은 도 10a에 대해 이전에 설명한 바와 같이 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)를 포함하고, 그 동안 타이밍 서브-엘리먼트(1011) 대신에, 기지국(304)과 사용자국(M3) 사이에 레인징 처리가 행해진다. 이와 같은 경우에, 사용자국(M3)은 타임 슬롯(TS3)의 레인징 프리앰블 간격(1022) 동안 프리앰블을 송신하고, 타임 슬롯(TS3)의 사용자 레인징 메시지 간격(1023) 동안 레인징 메시지를 송신한다. 사용자국(M3)은 시간량(ΔT) 동안 프리앰블과 레인징 메시지의 송신을 지연한다. 지연시간(ΔT)은 일반 폴링 메시지의 일부로서 기지국(304)에 의해 통신될 수 있거나, 미리 프로그램된 시스템 파라미터가 될 수도 있다. 기지국(304)은 기지국 메시지 간격(1003)의 끝(즉, 프리앰블 및 레인징 메시지의 가장 빠른 가능한 수신)에서부터 사용자국(M3)으로부터 응답 프리앰블 및 레인징 메시지의 실제 수신시간까지의 라운드 트립 전파 지연을 지연 시간(ΔT)를 고려하여 측정함으로써 사용자국(M3)에서 기지국(304)까지의 전파 지연을 판정한다.If ranging processing is supported in the environment of FIG. 10B, the later portion of time slot TS3 includes a ranging timing sub-element 1021 as previously described with respect to FIG. 10A, during which the timing sub-element ( Instead of 1011, ranging processing is performed between the base station 304 and the user station M3. In such a case, the user station M3 transmits the preamble during the ranging preamble interval 1022 of the time slot TS3 and transmits the ranging message during the user ranging message interval 1023 of the time slot TS3. do. The user station (M3) will delay the transmission of the preamble and ranging message for the amount of time (Δ T). The delay time Δ T may be communicated by the base station 304 as part of the normal polling message, or may be a preprogrammed system parameter. The base station 304 delays round trip propagation from the end of the base station message interval 1003 (ie, the earliest possible reception of the preamble and ranging message) to the actual reception time of the response preamble and ranging message from the user station M3. Is determined in consideration of the delay time [ Delta] T, and the propagation delay from the user station M3 to the base station 304 is determined.

타임 슬롯(TS3)내의 레인징 보호 대역(1024)은 기지국(304)과 사용자국(M3) 사이에 레인징 처리가 발생하도록 하기에 충분한 길이인 것이 바람직하다. 따라서, 레인징 보호 대역(1024)의 길이는 부분적으로 기지국(304)이 위치해 있는 셀(303)의 반경에 의해 판정되거나, 부분적으로 셀룰러 시스템의 최대 셀 반경에 의해 판정될 수도 있다.The ranging guard band 1024 in the time slot TS3 is preferably of sufficient length to allow ranging processing to occur between the base station 304 and the user station M3. Thus, the length of the ranging guard band 1024 may be determined in part by the radius of the cell 303 in which the base station 304 is located, or in part by the maximum cell radius of the cellular system.

사용자국(M2)으로부터의 레인징 메시지의 수신과 사용자국(302)의 거리 및/또는 여기까지의 전파 지연 시간의 판정에 응답하여 기지국(304)은 사용자국(M3)에 그 타이밍을 지정량만큼 진행 또는 지연하라는 지시를 하는 타이밍 조정 명령을 그 다음 타임 프레임(1040)내의 사용자국(M3)에 발한다. 사용자국(M3)과의 통신이 설정된 직후의 타임 프레임(1040) 동안, 타이밍 조정 명령은 레인징 처리 동안 기지국(304)에 의해 판정된 라운드-트립 전파 시간과 동일하게 설정된다. 바람직하게는, 타이밍 조정 명령은 도 10a에 대하여 설명된 바와 같이, 송수신 전환 간격(1004)의 종료 직후에 기지국(304)에 의해 수신될 그 다음 프레임(1040)에서 사용자국(M3)으로부터 기지국(304)으로의 사용자 전송이 발생하도록 선택된다.In response to the reception of the ranging message from the user station M2 and the determination of the distance of the user station 302 and / or the propagation delay time thus far, the base station 304 designates the timing to the user station M3. A timing adjustment command is then issued to user station M3 in time frame 1040 instructing it to proceed or delay by this amount. During the time frame 1040 immediately after communication with the user station M3 is established, the timing adjustment command is set equal to the round-trip propagation time determined by the base station 304 during the ranging process. Preferably, the timing adjustment command is received from the user station M3 from the user station M3 in the next frame 1040 to be received by the base station 304 immediately after the end of the transmission / reception switching interval 1004, as described with respect to FIG. 10A. User transmission to 304 is selected to occur.

레인징을 위해 사용하는 것 외에, 레인징 메시지는 또한 사용자국(M3)과 핸드쉐이킹(handshaking)할 때 기지국(304)을 보조하는 다른 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 레인징 메시지는 통신을 설정하고자 하는 사용자국(M3)에 대한 사용자 식별자를 데이터로서 포함할 수도 있다. 레인징 메시지는 또한 연속적인 통신에서 기지국(304)와 특정 사용자국(M3)에 의해 사용될 바람직한 확산 스펙트럼 코드를 나타낼 수도 있다.In addition to using for ranging, the ranging message may also include other information that assists the base station 304 when handshaking with user station M3. For example, the ranging message may include, as data, a user identifier for the user station M3 with which to establish communication. The ranging message may also indicate a preferred spread spectrum code to be used by the base station 304 and the particular user station M3 in subsequent communications.

기지국(304)은 제어 펄스 프리앰블의 수신 시각을 사용하여 사용자국(302)의 범위를 판정하고 사용자국(302)을 향한 기지국에서 사용자국으로의 메시지 간격 동안 타이밍 조정 명령을 주기적으로 발한다.The base station 304 uses the reception time of the control pulse preamble to determine the range of the user station 302 and periodically issues a timing adjustment command during the message interval from the base station to the user station towards the user station 302.

도 10c는 레인징 처리를 사용하거나 사용하지 않고서, 기지국(304)과 제3 사용자국(M3) 사이에 통신이 설정된 후의 이어지는 타임 프레임(1040)을 나타낸다. 도 10c에서, 제1 타임 슬롯(TS1)에서 사용자국(M1)과 기지국(304) 사이에 발생하는 처리는 도 10b에 대한 것과 동일한 처리이다. 그런데, 제2 타임 슬롯(TS2) 동안에는, 프리앰블 간격(1016)에서 송신된 제어 펄스 프리앰블이 없는 대신에, 제3 사용자국(M3)은 제2 타임 슬롯(TS2)의 프리앰블 간격 동안에 제어 펄스 프리앰블을 송신한다. 대신에, 사용자국(M3)은 그 통신용 지정 타임 슬롯(TS3) 이전의 각 타임 슬롯(TS2)에서 제어 펄스 프리앰블을 송신하기 전에, 이전 타임 프레임(1040)에서 보내어진 그 레인징 메시지를 기지국(304)이 승인할 때까지 대기할 수도 있다.FIG. 10C shows a subsequent time frame 1040 after communication is established between the base station 304 and the third user station M3 with or without ranging processing. In FIG. 10C, the processing occurring between the user station M1 and the base station 304 in the first time slot TS1 is the same processing as that for FIG. 10B. However, during the second time slot TS2, instead of the control pulse preamble transmitted in the preamble interval 1016, the third user station M3 performs the control pulse preamble during the preamble interval of the second time slot TS2. Send. Instead, the user station M3 transmits the ranging message sent in the previous time frame 1040 before transmitting the control pulse preamble in each time slot TS2 before the communication designated time slot TS3. It may wait until 304 is approved.

기지국(304)은 상기한 바와 같이 전력 제어 및 다른 목적을 포함하여, 다용도로 제어 펄스 프리앰블을 사용할 수도 있다. 도 10c의 제3 타임 슬롯에서, 기지국(304)은 기지국 메시지 간격(1003) 동안 사용자국(M3)에 승인 신호를 전송할 수도 있다. 이 승인 신호는 레인징 메시지의 일부로서 사용자국(M3)에 의해 보내어진 사용자 식별자에 의해 판정된 확산 스펙트럼 코드를 사용하여 전송될 수도 있다. 승인 신호의 일부로서, 또는 여기에 부가하여, 기지국(304)은 사용자국(M3)에 그 타이밍을 지정량만큼 진행 또는 지연하라는 지시를 하는 타이밍 조정 명령을 전송한다.Base station 304 may use a control pulse preamble for multiple purposes, including power control and other purposes as described above. In the third time slot of FIG. 10C, the base station 304 may send a grant signal to the user station M3 during the base station message interval 1003. This acknowledgment signal may be transmitted using a spread spectrum code determined by the user identifier sent by user station M3 as part of the ranging message. As part of, or in addition to, the grant signal, the base station 304 sends a timing adjustment command to the user station M3 to instruct the terminal to advance or delay its timing by a specified amount.

그 다음 타임 프레임(1040)에서, 상기한 방식으로 제3 사용자국(M3)과 통신을 설정한 후에, 타임 슬롯(TS3)에서 기지국(304)과 제3 사용자국(M3) 사이에 통신이 행해질 수도 있다. 제2 타임 슬롯(TS2)의 각 프리앰블 간격(1016)에서, 사용자국(M3)은 기지국(304)에 전력 제어의 실행이나, 사용자국(M3)에의 동기화나, 사용자국(M3)의 거리를 판정하도록 하는 제어 펄스 프리앰블을 송신한다. 기지국(304)은 그리고나서 제3 타임 슬롯(TS3)의 처음 부분에서 사용자국(M3)으로의 전송을 보내고, 사용자국(M3)은 제3 타임 슬롯(TS3)의 나중 부분에서 기지국(304)으로의 전송에 응답한다. 기지국(304)로부터의 각 전송의 일부로서, 기지국(304)은 사용자국(M3)으로의 타이밍 조정 명령을 갱신할 수도 있다.In the next time frame 1040, after establishing communication with the third user station M3 in the manner described above, communication is performed between the base station 304 and the third user station M3 in the time slot TS3. It may be. In each preamble interval 1016 of the second time slot TS2, the user station M3 performs power control to the base station 304, synchronization to the user station M3, or the distance of the user station M3. The control pulse preamble is transmitted for determination. The base station 304 then sends a transmission to the user station M3 in the first part of the third time slot TS3, and the user station M3 sends the base station 304 in the later part of the third time slot TS3. Respond to transmission to As part of each transmission from the base station 304, the base station 304 may update the timing adjustment command to the user station M3.

사용자국(302)이 타임 슬롯(1041)에서 통신을 종료하거나 새로운 기지국(304)으로 넘긴다면, 기지국(304)은 새로이 열려진 타임 슬롯(1041) 동안에 타임슬롯(1041)이 통신에 대해 비어 있음을 나타내는 일반적인 폴링 메시지를 송신하기 시작할 수도 있다. 새로운 사용자국(302)은 이에 의해 동일한 기지국(304)과의 통신을 설정할 수도 있다.If user station 302 terminates communication at time slot 1041 or passes it to a new base station 304, base station 304 indicates that timeslot 1041 is empty for communication during newly opened time slot 1041. It may also begin sending a generic polling message that indicates. The new user station 302 may thereby establish communication with the same base station 304.

도 10d는 본 발명의 어떤 특징들에 의한 프레임 구조의 또다른 실시예의 타이밍도이다. 도 10d는 도 10a에 표시된 타이밍 서브 엘리먼트를 사용하는 인터리브된 타임 분할 듀플렉스 프레임 구조를 나타낸다. 타임 프레임(1050)은 복수의 타임 슬롯(1051)을 포함한다. 편의상, 타임 슬롯(1051)은 TS1', TS2', TS3' 등의 순서로 표시되어 있다. 각 타임 슬롯(1051)은 이하에 더 상세하게 설명하는 바와 같이, 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1001)와, 사용자 데이터링크 타이밍 서브 엘리먼트(1011)나 사용자 레인징 서브 엘리먼트(1021) 중 하나를 포함한다.10D is a timing diagram of another embodiment of a frame structure in accordance with certain aspects of the present invention. FIG. 10D illustrates an interleaved time division duplex frame structure using the timing subelements shown in FIG. 10A. Time frame 1050 includes a plurality of time slots 1051. For convenience, the time slots 1051 are displayed in the order of TS1 ', TS2', TS3 ', and the like. Each time slot 1051 includes a base station timing sub element 1001 and one of a user datalink timing sub element 1011 or a user ranging sub element 1021, as described in more detail below.

도 10b-c의 프레임 구조와 도 10d의 프레임 구조 사이의 주된 차이는 도 10d의 프레임 구조는 각 사용자국(302)이 그것이 의도하는 기지국(304)으로부터의 통신에 즉시 응답하지 않고 그 다음 타임 슬롯(1051)까지 그 응답을 다소 지연한다는 점에서 인터리브된 것으로 고려될 수도 있다는 점이다. 도 10d의 인터리브된 프레임 구조의 효과는 타임 프레임(1050) 당 더 많은 타임 슬롯(1051)을 허락하고, 따라서 기지국(304) 당 더 많은 사용자국(302)을 허락하면서, 보호 시간이 더 짧아질 수 있다. 도 10d의 인터리브된 프레임 구조는 또한, 특히 통신의 처음 링크업시에, 기지국과 사용자국 사이에 레인징 처리를 효율적으로 사용할 수 있도록 한다. 도 10d의 프레임 구조는 인터리브되기 때문에, 제1 타임 슬롯(TS1')은 기지국(304)으로부터 제1 사용자국(M1)으로의 송신과, 제1 사용자국(M1)으로부터가 아니라 최종 사용자국(MN)으로부터의 응답 송신을 포함한다.The main difference between the frame structure of Figs. 10B-C and 10D is that the frame structure of Fig. 10D shows that each user station 302 does not immediately respond to the communication from the base station 304 it intends for the next time slot. It may be considered to be interleaved in that it delays the response up to 1051. The effect of the interleaved frame structure of FIG. 10D allows more time slots 1051 per time frame 1050, thus allowing more user stations 302 per base station 304, resulting in shorter guard times. Can be. The interleaved frame structure of FIG. 10D also makes it possible to efficiently use ranging processing between the base station and the user station, especially at the first linkup of the communication. Since the frame structure of FIG. 10D is interleaved, the first time slot TS1 ′ transmits from the base station 304 to the first user station M1, and not from the first user station M1, but from the end user station ( Reply transmission from MN).

도 10d의 시스템의 동작시에, 기지국(304)은 각 타임 슬롯(1051)의 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1001)의 부분으로서, 기지국(304)과 통신이 설정된 사용자국(302)에 송신한다. 따라서, 기지국(304)은 프리앰블 간격(1002) 동안 프리앰블을 송신하고 기지국 메시지 간격(1003) 동안 기지국에서 사용자로의 메시지를 송신한다. 송수신 전환 간격(1004)에서, 기지국(304)은 송신모드에서 수신 모드로 전환한다.In operation of the system of FIG. 10D, the base station 304 transmits, as part of the base station timing subelement 1001 of each time slot 1051, to the user station 302 in which communication is established. Thus, base station 304 transmits a preamble during preamble interval 1002 and a message from the base station to the user during base station message interval 1003. In the transmission / reception switching interval 1004, the base station 304 switches from the transmission mode to the reception mode.

제1 타임 슬롯(TS1')에서, 기지국 메시지 간격(1003)에서 송신된 기지에서 사용자로의 메시지는 제1 사용자국(M1)으로 향해 보내어져, 이동가능하게 된다. 송수신 전환 간격(1004) 후에, 이전 타임 프레임(1050)의 최종 타임 슬롯(TSN')에서 기지국으로부터의 메시지가 보내어진 최종 사용자국은 데이터링크 프리앰블 간격(1012) 동안 프리앰블을, 사용자 메시지 간격(1013) 동안 사용자에서 기지로의 메시지를 송신한다. 상기에서 지적되지 않은 도 10d의 프레임 구조는, 기지국(304)의 사시도로부터 도시되어 있고, 사용자국(MN) 등의 사용자국으로부터의 송신은 여기서 다른 곳에서 설명된 타이밍 조정 명령과 유사한, 기지국(304)으로부터의 타이밍 조정 명령에 의해 기지국(304)에 의해 나타나는 바와 같은 타임 배열을 유지한다. 레인징 처리의 사용으로 초기 통신의 설정시에 적절한 타이밍이 설정되는 것이 바람직하다.In the first time slot TS1 ', the message from the base to the user transmitted in the base station message interval 1003 is directed towards the first user station M1 and becomes mobile. After the transmit / receive switching interval 1004, the end user station to which the message from the base station was sent in the last time slot (TSN ') of the previous time frame 1050, preambles during the datalink preamble interval 1012, the user message interval (1013). Send a message from user to base. The frame structure of FIG. 10D not noted above is shown from a perspective view of the base station 304, and transmissions from user stations, such as user station MN, are similar to timing adjustment commands described elsewhere herein. The timing alignment command from 304 maintains the time alignment as represented by the base station 304. It is preferable that an appropriate timing is set at the time of setting up initial communication by using the ranging process.

기지국(304)에 의해 감지된 바와 같이, 사용자 메시지 간격(1013)과 보호 대역(1014)을 모두 소비해 버릴 수도 있는 제1 사용자국(M1)으로부터 사용자에서 기지로의 메시지의 송신 후에, 또다른 송수신 전환 간격(1015)이 있다. 그 다음으로 적절한 모드 전환을 하도록 하는 또다른 송수신 전환 간격(1015)이 따라온다. 이 송수신 전환 간격(1015)에 이어, 프리앰블 간격(1016) 동안 제2 사용자국(M2)으로부터 제어 펄스 프리앰블이 수신된다. 제어 펄스 프리앰블(1016) 동안 보내어진 제어 펄스 프리앰블은 도 10b-c의 실시예에 대해 설명된 것과 같은 기능들을 제공할 수도 있다. 따라서, 기지국(304)은 전력이나, 엔벌로프, 또는 제어 펄스 프리 앰블의 위상에 응답하여, 사용자국(M2)의 방향이나 거리, 및/또는 사용자국(M2)과의 통신 링크에 발생할 수 있는 잡음의 정도나 다중 경로 에러를 판정할 수도 있다. 기지국(304)은 수신된 제어 펄스 프리앰블의 품질 및 강도에 의거하여 그 전력을 조정하도록 사용자국(M2)에 명령할 수도 있다.As detected by the base station 304, after transmission of the message from the user to the base from the first user station M1, which may consume both the user message interval 1013 and the guard band 1014, another There is a transmission / reception switching interval 1015. Next is another transmit / receive switching interval 1015 that allows for proper mode switching. Following this transmission / reception switching interval 1015, a control pulse preamble is received from the second user station M2 during the preamble interval 1016. The control pulse preamble sent during the control pulse preamble 1016 may provide the same functions as described for the embodiment of FIGS. 10B-C. Thus, the base station 304 may occur in the direction or distance of the user station M2 and / or in a communication link with the user station M2 in response to power, an envelope, or the phase of the control pulse preamble. You can also determine the degree of noise or multipath error. Base station 304 may instruct user station M2 to adjust its power based on the quality and strength of the received control pulse preamble.

프리앰블 간격(1016) 이후에 기지국(304)이 필요하다면, 그 송신 안테나를 제2 사용자국(M2)을 향하도록 조정할 기회를 갖는 안테나 조정 간격(1017)이 있다. 프리앰블 간격(1016)에 이어 기지국이 필요하다면, 그 송신 안테나를 제2 사용자국(M2)을 향하도록 조정하는 안테나 조정 간격(1017)이 있다. 안테나 조정 간격(1017)에 이어 기지국(304)으로 제어 펄스 프리앰블의 전파 시간을 설명하는 또다른 보호 대역(1018)이 있다. 프리앰블 간격 이후에, 기지국(304)에 수신 모드에서 송신 모드로 전환할 기회를 주고, 제2 사용자국(M2)에 송신 모드에서 수신모드로 전환할 기회를 주는 또다른 송수신 전환 간격(1019)이 있다.If the base station 304 is needed after the preamble interval 1016, there is an antenna adjustment interval 1017 with the opportunity to adjust its transmit antenna towards the second user station M2. If the base station is needed following the preamble interval 1016, there is an antenna adjustment interval 1017 that adjusts its transmit antenna toward the second user station M2. There is another guard band 1018 describing the propagation time of the control pulse preamble to the base station 304 following the antenna adjustment interval 1017. After the preamble interval, another transmit / receive switching interval 1019 that gives the base station 304 an opportunity to switch from the receive mode to the transmit mode and give the second user station M2 an opportunity to switch from the transmit mode to the receive mode. have.

타임 슬롯(TS1)이후의 그 다음 타임 슬롯(TS2)에서, 기지국(304)은, 모두 제 2 사용자국(M2)으로, 기지국 프리앰블 간격(1002) 동안 프리앰블을 송신하고, 기지국 메시지 간격(1003) 동안 기지에서 사용자로의 메시지를 송신한다. 이에 의해 기지국(304)은 사용자국(M2)에 의해 보내어진 제어 펄스에 신속하게 응답한다. 제 1 타임 슬롯(TS1')에서와 마찬가지로, 기지국 메시지 간격(1003) 다음으로 기지국(304)이 수신 모드로 전환하는 송수신 전환 간격(1004)이 발생한다. 타임 슬롯(TS2')의 나중 부분이 제2 사용자국(M2)으로부터의 전송을 수신하는데 사용되는 도 10b-c의 실시예와는 달리, 도 10d의 실시예에서는 타임 슬롯(TS2')의 나중부분이 제1 사용자국(M1)으로부터 전송을 수신하는데 사용된다. 제1 사용자국(M1)이 송신처리 중에 있는 동안, 제2 사용자국(M2)은 따라서 동일한 타임 슬롯(TS2') 동안 기지국(304)으로부터 수신된 데이터를 처리하고, 기지국(304)이나 다른 사용자국(302) 중 하나로부터의 다른 송신과 간섭하지 않고 그 다음 타임 슬롯(TS3')에서 기지국(304)에 도달하도록 시간이 정해진 응답 전송을 송신할 기회를 가진다.In the next time slot TS2 after the time slot TS1, the base station 304 transmits the preamble to the second user station M2 during the base station preamble interval 1002, and the base station message interval 1003. Send a message from the base to the user. The base station 304 thereby quickly responds to the control pulse sent by the user station M2. As in the first time slot TS1 ', next to the base station message interval 1003, a transmission and reception switching interval 1004 occurs in which the base station 304 switches to the reception mode. Unlike the embodiment of FIGS. 10B-C in which the later part of the time slot TS2 'is used to receive transmissions from the second user station M2, the latter of the time slot TS2' in the embodiment of FIG. 10D. The part is used to receive the transmission from the first user station M1. While the first user station M1 is in transmission processing, the second user station M2 thus processes the data received from the base station 304 during the same time slot TS2 ', and the base station 304 or other usage. There is an opportunity to transmit a response transmission that is timed to reach base station 304 in the next time slot TS3 'without interfering with another transmission from one of the stations 302.

따라서, 제2 타임 슬롯(TS2')에서, 기지국은 데이터링크 프리앰블 간격(1012) 동안 프리앰블을, 사용자 메시지 간격(1013) 동안 사용자에서 기지로의 메시지를 제1 사용자국(M1)으로부터 수신한다.Thus, in the second time slot TS2 ', the base station receives a preamble during the datalink preamble interval 1012 and a user-to-base message from the first user station M1 during the user message interval 1013.

제3 타임 슬롯(TS3')의 기지부와 제4 타임 슬롯(TS4')의 사용자부를 포함하는 듀플렉스 채널에서 설정된 통신 링크는 없고, 따라서 특정 듀플렉스 채널은 통신에 대해 비어있는 것으로 가정한다. 듀플렉스 채널 동안에는 어떤 사용자국(302)도 설정된 통신 중에 있지 않기 때문에, 제2 타임 슬롯(TS2')의 프리앰블 간격(1016) 동안에는 어떤 제어 펄스 프리앰블도 송신되지 않는다. 기지국(304)은 타임 슬롯(TS3')의 기지국 메시지 간격(1003) 동안에와 같이, 예를 들어 듀플렉스 채널의 기지국 메시지 간격(1003) 동안 일반적인 폴링 메시지를 송신함으로써 특정 듀플렉스 채널이 통신에 이용가능함을 나타낼 수도 있다.There is no communication link established in the duplex channel that includes the base of the third time slot TS3 'and the user of the fourth time slot TS4', so it is assumed that a particular duplex channel is empty for communication. Since no user station 302 is in the established communication during the duplex channel, no control pulse preamble is transmitted during the preamble interval 1016 of the second time slot TS2 '. Base station 304 indicates that a particular duplex channel is available for communication, such as during base station message interval 1003 of time slot TS3 ', for example, by sending a general polling message during base station message interval 1003 of the duplex channel. It may be indicated.

새로운 사용자국(M3)이 기지국(304)과의 통신 설정을 원하면, 새로운 사용자국(M3)은 본 실시예에서는 제4 타임 슬롯(TS4') 등의 타임 슬롯(1051)의 개방 사용자부가 행동을 취할 때까지 대기한다. 따라서, 제1 사용자국(M1)과 유사한 방식으로 제3 타임 슬롯(TS3')의 나중 부분에서 기지국(304)과 제2 사용자국(M2) 사이에 통상의 통신이 행해진다. 또한, 또다른 사용자국(M4)이 기지국(304)과 설정된 통신중에 있기 때문에, 기지국(304)은 제3 타임 슬롯(TS3')의 프리앰블 간격(1016) 동안 그 다음 사용자국(M4)으로부터 제어 펄스 프리앰블을 수신한다. 이어지는 타임 슬롯(TS4')에서, 기지국(304)은 기지국 메시지 간격(1003) 동안 기지에서 사용자로의 메시지를 사용자국(M4)에 전송한다. 사용자국(M4)은 그 다음 타임 슬롯(TS5')에서 사용자에서 기지로의 메시지로 응답한다.If the new user station M3 wants to establish communication with the base station 304, the new user station M3 in this embodiment has an open user part of the time slot 1051, such as the fourth time slot TS4 '. Wait until you take it. Thus, normal communication is performed between the base station 304 and the second user station M2 in the later part of the third time slot TS3 'in a manner similar to the first user station M1. Also, because another user station M4 is in communication with the base station 304, the base station 304 controls from the next user station M4 during the preamble interval 1016 of the third time slot TS3 '. Receive a pulse preamble. In the following time slot TS4 ', base station 304 transmits a message from base to user to user station M4 during base station message interval 1003. User station M4 then responds with a message from user to base in time slot TS5 '.

한편, 제4 타임 슬롯(TS4') 동안, 새로운 사용자국(M3)은 기지국(304)과의 통신 설정을 시도한다. 따라서, 제3 타임 슬롯(TS3')의 기지국 메시지 간격(1003)동안 일반적인 폴링 메시지를 송신하는 기지국(304)에 응답하여, 새로운 사용자국(M3)은 그 다음 타임 슬롯(TS4')의 사용자 메시지 간격(1013)에 일반적인 폴링 응답 메시지를 전송한다. 새로운 사용자국(M3)이 일반적인 폴링 응답 메시지로 응답할 때, 기지국(304)은 사용자국(M3)의 범위를 판정하고 이에 의해 사용자국(M3)에 의해 그 다음 송신에 대해 필요한 타이밍 조정을 판정한다.On the other hand, during the fourth time slot TS4 ', the new user station M3 attempts to establish communication with the base station 304. Thus, in response to the base station 304 transmitting the general polling message during the base station message interval 1003 of the third time slot TS3 ', the new user station M3 then receives the user message of the next time slot TS4'. A general poll response message is sent at interval 1013. When the new user station M3 responds with a general polling response message, the base station 304 determines the range of the user station M3 and thereby determines the necessary timing adjustment for the next transmission by the user station M3. do.

타임 슬롯(TS4')의 나중 부분은 도 10a에 대해 상기한 바와 같이 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1021)를 포함한다. 따라서, 제3 타임 슬롯(TS3')의 기지국 메시지 간격(1003)에서 일반적인 폴링 메시지를 송신하는 기지국(304)에 응답하여, 새로운 사용자국(M3)은 그 다음 타임 슬롯(TS4')의 사용자 레인징 메시지 간격(1023)에서 레인징 메시지를 전송한다. 도 10d의 프레임 구조에서 분해된 타임 슬롯(TS4')의 도시는 사용자국(M3)이 기지국(304)으로부터 제로의 거리에 있는 것으로 가정한다. 따라서, 사용자에서 기지로의 메시지는 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1001)의 송수신 전환 간격(1004) 직후에 나타난다. 그런데, 만약 사용자국(M3)이 기지국(304)에 바로 인접해 있다면, 보호 시간(1014)의 일부분이 기지국(304)으로의 사용자에서 기지로의 메시지의 전파에 소비될 것이다. 따라서, 만약 사용자국(M3)이 셀 주변에 있으면, 기껏해야 보호 시간(1014)의 지속과 동일한 시간 주기의 경과 후에 기지국(304)에 나타날 것이다. 기지국(304)으로부터의 타이밍 조정 명령은 달리 가능한 것보다 더 짧은 최대 필요 보호 시간(1014)을 가능하게 한다.The later portion of time slot TS4 'includes ranging timing sub-element 1021 as described above with respect to FIG. 10A. Thus, in response to the base station 304 transmitting the general polling message in the base station message interval 1003 of the third time slot TS3 ', the new user station M3 then moves on to the user lane of the next time slot TS4'. The ranging message is transmitted in the message interval 1023. The illustration of the decomposed time slot TS4 'in the frame structure of FIG. 10D assumes that user station M3 is at zero distance from base station 304. Thus, the user-to-base message appears immediately after the transmission / reception switching interval 1004 of the base station timing sub-element 1001. However, if user station M3 is immediately adjacent to base station 304, a portion of guard time 1014 will be spent propagating messages from the user to the base station to base station 304. Thus, if user station M3 is around the cell, it will appear at base station 304 at most after a period of time equal to the duration of guard time 1014. The timing adjustment command from base station 304 enables a maximum required guard time 1014 that is shorter than otherwise possible.

기지국(304)이 새로운 사용자국(M3)으로부터 응답을 수신하면, 기지국(304)은 사용자국(M3)의 범위를 판정하고 이에 의해 사용자국(M3)에 의한 그 다음 전송에 대해 필요한 타이밍 진행을 판정한다.When the base station 304 receives a response from the new user station M3, the base station 304 determines the range of the user station M3 and thereby makes the necessary timing progress for the next transmission by the user station M3. Determine.

보다 상세하게는, 레인징 처리는 기지국(304)과 사용자국(M3) 사이에서 수행되어, 사용자국(M3)은 시간 슬롯(TS4')의 레인징 프리앰블 간격(1022) 동안에 프리앰블을, 시간 슬롯(TS4')의 사용자 레인징 메시지 간격(1023) 동안에 레인징 메시지를 전송한다. 사용자국(M3)은 시간량 ΔT 동안 프리앰블 및 레인징 메시지의 전송을 지연시킨다. 지연 시간 ΔT는 기지국(304)에 의해 통상의 폴링 메시지의 일부로서 전달되거나, 사전 설정된 시스템 파라미터일 수 있다. 기지국(304)은 지연 시간 ΔT를 고려하여 제4 시간 슬롯(TS4') 내의 기지국 메시지 간격(1003)의 종료점(즉, 프리앰블 및 레인징 메시지의 가능한 최초 수신)에서 사용자국(M3)으로부터의 각 프리앰블 및 레인징 메시지의 실제 수신 시간까지의 왕복 전송 지연을 측정함으로써 사용자국(M3)에서 기지국(304)까지의 전송 지연을 결정한다.More specifically, the ranging process is performed between the base station 304 and the user station M3, so that the user station M3 selects the preamble during the ranging preamble interval 1022 of the time slot TS4 '. The ranging message is transmitted during the user ranging message interval 1023 of TS4 '. The user station (M3) is to delay the transmission of the preamble and ranging message for Δ T amount of time. The delay time Δ T is either passed as part of the normal polling message by the base station 304 may be a pre-set system parameters. The base station 304 from the delay time fourth time slot, taking into account the Δ T (TS4 ') base message interval 1003, the end point (i.e., a preamble and a ranging possible first reception of a message) the user station (M3) in the in The transmission delay from the user station M3 to the base station 304 is determined by measuring the round trip transmission delay up to the actual reception time of each preamble and ranging message.

시간 슬롯(TS4') 내의 레인징 보호대역(1024)은 바람직하게도 기지국(304)과 사용자국(M3) 사이의 레인징 처리가 이루어질 수 있도록 충분한 길이를 갖고 있다. 따라서, 레인징 보호대역(1024)의 길이는 기지국(304)이 위치한 셀의 반경에 의해 부분적으로 결정되거나, 셀룰러 시스템의 최대 셀 반경에 의해 부분적으로 결정될 수 있다.The ranging guard band 1024 in the time slot TS4 'is preferably of sufficient length to allow ranging processing between the base station 304 and the user station M3. Thus, the length of the ranging guard band 1024 may be determined in part by the radius of the cell in which the base station 304 is located or in part by the maximum cell radius of the cellular system.

사용자국(M3)으로부터 레인징 메시지를 수신하고 사용자국(302)의 거리 및/또는 그에 대한 전송 지연 시간을 결정하는 데 응답하여, 기지국(304)은 다음 시간 프레임(1050)에 사용자국(M3)에 타이밍 조절 명령을 발하여 사용자국(M3)이 타이밍을 지정된 양만큼 앞당기거나 지연하도록 지시할 수 있다. 사용자국(M3)과의 통신이 이루어진 직후의 시간 프레임(1050) 동안, 타이밍 조절 명령은 레인징 처리시 기지국(304)에 의해 결정된 왕복 전송 시간과 동일하게 설정될 수 있다. 바람직하게는, 타이밍 조절 명령은 후속 시간 프레임(1050) 내의 사용자국(M3)에서 기지국(304)으로의 사용자 전송이 송수신 스위치 간격(1004)의 종료 직후에 기지국(304)에 의해 수신되어 기지국(304)에 송신 모드에서 수신 모드로 스위칭할 기회를 제공하는 반면, 기지국 메시지 간격(1003)에 전송된 기지국 대 사용자국 메시지를 방해하지 않도록 선택된다.In response to receiving the ranging message from the user station M3 and determining the distance of the user station 302 and / or the transmission delay time therefor, the base station 304 in response to the user station M3 in the next time frame 1050. ), A timing adjustment command can be issued to instruct the user station M3 to advance or delay the timing by a specified amount. During the time frame 1050 immediately after communication with the user station M3 is made, the timing adjustment command can be set equal to the round trip transmission time determined by the base station 304 in the ranging process. Preferably, the timing adjustment command is received by the base station 304 immediately after the end of the transmit / receive switch interval 1004 from the user station M3 in the subsequent time frame 1050 to the base station 304 so that the base station ( 304 is selected not to interfere with the base station to user station messages sent in the base station message interval 1003, while providing an opportunity to switch from the transmit mode to the receive mode.

기지국(304)은 예컨대, 시간 프레임마다 자주 연속 타이밍 조절 명령을 발하여 사용자국(302)에 그의 타이밍을 조절하도록 주기적으로 지시할 수 있다. 기지국(304)은 사용자국 대 기지국 메시지의 수신 시간을 측정하여 사용자국(302)의 거리를 모니터링할 수 있다. 그러나, 바람직하게도 기지국(304)은 공지된 프리앰블의 타이밍 및 메시지 구조로 인해 제어 펄스 프리앰블의 수신 시간을 이용하여 사용자국(302)의 범위를 모니터링하며 타이밍 조절 명령에 따라 기지국 대 사용자국 메시지 간격 동안 응답한다.The base station 304 may periodically instruct the user station 302 to adjust its timing, for example, by issuing a continuous timing adjustment command frequently, e.g., every time frame. The base station 304 may monitor the distance of the user station 302 by measuring the reception time of the user station to base station message. Preferably, however, the base station 304 monitors the range of the user station 302 using the reception time of the control pulse preamble due to the known preamble timing and message structure and during the base station to user station message interval according to the timing adjustment command. Answer.

레인징 메시지는 레인징을 위해 사용되는 것 외에도 기지국(304)과 사용자국(M3) 간의 핸드쉐이킹을 보조하기 위한 다른 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 레인징 메시지는 통신하려고 하는 사용자국(M3)의 사용자 식별자를 데이터로서 포함할 수 있다. 또한, 레인징 메시지는 후속 통신에서 기지국(304)과 특정 사용자국(M3)에 의해 사용될 바람직한 확산 스펙트럼 코드를 지시할 수도 있다.The ranging message may include other information for assisting handshaking between the base station 304 and the user station M3 in addition to being used for ranging. For example, the ranging message may include, as data, the user identifier of the user station M3 with which to communicate. The ranging message may also indicate the preferred spread spectrum code to be used by the base station 304 and the particular user station M3 in subsequent communications.

도 10E는 제3 사용자국(M3)에서 레인징 처리가 완료된 후의 후속 시간 프레임(1050)을 나타낸다. 도 10E에서, 제1 시간 슬롯(TS1')에서 발생하는 사용자국(M1, MN)과 기지국(304) 간의 처리도 10D에서와 동일하다. 또한, 제2 시간 슬롯(TS2)에서 발생하는 사용자국(M1, M2)과 기지국(304) 간의 처리도 도 10D에서와 동일하다. 그러나, 제2 시간 슬롯(TS2') 동안에는, 프리앰블 간격(1016)에 전송된 제어 펄스 프리앰블이 없는 대신, 제3 사용자국(M3)은 제2 시간 슬롯(TS2')의 프리앰블 간격(1016) 동안에 제어 펄스 프리앰블을 전송할 수 있다. 또한, 사용자국(M3)은 기지국(304)이 각각의 선행 시간 슬롯(TS2')의 프리앰블 간격(1016) 동안 제어 펄스 프리앰블을 전송하기 전에 선행 시간 프레임(1050) 내에 전송된 레인징 메시지를 수신 확인할 때까지 대기할 수도 있다.10E shows a subsequent time frame 1050 after the ranging process is completed at the third user station M3. In Fig. 10E, the processing between the user stations M1 and MN and the base station 304 occurring in the first time slot TS1 'is the same as in 10D. The processing between the user stations M1 and M2 and the base station 304 occurring in the second time slot TS2 is also the same as in FIG. 10D. However, during the second time slot TS2 ', instead of the control pulse preamble transmitted in the preamble interval 1016, the third user station M3 does not have a preamble interval 1016 of the second time slot TS2'. The control pulse preamble can be transmitted. In addition, the user station M3 receives the ranging message transmitted in the preceding time frame 1050 before the base station 304 transmits the control pulse preamble during the preamble interval 1016 of each preceding time slot TS2 '. You can also wait for confirmation.

기지국(304)은 전술한 바와 같이 전력 제어 및 다른 목적들을 포함하는 다양한 목적을 위해 제어 펄스 프리앰블을 사용할 수 있다. 도 10E의 제3 시간 슬롯(TS3')에서, 기지국(304)은 기지국 메시지 간격 동안 사용자국(M3)으로 수신 확인 신호를 전송하여 응답할 수 있다. 수신 확인 신호는 레인징 메시지의 일부로서 사용자국(M3)에 의해 전송된 사용자 식별자에 의해 결정된 확산 스펙트럼 코드를 사용하여 전송될 수 있다. 수신 확인 신호의 일부로서, 또는 그 외로, 기지국(304)은 바람직하게도 사용자국(M3)에 그의 타이밍을 지정된 양만큼 앞당기거나 지연시키도록 지시하는 타이밍 조절 명령을 전송한다.Base station 304 may use the control pulse preamble for various purposes, including power control and other purposes, as described above. In the third time slot TS3 ′ of FIG. 10E, the base station 304 may respond by transmitting an acknowledgment signal to the user station M3 during the base station message interval. The acknowledgment signal may be transmitted using a spread spectrum code determined by the user identifier transmitted by the user station M3 as part of the ranging message. As part of the acknowledgment signal or else, the base station 304 preferably sends a timing adjustment command to instruct the user station M3 to advance or delay its timing by a specified amount.

다음 시간 프레임(1050)에서, 시간 슬롯들(TS3', TS4')(제2 시간 슬롯(TS2')에서의 제어 펄스 프리앰블의 수신 외에 각 시간 프레임(1050)에)에 기지국(304)과 사용자국(M3) 간의 통신이 인터리브 방식으로 수행될 수 있다. 제2 시간 슬롯(TS2')의 각 프리앰블 간격(1016)에, 사용자국(M3)은 기지국(304)이 일정한 동작을 취하는 것을, 예컨대 전력 제어를 수행하거나, 사용자국(M3)에 동기화되거나, 또는 사용자국(M3)의 거리를 측정하는 것을 허용하는 제어 펄스 프리앰블을 전송한다. 그 다음, 기지국(304)은 제3 시간 슬롯(TS3')의 제1 부분 동안에 사용자국(M3)에 통신 신호를 전송하며, 사용자국(M3)은 다음 시간 슬롯(TS4')의 후반부 동안에 기지국(304)으로 향한 통신 신호로 응답한다. 기지국(304)으로부터의 각각의 통신시, 기지국(304)은 사용자국(M3)에 대한 타이밍 조절 명령을 갱신할 수 있다.In the next time frame 1050, use with the base station 304 in time slots TS3 ', TS4' (in each time frame 1050 in addition to receiving the control pulse preamble in the second time slot TS2 '). Communication between the stations M3 may be performed in an interleaved manner. In each preamble interval 1016 of the second time slot TS2 ', the user station M3 is responsible for the base station 304 taking a certain operation, e.g., performing power control, or synchronizing with the user station M3, Or transmit a control pulse preamble that allows measuring the distance of user station M3. The base station 304 then transmits a communication signal to the user station M3 during the first portion of the third time slot TS3 'and the user station M3 transmits the base station during the second half of the next time slot TS4'. Respond with a communication signal directed to 304. In each communication from the base station 304, the base station 304 may update the timing adjustment command for the user station M3.

사용자국(302)이 시간 슬롯(1051)에 통신을 종료하거나 새로운 기지국(304)에 접속되는 경우, 기지국(304)은 새롭게 개시된 시간 슬롯(1051) 동안, 시간 슬롯(1051)이 통신을 위해 자유롭다는 것을 나타내는 범용의 폴링 메시지의 전송을 시작할 수 있다. 이에 따라, 새로운 사용자국들(302)은 동일 기지국(304)과의 통신을 수행할 수 있다.When the user station 302 terminates communication in time slot 1051 or is connected to a new base station 304, base station 304 is free of time slot 1051 for communication during newly initiated time slot 1051. You can start sending a general purpose polling message that indicates it is good. Accordingly, new user stations 302 can communicate with the same base station 304.

도 11A-D를 참조하여 설명된 본 발명의 다른 실시예에서, 단일 주파수 대역 대신, 2개의 주파수의 대역이 통신용으로 사용된다.In another embodiment of the present invention described with reference to Figures 11A-D, instead of a single frequency band, bands of two frequencies are used for communication.

도 11A는 FDD/TDMA 시스템에 사용되는 소정의 포맷을 가진 타이밍 서브 엘리먼트들의 다이어그램이다. 도 11A에 도시된 3개의 타이밍 서브 엘리먼트들은 도 11B-D에 도시된 프레임 구조와 같은 FDD/TDMA 프레임 구조를 구성하는 데 사용될 수 있다. 도 11A-D에 따라 구성된 시스템들이 통신을 위해 확산 스펙트럼을 사용하는 것이 바람직하지만, 확산 스펙트럼이 요구되지 않는다. 그러나, 아래의 설명은 확산 스펙트럼 기술을 사용한다. 본 실시예에서, 달리 지정되지 않는 경우에는, 선택된 칩핑 속도가 응용에 의존하지만 2.8 MHz의 칩핑 속도가 선호된다.11A is a diagram of timing subelements with a predetermined format used in an FDD / TDMA system. The three timing subelements shown in FIG. 11A can be used to construct an FDD / TDMA frame structure, such as the frame structure shown in FIGS. 11B-D. It is preferred that systems configured according to FIGS. 11A-D use spread spectrum for communication, but no spread spectrum is required. However, the description below uses spread spectrum techniques. In the present embodiment, unless otherwise specified, the chipping rate of 2.8 MHz is preferred although the chipping rate selected is application dependent.

도 11A에는 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101), 사용자국 데이타 링크 타이밍 서브 엘리먼트(1110), 및 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)가 도시되어 있다. 이러한 서브 엘리먼트들(1101, 1110, 1121) 각각에 있어서, 아래에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 타이밍은 사용자국(302)의 범위가 0인 상태에서 기지국의 사시도로부터 도시된다.11A shows a base station timing sub element 1101, a user station data link timing sub element 1110, and a ranging timing sub element 1121. For each of these sub-elements 1101, 1110, 1121, as described in more detail below, timing is shown from a perspective view of the base station with the range of user station 302 being zero.

기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101)는 지지국 프리앰블 간격(1102), 기지국 메시지 간격(1103), 3개의 프리앰블 버스트 간격(1104, 1105, 1106)(이들은 집합적으로 123 프리앰블 버스트 간격(1109)로 참조됨), 기지국 충전 코드 간격(1107), 및 송수신 스위치 간격(1108)을 포함한다. 기지국 프리앰블 간격(1102)은 56 칩의 길이를 가질 수 있다. 기지국 메시지 간격(1103)은 205 비트의 길이, 또는 도 10A-E를 참조하여 전술한 바와 같이 32진 코딩을 이용하여 1312 칩의 길이를 가질 수 있다. 기지국 메시지 간격(1103)은 총 205 비트를 위해 총 최대 41개의 5 비트 데이타열을 포함하며, 따라서 기지국 메시지 간격(1103) 내의 전송은 총 1312개의 칩을 위해, 32개의 확산 스펙트럼 코드 세트로부터 각각 선택된 일련의 최대 41개의 확산 스펙트럼 코드를 포함할 수 있다.Base station timing sub-element 1101 includes a supporting station preamble interval 1102, base station message interval 1103, three preamble burst intervals 1104, 1105, and 1106 (these are collectively referred to as 123 preamble burst intervals 1109). , Base station charging code interval 1107, and transmit / receive switch interval 1108. The base station preamble interval 1102 may have a length of 56 chips. The base station message interval 1103 may have a length of 205 bits, or 1312 chips using 32 binary coding, as described above with reference to FIGS. 10A-E. Base station message interval 1103 includes a total of up to 41 5-bit data sequences for a total of 205 bits, so that transmissions within base station message interval 1103 are each selected from 32 spread spectrum code sets, for a total of 1312 chips. A series of up to 41 spread spectrum codes can be included.

도 11A-E의 본 발명의 바람직한 시스템은 32진 확산 스펙트럼 코딩 기술을 이용하여 설명되었지만, 특정 시스템 요건에 따라서는 다른 M진 코딩 기술(4진, 16진 등)을 포함한 다른 확산 스펙트럼 기술도 사용될 수 있다.Although the preferred system of the present invention of Figures 11A-E has been described using 32 binary spread spectrum coding techniques, other spread spectrum techniques including other M binary coding techniques (quad, hexadecimal, etc.) may also be used, depending on the particular system requirements. Can be.

3개의 프리앰블 버스트 간격(1104, 1105, 1106)은 각각 56 칩의 길이인 것이 바람직하며, 따라서 123 프리앰블 버스트 간격(1109)은 168 칩의 길이인 것이 바람직하다. 송수신 스위치 간격(1108)은 송신 모드에서 수신 모드로의 기지국(304)의 스위칭을 가능하게 하기에 충분한 시간 길이로 선택되는 것이 바람직하며, 예컨대 32 칩 또는 11.43 ms의 길이일 수 있다. 송수신 스위치 간격(1108) 및 기지국 충전 코드 간격(1107)은 바람직한 실시예에서 집합적으로 189 칩의 길이를 포함한다.The three preamble burst intervals 1104, 1105 and 1106 are each preferably 56 chips long, so the 123 preamble burst intervals 1109 are preferably 168 chips long. The transmit / receive switch interval 1108 is preferably selected with a length of time sufficient to enable switching of the base station 304 from transmit mode to receive mode, for example 32 chips or a length of 11.43 ms. The transmit / receive switch interval 1108 and the base station charging code interval 1107 collectively comprise 189 chips in length in the preferred embodiment.

따라서, 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101)의 총 길이는 아래에 설명되는 바와 같이 사용자국 데이타 링크-타이밍 서브-엘리먼트(1110) 및 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)의 길이와 일치하는 1750 칩(2.8 MHz의 칩핑 속도로 가정된 경우)이 바람직하다. 도 11A-D의 실시예에서, 기지국(304)이 하나의 주파수 대역으로 통신하고 사용자국(302)이 다른 주파수 대역으로 통신하는 도 11A-D에 도시된 이중 주파수 대역 시스템에서 동기성을 유지하기 위하여 사용자국 타이밍 서브 엘리먼트들(1110, 1121)과 동일한 길이를 가진 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101)를 구비하는 것이 바람직하다.Thus, the total length of the base station timing sub element 1101 is 1750 chips (2.8 MHz) that matches the length of the user station data link-timing sub-element 1110 and the ranging timing sub element 1121 as described below. Is assumed to be the chipping rate. In the embodiment of Figs. 11A-D, maintaining synchronization in the dual frequency band system shown in Figs. 11A-D, where the base station 304 communicates in one frequency band and the user station 302 communicates in another frequency band. It is preferred to have a base station timing subelement 1101 with the same length as the user station timing subelements 1110 and 1121.

사용자국 데이타 링크 타이밍 서브 엘리먼트(1110) 및 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)는 각각 일반적으로 둘 이상의 사용자국(302)에 의한 전송을 제공한다. 아래에 설명되는 바와 같이, 타이밍 서브 엘리먼트들(1110, 1121)은 제1 사용자국(302)에 의해 타이밍 서브 엘리먼트(1110 또는 1121)의 제1 부분에 데이타 메시지 또는 레인징 메시지의 전송, 및 제2 사용자국(302)에 의해 타이밍 서브 엘리먼트(1110 또는 11210의 후반부에 제어 펄스 프리앰블의 전송을 제공한다. 아래에 설명되는 바와 같이, 제어 펄스 프리앰블은 일반적으로 기지국(304)이 제2 사용자국(302)에 관하여 일정한 기능들(예컨대, 전력 제어)을 수행하도록 한다.The user station data link timing subelement 1110 and the ranging timing subelement 1121 each provide for transmission by more than one user station 302 in general. As described below, the timing subelements 1110, 1121 are used by the first user station 302 to transmit a data message or ranging message to the first portion of the timing subelement 1110 or 1121, and the first sub-element 1110 or 1121. 2 provides transmission of the control pulse preamble to the second half of the timing sub-element 1110 or 11210 by user station 302. As described below, the control pulse preamble is generally used by the base station 304 by the second user station ( 302 to perform certain functions (eg, power control).

사용자국 데이타 링크 타이밍 서브 엘리먼트(1110)는 데이타 링크 프리앰블 간격(1112), 사용자국 메시지 간격(1113), 보호대역(1114), 송수신 스위치 간격(1115), 제2 프리앰블 간격(1116), 안테나 조정 간격(1117), 제2 보호대역(1118), 및 제2 송수신 스위치 간격(1119)을 포함한다. 프리앰블 간격들(1112, 1116)은 각각 56 칩의 길이일 수 있다. 사용자국 메시지 간격(1113)은 전술한 32진 확산 스펙트럼 코딩 기술을 이용하여 205 비트 또는 1312 칩의 길이일 수 있다. 보호대역들(1114, 1118)의 길이는 경우에 따라 각각 송신/수신 모드간, 또는 수신/송신 모드간의 적절한 스위칭을 허용하기에 충분한 기간일 수 있다. 안테나 조정 간격(1117)은 특정 안테나 빔을 선택하거나, 기지국(302)에서 지향성 안테나의 각도에 대한 미소 조정을 허용하거나, 또는 기지국(302)이 하나 이상의 안테나를 구비한 경우 하나 이상의 안테나의 선택을 허용하기 위해 데이타 심볼의 전송을 허용하는 충분한 기간일 수 있다.User station data link timing sub-element 1110 includes data link preamble interval 1112, user station message interval 1113, guard band 1114, transmit / receive switch interval 1115, second preamble interval 1116, antenna adjustment An interval 1117, a second guard band 1118, and a second transmit / receive switch interval 1119. The preamble intervals 1112 and 1116 may each be 56 chips long. The user station message interval 1113 may be 205 bits or 1312 chips long using the 32-bit spread spectrum coding technique described above. The length of guard bands 1114 and 1118 may be a period sufficient to allow appropriate switching between transmit / receive modes or between receive / transmit modes, respectively, as the case may be. Antenna coordination interval 1117 selects a particular antenna beam, permits minor coordination with respect to the angle of the directional antenna at base station 302, or selection of one or more antennas when base station 302 is equipped with one or more antennas. There may be a sufficient period of time to allow the transmission of data symbols to permit.

레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)는 레인징 프리앰블 간격(1122), 사용자국 레인징 메시지 간격(1123), 레인징 보호대역(1124), 송수신 스위치 간격(1125), 제2 프리앰블 간격(1126), 안테나 조정 간격(1127), 제2 보호대역(1128), 및 제2 송수신 스위치 간격(1129)을 포함한다. 프리앰블 간격들(1122, 1126)은 각각 56칩의 길이일 수 있다. 사용자국 레인징 메시지 간격(1123)은 전술한 32진 확산 스펙트럼 코딩 기술을 이용하여 150 비트 또는 960 칩의 길이일 수 있다. 레인징 보호대역(1124)의 길이는 예컨대, 셀 반경에 따라 가변적이나, 간섭 없이 레인징 메시지의 수신을 허용할 정도로 충분해야 한다. 다른 보호대역(1128)도 간섭 없이 적절한 정보의 수신을 허용하기에 충분한 길이이어야 한다. 송수신 스위치 간격들(1125, 1129)은 경우에 따라 각각 송신/수신 모드들간, 또는 수신/송신 모드들간의 적절한 스위칭을 허용하기에 충분한 기간일 수 있다. 안테나 조정 간격(1127)은 특정 안테나 빔을 선택하거나, 기지국(302)에서 지향성 안테나의 각도에 대한 미소 조정을 허용하거나, 또는 기지국(302)이 하나 이상의 안테나를 구비한 경우 하나 이상의 안테나의 선택을 허용하기 위해 데이타 심볼의 전송을 허용하는 충분한 기간일 수 있다.The ranging timing sub element 1121 includes a ranging preamble interval 1122, a user station ranging message interval 1123, a ranging guard band 1124, a transmit / receive switch interval 1125, a second preamble interval 1126, An antenna adjustment interval 1127, a second guard band 1128, and a second transmit / receive switch interval 1129. The preamble intervals 1122 and 1126 may each be 56 chips long. The user station ranging message interval 1123 may be 150 bits or 960 chips long using the 32-bit spread spectrum coding technique described above. The length of the ranging guardband 1124 is, for example, variable depending on the cell radius, but should be sufficient to allow reception of the ranging message without interference. The other guard band 1128 should also be long enough to allow the receipt of appropriate information without interference. The transmit / receive switch intervals 1125 and 1129 may optionally be periods sufficient to allow proper switching between transmit / receive modes or between receive / transmit modes, respectively. Antenna coordination interval 1127 selects a particular antenna beam, permits minor coordination with respect to the angle of the directional antenna at base station 302, or selection of one or more antennas when base station 302 is equipped with one or more antennas. There may be a sufficient period of time to allow the transmission of data symbols to permit.

사용자국 데이타 링크 타이밍 서브 엘리먼트(1110) 및 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)의 각각의 총 길이는 1750 칩 또는 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101)와 동일한 길이일 수 있다. 이러한 특정 예시값들은 2.8 MHz의 칩핑 속도를 가정한 것이다.The total length of each of the user station data link timing subelements 1110 and ranging timing subelements 1121 may be the same length as the 1750 chip or base station timing subelements 1101. These specific examples assume a chipping rate of 2.8 MHz.

도 11B는 도 11A에 도시된 타이밍 서브 엘리먼트들을 사용하는 일정 또는 제로 오프셋 FDD/TDMA 프레임 구조에 대한 타이밍도이다. 도 11B-E의 프레임 구조는 기지국(304)의 사시도로부터 도시된다.FIG. 11B is a timing diagram for a constant or zero offset FDD / TDMA frame structure using the timing subelements shown in FIG. 11A. The frame structure of FIGS. 11B-E is shown from a perspective view of base station 304.

도 11B는 시분할 다중 접속의 특징들 외에 통신을 위해 2개의 주파수 대역을 사용하는 시스템에서의 프레임 구조이다. 기지국 주파수 대역으로 참조되는 제1 주파수 대역(1170)은 주로 기지국(304)에서 사용자국들(302)로의 통신을 위해 사용된다. 사용자국 주파수 대역으로 참조되는 제2 주파수 대역(1171)은 주로 사용자국들(302)에서 기지국(304)으로의 통신을 위해 사용된다. 2개의 주파수 대역(1170, 1171)은 80 MHz만큼 분리된 것이 바람직하다. 80 MHz의 주파수 분리는 공동 채널 간섭을 최소화하는 데 도움이 되며, 역경로 통신 신호로부터 잠재적 간섭 신호들을 제거하기 위한 수신기 내의 필터의 더욱 간단한 구조를 가능하게 한다.11B is a frame structure in a system using two frequency bands for communication in addition to the features of time division multiple access. The first frequency band 1170, referred to as the base station frequency band, is primarily used for communication from the base station 304 to the user stations 302. The second frequency band 1171, referred to as the user station frequency band, is mainly used for communication from the user stations 302 to the base station 304. The two frequency bands 1170 and 1171 are preferably separated by 80 MHz. The frequency separation of 80 MHz helps to minimize co-channel interference and allows a simpler structure of the filter in the receiver to remove potential interference signals from the reverse path communication signal.

도 11B의 프레임 구조에서, 시간 프레임(1140)은 복수의 시간 슬롯(1141)을 포함한다. 편의를 위해, 시간 슬롯들은 TS1", TS2", TS3" 등과 같이 순차적으로 지정된다. 각 시간 슬롯(1141)은 기지국 주파수 대역(1170) 상의 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101), 및 사용자국 주파수 대역(1171) 상의 사용자국 데이타 링크 타이밍 서브 엘리먼트 또는 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)를 포함한다. 타임 슬롯들(1141)은 기지국(304)의 사시도로부터 도시되어, 기지국 타이밍 서브 엘리먼트들(1101) 및 사용자국 타이밍 서브 엘리먼트들(1110, 1121)은 도 11B에 일렬로 나타난다. 도 11B의 프레임 구조가 사용자국 주파수 대역(1171) 상의 레인징 타이밍 서브 엘리먼트들(1121)을 지원하지만, 도 11B에서 사용자국(302)에서 기지국(304)으로의 통신은 통상 사용자 데이타 링크 서브 엘리먼트들(1110)을 사용하여 이루어진다는 것을 고려해야 한다.In the frame structure of FIG. 11B, time frame 1140 includes a plurality of time slots 1141. For convenience, time slots are designated sequentially, such as TS1 ", TS2", TS3 ", etc. Each time slot 1141 is assigned a base station timing sub element 1101 on base station frequency band 1170, and a user station frequency band ( User station data link timing sub-element or ranging timing sub-element 1121 on 1171. Time slots 1141 are shown from a perspective view of base station 304, for use with base station timing sub-elements 1101. The local timing subelements 1110 and 1121 appear in line in Fig. 11B The frame structure of Fig. 11B supports ranging timing subelements 1121 on user station frequency band 1171, but the user station in Fig. 11B. It should be considered that communication from 302 to base station 304 is typically made using user data link subelements 1110.

동작에 있어서, 기지국(304)은 기지국(304)이 통신을 구축한 사용자국(302)에 각 시간 슬롯(1141)의 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(1101)의 일부로서 연속적으로 전송한다. 보다 상세하게는, 기지국(304)은 프리앰블 간격(1102) 동안에 프리앰블을 전송하고 기지국 메시지 간격(1103) 동안에 기지국 대 사용자 메시지를 전송한다. 기지국 메시지 간격(1103) 후, 기지국(304)은 123 프리앰블 버스트 간격(1109) 내에 3개의 짧은 프리앰블 버스트를 다른 사용자국(302)으로 전송한다. 도 11B의 예시적인 시스템에서, 123 프리앰블 버스트 간격(1109) 내의 3개의 프리앰블 버스트는 기지국(304)으로부터 2개 시간 슬롯(1141) 후에 주 데이타 메시지를 전송받는 사용자국(302)으로 전송된다.In operation, the base station 304 continuously transmits as part of the base station timing subelements 1101 of each time slot 1141 to the user station 302 to which the base station 304 has established communication. More specifically, base station 304 transmits a preamble during preamble interval 1102 and a base station to user message during base station message interval 1103. After base station message interval 1103, base station 304 sends three short preamble bursts to another user station 302 within a 123 preamble burst interval 1109. In the example system of FIG. 11B, three preamble bursts within the 123 preamble burst interval 1109 are sent from the base station 304 to the user station 302 receiving the main data message after two time slots 1141.

123 프리앰블 버스트 간격(1109)에 전송된 3개의 짧은 프리앰블 버스트는 순방향 링크 다이버시티 감지 및 순방향 링크 전력 제어를 위해 사용될 수 있다. 3개의 프리앰블 버스트 각각은 수신하는 사용자국(302)이 후속 시간 슬롯(1141) 내의 도달 순방향 링크 데이타 메시지에 대한 다이버시티 선택을 할 기회를 제공하기 위해 다른 안테나를 통해 전송될 수 있다.Three short preamble bursts transmitted in the 123 preamble burst interval 1109 may be used for forward link diversity detection and forward link power control. Each of the three preamble bursts may be transmitted over another antenna to provide the receiving user station 302 with the opportunity to make diversity selections for the arriving forward link data message in the subsequent time slot 1141.

기지국 충전 코드 간격(1107)이 123 프리앰블 버스트 간격(1109)에 이어지는데, 이 간격 동안 기지국(304)은 충전 코드를 전송한다. 송수신 스위치 간격(1104)이 기지국 충전 코드 간격(1107)에 이어지며, 이 간격 동안 기지국(304)은 송신 모드에서 수신 모드로 바꿀 수 있다. 그러나, 기지국(304)이 독립적인 송수신 하드웨어를 구비하고 있는 경우, 기지국은 모드를 바꿀 필요가 없으며 그 대신 송수신 스위치 간격(1104) 동안 충전 코드를 계속 전송할 수 있다.Base station charging code interval 1107 is followed by 123 preamble burst interval 1109, during which base station 304 transmits a charging code. The transmit / receive switch interval 1104 is followed by the base station charging code interval 1107, during which the base station 304 may change from transmit mode to receive mode. However, if the base station 304 is equipped with independent transmit and receive hardware, the base station does not need to change modes and instead can continue to transmit the charging code during the transmit and receive switch interval 1104.

이제, 도 11B의 예에 도시된 특수 통신 교환이 더 상세히 설명된다. 제1 시간 슬롯(TS1")에 기지국 주파수 대역(1170)에서, 기지국은 기지국 메시지 간격(1103) 내에 기지국 대 사용자국 메시지를 제1 사용자국(M1)으로 전송한다. 그 다음, 기지국(304)은 123 프리앰블 버스트 간격(1109) 동안에 123 프리앰블 버스트를 다른 사용자국(M3)으로 전송한다. 기지국 전송과 동시에, 기지국(304)은 사용자국 주파수 대역(1171)에서 기지국(304)이 통신하는 최종 사용자국(MN)으로부터 데이타 링크 프리앰블 간격(1112) 동안 프리앰블을, 사용자국 메시지 간격(1113) 동안 사용자국 대 기지국 메시지를 수신한다. 제1 시간 슬롯(TS1")의 제어 펄스 프리앰블 간격(1116) 동안, 사용자국 주파수 대역(1171)에서, 기지국(304)은 기지국(304)이 다음 시간 슬롯(TS2")에 전송할 대상인 사용자국(M2)으로부터 제어 펄스 프리앰블을 수신한다.The special communication exchange shown in the example of FIG. 11B is now described in more detail. In the base station frequency band 1170 in the first time slot TS1 ", the base station transmits a base station to user station message to the first user station M1 within the base station message interval 1103. Then, the base station 304 Transmits the 123 preamble burst to another user station M3 during the 123 preamble burst interval 1109. Simultaneously with the base station transmission, the base station 304 communicates with the base station 304 in the user station frequency band 1171 for the final use. A preamble is received from the MN during the data link preamble interval 1112 and a user station to base station message during the user station message interval 1113. During the control pulse preamble interval 1116 of the first time slot TS1 ". In the user station frequency band 1171, the base station 304 receives the control pulse preamble from the user station M2 to which the base station 304 transmits to the next time slot TS2 ″.

제어 펄스 프리앰블 간격(1116) 동안 전송된 제어 펄스 프리앰블의 기능은 도 10A-E의 제어 펄스 프리앰블에 관하여 앞서 설명된 것과 유사하다(예컨대, 전력 제어, 안테나 조정 등). 기지국(304)이 필요한 경우 제어 펄스 프리앰블의 수신으로부터 얻은 정보를 기초로 제2 사용자국(M2)을 향하도록 송신 안테나를 조정할 기회를 갖는 안테나 조정 간격(1117)이 프리앰블 간격(1116)에 이어진다. 기지국(304)으로의 제어 펄스 프리앰블의 전송 시간을 담당하는 다른 보호대역(1118)이 안테나 조정 간격(1117)에 이어진다. 프리앰블 간격 뒤에는, 기지국(304)이 수신 모드에서 송신 모드로 전환할 기회를 제공하고 제2 사용자국(M2)이 송신 모드에서 수신 모드로 전환할 기회를 제공하는 다른 송수신 스위칭 간격(1119)이 존재한다.The function of the control pulse preamble transmitted during the control pulse preamble interval 1116 is similar to that described above with respect to the control pulse preamble of FIGS. 10A-E (eg, power control, antenna adjustment, etc.). The antenna adjustment interval 1117 is followed by the preamble interval 1116 with the opportunity for the base station 304 to adjust the transmit antenna to face the second user station M2 based on the information obtained from the reception of the control pulse preamble if necessary. Another guard band 1118, which is responsible for the transmission time of the control pulse preamble to the base station 304, is followed by the antenna adjustment interval 1117. After the preamble interval, there is another transmit / receive switching interval 1119, which gives the base station 304 an opportunity to switch from the receive mode to the transmit mode and the second user station M2 provides an opportunity to switch from the transmit mode to the receive mode. do.

제1 시간 슬롯(TS1") 후 다음 시간 슬롯(TS2")에 기지국 주파수 대역(1170)을 사용하여, 기지국 프리앰블 간격(1102) 동안에 프리앰블이, 기지국 메시지 간격(1103) 동안에 기지국 대 사용자국 메시지가 제2 사용자국(M2)으로 전송된다. 이에 따라, 기지국(304)은 사용자국(M2)에 의해 전송된 제어 펄스 프리앰블에 빠르게 응답한다. 그러나, 도 11B의 예시적인 시간 프레임(1140)에 기지국(304)이 제4 시간 슬롯(TS4") 동안 기지국 주파수 대역(1170)에서 어느 사용자국(302)과도 통신을 구축하지 못한 것으로 가정한다. 따라서, 기지국 메시지 간격(1103)에 이은 123 프리앰블 버스트 간격(1109) 내에 기지국(304)은 사용자국(302)으로 123 프리앰블 버스트를 전송하지 못한다.Using the base station frequency band 1170 in the next time slot TS2 "after the first time slot TS1", the preamble during the base station preamble interval 1102 and the base station to user station message during the base station message interval 1103 are received. It is sent to the second user station M2. Accordingly, the base station 304 responds quickly to the control pulse preamble sent by the user station M2. However, assume that in the example time frame 1140 of FIG. 11B the base station 304 did not establish communication with any user station 302 in the base station frequency band 1170 during the fourth time slot TS4 ″. Thus, within the 123 preamble burst interval 1109 following the base station message interval 1103, the base station 304 may not transmit a 123 preamble burst to the user station 302.

제2 시간 슬롯(TS2") 내의 기지국 전송과 동시에, 기지국(304)은 기지국(304)이 제1 시간 슬롯(TS1")에 통신하는 사용자국(M1)으로부터 사용자국 주파수 대역(1171)에서 데이타 링크 프리앰블 간격(1112) 동안 프리앰블을, 사용자국 메시지 간격(1113) 동안 사용자국 대 기지국 메시지를 수신한다. 제1 시간 슬롯(TS1")과 유사하게, 제2 시간 슬롯(TS2")의 제어 펄스 프리앰블 간격(1116) 동안 사용자국 주파수 대역(1171)에서, 기지국(304)은 기지국(304)이 다음 시간 슬롯(TS3")에 전송할 대상인 사용자국(M3)으로부터 제어 펄스 프리앰블을 수신한다.Simultaneously with the base station transmission in the second time slot TS2 ", the base station 304 transmits data in the user station frequency band 1171 from the user station M1 to which the base station 304 communicates in the first time slot TS1". Receive the preamble during the link preamble interval 1112 and the user station to base station message during the user station message interval 1113. Similar to the first time slot TS1 ″, in the user station frequency band 1171 during the control pulse preamble interval 1116 of the second time slot TS2 ″, the base station 304 causes the base station 304 to next time. The control pulse preamble is received from the user station M3 as a target to be transmitted to the slot TS3 ".

제3 시간 슬롯(TS3")에서, 기지국(304)은 기지국 주파수 대역(1170)을 사용하여 기지국 프리앰블 간격(1102) 동안 프리앰블을, 기지국 메시지 간격(1103) 동안 기지국 대 사용자국 메시지를 제3 사용자국(M3)으로 전송한다. 기지국(304)이 2개의 시간 슬롯(1141) 후에 통신하려고 하는 다른 사용자국(M5)으로 3개의 짧은 프리앰블 버스트(즉, 123 프리앰블 버스트)를 전송하는 123 프리앰블 버스트 간격(1109)이 기지국 메시지 간격(1103)에 이어진다.In a third time slot TS3 ", the base station 304 uses the preamble during the base station preamble interval 1102 and the base station to user station message during the base station message interval 1103 using the base station frequency band 1170. 123 preamble burst intervals where base station 304 transmits three short preamble bursts (i.e., 123 preamble bursts) to another user station M5 to communicate after two time slots 1141. 1109 follows the base station message interval 1103.

기지국 전송과 동시에, 기지국은 기지국(304)이 선행 시간 슬롯(TS2")에 통신한 사용자국(M2)으로부터 사용자국 주파수 대역(1171)에서 데이타 링크 프리앰블 간격(1112) 동안 프리앰블을, 사용자국 메시지 간격(1113) 동안 사용자국 대 기지국 메시지를 수신한다. 기지국(304)은 기지국 주파수 대역(1170)에서 제4 시간 슬롯(TS4") 동안 어느 사용자국(302)과도 통신을 구축하고 있지 않기 때문에, 기지국(304)은 사용자국 주파수 대역(1171)에서 제3 시간 슬롯(TS3")의 제어 펄스 프리앰블 간격(1116) 동안 제어 펄스 프리앰블을 수신하지 못한다.Simultaneously with base station transmission, the base station transmits the preamble during the data link preamble interval 1112 in the user station frequency band 1171 from the user station M2 with which the base station 304 communicated in a preceding time slot TS2 " Receives a user station to base station message during the interval 1113. Since the base station 304 is not establishing communication with any user station 302 in the base station frequency band 1170 during the fourth time slot TS4 " The base station 304 does not receive the control pulse preamble during the control pulse preamble interval 1116 of the third time slot TS3 ″ in the user station frequency band 1171.

제4 시간 슬롯(TS4")과 후속 시간 슬롯들(1141)에도 유사한 교환이 이루어진다. 특정 사용자국 대 기지국 메시지, 기지국 대 사용자국 메시지들, 및 프리앰블들 또는 제어 펄스 프리앰블들이 전송되는지의 여부는 기지국(304)이 특정 시간에 그러한 교환을 요구하는 사용자국(302)과 통신하고 있는지의 여부에 달려 있다.Similar exchanges are made to the fourth time slot TS4 " and subsequent time slots 1141. The specific user station to base station message, base station to user station messages, and whether preambles or control pulse preambles are transmitted is determined by the base station. It depends on whether or not 304 is communicating with the user station 302 requesting such an exchange at a particular time.

따라서, 일반적으로, 단일 시간 슬롯(1141) 동안에 통신하는 사용자국(302)과 기지국(304)간의 통신을 지원하기 위하여, 특정 사용자국(302)과 기지국(304)간에는 각 시간 프레임(1140)에 4개의 메시지가 교환된다. 기지국(304)은 먼저 기지국(304)이 그 이전에 사용자국(302)으로 전송하려고 하는 시간 슬롯(1141)의 123 프리앰블 간격(1109) 내에 123 프리앰블을 전송한다. 다음 시간 슬롯(1141)에 다른 주파수 대역에서, 사용자국(302)은 제어 펄스 프리앰블 간격(1116) 동안 기지국(304)에서 수신된 제어 펄스 프리앰블을 전송함으로써 응답한다. 다음 시간 슬롯(1141)에서, 전력 조정 및/또는 타이밍 조정에 관한 결정을 한 후, 기지국(304)은 기지국 주파수 대역(1170)에서 기지국 메시지 간격(1103) 동안 기지국 대 사용자국 메시지를 사용자국(304)으로 전송한다. 다음 시간 슬롯(1141)에서, 전력 및/또는 타이밍을 조정한 후, 사용자국(304)은 사용자국 메시지 간격(1113) 동안 기지국(304)에서 수신된 사용자국 대 기지국 메시지로 응답한다.Thus, in general, in order to support communication between the user station 302 and the base station 304 communicating during a single time slot 1141, each time frame 1140 between a particular user station 302 and the base station 304 is not present. Four messages are exchanged. Base station 304 first transmits a 123 preamble within 123 preamble interval 1109 of time slot 1141 to which base station 304 attempts to transmit to user station 302 earlier. In another frequency band in the next time slot 1141, the user station 302 responds by transmitting a control pulse preamble received at the base station 304 during the control pulse preamble interval 1116. In the next time slot 1141, after making a decision regarding power coordination and / or timing coordination, base station 304 transmits a base station to user station message during base station message interval 1103 in base station frequency band 1170. 304). In the next time slot 1141, after adjusting the power and / or timing, the user station 304 responds with a user station to base station message received at the base station 304 during the user station message interval 1113.

전술한 바와 같이, 도 11B의 예시적인 시간 프레임(1140)에 기지국(304)은 기지국 주파수 대역(1170)에서 제4 시간 슬롯(TS4") 동안 어느 사용자국(302)과도 통신을 구축하고 있지 않은 것으로 가정된다. 기지국(304)은 시간 슬롯(TS4")과 같은 특정 시간 슬롯(1141)이 예컨대 시간 슬롯(TS4")의 기지국 메시지 간격(1103) 동안 범용의 폴링 메시지를 전송함으로써 통신에 이용될 수 있다는 것을 나타낼 수 있다.As noted above, in the exemplary time frame 1140 of FIG. 11B the base station 304 is not establishing communication with any user station 302 during the fourth time slot TS4 ″ in the base station frequency band 1170. The base station 304 may be used for communication by sending a general purpose polling message such that a particular time slot 1141, such as time slot TS4 ", transmits a general purpose polling message during base station message interval 1103 of time slot TS4". Can indicate that it can.

사용자국(302)이 기지국(304)과의 통신을 구축하기를 원하는 경우(제4 시간 슬롯(TS4")에서와 같이), 제4 시간 슬롯(TS4")의 기지국 메시지 간격(1103) 동안 범용의 폴링 메시지를 전송하는 기지국(304)에 응답하여, 새로운 사용자국(302)은 다음 시간 슬롯(TS5")(도시되지 않음)의 사용자국 메시지 간격(1113) 동안 범용 폴링 응답 메시지를 전송할 수 있다. 새로운 사용자국(302)이 범용 폴링 응답 메시지로 응답할 때, 기지국(304)은 사용자국(302)의 범위를 결정하여 사용자국(302)에 의한 후속 전송을 위해 요구되는 타이밍 조절을 결정할 수 있다. 이후, 기지국(304)은 각 사용자 타이밍 간격의 개시시에 사용자국 대 기지국 전송의 수신을 유지하기 위하여 주기적인 타이밍 조절 명령을 발할 수 있다. 기지국(304)은 사용자국(302)으로부터 제어 펄스 프리앰블 또는 사용자국 대 기지국 메시지를 수신하는 시간을 감시함으로써 사용자국(302)의 거리를 모니터링할 수 있다.If the user station 302 wants to establish communication with the base station 304 (as in the fourth time slot TS4 "), the general purpose during the base station message interval 1103 of the fourth time slot TS4" In response to the base station 304 sending a polling message of the new user station 302 may transmit a universal polling response message during the user station message interval 1113 of the next time slot TS5 "(not shown). When the new user station 302 responds with a universal polling response message, the base station 304 can determine the range of the user station 302 to determine the timing adjustment required for subsequent transmission by the user station 302. Thereafter, the base station 304 may issue a periodic timing adjustment command to maintain reception of the user station-to-base station transmission at the beginning of each user timing interval. Pulse preamble or user station It may monitor the distance of the user station 302 by monitoring the time of receiving the base station message.

효율성을 위해, 보호시간들(1114, 1118)은 최소로 유지하는 것이 바람직하다. 보호시간들(1114, 1118)이 짧으면 짧을수록, 사용자국들(302)은 도 11B의 프레임 구조에 의해 더 지원받을 수 있다. 따라서, 대개 보호시간들(1114, 1118)은 완전한 레인징 처리가 이루어질 만큼 충분한 기간이 되지 않는다. 특히, 레인징 처리는 통신을 구축하려고 하는 사용자국(302)의 송신과, 바로 다음 시간 슬롯(1141)에 기지국(304)과 이미 통신중인 사용자국(302)의 제어 펄스 프리앰블 간의 교란을 유발할 수 있다. 보호시간들이 레인징 처리를 허용하기 위하여 연장되는 경우, 특히 대형 셀 환경에서는 사용자국(302)이 거의 지원될 수 없게 된다. 레인징 처리의 유연성과 함께 대형 셀 환경에서 개선된 효율을 가진 다른 구조가 도 11C 및 11D에 도시되어 있으며 아래에 더 상세히 설명된다.For efficiency, it is desirable to keep guard times 1114 and 1118 to a minimum. The shorter the guard times 1114 and 1118 are, the more user stations 302 can be supported by the frame structure of FIG. 11B. Thus, guard times 1114 and 1118 are usually not long enough for complete ranging processing. In particular, ranging processing may cause disturbances between the transmission of the user station 302 attempting to establish communication and the control pulse preamble of the user station 302 already communicating with the base station 304 in the next time slot 1141. have. If the guard times are extended to allow ranging processing, the user station 302 can hardly be supported, especially in large cell environments. Other structures with improved efficiency in large cell environments with the flexibility of ranging processing are shown in FIGS. 11C and 11D and described in more detail below.

초기 통신 구축시에 바람직하게 적절한 타이밍이 설정되며, 제1 사용자국(M1)과 같은 사용자국들로부터의 송신이 본 명세서에 설명된 타이밍 조절 명령들과 유사한 기지국(304)으로부터의 타이밍 조절 명령들에 의해 기지국(304)에서 볼 때 시간 정렬 상태로 유지될 수 있다. 사용자국(302)과 기지국(304)은 다른 주파수 대역에서 전송하므로 기지국 대 사용자국 메시지와 사용자국 대 기지국 메시지 간의 간섭을 방지할 수 있기 때문에 각 시간 슬롯(1141)에는 완전 왕복 보호시간이 포함될 필요가 없다.Appropriate timing is preferably set at initial communication establishment, and timing adjustment commands from base station 304 where transmissions from user stations such as first user station M1 are similar to the timing adjustment commands described herein. May be maintained in time alignment when viewed at the base station 304. Since user station 302 and base station 304 transmit on different frequency bands, interference between base station-to-user station messages and user-to-base station messages can be avoided, so each time slot 1141 needs to include a full round trip protection time. There is no.

도 11A-B의 프레임 구조의 도면은 사용자국(302)이 기지국으로부터 0의 거리에 있고, 따라서 사용자국 대 기지국 메시지가 프리앰블 간격(1112 또는 1122) 직후에 나타나는 것으로 가정한다. 그러나, 사용자국(302)이 기지국(304)에 바로 인접해 있지 않은 경우에는, 도 11A에 도시된 보호시간(1114)의 일부가 프리앰블 및 사용자국 대 기지국 메시지의 기지국(304)으로의 전송에 사용된다. 따라서, 사용자국(302)이 셀 주변에 있는 경우, 사용자국 대 기지국 메시지는 길어야 보호시간(1114)의 기간과 동일한 시간의 경과 후에 기지국(304)에 나타나게 된다. 보호시간들(1114, 1118)을 확실히 최소로 유지하기 위하여, 기지국(304)으로부터 타이밍 조절 명령이 바람직하게 주기적으로 전송되어, 선행 사용자국(302)의 송신과의 간섭 없이 사용자국 프리앰블 및 사용자국 대 기지국 메시지를 가능한 한 사용자국 타이밍 서브 엘리먼트(1110)의 시점에 근접하게 기지국(304)에 도착하도록 유지한다.The diagram of the frame structure of FIGS. 11A-B assumes that the user station 302 is at a distance of zero from the base station, and therefore the user station to base station message appears immediately after the preamble interval 1112 or 1122. However, if the user station 302 is not immediately adjacent to the base station 304, a portion of the guard time 1114 shown in FIG. 11A is responsible for the transmission of the preamble and user station to base station message to the base station 304. Used. Thus, if the user station 302 is in the vicinity of the cell, the user station to base station message should appear at the base station 304 at most after the same time as the duration of the guard time 1114. In order to ensure the guard times 1114 and 1118 are kept to a minimum, a timing adjustment command is preferably sent periodically from the base station 304 so that the user station preamble and the user station without interference with the transmission of the preceding user station 302. Maintain the base station message to arrive at base station 304 as close as possible to the user station timing sub-element 1110.

도 11B의 환경에서 레인징 처리가 지원되는 경우, 사용자국 주파수 대역(1171) 상에서 시간 슬롯(1141) 부분은 도 11A에 관련하여 전술한 바와 같이 기지국(304)과 새로운 사용자국(302) 간의 레인징 처리가 수행되는 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자국(302)은 시간 슬롯(1141)의 레인징 프리앰블 간격(1122) 동안 프리앰블을 전송하고, 시간 슬롯(1141)의 사용자국 레인징 메시지 간격(1123) 동안 레인징 메시지를 전송한다. 사용자국(302)은 사간량 ΔT 동안 프리앰블 및 레인징 메시지의 전송을 지연시킨다. 지연 시간 ΔT는 기지국(304)에 의해 범용 폴링 메시지의 일부로서 전송되거나, 사전 프로그래밍된 시스템 파라미터일 수 있다. 기지국(304)은 지연 시간 ΔT를 고려하여 선행 시간 슬롯(1141)의 종점에서 사용자국(302)로부터의 응답 프리앰블 및 레인징 메시지의 실제 수신 시간까지의 왕복 전송 지연을 측정함으로써 사용자국(302)에서 기지국(304)으로의 전송 지연을 결정한다.When ranging processing is supported in the environment of FIG. 11B, the portion of time slot 1141 on user station frequency band 1171 is a lane between the base station 304 and the new user station 302 as described above with respect to FIG. 11A. The ranging timing sub-element 1121 may be included. Thus, user station 302 transmits a preamble during ranging preamble interval 1122 of time slot 1141 and a ranging message during user station ranging message interval 1123 of time slot 1141. The user station 302 to delay the transmission of the preamble while Sagan quantity Δ T and a ranging message. The delay time Δ T is either transmitted as part of the general-purpose polling messages by the base station 304 may be a pre-programmed system parameters. The base station 304 is the user station (302 by measuring the round-trip transmission delay of the actual to the reception time of the response preamble and ranging message from the station (302) in the end of the delay time Δ T preceding a time slot 1141 in consideration of the Determine the delay of transmission to the base station 304.

레인징 처리를 지원하는 전술한 실시예에서, 레인징 보호대역(1124)은 기지국(304)과 사용자국(302) 간의 레인징 처리가 이루어질 수 있도록 충분한 길이를 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 레인징 보호대역(1124)의 길이는 기지국(304)이 위치한 셀(303)의 반경에 의해 부분적으로 결정되거나, 셀룰러 시스템의 최대 셀 반경에 의해 부분적으로 결정될 수 있다.In the above-described embodiment supporting the ranging process, the ranging guard band 1124 preferably has a sufficient length so that ranging processing between the base station 304 and the user station 302 can be performed. Thus, the length of the ranging guard band 1124 may be determined in part by the radius of the cell 303 in which the base station 304 is located, or in part by the maximum cell radius of the cellular system.

사용자국(302)으로부터의 레인징 메시지의 수신 및 사용자국(302)의 거리와 이에 대한 전송 지연 시간의 결정에 응답하여, 기지국(304)은 다음 시간 프레임(1140)에 사용자국(302)으로 사용자국(302)이 지정량만큼 그의 타이밍을 앞당기거나 지연하도록 지시하는 타이밍 조절 명령을 발할 수 있다. 사용자국(302)과의 통신이 구축된 직후의 시간 프레임(1140) 동안, 타이밍 조절 명령은 레인징 처리 동안 기지국(304)에 의해 결정된 왕복 전송 시간과 동일하게 설정될 수 있다. 바람직하게도, 타이밍 조절 명령은 후속 시간 프레임(1140)에 사용자국(302)에서 기지국(304)으로의 사용자 전송이 선행 시간 슬롯(1141)의 종료 직후에 기지국(304)에 의해 수신되도록 선택된다.In response to receiving the ranging message from the user station 302 and determining the distance of the user station 302 and its transmission delay time, the base station 304 returns to the user station 302 in the next time frame 1140. A timing adjustment command may be issued that instructs the user station 302 to advance or delay its timing by a specified amount. During the time frame 1140 immediately after communication with the user station 302 is established, the timing adjustment command may be set equal to the round trip transmission time determined by the base station 304 during the ranging process. Preferably, the timing adjustment command is selected such that in a subsequent time frame 1140 a user transmission from user station 302 to base station 304 is received by base station 304 immediately after the end of preceding time slot 1141.

레인징 메시지는 레인징을 위해 사용되는 것 외에 기지국(304)과 사용자국간의 핸드쉐이킹을 보조하기 위한 다른 정보도 포함할 수 있다. 예컨대, 레인징 메시지는 데이타로서 통신을 구축하고자 하는 사용자국(302)에 대한 사용자 식별자를 포함할 수 있다. 또한, 레인징 메시지는 후속 통신에서 기지국(304)과 특정 사용자국(302)에 의해 사용될 바람직한 확산 스펙트럼 코드를 지시할 수 있다.In addition to being used for ranging, the ranging message may also include other information for assisting handshaking between the base station 304 and the user station. For example, the ranging message may include, as data, a user identifier for the user station 302 to establish communication with. The ranging message may also indicate a preferred spread spectrum code to be used by the base station 304 and the particular user station 302 in subsequent communications.

레인징 메시지들만에 대해, 또는 제어 펄스 프리앰블들만에 대해 특정 확산 스펙트럼 코드를 사용함으로써 레인징 메시지들과 제어 펄스 프리앰블들 간의 잠재적인 간섭을 최소화할 수 있다. 그러나, 이러한 방식의 코드 분할 멀티플렉싱은 간섭 신호들간의 충분한 격리를 제공할 수 없거나 허용 불가능하게 긴 시간 슬롯들을 요구할 수 있다.The potential interference between the ranging messages and the control pulse preambles can be minimized by using a specific spread spectrum code for only the ranging messages or only the control pulse preambles. However, code division multiplexing in this manner may not provide sufficient isolation between interfering signals or may require unacceptably long time slots.

다음 시간 프레임들(1140)에서, 전술한 방식으로 사용자국(M3)과의 통신을 구축한 후, 수 개의 시간 슬롯들(1140)에 걸쳐 인터리브 방식으로 기지국(304)과 사용자국(M3) 간의 통신이 수행될 수 있다. 기지국(304)으로부터의 각 전송의 일부로서, 기지국(304)은 사용자국(M3)에 대한 타이밍 조절 명령을 갱신할 수 있다.In the following time frames 1140, after establishing communication with the user station M3 in the manner described above, the base station 304 and the user station M3 are interleaved over several time slots 1140. Communication can be performed. As part of each transmission from the base station 304, the base station 304 may update the timing adjustment command for the user station M3.

사용자국(302)이 시간 슬롯(1141) 내에 통신을 종료하거나, 새로운 기지국(304)에 접속되는 경우, 기지국(304)은 새로 개시된 시간 슬롯(1141) 동안, 시간 슬롯(1141)이 통신을 위해 자유롭다는 것을 지시하는 범용 폴링 메시지를 전송하기 시작할 수 있다. 이에 따라, 새로운 사용자국(302)은 동일 기지국(304)과의 통신을 구축할 수 있다.When user station 302 terminates communication within time slot 1141, or is connected to a new base station 304, base station 304 may attempt to communicate during time slot 1141 for newly initiated time slot 1141. It can begin sending a universal poll message indicating that it is free. Accordingly, the new user station 302 can establish communication with the same base station 304.

TDD 시스템을 에뮬레이팅하기 위해 도 11B에 도시된 것과 같은 FDD/TDMA 시스템을 적응시키기 위한 간단한 방법은 2개의 주파수 대역(1170, 1171) 각각에서 시간 슬롯들을 교대로 블랙 아웃(black out)시키는 것이다. 따라서, 시간 슬롯(TS1") 동안, 기지국(304)은 주파수 대역(1170)에서 사용자국(M1)으로 전송하는 반면, 주파수 대역(1171)에서는 전송이 이루어지지 않는다. 다음 시간 슬롯(TS2")동안에는, 사용자국(M1)은 주파수 대역(1171)에서 응답하는 반면, 주파수 대역(1170)에서는 전송이 이루어지지 않는다. 다음 2개의 시간 슬롯(TS3", TS4")은 TS3"에서 사용자국 슬롯이, TS4"에서 기지국 슬롯이 정지한 상태에서 기저국(304)과 다음 사용자국(M2) 간의 이중 통신을 위해 사용된다. 설명된 프레임 구조는 각 주파수 대역(1170, 1171)에서 시간 슬롯들의 교대 정지로 인해 일반적으로 도 11B에 도시된 프레임 구조보다 더 적은 사용자국들(302)을 지원하지만, 도 10B에 도시된 바와 같은 TDD 인터페이스가 최소한의 수정으로 기지국과 사용자국에 에뮬레이팅되도록 한다(예컨대, 다른 주파수 대역에서의 송수신에 의해). 양 주파수 대역(1170, 1171)이 동일하게 선택되는 경우, 시스템은 진정한 TTD가 되며, 따라서 단지 주파수 대역의 적절한 선택과 순방향 역방향 링크들에서 전송이 이루어지는 시간 슬롯들의 적절한 선택(즉, 교대 방식의 선택)에 의해 동일 하드웨어가 FDD/TDMA 또는 TDD 동작을 할 수 있게 한다.A simple way to adapt an FDD / TDMA system such as that shown in FIG. 11B to emulate a TDD system is to alternately black out time slots in each of the two frequency bands 1170, 1171. Therefore, during the time slot TS1 ", the base station 304 transmits from the frequency band 1170 to the user station M1, while transmission is not made in the frequency band 1171. Next time slot TS2" In the meantime, user station M1 responds in frequency band 1171, while transmission does not occur in frequency band 1170. The next two time slots TS3 ", TS4" are used for dual communication between the base station 304 and the next user station M2 with the user station slot at TS3 "and the base station slot at TS4" stopped. . The described frame structure generally supports fewer user stations 302 than the frame structure shown in FIG. 11B due to the alternating stop of time slots in each frequency band 1170, 1171, but as shown in FIG. 10B. Allow the TDD interface to be emulated at the base station and user station with minimal modification (eg, by sending and receiving in different frequency bands). If both frequency bands 1170 and 1171 are selected identically, the system becomes a true TTD, so only the proper selection of the frequency band and the appropriate selection of time slots for transmission on the forward reverse links (i.e. alternative selection) ) Allows the same hardware to perform FDD / TDMA or TDD operations.

도 11C는 기지국(304)의 사시도로부터 도시된 바와 같이, 도 11A에 도시된 타이밍 서브 엘리먼트들을 사용하는 오프셋 인터리브 FDD/TDMA 프레임 구조에 대한타이밍도이다. 아래에 설명되는 바와 같이, 도 11C의 오프셋 인터리브 FDD/TDMA 프레임 구조는 응답 전에 사용자국들(302)이 이들을 향한 기지국의 전송을 수신할 시간을 허용함으로써 더 큰 셀을 허용하며, 사용자국(302)의 고가 듀플렉서의 필요성을 없앨 수 있다.11C is a timing diagram for an offset interleaved FDD / TDMA frame structure using the timing subelements shown in FIG. 11A, as shown from a perspective view of base station 304. As shown in FIG. As described below, the offset interleaved FDD / TDMA frame structure of FIG. 11C allows larger cells by allowing the user stations 302 to receive transmissions of the base station towards them prior to the response, and the user station 302 Can eliminate the need for expensive duplexers.

도 11C는 시 분할 다원 접속의 특정한 양태외에 통신용으로서 2개의 주파수 밴드를 사용하는 시스템의 프레임 구조를 도시한 것이다. 기지국 주파수 밴드라고도 불리우는 제1 주파수 밴드(1172)는 주로 기지국(304)으로부터 사용자국(302)으로의 통신에 사용된다. 사용자국 주파수 밴드라고도 불리우는 제2 주파수 밴드(1173)는 주로 사용자국(302)으로부터 기지국(304)로의 통신에 사용된다. 두개의 주파수 밴드(1172, 1173)는 80Mhz 이격되게 설치되어 있는 편이 좋다. 80Mhz 주파수 분리시켜 놓으므로써 공동 채널 간섭을 최소화 할 수 있고, 역방향 경로 통신으로부터의 잠재성이 있는 간섭성 신호를 필터링 아웃하는데 있어서 수신기내에서의 필터의 구성을 용이하게 할 수 있다.11C shows the frame structure of a system using two frequency bands for communication in addition to certain aspects of time division multiple access. The first frequency band 1172, also called the base station frequency band, is mainly used for communication from the base station 304 to the user station 302. The second frequency band 1173, also called the user station frequency band, is mainly used for communication from the user station 302 to the base station 304. Two frequency bands 1172 and 1173 are preferably installed at 80Mhz apart. By separating the 80 MHz frequency, co-channel interference can be minimized, and the configuration of a filter in the receiver can be facilitated in filtering out potentially coherent signals from reverse path communication.

도 11c의 프레임 구조에서, 타임 프레임(1150)은 복수의 타임 슬롯(1151)을 포함한다. 편의상 타임 슬롯을 순차적인 번호를 지정하여 OTS1, OTS2, OTS3 등으로 하였다. 각 타임 슬롯(1151)은 기지국 주파수 밴드(1170) 상의 기지국 타이밍 서브 엘리먼트(base timing sub-element) 및 사용자 주파수 밴드(1171) 상의 사용자 데이타링크 타이밍 서브-엘리먼트(1110) 혹은 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1121)를 포함한다. 기지국(304)의 사시도에 의해서 타임 슬롯(1151)을 도시하고 있는 까닭에 도 11c도에서의 기지국 타이밍 서브-엘리먼트(1101) 및 사용자 타이밍 서브-엘리먼트(1110, 1121)는 소정의 오프셋 시간(1160)만큼 스태거된 상태로 보여지게 된다. 도 11c의 프레임 구조는 사용자국 주파수 밴드(1171)상의 레인징 타이밍 서브-엘리먼트(1121) 및 사용자 데이타링크 타이밍 서브-엘리먼트(1110)양자를 지원한다.In the frame structure of FIG. 11C, time frame 1150 includes a plurality of time slots 1151. For convenience, the time slots are designated as sequential numbers to be OTS1, OTS2, OTS3, and the like. Each time slot 1151 has a base station timing sub-element on base station frequency band 1170 and a user datalink timing sub-element 1110 or ranging timing sub-element on user frequency band 1171. 1112. Since the time slot 1151 is shown by a perspective view of the base station 304, the base station timing sub-element 1101 and the user timing sub-elements 1110 and 1121 in FIG. 11C have a predetermined offset time (1160). ) Will be shown staggered. The frame structure of FIG. 11C supports quantum ranging timing sub-element 1121 and user datalink timing sub-element 1110 on user station frequency band 1171.

동작에 있어서, 기지국(304)은 각 타임 슬롯(1151)의 기지국 타이밍 서브-엘리먼트의 일부로서 순서에 입각하여 기지국(304)이 통신을 구축한 사용자국(302)으로 송신한다. 이러한 방식으로 기지국(304)은 프리앰블 기간(1102)동안에는 프리앰블을 기지국 메시지 기간(1103)동안에는 기지국 대 사용자국 메시지를 송신한다. 기지국 메시지 기간(1103)후에, 기지국(304)은 다른 사용자국(302)으로 지향되는 123-프리앰블 버스트 기간(1109)내에서 3개의 짧은 프리앰블 버스트를 송신한다. 도 11c의 실예의 시스템에서, 123-프리앰블 버스트 기간(1109)중의 3개의 프리앰블 버스트는 기지국(304)이 2개의 타임 슬롯(1151)후에 메인 데이타 메시지를 송출하는 사용자국(302)으로 지향된다.In operation, the base station 304 transmits to the user station 302 in which the base station 304 establishes communication in order as part of the base station timing sub-element of each time slot 1151. In this manner, the base station 304 transmits the preamble during the preamble period 1102 and the base station to user station message during the base station message period 1103. After the base station message period 1103, the base station 304 transmits three short preamble bursts within the 123-preamble burst period 1109 directed to another user station 302. In the example system of FIG. 11C, three preamble bursts during the 123-preamble burst period 1109 are directed to the user station 302 where the base station 304 sends out a main data message after two time slots 1151.

도 11b의 시스템의 경우에서와 같이, 123-프리앰블 버스트 기간(1109)중에 송출된 3개의 짧은 프리앰블 버스트는 순방향 링크 다이버스티 감지 및 순방향 링크 전력 제어 목적에 사용될 수 있다. 이들 3개의 프리앰블 버스트 각각은 다른 안테나를 통해 송신되어 수신하는 사용자국(302)에 후속 타임 슬롯(1151)동안 업커밍 순방향 링크 데이타 메시지에 대한 다이버스티 선택을 할수 있는 기회를 준다.As in the case of the system of FIG. 11B, three short preamble bursts issued during the 123-preamble burst period 1109 may be used for forward link diversity detection and forward link power control purposes. Each of these three preamble bursts gives the user station 302 transmitted and received via the other antenna an opportunity to make diversity selection for upcoming forward link data messages during subsequent time slots 1151.

123-프리앰블 버스트 기간(1109)이후는 기지국(304)이 필(fill) 코드를 송신하는 기지국 필 코드 기간(1107)이다. 기지국 코드 필 기간(1107)이후는 기지국(304)이 송신 모드에서 수신모드로 스위치될 수 있는 송신/수신 스위치 간격(1104)이다. 그러나, 기지국(304)이 개별 송신 및 수신 하드웨어를 갖고 있으면 모드를 스위치할 필요가 없게된다. 그 대신에, 기지국(304)은 송신/수신 스위치 간격(1104)동안 필 코드를 계속해서 송신할 수 있다.After 123-preamble burst period 1109 is base station fill code period 1107 through which base station 304 transmits a fill code. After base station code fill period 1107 is a transmit / receive switch interval 1104 in which base station 304 may switch from transmit mode to receive mode. However, if base station 304 has separate transmit and receive hardware, there is no need to switch modes. Instead, the base station 304 may continue to transmit the fill code during the transmit / receive switch interval 1104.

이하, 도 11c에 예로서 도시된 특정한 통신 교환에 대해서 보다 상세하게 설명한다. 기지국 주파수 밴드(1172) 상의 제1의 타임 슬롯OTS1동안 기지국이 제1의 사용자국(M1)으로 지향되는 기지국 메시지 기간(1103)내에 기지국 대 사용자 메시지를 송신한다. 그후에 기지국(304)은 다른 사용자국(M3)로 지향되는 123-프리앰블 버스트 기간(1109)동안 123-프리앰블 버스트를 송신한다. 기지국의 송신으로부터 오프셋 시간(1160)만큼 오프셋되어 있기는 하지만 기지국의 송신과 동시에, 기지국(304)은 사용자국 주파수 밴드(1173)상에서 데이타링크 프리앰블 기간(1112)동안에는 프리앰블을, 그리고 사용자 메시지 기간(1113)동안에는 기지국(304)이 통신중에 있는 최종 사용자국(MN)으로부터 사용자국 대 기지국 메시지를 수신한다. 사용자국 주파수 밴드(1173)상의 제1 타임 슬롯OTS1의 제어 펄스 프리앰블 기간(1116)동안 기지국(304)은 기지국(304)이 다음 타임 슬롯OTS2동안 송신하려고 하는 사용자국(M2)으로부터 제어 펄스 프리앰블을 수신한다.Hereinafter, the specific communication exchange shown as an example in FIG. 11C will be described in more detail. During the first time slot OTS1 on base station frequency band 1172, the base station transmits a base station to user message within base station message period 1103 directed to first user station M1. The base station 304 then transmits a 123-preamble burst during the 123-preamble burst period 1109 directed to another user station M3. Although offset from the base station's transmission by an offset time 1160, at the same time as the base station's transmission, the base station 304 draws the preamble during the datalink preamble period 1112 on the user station frequency band 1175, and the user message period ( During 1113, base station 304 receives a user station to base station message from an end user station (MN) in communication. During the control pulse preamble period 1116 of the first time slot OTS1 on the user station frequency band 1173, the base station 304 receives the control pulse preamble from the user station M2 that the base station 304 intends to transmit during the next time slot OTS2. Receive.

제어 펄스 프리앰블 기간(1116)동안 송출된 제어 펄스 프리앰블의 기능들은 도 10a-e 및 11b의 제어 펄스 프리앰블(예를 들면, 전력 제어, 안테나 조정 등)과 관련하여 상술한 것과 유사하다. 프리앰블 기간(1116)이후는 필요한 경우에 기지국(304)이 그의 송신 안테나를 조정할 기회를 갖는 안테나 조정 기간(1117)이다. 제어 펄스 프리앰블의 수신에서 얻은 정보에 기초하여 제2의 사용자국(M2)를 향하여 그의 송신안테나를 지향시키기 위해서, 안테나 조정 기간(1117)이후는 기지국(304)로 제어 펄스 프리앰블을 전달되게 하는 다른 안내 밴드(1118)이다. 프리앰블 이후는 기지국에 필요한 경우에 수신 모드에서 송신 모드로 스위치할 수 있는 기회를 제공하고, 제2 사용자국(M2)에 송신 모드에서 수신모드로 스위치할 수 있는 기회를 제공하는 다른 송신/수신 스위칭 기간(1119)이다.The functions of the control pulse preamble issued during the control pulse preamble period 1116 are similar to those described above in connection with the control pulse preambles (eg, power control, antenna adjustment, etc.) of FIGS. 10A-E and 11B. After preamble period 1116 is an antenna adjustment period 1117 where the base station 304 has the opportunity to adjust its transmit antenna if necessary. After the antenna adjustment period 1117, the control pulse preamble is transmitted to the base station 304 to direct its transmit antenna toward the second user station M2 based on the information obtained from the reception of the control pulse preamble. Guide band 1118. After the preamble, another transmit / receive switch that provides the base station with the opportunity to switch from the receive mode to the transmit mode if necessary, and gives the second user station M2 an opportunity to switch from the transmit mode to the receive mode. Period 1119.

제1 타임 슬롯OTS1 이후의 다음 타임 슬롯OTS2 내에서, 기저국(304)은 기지국 주파수 밴드(1172)를 사용해서 양자 모두 제2 사용자국(M2)로 지향되는, 기지국 프리앰블 기간(1102)동안에는 프리앰블을, 그리고 기지국 메시지 기간(1103)동안에는 기지국 대 사용자국 메시지를 송신한다. 이에 따라 기지국(304)은 사용자국(M2)에 의해서 송출된 제어 펄스 프리앰블에 신속하게 응답한다. 그러나, 도 11의 실예의 타임 프레임(1150)에서는 기지국 주파수 밴드(1172)를 통한 제4 타임 슬롯 OTS4동안 어떤 사용자국(302)과도 통신이 구축되어 있지 않은 것으로 가정한다. 따라서, 제2 타임 슬롯 CTS2동안 기지국 메시지 기간(1103)을 수반하는 123-프리앰블 버스트 기간(1109)에서는 기지국(304)이 사용자국(302)으로 지향되는 123-프리앰블 버스트를 송신하지 못한다.Within the next time slot OTS2 after the first time slot OTS1, the base station 304 is preamble during the base station preamble period 1102, both of which are directed to the second user station M2 using the base station frequency band 1172. And transmits a base station to user station message during base station message period 1103. Accordingly, the base station 304 quickly responds to the control pulse preamble sent by the user station M2. However, in the example time frame 1150 of FIG. 11, it is assumed that no communication is established with any user station 302 during the fourth time slot OTS4 over the base station frequency band 1172. Thus, in the 123-preamble burst period 1109 involving the base station message period 1103 during the second time slot CTS2, the base station 304 cannot transmit the 123-preamble burst directed to the user station 302.

오프셋 타임(1160)만큼 기지국의 송신으로부터 오프셋되어 있는 제2 타임 슬롯(OTS2)에서의 기지국의 송신과 동시에 가지국(304)은 사용자국 주파수 밴드(1173)상에서 데이타링크 프리앰블 기간(1112)동안에는 프리앰블 및 사용자 메시지 기간(1113)동안에는 제1 타임 슬롯OTS1에서 기지국(304)이 통신했던 사용자국(M1)으로부터는 사용자 대 기지국 메시지를 수신한다. 제1 타임 슬롯OTS1과 마찬가지로, 사용자국 주파수 밴드(1173)상의 제2 타임 슬롯OTS2의 제어 펄스 프리앰블 기간(1116)동안 기지국(304)은 다음 타임 슬롯OTS3동안 기지국(304)이 송신하고자 하는 사용자국(M3)으로부터 제어 펄스 프리앰블을 수신한다.Simultaneously with the transmission of the base station in the second time slot OTS2 offset from the transmission of the base station by the offset time 1160, the branch station 304 preambles during the datalink preamble period 1112 on the user station frequency band 1171. And a user-to-base station message from the user station M1 to which the base station 304 communicated in the first time slot OTS1 during the user message period 1113. Similar to the first time slot OTS1, the base station 304 during the control pulse preamble period 1116 of the second time slot OTS2 on the user station frequency band 1173 causes the base station 304 to transmit during the next time slot OTS3. A control pulse preamble is received from M3.

제3 타임 슬롯OTS3에서, 기지국(304)은 기지국 주파수 밴드(1172)를 사용하여 양자 모두 제3 사용자국(M3)으로 지향되는, 기지국 프리앰블 기간(1102)동안에는 프리앰블을, 그리고 기지국 메시지 기간(1103)동안에는 기지국 대 사용자 메시지를 송신한다. 기지국 메시지 기간(1103)이후는 기지국(304)은 기지국(304)이 2개의 슬롯(1151)이후에 통신하게 될 다른 사용자국(M5)으로 지향되는 3개의 짧은 프리앰블 버스트(즉, 123-프리앰블 버스트)를 송신하는 123-프리앰블 버스트 기간이다.In the third time slot OTS3, the base station 304 uses the base station frequency band 1172 to draw the preamble during the base station preamble period 1102, which is both directed to the third user station M3, and the base station message period 1103. Send a base station-to-user message. After the base station message period 1103, the base station 304 may have three short preamble bursts (ie, 123-preamble bursts) directed to another user station M5 to which the base station 304 will communicate after two slots 1151. ) Is a 123-preamble burst period.

오프셋 타임(1160)만큼 기지국의 송신으로부터 오프셋된 기지국의 송신과 동시에, 기지국(304)이 사용자국 주파수 밴드(1173)상에서 데이타링크 프리앰블 기간(1112)동안에는 프리앰블을 사용자국 메시지 기간(1113)동안에는 기지국(304)이 이전의 타임 슬롯(OTS2)에서 통신했던 사용자국(M2)로부터 사용자국 대 기지국 메시지를 수신한다. 기지국 주파수 밴드(1172)를 통한 제4의 타임 슬롯(OTS4)동안 기지국(304)이 어떤 사용자국(302)과도 통신이 구축되어 있지 않으므로, 기지국(304)은 사용자국 주파수 밴드(1173)상의 제3 타임 -슬롯(OTS3)의 제어 펄스 프리앰블 기간(1116)동안 제어 펄스 프리앰블을 수신하지 못한다.Simultaneously with the transmission of the base station offset from the transmission of the base station by the offset time 1160, the base station 304 performs a preamble on the user station frequency band 1171 during the data link preamble period 1112 during the user station message period 1113. 304 receives a user station to base station message from user station M2 that communicated in a previous time slot OTS2. Since the base station 304 does not establish communication with any user station 302 during the fourth time slot OTS4 over the base station frequency band 1172, the base station 304 is controlled on the user station frequency band 1173. The control pulse preamble is not received during the control pulse preamble period 1116 of the three time-slot OTS3.

제4 타임 슬롯(OTS4)동안, 그리고 다음의 타임 슬롯(1151)동안에도 역시 유사한 교환이 행해진다. 특정한 사용자국 대 기지국 메시지, 기지국 대 사용자국 메시지, 및 프리앰블 혹은 제어 펄스 프리앰블이 송신되는지의 여부는 기지국(304)이 특정한 시간에 상기한 교환을 요청하는 사용자국(302)과 통신중에 있는지의 여부에 의한다.Similar exchanges are also made during the fourth time slot OTS4 and during the next time slot 1151. Whether a particular user station to base station message, a base station to user station message, and a preamble or control pulse preamble is transmitted is whether the base station 304 is in communication with the user station 302 requesting the exchange at a particular time. By

따라서, 일반적으로 단일 타임 슬롯(1151)동안 통신하고 있는 사용자국(302)과 기지국(304)간의 통신을 지원하기 위해서, 특정한 사용자국(302)과 기지국(302)간에 각 타임 프레임(1151)동안 4개의 메시지가 교환된다. 먼저 기지국(304)이 기지국(304)이 사용자국(302)으로 송신하려고 하는 2개의 타임 슬롯(1151)전의 타임 슬롯(1151)의 123-프리앰블 기간(1109)중에 123-프리앰블을 송출한다. 다른 주파수 밴드(1173)상에서 오프셋트 타임(1160)만큼 지연된 다음 타임 슬롯(1151)동안 사용자국(302)이 제어 펄스 프리앰블 기간(1116)동안 기지국(304)에서 수신된 제어 펄스 프리앰블을 송출하여 응답한다. 다음 타임 슬롯(1151)동안 전력 조정 및/또는 타이밍 조정에 대한 결정을 한후에 기지국(304)이 기지국 주파수 밴드(1172)상의 기지국 메시지 기간(1103)동안 사용자국(302)으로 기지국 대 사용자국 메시지를 송신한다. 다음 타임 슬롯(1151)동안에 그의 전력 및/또는 타이밍을 조정한 후에 사용자국(304)은 사용자 메시지 기간(1113)동안 기지국(304)에서 수신된 사용자국 대 기지국 메시지로 응답한다.Thus, in order to support communication between a user station 302 and a base station 304 that are generally communicating during a single time slot 1151, during each time frame 1151 between a particular user station 302 and the base station 302. Four messages are exchanged. The base station 304 first transmits a 123-preamble during the 123-preamble period 1109 of the time slot 1151 before the two time slots 1151 that the base station 304 is trying to transmit to the user station 302. The user station 302 transmits a control pulse preamble received by the base station 304 during the control pulse preamble period 1116 during the time slot 1151 after being delayed by an offset time 1160 on another frequency band 1175. do. After making a decision about power coordination and / or timing coordination during the next time slot 1151, base station 304 sends a base station to user station message to user station 302 during base station message period 1103 on base station frequency band 1172. Send. After adjusting its power and / or timing during the next time slot 1151, the user station 304 responds with a user station to base station message received at the base station 304 during the user message period 1113.

도 11c의 예시적인 타임 프레임(1150)에서는 기지국 주파수 밴드(1172)를 통한 제4 타임 슬롯(OTS4)동안 기지국(304)이 어떤 사용자국(302)과도 통신을 구축하고 있지 않은 것으로 가정한다. 기지국(304)은 타임 슬롯(OTS4)와 같은 특정한 타임 슬롯(1151)이 예를 들면, 타임 슬롯(OTS4)의 기지국 메시지 기간(1103)동안 일반적인 폴링 메시지를 송신함으로써 통신이 이루어 질 수 있는 것을 표시할 수 있다.In the exemplary time frame 1150 of FIG. 11C, assume that the base station 304 is not establishing communication with any user station 302 during the fourth time slot OTS4 over the base station frequency band 1172. Base station 304 indicates that a particular time slot 1151, such as time slot OTS4, may communicate by sending a general polling message, for example, during base station message period 1103 of time slot OTS4. can do.

사용자국(302)이 기지국(304)과 통신을 구축하고자 하는 경우(제4 타임 슬롯(OTS4)에서와 같이), 제4 타임 슬롯(OTS4)의 기지국 메시지 기간(1103)동안 일반적인 폴링 메시지를 송신하는 기지국(304)에 응답하여, 새로운 사용자국(302)이 다음 타임 슬롯(OTS5)의 사용자국 메시지 기간(1113)동안 일반적인 폴링 응답 메시지를 송출할 수 있다. 새로운 사용자국(302)이 일반적인 폴링 응답 메시지로 응답할 때에 기지국은 사용자국(302)의 범위를 결정하고 이에 따라서 사용자국(302)이 필요로하는 후속 송신에 대한 타이밍 조정을 결정할 수 있다.If the user station 302 wishes to establish communication with the base station 304 (as in the fourth time slot OTS4), transmit a general polling message during the base station message period 1103 of the fourth time slot OTS4. In response to the base station 304, the new user station 302 may send a general polling response message during the user station message period 1113 of the next time slot OTS5. When the new user station 302 responds with a generic polling response message, the base station can determine the range of the user station 302 and accordingly determine the timing adjustment for subsequent transmissions needed by the user station 302.

효율적인 면에서 안내 시간(1114, 1118)은 최소로 유지되는 것이 바람직하다. 안내 시간(1114, 1118)이 적으면 적을수록 사용자국(302)는 더욱더 도 11c의 프레임 구조의 덕택을 입을 수 있다.In terms of efficiency, the guidance times 1114 and 1118 are preferably kept to a minimum. The smaller the guide times 1114 and 1118, the more the user station 302 can benefit from the frame structure of FIG. 11C.

초기 통신 구축시에는 적절한 타이밍이 설정되는 것이 바람직하며, 제1 사용자국(M1)과 같은 사용자국으로부터의 송신은 본 명세에 개시된 타이밍 조정 코맨드와 유사하게 기지국(304)으로부터의 타이밍 조정의 코맨드에 의해서 기지국에서 알 수 있는 시간 조정으로 유지될 수 있다. 사용자국(302) 및 기지국(304)이 다른 주파수 밴드들을 통해서 송신되므로 각 타임 슬롯(1151)동안 풀 왕복 안내시간이 포함될 필요가 없으므로 기지국 대 사용자국 메시지와 사용자국 대 기지국 메시지간의 간섭을 방지할 수 있다.Appropriate timing is preferably established at the time of initial communication establishment, and transmissions from user stations, such as the first user station M1, are subject to the timing adjustment commands from the base station 304, similar to the timing adjustment commands disclosed herein. It can be maintained by the time adjustment known by the base station. Since the user station 302 and the base station 304 are transmitted on different frequency bands, there is no need to include a full round trip time during each time slot 1151, thereby preventing interference between the base station to user station messages and the user station to base station messages. Can be.

도 11c의 프레임 구조의 형태(즉, 분해된 타임 슬롯(1151))는 사용자국(302)이 기지국(304)으로부터 제로에 해당하는 거리에 있는 것으로 가정한다. 그러나, 사용자국(302)이 기지국(304)에 바로 인접해 있지 않은 경우에는 도 11a에 도시된 바와 같이 안내시간(1114)의 일부가 기지국(304)으로의 프리앰블 및 사용자국 대 기지국 메시지의 전달시에 소모되게 된다. 따라서, 사용자국(302)이 셀 주변에 있는 경우에 사용자국 대 기지국 메시지가 시간 기간의 경과가 거의 안내 시간의 지속시간과 같아진 후에 기지국(304)에서 나타나게 된다. 안내시간(1114, 1118)이 최소로 유지되도록 하기 위해서는 이전의 사용자국(302)의 송신과 간섭없이 기지국(304)에 도달하는 사용자국의 프리앰블 및 사용자국 대 기지국 메시지를 가능한한 사용자국의 타이밍 서브-엘리먼트(1110)의 개시와 유사하게 유지하도록 기지국(304)으로부터 주기적으로 타이밍 조정 코맨드가 송신되는 것이 바람직하다.The form of the frame structure of FIG. 11C (ie, the decomposed time slot 1151) assumes that the user station 302 is at a distance corresponding to zero from the base station 304. However, if the user station 302 is not immediately adjacent to the base station 304, as shown in FIG. 11A, a portion of the announcement time 1114 passes the preamble and the user station to base station message to the base station 304. Will be consumed Thus, when the user station 302 is in the vicinity of the cell, the user station-to-base station message appears at the base station 304 after the passage of time period is approximately equal to the duration of the guide time. In order to ensure that the announcement times 1114 and 1118 are kept to a minimum, the user station's preamble and user station to base station messages reaching the base station 304 without interfering with the transmission of the previous user station 302 as much as possible Preferably, the timing adjustment command is sent periodically from the base station 304 to remain similar to the initiation of the sub-element 1110.

먼저 사용자국(302)이 도 11c의 프레임 구조내의 기지국(304)과 통신을 구축할 경우에 범위를 정하는 거래가 행해진다. 범위를 정하는 거래가 개시되는 사용자국 주파수 밴드(1173)상의 타임 슬롯(1151)은 도 11a와 관련하여 상술한 바와 같이 레인징 타이밍 서브 엘리먼트(1121)를 포함하는 편이 좋다. 사용자국(302)은 타임 슬롯(1151)의 레인징 프리앰블 기간(1122)동안 프리앰블을 송신하고, 타임 슬롯(1151)의 사용자국의 레인징 메시지 기간(1123)동안 레인징 메시지를 송신한다. 사용자국(302)은 시간양 ΔT동안 프리앰블 및 레인징 메시지를 송신하는 것을 지연시킨다. 이 지연량 ΔT는 일반적인 폴링 메시지의 일부로서 기지국(304)에 의해서 통신되거나 혹은 사전 프로그램된 시스템 파라미터일 수 있다. 기지국(304)은 지연량 ΔT를 고려하면서 이전의 타임 슬롯(1151)의 종료시에서 사용자국(302)로부터의 응답성 프리앰블 및 레인징 메시지의 실제 수신시간까지 왕복 전달지연을 측정하므로써 사용자국(302)로부터 기지국(304)까지의 전달 지연을 결정한다.First, when the user station 302 establishes communication with the base station 304 in the frame structure of Fig. 11C, a range-defining transaction is performed. The time slot 1151 on the user station frequency band 1171 where the ranging transaction is initiated preferably includes the ranging timing sub-element 1121 as described above in connection with FIG. 11A. The user station 302 transmits the preamble during the ranging preamble period 1122 of the time slot 1151 and transmits the ranging message during the ranging message period 1123 of the user station of the time slot 1151. The user station 302 delays transmitting the preamble and ranging message for an amount of time Δ T. The delay amount Δ T may be, or communication by the base station 304 as part of the general polling message or a system parameters pre-programmed. The base station 304 may be used By taking into account the amount of delay Δ T before the time slot 1151 in the end to the actual reception time of the response of the preamble and ranging message from the user station 302 measures the round-trip propagation delay of its ( Determine the propagation delay from 302 to base station 304.

레인징 보호 대역(1124)는 기지국(304)과 사용자국(302)간의 레인징 거래가 이루어 질 수 있는 충분한 길이로 되어야 한다. 따라서, 레인징 안내 밴드(1124)의 길이는 기지국(304)이 위치해 있는 셀(303)의 반경에 의해서 부분적으로 결정되거나, 혹은 셀룰라 시스템의 최대 셀 반경에 의해서 부분적으로 결정될 수 있다.The ranging guard band 1124 must be of sufficient length to allow for ranging transactions between the base station 304 and the user station 302. Thus, the length of the ranging guide band 1124 may be determined in part by the radius of the cell 303 in which the base station 304 is located, or in part by the maximum cell radius of the cellular system.

기지국(304)은 사용자국(302)로부터의 레인징 메시지의 수신과 사용자국(302)의 거리 및/또는 이로부터의 전달 지연 시간의 결정에 응답하여, 다음 시간 프레임(1150)동안 사용자국(302)에 타이밍 조정 코멘드를 내어 지정된 양만큼 그의 타이밍을 앞서게 하거나 지연시키도록 한다. 타이밍 코맨드는 사용자국(302)과의 통신이 구축된 직후의 타임 프레임(1150)동안 레인징 거래동안 기지국(304)에 의해서 결정된 왕복 전달 시간과 동일하게 설정될 수 있다. 타이밍 조정 코맨드는 후속 타임 프레임(1150)에서 사용자국(302)로부터 기지국(304)으로의 사용자국의 송신이 이전의 타임 슬롯(1151)의 종료직후에 기지국(304)에 의해서 수신되도록 선택되는 것이 바람직하다.The base station 304 responds to the receipt of a ranging message from the user station 302 and the determination of the distance of the user station 302 and / or the propagation delay time therefrom, during the next time frame 1150. A timing adjustment command is issued to 302 to advance or delay its timing by a specified amount. The timing command may be set equal to the round trip transfer time determined by the base station 304 during the ranging transaction during the time frame 1150 immediately after communication with the user station 302 is established. The timing adjustment command is selected such that transmission of the user station from the user station 302 to the base station 304 in a subsequent time frame 1150 is received by the base station 304 shortly after the end of the previous time slot 1151. desirable.

레인징 메시지는 범위를 정한다는 목적에 사용된다는 것 외에 사용자국(302)과의 핸드쉐이킹시에 기지국(304)에 일조하는 다른 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 레인징 메시지는 통신을 구축하고자 하는 사용자국(302)을 위한 사용자 식별자를 데이타로서 포함할 수 있다. 레인징 메시지는 후속 통신에서 기지국(304) 및 특정한 사용자국(302)에 의해서 사용되는 소망의 확산 스펙트럼 코드를 나타낼 수도 있다.The ranging message may include other information that assists the base station 304 in handshaking with the user station 302 in addition to being used for purposes of ranging. For example, the ranging message may include, as data, a user identifier for the user station 302 to establish communication with. The ranging message may indicate the desired spread spectrum code used by the base station 304 and the particular user station 302 in subsequent communications.

또한, 레인징 메시지만에 대하여 혹은 제어 펄스 프리앰블만에 대하여 특정하게 지정된 확산 스펙트럼 코드를 사용하여 레인징 메시지와 제어 펄스 프리앰블간의 잠재적 간섭을 최소화하는 것이 가능할 수 있다. 그러나, 대개의 경우에 기지국 주파수 밴드(1172) 및 사용자국 주파수 밴드(1173)상의 타임 슬롯(1151)간의 오프셋트 타임(1160)을 사용하여 시간별로 관련된 송신을 충분히 분리시켜 사용자국들(302)간의 간섭을 최소화할 수 있는 시스템을 만들수 있을 것으로 예상된다.It may also be possible to minimize the potential interference between the ranging message and the control pulse preamble using a spread spectrum code specifically designated for the ranging message only or for the control pulse preamble only. However, in most cases user stations 302 are sufficiently separated by time-related transmissions using offset time 1160 between base station frequency band 1172 and time slot 1151 on user station frequency band 1171. It is expected that the system can be made to minimize the interference between them.

오프셋 타임(1160)을 이용하는 도 11c-d의 프레임 구조의 장점은 디플렉서, 즉 신호들의 동시 송신 및 수신이 가능한 장치가 사용자국(302)내에 필요하지 않다는 점이다. 한편 도 11b의 고정된 오프셋 프레임 구조의 경우에는 특히 대규모의 셀 환경에서는 이전의 타임 슬롯(1141)동안 송출되도록 한 전체 기지국 대 사용자국 메시지를 수신하기에 앞서 타임 슬롯(1141)동안 사용자국(302)이 송신할 필요가 있으므로, 밀집도가 높은 사용자를 지원할 디플렉서가 필요할 수 있다. 도 11b는 기지국의 사시도로부터 구성되어 있으므로 타임 슬롯(1141)이 기지국(304)까지 연결되어 있으나 도 11b에 도시된 바와 같이 연결된 기지국(302)에 정보가 도달되도록 하기 위해서 사용자국(302)에 타임 슬롯(1141)의 사용자 부분의 앞에 사용자국의 정보를 전송하도록 요구된다. 사용자국(302)이 멀리 떨어져 있는 대규모의 셀 환경에 있어서, 사용자국(302)은 전체 기지국 대 사용자국 메시지를 수신하기에 앞서 그의 정보를 송출하도록 요구될 수 있다. 이렇게 하기 위해서는 사용자국이 정보를 동시에 송신 및 수신할 수 있는 능력을 필요로 하기 때문에 디플렉서를 필요로 할 수 있다. 사용자국(302)이 응답에 앞서서 기지국 메시지를 수신하는 것을 필요로 하는 프로토콜에 있어서, 도 11b의 시스템은 대규모의 셀 환경에서는 적당하지 않다.An advantage of the frame structure of FIGS. 11C-D using offset time 1160 is that a deplexer, i.e., a device capable of simultaneous transmission and reception of signals, is not required in the user station 302. On the other hand, in the fixed offset frame structure of FIG. 11B, the user station 302 during time slot 1141 prior to receiving the entire base station to user station message, which is to be sent during the previous time slot 1141, especially in large cell environments. ) Needs to transmit, so you may need a deplexer to support dense users. Since FIG. 11B is constructed from a perspective view of the base station, a time slot 1141 is connected to the base station 304, but the time is transmitted to the user station 302 so that information arrives at the connected base station 302 as shown in FIG. 11B. It is required to transmit the information of the user station before the user portion of the slot 1141. In large cell environments where the user station 302 is remote, the user station 302 may be required to send its information prior to receiving the entire base station to user station message. This may require a deflector because the user station needs the ability to transmit and receive information simultaneously. For protocols that require user station 302 to receive base station messages prior to response, the system of FIG. 11B is not suitable in large cell environments.

도 11c-d의 실시예에서는 사용자 주파수 밴드(1173)상의 타임 슬롯(1151)은 오프셋 시간(1160)만큼 기지국 주파수 밴드(1172)상의 것으로 부터 오프셋되어 있다. 오프셋 타임(1160)은 사용자국(302)에 의한 사용자국 대 기지국 메시지의 송신에 앞서 기지국 대 사용자국의 메시지가 사용자국(302)로 전달되게 해준다. 따라서 사용자국(302)에는 비교적 값비싼 부품인 디플렉스가 필요없게 된다. 사용자국(302)을 이동 핸드셋으로 실현할 경우에는 핸드셋의 제조 비용을 가능한한 낮게 하는 것이 중요하므로 디플렉스없이 동작시키는 것이 특히 유리하다. 동시 송신 및 수신을 필요로 하지 않기 때문에 다른 하드웨어적 효과가 달성될 수 있는데 예를 들면, 사용자국(302)은 송신 및 수신 기능 양자를 위한 동일한 주파수 합성기를 사용할 수 있다.In the embodiment of FIGS. 11C-D, the time slot 1151 on user frequency band 1171 is offset from that on base station frequency band 1172 by an offset time 1160. The offset time 1160 allows the base station to user station's message to be delivered to the user station 302 prior to the transmission of the user station to base station message by the user station 302. As a result, the user station 302 does not require a deplex, which is a relatively expensive component. When the user station 302 is realized as a mobile handset, it is particularly advantageous to operate without deflex since it is important to keep the manufacturing cost of the handset as low as possible. Other hardware effects can be achieved because they do not require simultaneous transmission and reception, for example, user station 302 can use the same frequency synthesizer for both transmission and reception functions.

도 11d는 레인징 거래가 제3의 사용자국(M3)으로 완료된 후의 후속 타임 프레임(1150)을 나타낸 것이다. 도 11d에서 제1 타임 슬롯(OTS1)에서 발생되는 사용자국(M1, MN)과 기지국(304)간의 거래는 도 11c의 경우와 동일하다. 또한, 제2 타임 슬롯(OTS2)에서 발생되는 사용자국(M1, MN)과 기지국(304)간의 거래는 도 11c의 경우와 동일하다. 그러나, 제2 타임 슬롯(OTS2)동안에는 프리앰블 기간(1161)중에 송신된 제어 펄스 프리앰블이 없으므로 제3 사용자국(M3)은 제2의 타임 슬롯(OTS2)의 프리앰블 기간(1116)동안 제어 펄스 프리앰블을 송신할 수 있다. 이와는 다르게 사용자국(M3)은 기지국(304)이 각 선행 타임 슬롯(OTS2)의 프리앰블 기간(1116)동안 제어 펄스 프리앰블을 송신하기 전에 이전의 타임 프레임(1150)에서 송출된 그의 레인징 메시지를 기지국(304)이 승인할 때 까지 대기할 수도 있다.FIG. 11D shows the subsequent time frame 1150 after the ranging transaction is completed with the third user station M3. In FIG. 11D, the transactions between the user stations M1 and MN and the base station 304 generated in the first time slot OTS1 are the same as in the case of FIG. 11C. In addition, the transactions between the user stations M1 and MN and the base station 304 generated in the second time slot OTS2 are the same as in the case of Fig. 11C. However, since there is no control pulse preamble transmitted during the preamble period 1161 during the second time slot OTS2, the third user station M3 performs the control pulse preamble during the preamble period 1116 of the second time slot OTS2. I can send it. Alternatively, user station M3 may transmit its ranging message transmitted in the previous time frame 1150 before the base station 304 transmits the control pulse preamble during the preamble period 1116 of each preceding time slot OTS2. It may wait until 304 to approve.

다음 타임 프레임(1150)에서 상술한 방법으로 제3의 사용자국(M3)와의 통신을 구축한 후에 도 11d에 도시한 바와 같이 기지국(304)과 사용자국(M3)간의 통신이 이루어 질 수 있다. 기지국(304)은 기지국(304)로부터의 각 송신의 일부로서 사용자국(M3)에 대한 타이밍 조정 코맨드를 갱신할 수 있다.After establishing communication with the third user station M3 by the method described above in the next time frame 1150, communication between the base station 304 and the user station M3 can be made as shown in FIG. 11D. The base station 304 may update the timing adjustment command for the user station M3 as part of each transmission from the base station 304.

사용자국(302)이 타임 슬롯(1151)에서 통신을 종료하거나 혹은 새로운 기지국(304)으로 핸드-오프된다면, 기지국(304)은 타임 슬롯(1151)이 통신에서 해방되었음을 표시하는 새롭게 개설된 타임 슬롯(1151)동안 일반적인 폴링 메시지를 송신하기 시작할 수 있다. 이에 따라서 새로운 사용자국(302)은 동일한 기지국(304)과 통신을 구축할 수 있다.If user station 302 terminates communication in time slot 1151 or is handed off to a new base station 304, then base station 304 indicates that the newly established time slot indicates that time slot 1151 has been released from communication. During 1115, a generic polling message may begin to be sent. This allows the new user station 302 to establish communication with the same base station 304.

도 12a-c는 기지국 및 사용자국의 송신을 위한 바람직한 메시지 포맷을 나타내는 테이블이다. 테이블12b-1 내지 12b-3은 핸드쉐이킹 혹은 포착 모드에 사용되는 송신용 메시지 포맷을 나타낸 것이다. 테이블12c-1 내지 12c-4는 트래픽 모드시의 포착후의 메시지 포맷(대칭 및 비대칭)을 나타낸 것이다. 비대칭 메시지 포맷은 FDD이용 시스템이 아니라 TDD이용 스시템 변형 형태에 사용하기 위한 것임을 주목해야한다. 테이블12a-1 내지 12a-4는 테이블12b-1 내지 12c-4중의 다른 메시지 형태 각각의 헤더 포맷을 나타낸 것이다.12A-C are tables showing preferred message formats for transmission of base stations and user stations. Tables 12b-1 to 12b-3 show the message formats for transmission used in handshaking or acquisition modes. Tables 12c-1 to 12c-4 show the message formats (symmetrical and asymmetrical) after capture in the traffic mode. It should be noted that the asymmetric message format is intended for use in TDD-enabled system variants, not for FDD-enabled systems. Tables 12a-1 through 12a-4 show the header format of each of the other message types in Tables 12b-1 through 12c-4.

예를 들면, 데이블 12a-1은 상술한 기지국 폴링 송신(일반적 혹은 특수한 경우)을 위한 헤더 포맷을 나타낸 것이다. 테이블 12a-1의 헤더 포맷은 12비트를 포함한다. 특수한 헤더 포맷은 2 개의 예비 비트를 빼고 총 19비트에 달하는 10개의 필드를 포함하고 있다. 이 필드들은 송신 소스가 기지국인지 혹은 사용자국인지를 밝혀주는 1 비트의 B/H필드, 이 B/H필드의 확장으로서 사용될 수 있는 1 비트의 E 필드, 폴링 메시지가 일반형 혹은 특수형인지를 나타내는 1 비트의 G/S필드, 송신이 폴링 혹은 트래픽 메시지인지를 나타내는 1 비트의 P/N필드, 확인체크 및 검증을 위한 1 비트의 SA필드, 전력 제어용의 3 비트의 PWR필드, 슬롯 이용성을 나타내는 2 비트의 CU필드, 얼마나 잘 송출부가 반대 감지 링크를 수신하고 있는 지를 나타내는 2 비트의 반대 링크 품질 필드, 필요할 경우에 타이밍을 조정하기 위해서 사용자국으로 코맨드를 제공하는 3 비트의 타이밍 조정 코맨드, 및 에러 검출(CRC와 유사함)용의 4 비트의 헤더 FCW(프레임 체크 워드)필드를 포함한다.For example, table 12a-1 illustrates a header format for base station polling transmission (general or special case) described above. The header format of Table 12a-1 includes 12 bits. The special header format contains 10 fields totaling 19 bits minus two spare bits. These fields are a 1-bit B / H field that identifies whether the transmission source is a base station or a user station, a 1-bit E field that can be used as an extension of this B / H field, and a 1 indicating whether the polling message is generic or special. G / S field of bits, 1 bit P / N field indicating whether transmission is a polling or traffic message, 1 bit SA field for checking and verifying, 3 bit PWR field for power control, 2 indicating slot availability CU field of bits, a 2-bit counter link quality field that indicates how well the sender is receiving the reverse sense link, a 3-bit timing adjustment command that provides commands to the user station to adjust timing if necessary, and errors A 4-bit header FCW (Frame Check Word) field for detection (similar to CRC).

기지국 트래픽 송신용 헤더 포맷이 테이블 12a-2에 도시되어 있다. 헤더 포맷은 테이블 12a-1의 것과 동하지만 예외적인것이 있다면 타임 슬롯 집합 혹은 비대칭 타임 슬롯 사용을 통해서 추가의 대역폭을 사용자국(302)에게 할당해 주기 위한 2 비트의 추가의 B/W 허가 필드가 있다는 점이다. 테이블 12a-2의 헤더 포맷은 12비트를 이용한다.The header format for base station traffic transmission is shown in Table 12a-2. The header format is the same as that in Table 12a-1, but if there are exceptions, there are two bits of additional B / W grant fields to allocate additional bandwidth to user station 302 through the use of time slot sets or asymmetric time slots. Is that there is. The header format of Table 12a-2 uses 12 bits.

이동체 혹은 사용자 폴링 송신을 위한 헤더 포맷이 테이블 12a-3에 도시되어 있다. 이 헤더 포맷은 CU필드 혹은 타이밍 코맨드 필드를 포함하고 있지 않다는 점을 제외하고는 테이블 12a-1의 것과 유사하다. 또한, 테이블 12a-3의 헤더 포맷은 추가의 대역폭 혹은 타임 슬롯의 요구를 위한 1비트의 B/W 요구 필드를 포함한다. 테이블 12a-3 헤더 포맷은 6 개의 예비 비트를 포함한다.Header formats for mobile or user polling transmissions are shown in Table 12a-3. This header format is similar to that of Table 12a-1 except that it does not contain a CU field or a timing command field. In addition, the header format of Table 12a-3 includes a 1-bit B / W request field for the request of additional bandwidth or time slot. The table 12a-3 header format includes six reserved bits.

이동체 혹은 사용자 트래픽 송신용의 헤더 포맷이 테이블 12a-4에 도시되어 있다. 테이블 12a-4의 헤더 포맷은 B/W 요구 필드가 B/W허가 필드대신에 지정되어 있다는 것을 제외하고는 테이블 12a-3의 것과 동일하다.Header formats for mobile or user traffic transmission are shown in Table 12a-4. The header format of Table 12a-4 is the same as that of Table 12a-3 except that the B / W Request field is specified in place of the B / W permission field.

따라서, 사용자국(302) 및 기지국(304)용의 헤더 포맷은 폴링 혹은 트래픽 모드이든, 및 폴링 메시지가 일반형이든 특수형이든 도 12a-c와 관련하여 설명한 예의 실시예서 동일한 길이가 되도록 선택된다.Thus, the header format for the user station 302 and the base station 304 is chosen to be the same length in the example embodiment described in connection with FIGS. 12A-C, whether in polling or traffic mode, and whether the polling message is general or special.

테이블 12b-1 내지 12b-3은 핸드쉐이킹 혹은 포착 모드에서 사용되는 송신용의 메시지 포맷을 나타낸 것이다. 테이블 12b-1은 기지국의 일반적 폴링 송신용의 205 비트의 메시지 포맷을 나타낸 것이다. 테이블 12b-1의 메시지 포맷은 테이블 12a-1에 도시된 필드들을 포함하는 21 비트의 헤더 필드를 포함하고 있는데, 이들 필드들은, 일반적인 폴링 메시지를 송신하는 기지국(304)을 밝혀내기 위한 32 비트의 기지국 ID 필드, 전화 네트워크 혹은 다른 통신 소스를 표시하는데에 사용될 수 있는 16비트의 서비스 프로바이더 필드, 페이징 클러스터를 밝혀내는데에 사용될 수 있는 16비트의 존 필드, 및 32비트의 설비 필드 등의 각종 네트워크 및 시스템확인 필드, 동기식으로 사용자국(302)에 기여하도록 관련된 일반적인 폴링 송신의 슬롯 번호를 나타내는 6비트의 슬롯 번호 필드, 및 에러 보정 및 무결점 송신 검증을 위한 16비트의 프레임 FCW필드이다.Tables 12b-1 to 12b-3 show the message formats for transmission used in the handshaking or acquisition mode. Table 12b-1 shows the 205 bit message format for general polling transmission of the base station. The message format of Table 12b-1 includes a 21-bit header field that includes the fields shown in Table 12a-1, which are 32-bit fields for identifying the base station 304 transmitting the general polling message. Various networks, such as a base station ID field, a 16-bit service provider field that can be used to indicate a telephone network or other communication source, a 16-bit zone field that can be used to identify a paging cluster, and a 32-bit facility field. And a system confirmation field, a 6-bit slot number field that indicates the slot number of the general polling transmission associated to contribute to the user station 302 synchronously, and a 16-bit frame FCW field for error correction and flawless transmission verification.

이동체 혹은 사용자국 응답 송신용의 150비트의 메시지 포맷이 테이블 12b-3에 도시되어 있다. 테이블 12b-3의 메시지 포맷은 테이블 12a-3에 도시된 필드들을 포함하는 21비트의 헤더 필드를 포함하고 있는데, 이들 필드들은, 일반적인 폴링 메시지에 응답하는 사용자국(302)을 밝혀내는 40비트의 PID필드, 16비트의 서비스 프로바이더 필드, 기지국(304)로부터의 이용가능한 다양한 서비스중 어느것이 요구중인지를 나타내는 16비트의 서비스 요구 필드, 8비트의 이동체 용량 필드, 및 16비트의 프레임 FCW필드이다. 이동체 용량 필드는 2 개의 서브 필드로서 사용자국의 용량(예를 들면, 트래픽 슬롯을 인터리빙(interleaving)하는 디플렉스)을 나타내는 2비트의 형태 혹은 용량 서브-필드, 및 기지국의 일반적인 폴링 송신의 슬롯 번호 필드로부터 수신된 슬롯 번호를 에코잉(echoing)하기 위한 6비트의 홈 기지국 슬롯 번호 필드를 포함한다. 150비트의 사용자국 폴링 응답 송신은 레인징 거래를 수용하고 통신을 구축하고자 하는 사용자국(302)으로부터의 불 특정한 초기 전달 지연 시간을 고려할 때에 실질적으로 기지국 폴링 송신 혹은 트래픽 메시지 송신보다 짧다.The 150 bit message format for mobile or user station response transmission is shown in Table 12b-3. The message format of Table 12b-3 includes a 21-bit header field that contains the fields shown in Table 12a-3, which are 40-bit bits that identify the user station 302 that responds to a general polling message. PID field, 16-bit service provider field, 16-bit service request field indicating which of the various services available from the base station 304 are being requested, 8-bit mobile capacity field, and 16-bit frame FCW field. . The mobile capacity field is a two sub-field, in 2-bit form or capacity sub-field indicating the capacity of the user station (e.g., a deplex that interleaves traffic slots), and the slot number of the general polling transmission of the base station. And a 6-bit home base station slot number field for echoing the slot number received from the field. The 150-bit user station polling response transmission is substantially shorter than the base station polling transmission or traffic message transmission considering the unspecified initial propagation delay time from the user station 302 wishing to establish a ranging transaction and establish communication.

기지국의 특정한 폴링 송신을 위한 205비트의 메시지 포맷이 테이블 12b-2에 도시되어 있다. 테이블 12b-2의 메시지 포맷은 테이블 12a-1에 도시된 필드들을 포함하는 21비트의 헤더 필드를 포함하고 있는데, 이들 필드들은 관련 슬롯 위치를 나타내는 8비트의 상관 ID필드, 8비트의 결과 필드, 사용자국(302)으로부터 수신된 식별 번호를 에코잉하기 위한 40비트의 PID필드, 특정한 기지국(304)의 타임 슬롯 번호를 나타내는 8비트의 맵형 필드, 슬롯이 사용중임(사용자국(302)이 잠재적 슬롯 집합을 측정할 때에 평가될 수 있다는 것)을 나타내는 32비트의 맵 필드, 6비트의 슬롯 번호 필드, 및 16비트의 프레임 FCW필드들이다.The message format of 205 bits for the specific polling transmission of the base station is shown in Table 12b-2. The message format of Table 12b-2 includes a 21-bit header field that includes the fields shown in Table 12a-1, which include an 8-bit correlation ID field, an 8-bit result field, 40-bit PID field for echoing the identification number received from the user station 302, 8-bit mapped field representing the time slot number of the particular base station 304, slot is in use (potentially used by user station 302) 32-bit map field, 6-bit slot number field, and 16-bit frame FCW fields.

테이블 12c-1 내지 테이블 12c-4는 트래픽 모드시의 포착후의 메시지 포맷(대칭 및 비대칭)을 나타내고 있다. 테이블 12a-1 및 테이블 12a-2는 기지국 트래픽 모드 메시지 포맷이며, 테이블 12a-1의 메시지 포맷은 대칭 프레임 구조용으로 사용되며, 그리고 테이블 12a-2의 포맷은 비대칭 프레임 구조용으로 사용된다. 유사하게, 테이블 12a-3 및 12a-4는 이동체 혹은 사용자국 트래픽 모드 메시지 포맷이며, 테이블 12a-3의 메시지 포맷은 비대칭 프레임 구조용으로 사용되며, 테이블 12a-4의 포맷은 비대칭 프레임 구조에 사용된다.Tables 12c-1 to 12c-4 show the message formats (symmetrical and asymmetrical) after capture in the traffic mode. Tables 12a-1 and 12a-2 are base station traffic mode message formats, the message formats of table 12a-1 are used for symmetric frame structures, and the formats of table 12a-2 are used for asymmetric frame structures. Similarly, tables 12a-3 and 12a-4 are mobile or user station traffic mode message formats, the message formats of table 12a-3 are used for asymmetric frame structures, and the formats of table 12a-4 are used for asymmetric frame structures. .

대칭 프레임 구조에 있어서, 트래픽 모드 메시지 각각은 길이가 205비트이며, 트래픽 모드 메시지 각각은 16비트의 프레임 FCW 필드가 사용되는지의 여부에 따라 길이가 8비트인 저 데이타 속도 메시징 능력을 갖는 D-채널 필드(혹은 데이타 필드) 및 길이가 160 혹은 176비트의 B-채널 필드(혹은 베어러 필드(bearer field))를 포함한다.In a symmetric frame structure, each traffic mode message is 205 bits long, and each traffic mode message is a D-channel with low data rate messaging capability of 8 bits in length depending on whether a 16-bit frame FCW field is used. Field (or data field) and a B-channel field (or bearer field) of 160 or 176 bits in length.

TDD시스템 변형 형태에만 사용되는 비 대칭 프레임 구조에 있어서, 하나의 소스로부터의 트래픽 모드 메시지는 다른 소스로부터의 트래픽 모드 메시지와는 다른 일반적으로 매우 긴 다른 길이이다. 비 대칭 프레임 구조는 통신 링크의 다른 방향보다 통신 링크의 한 방향으로 데이타 대역폭을 훨신 높게 할 수 있다. 따라서 트래픽 모드 메시지의 하나는 길이가 45비트인 반면에 다른 트래픽 모드 메시지는 길이가 365비트이다. 순방향 및 역방향 링크 메시지의 총 길이는 대칭 프레임 구조의 경우에서와 같이 총 410비트에 달한다. 트래픽 모드 메시지 각각은 소스가 높은 송신 속도를 같고 있는지에 따라, 그리고 16비트의 프레임 FCW필드가 사용되는지의 여부에 따라 길이가 8비트인 저 데이타 속도 메시징 능력을 갖는 D-채널 필드(혹은 데이타 필드), 및 길이가 0, 16, 320, 혹은 336비트의 B-채널 필드(또는 베어러 필드)를 포함한다.In an asymmetric frame structure used only for the TDD system variant, traffic mode messages from one source are generally very long different lengths than traffic mode messages from another source. An asymmetric frame structure can make the data bandwidth much higher in one direction of the communication link than the other direction of the communication link. Thus, one traffic mode message is 45 bits long while the other traffic mode message is 365 bits long. The total length of the forward and reverse link messages amounts to a total of 410 bits, as in the case of the symmetric frame structure. Each traffic mode message is a D-channel field (or data field) with low data rate messaging capability of 8 bits in length, depending on whether the sources have the same high transmission rate and whether 16-bit frame FCW fields are used. And a B-channel field (or bearer field) of length 0, 16, 320, or 336 bits.

기지국 및 사용자국 메시지는 M-관련 엔코딩 기술을 사용하여 송출되는 것이 바람직하다. 기지국 및 사용자국 메시지는 일련의 연쇠적인 데이타 심볼로 구성되는 것이 바람직한데, 여기서, 각 데이타 심볼은 5비트에 상당한다. 확산 스펙트럼 코드, 혹은 심볼 코드는 각 심볼 마다 송신된다. 따라서, 송신된 심볼 코드는 데이타 필드의 전체 혹은 일부분을 나타내거나 혹은 다수의 데이타 필드, 혹은 기지국 혹은 사용자국 메시지중의 하나의 데이타 필드이상의 부분들을 나타낸다.Base station and user station messages are preferably sent using M-related encoding techniques. The base station and user station messages are preferably composed of a series of contiguous data symbols, where each data symbol corresponds to 5 bits. The spread spectrum code, or symbol code, is transmitted for each symbol. Thus, the transmitted symbol code represents all or part of the data field, or a plurality of data fields, or parts of more than one data field of a base station or user station message.

프로세싱 로드는 일반적으로 비동기식 프로세싱을 필요로 하는 프리앰블의 길이에 비례하여 증가되므로 APG-63 레이더의 MPRF모드에 사용되는 것과 유사한 연쇠적 프리앰블 코드 구조는 본 명세서에 기재되어 있는 각종 통신 인터페이스에 사용될 수 있다. APG-63레이더에 관련된 전반적인 설명은 Morris, Airborne pulsed Doppler Radar(Artech House 1988)을 참조할 수 있다.Since the processing load is generally increased in proportion to the length of the preamble requiring asynchronous processing, a cascading preamble code structure similar to that used for the MPRF mode of the APG-63 radar can be used for the various communication interfaces described herein. . For a general description of the APG-63 radar, see Morris, Airborne pulsed Doppler Radar (Artech House 1988).

도 13a-b는 연쇠적 프리앰블의 구성을 나타내는 다이어그램이다. 도 13a에서 길이 112 프리앰블 코드는 Barker-4 (B4) 코드(1302) 및 Minimum Peak Sidelobe-28(MPS28)코드(1301)간에 kronecker 적(product)를 취함으로서 형성된다. 하나의 의미로서 최종적인 프리앰블은 각 칩(chip)이 실질적으로 B4시퀀스인 MPS28 코드로서 생각될 수 있다. 프리앰블 구조의 하나의 장점은 도 13b에 도시된 바와 같이 28 비-제로 탭 MPS28 [1, 0, 0, 0] 정합 필터(1311)를 수반하는 4-탭 B4 정합 필터(1310)를 사용하여 달성될 수 있다는 점이다. 복잡한 것을 처리하는데 있어서, 도 13a-b의 기술은 대략 고속의 메모리가 필요하다는 것을 제외하고 32-텝 정합 필터와 등가적인 것이다. 정합 필터 대신에 미정합 필터로서 제1 단 필터(1310)를 구현함으로써 성능이 향상될 수 있으며, 이에 따라서 필터 응답시의 사이드로브가 감소된다.13A-B are diagrams illustrating the configuration of concatenated preambles. In FIG. 13A the length 112 preamble code is formed by taking the kronecker product between the Barker-4 (B4) code 1302 and the Minimum Peak Sidelobe-28 (MPS28) code 1301. In one sense, the final preamble can be thought of as an MPS28 code where each chip is substantially a B4 sequence. One advantage of the preamble structure is the 28 non-zero tap MPS28 as shown in FIG. 13B. [1, 0, 0, 0] can be achieved using a 4-tap B4 matched filter 1310 with matched filter 1311. In dealing with the complexity, the technique of Figs. 13A-B is equivalent to a 32-step match filter except that a high speed memory is required. Performance can be improved by implementing the first stage filter 1310 as a mismatched filter instead of a matched filter, thereby reducing side lobes in the filter response.

도 13d 및 13e는 각각 정합 및 미정합 필터를 사용하여 연쇠적 프리앰블에 대한 필터 응답을 비교하는 그래프이다. 도 13d 및 13e의 목적을 위해서 길이 140 프리앰블을 가정한다. 이 프리앰블은 Barker-5(B5)코드 와 MPS28 코드간의 kronecker 적을 포함한다. 도 13d는 28-탭 MPS28 정합 필터(1311)를 수반하는 5-탭 B5 정합 필터(1310)에 의해서 처리되는 MPS28 B5, 길이 140 프리앰블용의 복합필터 응답을 나타낸 것이다. 약 -14db의 4개의 사이드로브 스파이크(1320)는 도 13d의 그래프에서 자명하다. 도 13e는 도 13d에서 사이드로브 스파이크(1320)가 제거된 28-탭 MPS28 정합 필터(1311)를 수반하는 17-탭 B5 미정합 필터(1310)에 의해서 처리된 동일한 프리앰블에 대한 복합 필터 응답을 나타낸 것이다.13D and 13E are graphs comparing filter responses for cascading preambles using matched and unmatched filters, respectively. Assume a length 140 preamble for the purposes of FIGS. 13D and 13E. This preamble contains the kronecker enemy between the Barker-5 (B5) code and the MPS28 code. FIG. 13D illustrates an MPS28 processed by a 5-tap B5 matched filter 1310 with a 28-tap MPS28 matched filter 1311. B5, a composite filter response for a length 140 preamble is shown. Four sidelobe spikes 1320 of about −14 db are apparent in the graph of FIG. 13D. FIG. 13E shows the composite filter response for the same preamble processed by the 17-tap B5 unmatched filter 1310 with the 28-tap MPS28 matched filter 1311 with the sidelobe spike 1320 removed in FIG. will be.

또 다른 처리 메카니즘으로써, n개의 검출기중 m개는 검출 경보 목적용으로서 사용될 수 있으며, 반면에 전장 프리앰블은 검출 확인 및 채널 감지/등화 목적에 사용된다. 코드세트는 저 크로스-상관 특징을 보여주는 다른 MPS28코드를 사용한 프리앰블을 갖고 발생될 수 있다. 이러한 방법에 따른 잠제적 한계는 MPS28 코드워드가 2개에 불과하다는 것이다. 따라서, n=7 코드 재사용 패턴을 생성하기 위해서는 소망의 크로스-상관을 보여주는 잠재적으로 가능한 프리앰블가 확장되도록 "near" MPS28 코드워드가 포함될 수 있다. 2개의 MPS28 코드워드가 22.9db의 잠정적 피크 사이드로브 레벨을 갖는데 반하여, near MPS28 코드워드는 -19.4dB의 잠정적 피크 사이드로브 레벨을 갖는다.As another processing mechanism, m of the n detectors can be used for detection alarm purposes, while the full length preamble is used for detection confirmation and channel sensing / equalization purposes. The codeset can be generated with a preamble using another MPS28 code showing low cross-correlation characteristics. The potential limitation with this approach is that there are only two MPS28 codewords. Thus, to generate an n = 7 code reuse pattern, a “near” MPS28 codeword may be included such that a potentially possible preamble showing the desired cross-correlation is expanded. The two MPS28 codewords have a potential peak sidelobe level of 22.9db, while the near MPS28 codewords have a potential peak sidelobe level of -19.4dB.

도 10a-11d와 관련하여 상술한 제어 펄스 프리앰블(예를 들면, 프리앰블 기간(1016)에서) 및 123-프리앰블 메시지 송신을 이용한 프리앰블 처리에 대하여 보다 구체적으로 논의한다. 제어 펄스 프리앰블 및 123-프리앰블 송신은 일반적으로 각 메인 사용자국 및 기지국 송신을 선행하는 초기 프리앰블 송신(예를 들면, 프리앰블 기간(1002) 혹은 (1102)에서)과 관련하여 고정된 타이밍을 갖고, 특히 2 개의 전장 프리앰블 송신이 각 메인 사용자 혹은 기지국 송신과 관련되어 있는 역 방향 링크 상에서의 동기화에 도움을 주도록 사용될 수 있다. 프리앰블 길이는 제어 펄스 프리앰블 혹은 123-프리앰블, 및 메인 사용자 혹은 기지국 송신을 선행하는 프리앰블들 양자를 처리한다는 점에서 이중의 효과가 있다.The preamble processing using control pulse preamble (eg, in preamble period 1016) and 123-preamble message transmission described above with reference to FIGS. 10A-11D will be discussed in more detail. The control pulse preamble and 123-preamble transmissions generally have a fixed timing with respect to the initial preamble transmission (eg, in the preamble period 1002 or 1102) preceding each main user station and base station transmission, in particular Two full length preamble transmissions may be used to aid in synchronization on the reverse link associated with each main user or base station transmission. The preamble length has a dual effect in that it processes both the control pulse preamble or the 123-preamble and the preambles that precede the main user or base station transmission.

도 14-17은 본 명세서에 개시된 실시예들의 명시된 특징을 구체화하는 선택된 하이 타이어(high tier) 및 로 타이어(low tier)에어 인터페이스의 각종 성능면을 비교하는 챠트이다. 상기한 하이 타이어에 의해서 시스템 커버리지는 광역이고 이로인해서 용량이 저하되는 것으로 받아들여진다. 반대로, 로 타이어는 국부적인 고 용량 및/또는 특수한 요구에의 통신 서비스에 적용된다. 하나의 방식으로서 사용자들은 하이 타이어로 용량을 보존하기 위해서 가능한 최하위 타이어로 할당된다.14-17 are charts comparing various performance aspects of selected high tier and low tier air interfaces embodying the specified features of the embodiments disclosed herein. With the high tires described above, it is accepted that the system coverage is wide and thereby the capacity is reduced. Conversely, furnace tires are applied to telecommunications services with local high capacity and / or special needs. In one way, users are assigned to the lowest possible tire to conserve capacity with high tires.

일반적으로, 하이 타이어는 엄브렐러 커버리지 및 연속성을 제공하는 비교적 대규모의 셀을 적용범위로 한다. 여기서 사용자는 높은 측정 이동도(예를 들면, 고속 차량)를 갖게한다. 또한, 하이 타이어 동작은 기지국에서의 고 송신 전력, 고 이득 수신 안테나, 및 고 앙각 안테나 배치의 특징이 있을 수 있다. 다중 경로 및 안테나 다이버스티에 적용되는 지연 확산(반사로 인한 다수의 전달 지연으로 생기는) 및 수평 위상 중심 분리 등의 요인이 상당히 중요할 수 있다. 예를 들면, 안테나 증가로 인한 복잡성 및 개구 사이즈가 하이 타이어 응용에서의 다수의 다이버스티 안테나의 사용에 대비하여 중요시될 수 있다. 수신기 감도 또한 중요한 제한적 요인이 될 수 있다. 수신기 감도 또한 중요한 제한요소일 수 있다. 작은 코히어런스 대역폭들은 확산 스팩트럼 파형들이 고층 응용(high tier application)들에서 지원되도록 한다.In general, high tires are covered by relatively large cells that provide umbrella coverage and continuity. Here the user has a high measurement mobility (eg a high speed vehicle). High tire operation may also be characterized by high transmit power at the base station, high gain receive antennas, and high elevation antenna placement. Factors such as delay spread (which results from multiple propagation delays due to reflections) and horizontal phase center separation applied to multipath and antenna diversity can be significant. For example, the complexity and aperture size due to antenna increase can be important against the use of multiple diversity antennas in high tire applications. Receiver sensitivity can also be an important limiting factor. Receiver sensitivity can also be an important limiting factor. Small coherence bandwidths allow spread spectrum waveforms to be supported in high tier applications.

저층 응용(low tier application)들은 일반적으로 수신기 감도보다는 물리적 장애물 및 방사 센터들의 수에 의해 제한되는 커버리지를 갖는 보다 작은 셀들의 특징이 있다. 작은 지연 확산들은 고속의 심벌 레이트를 허용하고 다중 경로 페이딩을 극복하기 위한 안테나 다이버시티 기술을 지원한다. 확산 스펙트럼 또는 협대역 신호들이 사용될 수 있고, 협대역 신호들이 고용량 스폿 커버리지(high capacity spot coverage) 및 동적 채널 할당을 달성하는 데 유리할 수 있다. 변화하는 트래픽 요건에 대해 신속한 응답을 제공하고 물리적 장애물들을 활용함으로써 비교적 작은 재사용 패턴을 허용하도록 동적 채널 할당 알고리즘들이 지원된다. 저층 응용들에는, 예를 들면, 무선 국부 루프, 고층 커버리지에서의 "홀들"(holes)을 위한 스폿 커버리지, 국부적 고용량(localized high capacity), 및 무선 센트렉스(wireless Centrex)가 포함될 수 있다.Low tier applications are generally characterized by smaller cells with coverage limited by the number of physical obstacles and radiation centers rather than receiver sensitivity. Small delay spreads allow for high symbol rates and support antenna diversity techniques to overcome multipath fading. Spread spectrum or narrowband signals may be used, and narrowband signals may be advantageous to achieve high capacity spot coverage and dynamic channel allocation. Dynamic channel allocation algorithms are supported to allow for relatively small reuse patterns by providing quick response to changing traffic requirements and utilizing physical obstacles. Low-layer applications may include, for example, wireless local loops, spot coverage for "holes" in high-rise coverage, localized high capacity, and wireless Centrex.

이상, 고층 및 저층 응용들의 소정의 일반적 특성에 대해 설명하였지만, 본 명세서에 적용된 것과 같은 이들 항목들은 여러 실시예들에 제시된 것과 같은 본 발명의 원리들의 적용성을 제한하려는 것이 아니다. 고층 또는 저층으로의 분류는 단지 본 명세서에 기술된 예시적인 실시예들의 설명을 용이하게 하고, 시스템 설계에서의 유용한 이정표를 제공하려는 것이다. 고층 또는 저층의 명칭들은 반드시 서로를 배제하는 것도 아니고, 반드시 모든 가능한 통신 시스템들을 망라하는 것도 아니다.While certain general characteristics of high and low layer applications have been described above, these items as applied herein are not intended to limit the applicability of the principles of the present invention as set forth in the various embodiments. The classification as high or low is merely to facilitate the description of the exemplary embodiments described herein and to provide useful milestones in system design. High or low name names do not necessarily exclude each other, nor necessarily all possible communication systems.

고층 및 저층 명칭들은 허가된 주파수 대역 또는 무허가 주파수 대역에서의 동작들에 적용될 수 있다. 무허가 등시성 대역(1910 - 1920 MHz)에서는, 1.25 MHz의 최대 신호 대역폭을 갖는 좁은 이용 가능 주파수 범위 때문에 FCC 규칙은 본질적으로 TDD 또는 TDMA/FDD 하이브리드를 필요로 한다. 전송하기 전에 다른 사용자들의 전송을 감지하고 회피하기 위해서는 "송화 전 수화"(listen before talk) 성능이 일반적으로 요구된다. 등시성 대역에서의 응용들은 전형적으로 저층 가변적이며, 무선 PBX, 스마트 배지(예를 들면, 위치 결정 장치 및 수동 RF 방사 장치들), 가정 무선, 및 압축 비디오 분배를 포함한다. FCC 요건 때문에 동적 채널 할당 및 저층 구조가 바람직하다. 또한, 전력 한계는 일반적으로 큰 셀들을 배제한다.High and low layer names may apply to operations in the licensed or unlicensed frequency band. In the unlicensed isochronous band (1910-1920 MHz), FCC rules essentially require TDD or TDMA / FDD hybrid because of the narrow available frequency range with a maximum signal bandwidth of 1.25 MHz. "Listen before talk" capability is generally required to detect and avoid transmission of other users before transmission. Applications in the isochronous band are typically low layer variable and include wireless PBXs, smart badges (eg, positioning devices and passive RF radiating devices), home radios, and compressed video distribution. Due to FCC requirements, dynamic channel allocation and low layer structure are desirable. Also, the power limit generally excludes large cells.

산업 과학 의학용(ISM) 대역(2400 - 2483.5 MHz)에서는, 연방 규칙들이 다소 덜 제한적인 점을 제외하면, 응용들은 무허가 등시성 대역과 유사하다. 전형적으로 최소 10 dB의 처리 이득이 요구되는 전송 전력을 최소화하기 위하여(예를 들면, 1 와트 이하까지), 확산 스펙트럼 기술들이 선호된다. ISM 대역의 작은 주파수 범위 때문에, TDD 또는 TDMA/FDD 하이브리드 구조가 선호된다.In the Industrial Scientific Medical (ISM) band (2400-2483.5 MHz), applications are similar to the unlicensed isochronous band, except that federal rules are somewhat less restrictive. Spread-spectrum techniques are typically preferred to minimize transmit power where a processing gain of at least 10 dB is required (eg, up to 1 watt). Because of the small frequency range of the ISM band, TDD or TDMA / FDD hybrid structures are preferred.

도 14는 고층 및 저층 명칭들에 의해 일반적으로 분류된, 각종 에어 인터페이스들을 비교하는 요약표이다. 도 14의 제1 칼럼은 에어 인터페이스 타입을 식별해 준다. 에어 인터페이스 타입은 칩 레이트(chipping rate), 층(tier), 및 프레임 구조 -- 도 10A 내지 도 10E 및 도 11A 내지 도 11D를 참조하여 상술한 바와 같은, TDD(시분할에 의한 단일 주파수 대역) 또는 FDD/TDMA(시분할에 의한 다수의 주파수 대역)에 의해 식별된다. 따라서, 예를 들면, 도 14의 표의 제1 칼럼의 제1 로우에 나타나는 식별자 "5.00HT"는 에어 인터페이스가 5.00 메가칩(Mcp)의 칩 레이트를 갖고, 고층이며, TDD 구조를 갖는 것으로 식별해 준다. 유사하게, 제1 칼럼의 제6 로우에 나타나는 식별자 "0.64LF"는 에어 인터페이스가 0.64 Mcp의 칩 레이트를 갖고, 저층이며, FDD/TDMA 구조를 갖는 것으로 식별해 준다. 도 14에는 총 16개의 상이한 에어 인터페이스들(10개는 고층, 6개는 저층)이 요약되어 있다.14 is a summary table comparing various air interfaces, generally classified by high and low floor names. The first column of FIG. 14 identifies the air interface type. The air interface type is chip rate, tier, and frame structure-TDD (single frequency band by time division), as described above with reference to FIGS. 10A-10E and 11A-11D, or It is identified by FDD / TDMA (multiple frequency bands by time division). Thus, for example, the identifier " 5.00HT " appearing in the first row of the first column of the table of FIG. 14 identifies that the air interface has a chip rate of 5.00 megachips (Mcp), is high-layer, and has a TDD structure. give. Similarly, the identifier " 0.64LF " appearing in the sixth row of the first column identifies the air interface as having a chip rate of 0.64 Mcp, low layer, and having an FDD / TDMA structure. A total of 16 different air interfaces (10 high and 6 low) are summarized in FIG. 14.

도 14의 표의 제2 칼럼은 2중 방식(duplex method)을 식별해 주는데, 이 또한 상술한 바와 같이, 에어 인터페이스 타입의 마지막 이니셜에 의해 표시된다. 도 14의 표의 제3 칼럼은 각각의 특정 에어 안터페이스 타입에 대한 타임 슬롯들의 수를 식별해 준다. 특정 실시예들에서는, 타임 슬롯들의 범위가 8에서 32까지이다. 도 14의 표의 제4 칼럼은 각각의 특정 에어 인터페이스 타입에 대한 칩 레이트(MHz 단위)를 식별해 준다. 도 14의 표의 제5 칼럼은 각 할당에서의 채널들의 수를 식별해 주는데, 이 수는 특정 대역폭 할당에서 지원 가능한 RF 채널들의 수의 근사치이며, 선택된 변조 기술 및 칩 레이트에 따라 변할 수 있다. 도 14의 제6 칼럼은 안테나 포스트에서 측정된 감도(dBm 단위)를 나타낸다. 도 14 표의 제7 및 제8 칼럼들은, 5.00HT 에어 인터페이스에 대하여 100%를 기준 설정으로 하여, 상이한 전파 환경들에서 필요한 기지국들의 수를 나타낸다. 도 14 표에서 고려된 전파 환경들은, 리스트된 바와 같이, R²(개방 지역), R⁴(도시), 및 R⁷(저안테나 도시)을 포함한다.The second column of the table of FIG. 14 identifies the duplex method, also indicated above, indicated by the last initial of the air interface type. The third column of the table of FIG. 14 identifies the number of time slots for each particular air interface type. In certain embodiments, the range of time slots is from 8 to 32. The fourth column of the table of FIG. 14 identifies the chip rate (in MHz) for each particular air interface type. The fifth column of the table of FIG. 14 identifies the number of channels in each allocation, which is an approximation of the number of RF channels that can be supported in a particular bandwidth allocation and may vary with the selected modulation technique and chip rate. The sixth column of FIG. 14 shows the sensitivity (in dBm) measured at the antenna post. The seventh and eighth columns of the FIG. 14 table represent the number of base stations required in different propagation environments, with 100% as the reference setting for the 5.00HT air interface. Propagation environments considered in the FIG. 14 table include R ² (open area), R ⁴ (shown), and R ⁷ (low antennae show), as listed.

도 14의 에어 인터페이스 타입들은 또한 고층, 저층, 무허가 등시성, 및 ISM 에어 인터페이스 타입들을 포함하는 4개의 일반적인 범주로 분류된다. 고층 동작은, 2개의 안테나를 이용한 안테나 다이버시티(L_ant), 2개의 분해 가능한 다수의 다중 경로(L_rake), 및 30 MHz 대역폭 할당을 취한다. 분해 가능한 다중 경로들의 수는 일반적으로 수신기 성능, 지연 확산 및 안테나 배치의 함수이다. 저층 동작은, 3개의 안테나를 이용한 안테나 다이버시티, 단일의 분해 가능한 통신 경로, 및 30 MHz 대역폭 할당을 취한다. 무허가 등시성 동작은, 3개의 안테나를 이용한 안테나 다이버시티, 단일의 분해 가능한 통신 경로, 및 1.25 MHz 채널 대역폭을 취한다. ISM 동작은, 3개의 안테나를 이용한 안테나 다이버시티, 단일의 분해 가능한 통신 경로, 및 83.5 MHz 대역폭 할당을 취한다.The air interface types of FIG. 14 are also classified into four general categories, including high, low, unlicensed isochronous, and ISM air interface types. High-rise operation takes antenna diversity (L _ant ) with two antennas, two resolvable multiple multipaths (L _rake ), and 30 MHz bandwidth allocation. The number of resolvable multipaths is generally a function of receiver performance, delay spread and antenna placement. Low layer operation takes antenna diversity using three antennas, a single resolvable communication path, and a 30 MHz bandwidth allocation. Unlicensed isochronous operation takes antenna diversity with three antennas, a single resolvable communication path, and a 1.25 MHz channel bandwidth. ISM operation takes antenna diversity using three antennas, a single resolvable communication path, and an 83.5 MHz bandwidth allocation.

도 15는 도 14에 기술된 에어 인터페이스들에 대한 디지털 레인징 한계들(마일 단위)을 비교한다. 디지털 레인징는, 부분적으로는, 채용된 타임 슬롯들의 수 및 레인징(ranging)(즉, 타이밍 조정 제어)이 사용되는지 여부에 의존한다. "사용된 레인징" 표제 밑의 다수의 칼럼들은 타이밍 제어가 시스템에 구현되는지 여부를 나타내며, 사용된 타임 슬롯들의 수를 나타내는 "타임 슬롯" 표제 밑의 다수의 칼럼들에 동일한 순서로 대응한다. "디지털 레인징" 표제 밑의 다수의 칼럼들은 "사용된 레인징" 및 "타임 슬롯" 표제들 밑의 칼럼들에 동일한 순서로 대응한다. 따라서, 예를 들면, 5.00HT 에어 인터페이스의 경우, 3개의 가능한 실시예들이 도시되어 있다. 제1 실시예는 32개의 타임 슬롯 및 레인징(타이밍 조정)을 사용하여, 디지털 레인징이 8.47 마일이 된다. 제2 실시예는 32개의 타임 슬롯을 사용하고 레인징을 사용하지 않아, 디지털 레인징이 1.91 마일이 된다. 제3 실시예는 25개의 타임 슬롯을 사용하고 레인징을 사용하지 않아, 디지털 레인징이 10.06 마일이 된다.FIG. 15 compares digital ranging limits (in miles) for the air interfaces described in FIG. 14. Digital ranging depends, in part, on the number of time slots employed and whether ranging (ie, timing adjustment control) is used. Multiple columns under the "Range Used" heading indicate whether timing control is implemented in the system and correspond in the same order to multiple columns under the "Time Slot" heading indicating the number of time slots used. Multiple columns under the "digital ranging" heading correspond in the same order to columns under the "ranging used" and "time slot" headings. Thus, for example, for a 5.00HT air interface, three possible embodiments are shown. The first embodiment uses 32 time slots and ranging (timing adjustment), resulting in 8.47 miles of digital ranging. The second embodiment uses 32 time slots and no ranging, resulting in 1.91 miles of digital ranging. The third embodiment uses 25 time slots and no ranging, resulting in 10.06 miles of digital ranging.

도 15 표에 도시된 예시적인 시스템 파라미터들로부터, 사용되는 타임 슬롯들의 수를 감소시키거나, 칩 레이트를 증가시키거나, 다수의 주파수 대역들을 이용하거나(즉, FDD 및 TDD 기술들을 이용하거나), 레인징(타이밍 조정)을 사용함으로써 디지털 레인징이 증가될 수 있다는 것을 관찰할 수 있다.From the example system parameters shown in the FIG. 15 table, reduce the number of time slots used, increase the chip rate, use multiple frequency bands (ie, use FDD and TDD techniques), It can be observed that digital ranging can be increased by using ranging (timing adjustment).

도 16은 각종 에어 인터페이스 구조들의 기지국-사용자 초기 핸드쉐이킹 교섭 및 타임 슬롯 집합에 대한 영향을 기술하는 표이다. 도 16에서 고려된 변수들은 기지국(304)이 레인징 모드에서 동작하는가 아니면 비레인징 모드에서 동작하는가 하는 것과, 사용자국(302)이 듀플렉서를 갖는지 여부와, 순방향 링크 안테나 프로브 신호가 채용되는지 여부와, 인터리브된 트래픽 스트림들이 지원되는지 여부이다. 각 통신 사이에 발생해야 하는 기지국 타임 슬롯들의 수가 "사이에 금지된 기지국 슬롯들의 수" 표제 밑에 도시되어 있다. 그 수는, "GP/SP 교섭"(본 명세서의 앞에서 설명한 바와 같이 GP는 일반적인 폴링 메시지를 나타내고, SP는 특정 폴링 메시지를 나타냄) 부표제 밑에 나타나는 초기 포착 트랜잭션들, 및 "동일한 이동국 트래픽 슬롯" 표제 밑에 나타나는 트래픽 모드 트랜잭션들에 대해 상이하다. 후자의 수는, (총 시간 프레임의 비율로서) 마지막 칼럼에 나타나는 최대 슬롯 집합을 결정한다.FIG. 16 is a table describing the effect on base station-user initial handshaking negotiation and time slot aggregation of various air interface structures. The parameters considered in FIG. 16 include whether the base station 304 operates in ranging or non-ranging mode, whether the user station 302 has a duplexer, and whether the forward link antenna probe signal is employed. And whether or not interleaved traffic streams are supported. The number of base station time slots that must occur between each communication is shown under the heading "Number of base station slots prohibited between". The number is the initial acquisition transactions appearing under the subheading "GP / SP negotiation" (the GP indicates a general polling message and the SP indicates a specific polling message as described earlier in this document), and the "same mobile station traffic slots" heading. It is different for the traffic mode transactions that appear below. The latter number determines the maximum set of slots that appear in the last column (as a percentage of the total time frame).

도 16 표로부터, 레인징 트랜잭션들을 지원하려면 시스템이 초기 포착 트랜잭션들에서의 지연을 고려할 필요가 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 레인징 트랜잭션들을 지원하는 능력은 또한 슬롯 집합 가능성에 영향을 미칠 수 있다. 사용자국(302)에 듀플렉서를 공급하여, 사용자국(302)이 신호들을 동시에 송수신할 수 있도록 하면, 이 영향이 완화되거나 제거될 수 있다.From the table of FIG. 16, it can be seen that to support ranging transactions, the system needs to consider the delay in the initial acquisition transactions. In addition, the ability to support ranging transactions can also affect slot aggregation possibilities. This effect can be mitigated or eliminated by supplying a duplexer to the user station 302 so that the user station 302 can transmit and receive signals simultaneously.

표 A-1 내지 표 A-28은 예시적인 고층 및 저층 에어 인터페이스 사양들을 보다 상세히 제시한다. 특히, 여러 구성들에서 5.00 HT, 2.80 HT, 1.60 HT, 1.40 HT, 0.64 HT, 0.56 HT, 및 0.35 HT로 표시된 에어 인터페이스들에 대한 사양들이 제공되어 있다.Tables A-1 through A-28 present exemplary high and low air interface specifications in more detail. In particular, specifications are provided for air interfaces labeled 5.00 HT, 2.80 HT, 1.60 HT, 1.40 HT, 0.64 HT, 0.56 HT, and 0.35 HT in various configurations.

도 13C는 상술한 다수의 상이한 에어 인터페이스들에 대하여 고층 및 저층 환경들에서의 프리앰블 검출 성능을 비교하는 표이다. 비동기 코드 분리을 위해서는 (특히 고층 응용들에서) 보다 긴 프리앰블들이 요망될 수 있다. 선택된 논확산 저층 및 무허가 등시성 환경들에 대해서는 (특히 보다 큰 평균 N 재사용 패턴들이 채용되는 경우에) 보다 짧은 프리앰블들이 족할 수 있다.13C is a table comparing preamble detection performance in high and low layer environments for a number of different air interfaces described above. Longer preambles may be desired (especially in higher-level applications) for asynchronous code separation. Shorter preambles may be sufficient for selected non-diffusion low and unlicensed isochronous environments (especially when larger average N reuse patterns are employed).

도 13C 표는 3개의 안테나의 사용 및 안테나 다이버시티 기술의 채용을 취하고 3개의 안테나 신호들 중 가장 강한 것이 통신을 위해 선택되는, 레일리 페이딩에서의 프리앰블 검출 성능을 표로 만든 것이다. 프리앰블 검출에 있어서는, 신뢰성 있는 통신을 보장하고 프리앰블이 링크 성능 제한 요소가 되는 것을 방지하도록 적어도 99.9% 검출 가능성을 갖는 것이 바람직하다. 안테나 프로브 검출은 다이버시티 처리에서만 이용되고, 따라서 안테나 프로브 신호를 검출하지 못하면 단지 순 방향 링크에 대한 전력 증가 명령이 생기기 때문에, 안테나 프로브 검출은 그렇게 신뢰성 있을 필요가 없다.The FIG. 13C table tabulates the preamble detection performance in Rayleigh fading, taking the use of three antennas and employing antenna diversity techniques and the strongest of the three antenna signals being selected for communication. For preamble detection, it is desirable to have at least 99.9% detectability to ensure reliable communication and to prevent the preamble from becoming a link performance limiting factor. Antenna probe detection does not need to be so reliable because antenna probe detection is used only in diversity processing, and thus failure to detect an antenna probe signal results in only a power increase command for the forward link.

도 13C 표에 리스트된 각각의 에어 인터페이스 타입과 관련하여, 그 제2 칼럼에는 예시적인 프리앰블 부호어(preamble codeword)가 제공되고, 그 제4 메인 칼럼에는 (3개의 안테나 다이버시티에서의 3개의 안테나 프로브 신호들 각각에 대한) 예시적인 안테나 프로브 부호어 길이가 제공되어 있다. 부호어 길이는 칩 단위로 제공되어 있다. 도 13C 표의 제3 메인 칼럼 및 제4 메인 칼럼은, 사이드로브가 없는 경우와 -7 dB 피크 사이드로브의 경우에 대하여, 99.9% 검출 임계치 및 90% 검출 임계치 각각에 대한 검출 성능을 비교한다. 프리앰블 부호어 길이가 감소함에 따라, 상대적인 상호 상관 전력 레벨들(relative cross-correlation power levels)(즉, 피크 자동 상관 전력 레벨과 상호 상관 전력 레벨간의 전력차)이 증가한다. 따라서, 도 13C 표는 다른 전송기들로부터의 상호 상관 사이드로브들을 거절하기 위해 검출 임계치를 높이는 것도 프리앰블 검출 성능의 열화를 초래한다는 것을 보여준다. 프리앰블 검출 임계치가 높아진 경우 시스템을 위한 보다 높은 신호 대 잡음비가 필요할 수 있다.With respect to each air interface type listed in the FIG. 13C table, an exemplary preamble codeword is provided in its second column, and its fourth main column (three antennas in three antenna diversity). An exemplary antenna probe codeword length is provided for each of the probe signals. Codeword lengths are provided in units of chips. The third and fourth main columns of the FIG. 13C table compare the detection performance for the 99.9% detection threshold and the 90% detection threshold, respectively, for the absence of sidelobes and the case of the -7 dB peak sidelobe. As the preamble codeword length decreases, relative cross-correlation power levels (ie, power difference between peak autocorrelation power level and cross-correlation power level) increase. Thus, the FIG. 13C table shows that raising the detection threshold to reject cross-correlated sidelobes from other transmitters also results in degradation of preamble detection performance. Higher preamble detection thresholds may require higher signal-to-noise ratios for the system.

이상, 확산 스펙트럼 또는 협대역 신호 기술 또는 양자 모두가 채용된 TDD 및 FDD/TDMA 동작들에 적용된, 융통성 있고, 매우 적응성 있는 에어 인터페이스 시스템을 설명하였다. 제어 펄스 프리앰블을 위한 준비를 포함하여, 레인징 트랜잭션들 및 트래픽 모드 교환을 위한 기본 타이밍 소자들이 적당한 프레임 구조의 정의에 사용된다. 도 10A 및 도 11A를 참조하여 설명한 바와 같이, 기본 타이밍 소자들은 TDD 및 FDD/TDMA 프레임 구조들에 대해 약간 상이하다. 상술한 바와 같이, 기본 타이밍 소자들은 고정 포맷 또는 인터리브된 포맷으로 사용될 수 있고, 제로 오프셋 포맷 또는 오프셋 포맷으로 사용될 수 있다. 프레임 구조들은 고층 또는 저층 응용들에서 사용하는 데 적합하며, 단일 기지국 또는 사용자국이 하나 이상의 프레임 구조 및 하나 이상을 모드(예를 들면, 확산 스펙트럼 또는 협대역, 또는 저층 또는 고층)를 지원할 수 있다.The foregoing has described a flexible, highly adaptable air interface system applied to TDD and FDD / TDMA operations employing spread spectrum or narrowband signal technology or both. Basic timing elements for ranging transactions and traffic mode exchange, including preparation for the control pulse preamble, are used to define the appropriate frame structure. As described with reference to FIGS. 10A and 11A, the basic timing elements are slightly different for TDD and FDD / TDMA frame structures. As mentioned above, the basic timing elements may be used in a fixed format or an interleaved format, and may be used in a zero offset format or an offset format. Frame structures are suitable for use in high or low layer applications, and a single base station or user station may support one or more frame structures and one or more modes (e.g., spread spectrum or narrow band, or low or high layer). .

TDD 및 FDD/TDMA 에어 인터페이스 구조들 양자 모두에 장점들이 존재한다. TDD 구조는, 각 링크에 할당된 타임라인의 비율을 시프트함으로써 순방향과 역방향 링크들 사이의 비대칭 데이터 레이트들을 보다 용이하게 지원한다. TDD 구조는, 다중 경로 페이딩(반드시 간섭 신호일 필요는 없음)에 대하여 전파 경로들이 대칭적이기 때문에 순방향 및 역방향 링크들 모두에 대하여 기지국(304)에서 안테나 다이버시티가 달성될 수 있도록 해준다. TDD 구조는, 또한, 독립된 순방향 및 역방향 링크 복합 구조들이 필요치 않기 때문에 고이득 기지국 설비에서 보다 단순한 페이즈드 어레이 안테나를 허용한다. 또한, TDD 시스템들은, 보다 적은 수의 주파수 대역들이 필요하기 때문에, 기존 고정 마이크로파(OFS) 사용자들과 주파수들을 더 잘 공유할 수 있다.There are advantages to both TDD and FDD / TDMA air interface structures. The TDD structure more easily supports asymmetric data rates between the forward and reverse links by shifting the ratio of timelines assigned to each link. The TDD structure allows antenna diversity at base station 304 to be achieved for both forward and reverse links because the propagation paths are symmetrical for multipath fading (not necessarily an interfering signal). The TDD architecture also allows for simpler phased array antennas in high gain base station installations since separate forward and reverse link composite structures are not needed. In addition, TDD systems can better share frequencies with existing fixed microwave (OFS) users because fewer frequency bands are needed.

FDD/TDMA 구조는, 다른 기지국 또는 이동국 전송들에 의해 초래되는 인접 채널 간섭을 줄일 수 있다. FDD/TDMA 시스템은 일반적으로 유사한 TDD 시스템보다 3dB 더 양호한 감도를 가지며, 따라서, 잠재적으로 보다 적은 수의 기지국들을 필요로 하며, 배치 비용이 덜 든다. FDD/TDMA 구조는, TDD와 비교하여 1/2 심벌 레이트가 이용되기 때문에 다중 경로에 의한 부호간 간섭에 대한 감도를 줄일 수 있다. 또한, FDD/TDMA 시스템의 이동 장치들은, 대역폭이 이분되고 D/A 및 A/D 변환 레이트가 이분되고 RF 관련 신호 처리 소자들이 1/2 속도로 동작하기 때문에 전력을 덜 사용하고 제조 비용이 덜 든다. FDD/TDMA 시스템은, 인접한 고층 및 저층 동작들 사이에 주파수 분리를 덜 필요로 하며, 기지국들이 전역적 동기화(global synchronization) 없이 (특히 저층 모드들의 경우에) 동작할 수 있게 한다. FDD/TDMA 시스템에서는, 타임라인들이 도시된 바와 같이 2배이기 때문에 디지털 레인징도 증가될 수 있다.The FDD / TDMA structure can reduce adjacent channel interference caused by other base station or mobile station transmissions. FDD / TDMA systems generally have 3dB better sensitivity than similar TDD systems, thus potentially requiring fewer base stations and lower deployment costs. In the FDD / TDMA structure, since half symbol rate is used as compared with TDD, sensitivity to inter-signal interference due to multiple paths can be reduced. In addition, mobile devices in FDD / TDMA systems use less power and have lower manufacturing costs because the bandwidth is divided, the D / A and A / D conversion rates are divided, and the RF related signal processing elements operate at half speed. Holding FDD / TDMA systems require less frequency separation between adjacent high and low layer operations and allow base stations to operate without global synchronization (especially in the case of low layer modes). In an FDD / TDMA system, digital ranging can also be increased because the timelines are doubled as shown.

도 18은 본 명세서에 개시된 에어 인터페이스 구조들과 관련하여 동작하는 수신기에 사용되는 특정 저역 IF 디지털 상관기의 블록도이다. 그러나, 각종 상이한 상관기들이 본 명세서에 개시된 여러 실사예들에서의 사용에 적합할 수 있다. 도 18 상관기에서는, 수신 신호(1810)가 아날로그 대 디지털(A/D) 변환기(1811)에 공급된다. A/D 변환기(1811)는 바람직하게는 1 또는 2 비트 A/D 변환을 수행하며 대략 코드 레이트의 4배 이상의 속도로 동작한다. 따라서, 코드 레이트가 1.023 MHz 내지 10.23 MHz이면, A/D 변환기(1811)의 샘플 레이트의 범위는 4 내지 50 MHz 가 될 것이다.18 is a block diagram of a particular low pass IF digital correlator used in a receiver operating in connection with the air interface structures disclosed herein. However, various different correlators may be suitable for use in the various due diligence examples disclosed herein. In the FIG. 18 correlator, the received signal 1810 is supplied to an analog to digital (A / D) converter 1811. The A / D converter 1811 preferably performs one or two bit A / D conversion and operates at approximately four times the code rate or more. Thus, if the code rate is 1.023 MHz to 10.23 MHz, the sample rate of the A / D converter 1811 will range from 4 to 50 MHz.

A/D 변환기(1811)는, 디지털화 신호(1812)를 출력하며, 이 신호는 2개의 승산기들(1815, 1816)에 접속된다. 반송파 수치 제어 발진기(NCO) 블록(1812) 및 벡터 매핑 블록(1820)이 함께 동작하여 저역 IF 주파수에 대한 복조 및 하향 변환에 적합한 주파수를 제공한다. 벡터 매핑 블록(1820)은 사인 신호(1813) 및 코사인 신호(1814)를 선택된 변환 주파수로 출력한다. 사인 신호(1813)는 승산기(1815)에 접속되고, 코사인 신호(1814)는 승산기(1816)에 접속되어, I IF 신호(1830) 및 Q IF 신호(1831)를 발생시킨다. I IF 신호(1830)는 I 승산기(1842)에 접속되고, Q IF 신호(1831)는 Q 승산기(1843)에 접속된다.The A / D converter 1811 outputs a digitized signal 1812, which is connected to two multipliers 1815 and 1816. Carrier Numerical Control Oscillator (NCO) block 1812 and vector mapping block 1820 work together to provide frequencies suitable for demodulation and downconversion to low-pass IF frequencies. The vector mapping block 1820 outputs a sine signal 1813 and a cosine signal 1814 at the selected conversion frequency. The sine signal 1813 is connected to a multiplier 1815 and the cosine signal 1814 is connected to a multiplier 1816 to generate an I IF signal 1830 and a Q IF signal 1831. I IF signal 1830 is connected to I multiplier 1842 and Q IF signal 1831 is connected to Q multiplier 1843.

코드 NCO 블록(1840) 및 코드 매핑 블록(1840)이 함께 동작하여 선택된 확산 스펙트럼 코드(1846)를 제공한다. 선택된 확산 스펙트럼 코드(1846)는 I 승산기(1842)와 Q 승산기(1843) 모두에 결합된다. I 승산기(1842)의 출력은 I 합산기(1844)에 접속되고, I 합산기(1844)는 I IF 신호(1030)와 선택된 확산 스펙트럼 코드(1846)간의 부합 수를 카운트한다. Q 승산기(1843)의 출력은 Q 합산기(1845)에 접속되고, Q 합산기(1845)는 Q IF 신호(1031)와 선택된 확산 스펙트럼 코드(1846)간의 부합 수를 카운트한다. I 합산기(1844)는 I 상관 신호(1850)를 출력하고, Q 합산기(1845)는 Q 상관 신호(1851)를 출력한다.Code NCO block 1840 and code mapping block 1840 work together to provide a selected spread spectrum code 1846. The selected spread spectrum code 1846 is coupled to both I multiplier 1842 and Q multiplier 1843. The output of I multiplier 1842 is connected to I summer 1844, which counts the number of matches between the I IF signal 1030 and the selected spread spectrum code 1846. The output of the Q multiplier 1843 is connected to a Q summer 1845, which counts the number of matches between the Q IF signal 1031 and the selected spread spectrum code 1846. I summer 1844 outputs I correlation signal 1850, and Q summer 1845 outputs Q correlation signal 1851.

제로 IF 디지털 상관기가 저역 IF 디지털 상관기 대신에 사용될 수도 있다. 제로 IF 디지털 상관기는 A/D 변환 전에 I와 Q의 분리를 수행하며, 따라서, 1개 대신 2개의 A/D 변환기의 사용을 필요로 한다. 제로 IF 상관기를 위한 A/D 변환기들은, A/D 변환기(1811)가 그러한 것처럼 코드 레이트의 4배 대신에, 코드 레이트로 동작할 수 있다.A zero IF digital correlator may be used in place of the low IF digital correlator. The zero IF digital correlator performs separation of I and Q before A / D conversion, thus requiring the use of two A / D converters instead of one. A / D converters for a zero IF correlator may operate at a code rate instead of four times the code rate as the A / D converter 1811 does.

도 19A는 다수의 주파수들에 걸쳐 동작 가능하고 확산 스펙트럼 및 협대역 통신 능력 모두를 갖는 예시적인 듀얼 모드 기지국의 블록도이다. 도 19A의 기지국 블록도는, 저역 IF 디지털 송수신기 ASIC(1920)과 함께 사용되는 주파수 플랜 아키텍처(frequency plan architecture)를 포함한다. 기지국은, 사용자국들(302)은 저역 듀플렉스 주파수로 전송하고, 기지국(304)은 고역 듀플렉스 주파수로 전송하는, FDD 기술을 채용할 수 있다. 도 19A의 기지국은, 바람직하게는, 예를 들면, Kopta, "New Universal All Digital CPM Modulator," IEEE Trans. COM (April 1987)에 기술된 것과 같은 직접 합성 디지털 CPM 변조기(direct synthesis digital CPM modulator)를 사용한다.19A is a block diagram of an exemplary dual mode base station that is operable over multiple frequencies and has both spread spectrum and narrowband communication capabilities. The base station block diagram of FIG. 19A includes a frequency plan architecture for use with the low pass IF digital transceiver ASIC 1920. The base station may employ an FDD technique in which user stations 302 transmit at a low frequency duplex frequency and base station 304 transmit at a high frequency duplex frequency. The base station of FIG. 19A is preferably, for example, Kopta, "New Universal All Digital CPM Modulator," IEEE Trans. A direct synthesis digital CPM modulator such as described in COM (April 1987) is used.

도 19A 듀얼 모드 기지국은, 바람직하게는 2 GHz 주파수 범위에서 동작 가능한 안테나(1901)를 포함한다. 안테나(1901)는 듀플렉서(1910)에 접속되고, 듀플렉서(1910)는 안테나(1901)를 통하여 기지국이 신호들을 동시에 전송하고 수신할 수 있게 한다. 전송 및 수신 신호들은 마스터 발진기(1921)로부터 출력되는 마스터 클록 주파수를 곱하거나 나누어 발생되는 적절한 주파수들로 변환된다. 마스터 발진기(1921)는 마스터 주파수(예를 들면, 22.4 MHz)를 발생시키고, 마스터 주파수는, 마스터 주파수를 소정의 인수, 예를 들면, 28로 나누는 클록 분할 회로(1922)에 제공된다. 마스터 발진기(1921)는 또한 다른 클록 분할 회로(1926)에 접속되고, 이 클록 분할 회로(1926)는 기지국이 그를 통해 동작하는 물리층에 의해 결정되는 프로그램 가능한 파라미터 M으로 마스터 주파수를 나눈다. 필요할 경우, 다른 물리층을 통한 제2 동작 모드를 지원하기 위하여, 클록 분할 회로(1926)의 출력은 프로그램 가능한 파라미터 M2로 나누는 다른 클록 분할기(1927)에 의해 더 분할된다.The dual mode base station of FIG. 19A preferably includes an antenna 1901 operable in the 2 GHz frequency range. An antenna 1901 is connected to the duplexer 1910, which allows the base station to transmit and receive signals simultaneously via the antenna 1901. Transmit and receive signals are converted to appropriate frequencies generated by multiplying or dividing the master clock frequency output from the master oscillator 1921. The master oscillator 1921 generates a master frequency (e.g., 22.4 MHz), which is provided to the clock divider circuit 1922 that divides the master frequency by a predetermined factor, e.g., 28. The master oscillator 1921 is also connected to another clock divider circuit 1926, which divides the master frequency into a programmable parameter M that is determined by the physical layer on which the base station operates. If necessary, the output of the clock divider circuit 1926 is further divided by another clock divider 1927 by dividing by the programmable parameter M2 to support the second mode of operation through the other physical layer.

전송될 신호들은 AISC(1920)에 의해 디지털 대 아날로그(D/A) 변환기(1933)에 제공되는데, 이 디지털 대 아날로그(D/A) 변환기(1933)는 클록 분할 회로(1926)로부터의 신호에 의해 클로킹된다. D/A 변환기(1933)의 출력은, 신호 엔벌로프를 평활화하는 저역 통과 필터(1934)에 접속된다. 저역 통과 필터(1934)는 승산기(1936)에 접속된다. 클록 분할 회로(1922)로부터의 출력은 주파수 승산 회로(1935)에 접속되며, 이 주파수 승산 회로(1935)는 그 입력을 462와 같은 변환 인수로 곱한다. 주파수 승산 회로(1935)는 승산기(1936)에 접속되며, 이 승산기(1936)는 그 입력들을 승산하여 IF 전송 신호(1941)를 발생시킨다. IF 전송 신호(1941)는 확산 스펙트럼 대역 통과 필터(1937) 및 협대역 통과 필터(1938)에 접속된다. 확산 스펙트럼 대역 통과 필터(1937)는 광대역 필터임에 반하여, 협대역 통과 필터(1938)는 비교적 좁은 대역에 걸쳐 동작한다. 대역 통과 필터들(1937, 1938)은 특히 전송기로부터의 CPM 변조기 스퍼들을 필터링하여 제거한다. 멀티플렉서(1939)가, 기지국의 모드에 따라, 확산 스펙트럼 대역 통과 필터(1937)로부터의 출력과 협대역 통과 필터(1938)로부터의 출력 중에서 선택한다.The signals to be transmitted are provided by an AISC 1920 to a digital to analog (D / A) converter 1933, which is coupled to a signal from the clock division circuit 1926. It is clocked by. The output of the D / A converter 1933 is connected to a low pass filter 1934 that smoothes the signal envelope. Low pass filter 1934 is connected to multiplier 1936. The output from clock divider circuit 1922 is connected to frequency multiplier circuit 1935, which multiplies its input by a conversion factor such as 462. The frequency multiplier circuit 1935 is connected to a multiplier 1936, which multiplies its inputs to generate an IF transmission signal 1941. The IF transmit signal 1941 is connected to a spread spectrum band pass filter 1937 and a narrow band pass filter 1938. The spread spectrum band pass filter 1937 is a wideband filter, while the narrow band pass filter 1938 operates over a relatively narrow band. Band pass filters 1937 and 1938 specifically filter out CPM modulator spurs from the transmitter. The multiplexer 1939 selects between the output from the spread spectrum band pass filter 1937 and the output from the narrow band pass filter 1938, depending on the mode of the base station.

멀티플렉서(1939)는 승산기(1931)에 접속된다. 클록 분할 회로(1922)는 다른 클록 분할 회로(1923)에 접속되며, 이 클록 분할 회로(1923)는 그 입력을 예를 들면 4의 인수로 나눈다. 클록 분할 회로(1923)의 출력은 주파수 승산 회로(1930)에 접속되며, 이 주파수 승산 회로(1930)는 그 입력을 (N + 400)의 인수로 곱하는데, 여기서 N은, 본 명세서에서 더 설명하겠지만, 수신 채널의 주파수를 정의한다. 주파수 승산 회로(1930)는 승산기(1931)에 접속되며, 이 승산기(1931)는 그 입력들을 승산하여 출력 신호(1942)를 발생시킨다. 출력 신호(1942)는 다이플렉서(1910)에 접속되며, 다이플렉서(1910)는 안테나(1901)를 통하여 출력 신호(1942)가 전송될 수 있게 한다.Multiplexer 1939 is connected to multiplier 1931. The clock divider circuit 1922 is connected to another clock divider circuit 1923, which divides its input by a factor of four, for example. The output of clock divider circuit 1923 is connected to frequency multiplier circuit 1930, which multiplies its input by a factor of (N + 400), where N is further described herein. However, it defines the frequency of the receive channel. A frequency multiplier circuit 1930 is connected to a multiplier 1931, which multiplies its inputs to generate an output signal 1942. Output signal 1942 is connected to diplexer 1910, which allows output signal 1942 to be transmitted through antenna 1901.

안테나(1901)를 통하여 수신된 신호들은 다이플렉서(1910)를 통과하여 승산기(1951)에 제공된다. 클록 분할 회로(1923)는 주파수 승산 회로(1950)에 접속되며, 이 주파수 승산 회로(1950)는 그 입력을 예를 들면 N의 계수로 곱한다. 주파수 승산 회로(1950)는 승산기(1951)에 접속되며, 이 승산기(1951)는 그 입력들을 결합하여 제1 IF 신호(1944)를 발생시킨다. 제1 IF 신호(1944)는 확산 스펙트럼 대역 통과 필터 및 협대역 통과 필터(1953)에 접속된다. 확산 스펙트럼 대역 통과 필터(1952)는 광대역 필터임에 반하여, 협대역 통과 필터(1953)는 비교적 좁은 대역에 걸쳐 동작한다. 대역 통과 필터들(1952, 1953)은 화상 잡음을 제거하고 겹침 방지 필터(anti-aliasing filter)들이다. 멀티플렉서(1954)가 확산 스펙트럼 대역 통과 필터(1952)로부터의 출력과 협대역 통과 필터(1953)로부터의 출력 중에서 선택한다.Signals received via antenna 1901 are passed through diplexer 1910 and provided to multiplier 1951. Clock divider circuit 1923 is connected to frequency multiplier circuit 1950, which multiplies its input by a coefficient of N, for example. A frequency multiplier circuit 1950 is connected to a multiplier 1951, which combines its inputs to generate a first IF signal 1944. The first IF signal 1944 is connected to a spread spectrum band pass filter and a narrow band pass filter 1953. The spread spectrum band pass filter 1952 is a wide band filter, while the narrow band pass filter 1953 operates over a relatively narrow band. Band pass filters 1952 and 1953 remove image noise and are anti-aliasing filters. Multiplexer 1954 selects between the output from spread spectrum band pass filter 1952 and the output from narrow band pass filter 1953.

멀티플렉서(1954)는 승산기(1960)에 접속된다. 주파수 승산 회로(1935)로부터의 출력은 또한 승산기(1960)에 접속되며, 이 승산기(1960)는 최종 IF 신호(1946)를 출력한다. 최종 IF 신호(1946)는 저역 통과 필터(1961)에 접속되고, 그후, A/D 변환기(1962)에 접속된다. A/D 변환기(1962)는 클록 분할 회로(1926)에 의해 결정되는 레이트로 클로킹된다. A/D 변환기의 출력은, 상관 및 그 이상의 처리를 위하여 ASIC(1920)에 제공된다. 특히, 수신 신호는 도 18에 도시되고 상술한 저역 IF 상관기에 의해 처리될 수 있으며, 이 경우, A/D 변환기(1961)는 A/D 변환기(1811)와 같은 것일 수 있다.Multiplexer 1954 is connected to multiplier 1960. The output from frequency multiplier circuit 1935 is also connected to multiplier 1960, which outputs the final IF signal 1946. The final IF signal 1946 is connected to the low pass filter 1961 and then to the A / D converter 1962. A / D converter 1962 is clocked at a rate determined by clock divider circuit 1926. The output of the A / D converter is provided to the ASIC 1920 for correlation and further processing. In particular, the received signal may be processed by the low-pass IF correlator shown in FIG. 18 and described above, in which case the A / D converter 1961 may be the same as the A / D converter 1811.

전형적으로, 비용 및 장비 제약 때문에, 하나의 협대역 및 하나의 확산 스펙트럼 모드만이 지원되겠지만, 유사한 부가적인 하드웨어를 제공함으로써 단일 기지국에 의해 필요한 만큼 많은 수의 모드들이 지원될 수 있다.Typically, because of cost and equipment constraints, only one narrowband and one spread spectrum mode will be supported, but as many additional modes as needed by a single base station can be supported by providing similar additional hardware.

도 19B는 도 19A의 듀얼 모드 기지국에서 이용되는 선택된 주파수들 및 기타 파라미터들을 보여주는 표이다. 도 19B 표는 확산 스펙트럼 및 협대역 모드들에 따라 나누어져 있다. 처음 3개의 칼럼들은 확산 스펙트럼 기술들을 이용한 서로 다른 전송 레이트들에 관한 것이며, 나중 4개의 칼럼들은 협대역 기술들을 이용한 서로 다른 전송 레이트들에 관한 것이다. 각 칼럼 내의 주파수들은 메가헤르츠 단위로 주어져 있다. 마스터 발진기 주파수는 도 19B에서 f0로 지정되어 있다. M 및 M2는 클록 분할 회로들(1926, 1927)의 프로그램 가능한 분할 비율들이다. 도 19B에서의 샘플 레이트는 A/D 변환기(1962) 및 D/A 변환기(1933)에 적용된다. Fs/(IB+Fch) 수치는 샘플링 비율을 나타낸다. 최종 IF 주파수 및 제2 IF 주파수는 대역 통과 필터들의 중앙 주파수들이다. 도 19B의 하단 쪽으로 3개의 서로 다른 입력 주파수들, 1850 MHz, 1850.2 MHz, 및 1930 MHz에 대한 샘플 제1 L0 및 N 번호들이 있다.19B is a table showing selected frequencies and other parameters used in the dual mode base station of FIG. 19A. The table of FIG. 19B is divided according to spread spectrum and narrowband modes. The first three columns relate to different transmission rates using spread spectrum techniques, and the latter four columns relate to different transmission rates using narrowband techniques. The frequencies in each column are given in megahertz. The master oscillator frequency is designated f0 in FIG. 19B. M and M2 are programmable division ratios of clock division circuits 1926, 1927. The sample rate in FIG. 19B is applied to the A / D converter 1962 and the D / A converter 1933. The Fs / (IB + Fch) value represents the sampling rate. The final IF frequency and the second IF frequency are the center frequencies of the band pass filters. To the bottom of FIG. 19B are sample first L0 and N numbers for three different input frequencies, 1850 MHz, 1850.2 MHz, and 1930 MHz.

도 19B 표에 나타나는 주파수들 및 기타 파라미터들은 마이크로프로세서 또는 기타 소프트웨어 제어기를 이용하여 선택될 수 있는데, 그것들은 필요할 경우 선택된 주파수들 및 기타 파라미터들을 스위칭하는 시간을 조정하기 위하여 필요에 따라 시스템 타이밍 정보 또는 클록들을 조회할 수 있다.The frequencies and other parameters appearing in the table of FIG. 19B can be selected using a microprocessor or other software controller, where they are system timing information or as needed to adjust the time to switch the selected frequencies and other parameters as needed. You can query the clocks.

사용자국(302)은, 사용자국(302)이 동시에 송수신할 필요가 없는 에어 인터페이스 구조들에서 다이플렉서(1910)를 필요로 하지 않을 수 있다는 점을 제외하면, 도 19A 내지 도 19B의 듀얼 모드 기지국과 유사한 형식으로 설계될 수 있다. 또한, 사용자국(302)은 기지국(304)과 반대되는 주파수 대역 상에서 송수신하기 때문에 주파수 승산 회로들(1930, 1950)이 교환될 수 있다.The user station 302 may not require the diplexer 1910 in air interface structures where the user station 302 does not need to transmit and receive simultaneously, the dual mode of FIGS. 19A-19B. It can be designed in a format similar to a base station. In addition, because the user station 302 transmits and receives on a frequency band opposite to the base station 304, the frequency multiplication circuits 1930 and 1950 can be exchanged.

대체 실시예들Alternative embodiments

본 명세서에는 바람직한 실시예들이 개시되어 있지만, 본 발명의 개념 및 범위 내에 속하는 많은 변형 예들이 가능하며, 이들 변형 예들은 당 기술 분야의 통상의 기술을 가진 자가 본 명세서, 도면 및 청구의 범위를 숙독하면 명백할 것이다.While preferred embodiments have been disclosed herein, many variations are possible that fall within the spirit and scope of the invention, and such variations may be read by those of ordinary skill in the art, reading the specification, drawings, and claims. Will be obvious.

예를 들면, 확산 스펙트럼 통신에 관하여 몇 가지 실시예들을 일반적으로 설명하였지만, 본 발명은 확산 스펙트럼 통신 기술들에 국한되지 않는다. 몇몇 협대역 응용들에서는, 부호 동기화가 문제가 되지 않기 때문에(비록 TDD 또는 TDMA 구조 내의 동기화는 여전히 필요하겠지만), 프리앰블이 필요치 않을 것이다.For example, although some embodiments have been described generally with respect to spread spectrum communication, the present invention is not limited to spread spectrum communication techniques. In some narrowband applications, since code synchronization is not a problem (although synchronization in a TDD or TDMA structure is still required), no preamble will be needed.

게다가, 도 10A 내지 도 10E 및 도 11A 내지 도 11D를 참조하여 설명한 제어펄스 프리앰블은 몇몇 환경들에서의 동작을 용이하게 하지만, 이들 실시예들은 제어 펄스 프리앰블 없이도 구현될 수 있다. 제어 펄스 프리앰블에 의해 수행되는 각종 기능들(예를 들면, 전력 제어, 안테나 선택 등)은 사용자 전송의 다른 부분들을 분석함으로써 달성될 수 있거나, 또는 필요치 않을 수 있다.In addition, although the control pulse preamble described with reference to FIGS. 10A-10E and 11A-11D facilitates operation in some environments, these embodiments may be implemented without the control pulse preamble. Various functions (eg, power control, antenna selection, etc.) performed by the control pulse preamble may be achieved or may not be required by analyzing other parts of the user transmission.

대체 실시예에서는, 페이징 또는 유효 영역 내에서 동작하는 사용자국들(302)과의 다른 트랜잭션들을 용이하게 하기 위하여 하나 이상의 시스템 제어 채널들이 이용된다. 이 실시예에서는, 제어 채널 또는 채널들은 채널 전환(handoff) 결정을 돕는 이웃하는 기지국들에서의 트래픽 정보, 시스템 식별 및 소유권 정보, 오픈 타임 슬롯 정보, 안테나 스캔 및 이득 파라미터들, 및 기지국 부하 상태(base station loading status)를 포함하는 기지국 또는 시스템 정보를 제공한다. 제어 채널 또는 채널들은 또한 사용자국 동작 파라미터들(예를 들면, 타이머 카운트, 또는 전력 제어, 채널 전환 등을 위한 변동 가능한 임계치들)을 지정하고, 인입 호경보(incoming call alerting)(예를 들면, 페이징)를 제공하고, 타임 프레임 또는 기타 동기화를 제공하고, 시스템 자원들(예를 들면, 타임 슬롯들)을 할당할 수 있다.In alternative embodiments, one or more system control channels are used to facilitate other transactions with user stations 302 operating within a paging or effective area. In this embodiment, the control channel or channels are traffic information, system identification and ownership information, open time slot information, antenna scan and gain parameters at neighboring base stations to aid in handoff determination, and base station load state ( Provides base station or system information including base station loading status). The control channel or channels also specify user station operating parameters (e.g., timer counts or variable thresholds for power control, channel switching, etc.), and incoming call alerting (e.g., Paging), provide timeframe or other synchronization, and allocate system resources (eg, time slots).

통화량이 격심한 경우(heavy traffic)에는(즉, 타임 슬롯들의 실질적인 부분이 사용중인 경우에는), 사용자국 대기 시간을 최소화하기 위하여 페이징 트랜잭션들을 처리하는 데 고정 타임 슬롯을 제공하는 것이 유리할 것이다. 또한, 고정 페이징 타임 슬롯은 오픈된 경우의 여러 타임 슬롯들에서 기지국으로부터 일반적인 폴링 메시지를 주기적으로 전송하는 필요성을 제거할 수 있으며, 따라서, 기지국(304)으로부터의 폴링 메시지들과 순방향 링크 트래픽 전송들 간의 가능한 간섭을 제거한다. 시스템 정보는 바람직하게는 고정 페이징 타임 슬롯을 통하여 최대한의 전력 또는 그 근처의 전력으로 방송되어, 다양한 범위들에서의 사용자국들(302)이 그 정보를 듣고 응답할 수 있도록 한다.In the case of heavy traffic (ie, when a substantial portion of the time slots are in use), it may be advantageous to provide a fixed time slot to process paging transactions to minimize user station latency. In addition, the fixed paging time slot may eliminate the need to periodically send a general polling message from the base station in several time slots when it is open, thus polling messages and forward link traffic transmissions from the base station 304. Eliminate possible interference between the livers. The system information is preferably broadcast at maximum power or near power through a fixed paging time slot, allowing the user stations 302 in various ranges to hear and respond to the information.

이 대체 실시예는, 사용자국들(302)에 선택 다이버시티 안테나들을 공급하고 사용자가 제어 펄스 프리앰블 전송하는 것을 제거함으로써 더 수정될 수 있다. 제어 펄스 프리앰블을 사용하여 역방향 링크 전송을 행한 다음 또 다른 순방향 링크 전송을 행하기보다는, 2개의 프리앰블들이 순방향 링크를 통하여 송신될 수 있다. 도 17에 그런 구조와 앞서 설명한 실시예들과의 비교가 도시되어 있다. 도 17에서, 에어 인터페이스 타입은 전과 같이 제1 칼럼에서 식별되는데, 다만, 후미의 "D"는 선택 다이버시티 안테나를 갖는 사용자국(302)을 나타내고, 후미의 "P"는 다이버시티 선택 안테나를 갖지 않고 제어 펄스 프리앰블(또는 "PCP")을 채용한 사용자국(302)을 나타낸다. 도 17 표에 도시된 바와 같이, 다이버시티 안테나를 채용한 대체 실시예에서는 디지털 레인징이 향상되거나, 또는 타임 슬롯들의 수가 증가될 수 있다. 이들 이익은, 펄스 제어 프리앰블의 제거에 따라, 서비스 가능 범위를 확장하거나 이용할 수 있는 타임 슬롯들의 수를 증가시키는 데 바쳐질 수 있는 각 타임 프레임에서의 이용 가능 시간을 증가시키기 때문에 생긴다.This alternative embodiment may be further modified by supplying select diversity antennas to the user stations 302 and eliminating the user transmitting control pulse preamble. Rather than performing a reverse link transmission using a control pulse preamble followed by another forward link transmission, two preambles may be transmitted on the forward link. A comparison of such a structure with the embodiments described above is shown in FIG. 17. In FIG. 17, the air interface type is identified in the first column as before, except that the trailing "D" represents a user station 302 having a select diversity antenna, and the trailing "P" represents a diversity select antenna. A user station 302 which does not have a control pulse preamble (or "PCP") is shown. As shown in the FIG. 17 table, in an alternative embodiment employing a diversity antenna, digital ranging may be improved or the number of time slots may be increased. These benefits arise because of the removal of the pulse control preamble, increasing the available time in each time frame that can be dedicated to extending the serviceable range or increasing the number of available time slots.

또 다른 대체 실시예에서는, 기지국 전송 전에 사용자 전송이 수행된다. 이 실시예에서는, 기지국(304)이 사용자 전송을 분석함으로써 이동국 전력 및 채널 품질에 관한 정보를 획득하기 때문에 제어 펄스 프리앰블이 필요치 않을 수 있다. 그러나, 그런 실시예에서는, 사용자국이 다음 시간 프레임에서 조정 명령을 실제로 수행할 때까지 기지국(304)이 사용자국(302)에 조정 명령을 발행(issue)하는 데서 긴 지연이 생겨, 제어 루프에서의 대기 시간(latency)을 증가시킨다. 제어 루프 대기 시간이 성능에 악영향을 미치는지 여부는 시스템 요건에 좌우된다.In another alternative embodiment, user transmission is performed before base station transmission. In this embodiment, the control pulse preamble may not be needed because the base station 304 obtains information about the mobile station power and channel quality by analyzing the user transmission. However, in such an embodiment, there is a long delay in the base station 304 issuing the coordination command to the user station 302 until the user station actually performs the coordination command in the next time frame, resulting in a control loop. To increase latency. Whether control loop latency adversely affects performance depends on system requirements.

상기 변형 예들 외에, 본 명세서에 개시된 발명들은 이하의 특허들 또는 동시 계류중인 출원들에 개시된 발명들과 전체 또는 부분적으로 관련하여 발명되고 이용될 수 있으며, 따라서 이 특허들과 출원들 각각을 마치 본 명세서에 완전히 제시된 것처럼 참고로 반영하였다.In addition to the above modifications, the inventions disclosed herein may be invented and used in whole or in part in connection with the inventions disclosed in the following patents or co-pending applications, and as such, each of these patents and applications It is incorporated by reference as if fully set forth in the specification.

발명자 Robert C. Dixon과 Jeffrey S. Vanderpool의 명의로 허여된 "Asymmetric Spread Spectrum Correlator"란 제명의 미국 특허 5,016,255호;US Pat. No. 5,016,255, entitled "Asymmetric Spread Spectrum Correlator", entitled Robert A. Dixon and Jeffrey S. Vanderpool;

발명자 Robert C. Dixon과 Jeffrey S. Vanderpool의 명의로 허여된 "Spread Spectrum Correlator"란 제명의 미국 특허 5,022,047호;U.S. Patent 5,022,047, entitled "Spread Spectrum Correlator," entitled Inventors Robert C. Dixon and Jeffrey S. Vanderpool;

발명자 Jeffrey S. Vanderpool의 명의로 허여된 "Spread Spectrum Wireless Telephone System"이란 제명의 미국 특허 5,285,469호;U.S. Patent 5,285,469, entitled "Spread Spectrum Wireless Telephone System," entitled Inventor Jeffrey S. Vanderpool;

발명자 Robert C. Dixon과 Jeffrey S. Vanderpool의 명의로 허여된 "Dual Mode Transmitter and Receiver"란 제명의 미국 특허 5,291,516호;US Patent No. 5,291,516, entitled "Dual Mode Transmitter and Receiver," entitled Robert C. Dixon and Jeffrey S. Vanderpool;

발명자 Robert C. Dixon의 명의로 허여된 "Three Cell Wireless Communication System"이란 제명의 미국 특허 5,402,413호;US Patent 5,402,413, entitled "Three Cell Wireless Communication System," entitled Robert C. Dixon;

발명자 Robert C. Dixon의 명의로 1993년 12월 3일자 출원된 "Method and Apparatus for Establishing Spread Spectrum Communication"이란 제명의 미국 특허 5,455,822;US Patent 5,455,822, entitled "Method and Apparatus for Establishing Spread Spectrum Communication," filed December 3, 1993 in the name of inventor Robert C. Dixon;

발명자 Robert A. Gold와 Robert C. Dixon의 명의로 1993년 11월 1일자 출원되고, 현재 포기된 "Despreading/Demodulating Direct Sequence Spread Spectrum Signals"란 제명의 미국 특허 출원 일련 번호 08/146,491호;US Patent Application Serial No. 08 / 146,491, filed November 1, 1993, entitled "Despreading / Demodulating Direct Sequence Spread Spectrum Signals," filed November 1, 1993 in the names of inventors Robert A. Gold and Robert C. Dixon;

발명자 Robert C. Dixon, Jeffrey S. Vanderpool, Douglas G. Smith의 명의로 1994년 8월 18일자 출원된 "Multi-Mode, Multi-Band Spread Spectrum Communication System"이란 제명의 미국 특허 출원 일련 번호 08/383,518호;US Patent Application Serial No. 08 / 383,518, entitled "Multi-Mode, Multi-Band Spread Spectrum Communication System," filed August 18, 1994, in the name of inventors Robert C. Dixon, Jeffrey S. Vanderpool, Douglas G. Smith number;

발명자 Gary B. Anderson, Ryan N. Jenson, Bryan K. Petch, Peter 0. Peterson의 명의로 1994년 8월 1일자 출원된 "PCS Pocket Phone/Microcell Communication Over-Air Protocol"이란 제명의 미국 특허 출원 일련 번호 08/293,671호;A series of US patent applications entitled “PCS Pocket Phone / Microcell Communication Over-Air Protocol” filed August 1, 1994, in the name of inventors Gary B. Anderson, Ryan N. Jenson, Bryan K. Petch, Peter 0. Peterson No. 08 / 293,671;

발명자 Randy Durrant와 Mark Burbach의 명의로 1994년 9월 1일자 출원된 "Coherent and Noncoherent CPM Correlation Method and Apparatus"란 제명의 미국 특허 출원 일련 번호 08/304,091호;US Patent Application Serial No. 08 / 304,091, entitled “Coherent and Noncoherent CPM Correlation Method and Apparatus,” filed September 1, 1994, in the name of inventors Randy Durrant and Mark Burbach;

발명자 Logan Scott의 명의로 1994년 11월 3일자 출원된 "Antenna Diversity Techniques"란 제명의 미국 특허 출원 일련 번호 08/334,587호; 및US Patent Application Serial No. 08 / 334,587, entitled "Antenna Diversity Techniques," filed November 3, 1994 in the name of inventor Logan Scott; And

발명자 Logan Scott의 명의로 1995년 2월 3일자 출원된 "Spread Spectrum Correlation Using SAW Device"란 제명의 Lyon ＆ Lyon 사건 번호 201/081호의미국특허 출원 일련 번호 08/383,518호;US Patent Application Serial No. 08 / 383,518 to Lyon & Lyon Inc. No. 201/081, entitled “Spread Spectrum Correlation Using SAW Device,” filed February 3, 1995, in the name of inventor Logan Scott;

또한, 시간 프레임(501)의 전송부(502)에서의 변형들이 채용될 수도 있다. 예를 들면, 순방향 링크(즉, 기지국 전송) 상에서 오류 정정을 채용한 시스템들은 전송부(502)의 전체 버스트에 걸쳐서 서로 다른 사용자국들(302)을 수신지로 하는 데이터를 인터리브할 수 있다.Also, variations in the transmitter 502 of the time frame 501 may be employed. For example, systems employing error correction on the forward link (ie, base station transmission) may interleave data destined for different user stations 302 over the entire burst of transmitter 502.

<표 A-1>TABLE A-1

<표 A-2>TABLE A-2

<표 A-3>TABLE A-3

<표 A-4>TABLE A-4

<표 A-5>TABLE A-5

<표 A-6>TABLE A-6

<표 A-7>TABLE A-7

<표 A-8>TABLE A-8

<표 A-9>TABLE A-9

<표 A-10>TABLE A-10

<표 A-11>TABLE A-11

<표 A-12>TABLE A-12

<표 A-13>TABLE A-13

<표 A-14>TABLE A-14

<표 A-15>TABLE A-15

<표 A-16>TABLE A-16

<표 A-17>TABLE A-17

<표 A-18>TABLE A-18

<표 A-19>TABLE A-19

<표 A-20>TABLE A-20

<표 A-21>TABLE A-21

<표 A-22>TABLE A-22

<표 A-23>Table A-23

<표 A-24>Table A-24

<표 A-25>TABLE A-25

<표 A-26>TABLE A-26

<표 A-27>TABLE A-27

<표 A-28>TABLE A-28

본 명세서에 기재된 통신 기술에 대한 이러한 변형과 수정 및 기타 다른 변형과 수정은 본 기술 분야의 통상의 전문가에게는 명백할 것이며, 본 발명의 범위와 본질 내에 포함되며 또한 첨부된 특허 청구의 범위 내에도 포함된다.Such variations and modifications and other variations and modifications to the communication techniques described herein will be apparent to those of ordinary skill in the art and are included within the scope and spirit of the present invention and within the scope of the appended claims. do.

Claims

무선 통신 방법에 있어서,In the wireless communication method,

확산 스펙트럼 기법에 따라 제1 신호를 사용자국에서 변조하는 단계;Modulating a first signal at a user station according to a spread spectrum technique;

상기 사용자국으로부터 상기 기지국으로 상기 제1 신호를 제1 시간 간격 동안 송신하는 단계;Transmitting the first signal from the user station to the base station for a first time interval;

상기 제1 시간 간격 동안 상기 제1 신호를 상기 기지국에서 수신하는 단계;Receiving the first signal at the base station during the first time interval;

상기 확산 스펙트럼 기법에 따라 상기 기지국에서 상기 제1 신호를 복조하는 단계;Demodulating the first signal at the base station according to the spread spectrum technique;

상기 확산 스펙트럼 기법에 따라 상기 기지국에서 제2 신호를 변조하는 단계;Modulating a second signal at the base station according to the spread spectrum technique;

상기 기지국으로부터 상기 사용자국으로 상기 제2 신호- 타이밍 조정 명령을 포함함 -를 제2 시간 간격 동안 송신하는 단계;Transmitting the second signal from the base station to the user station during the second time interval, the second signal including a timing adjustment command;

상기 제2 신호를 상기 사용자국에서 수신하는 단계; 및Receiving the second signal at the user station; And

상기 확산 스펙트럼 기법에 따라 상기 사용자국에서 상기 제2 신호를 복조하는 단계Demodulating the second signal at the user station according to the spread spectrum technique

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Wireless communication method comprising a.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 신호를 변조하는 단계는 상기 제1 신호를 제1 코드 시퀀스로 변조하는 단계를 포함하고, 상기 제2 신호를 변조하는 단계는 상기 제2 신호를 제2 코드 시퀀스로 변조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Modulating the first signal includes modulating the first signal with a first code sequence, and modulating the second signal includes modulating the second signal with a second code sequence Wireless communication method characterized in that.

제2항에 있어서,The method of claim 2,

상기 제1 코드 시퀀스와 상기 제2 코드 시퀀스는 동일한 코드 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And wherein the first code sequence and the second code sequence comprise the same code sequence.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 시간 간격과 상기 제2 시간 간격은 각각 주기적 반복 타임 프레임 중 다른 시간 주기의 타임 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Wherein the first time interval and the second time interval each comprise time slots of different time periods of a periodic repeating time frame.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 사용자국은 타이밍 변수를 유지하고, 상기 방법은 상기 타이밍 조정 명령에 따라 상기 타이밍 변수를 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.The user station maintains a timing variable, and the method further comprises adjusting the timing variable in accordance with the timing adjustment command.

제1항에 있어서,The method of claim 1,

상기 제1 신호의 수신 시각에 의거하여 상기 기지국으로부터 상기 제1 사용자국까지의 거리를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And determining a distance from the base station to the first user station based on the reception time of the first signal.

제6항에 있어서,The method of claim 6,

상기 타이밍 조정 명령의 값은 상기 거리에 의거하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And the value of the timing adjustment command is based on the distance.

제6항에 있어서,The method of claim 6,

상기 거리를 판정하는 단계는 고정 시간에 대해 상기 제1 신호의 수신 시각을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Determining the distance comprises determining a reception time of the first signal with respect to a fixed time.

무선 통신 방법에 있어서,In the wireless communication method,

제1 시간 간격 동안, 복수의 주파수 대역 중 제1 주파수 대역을 거쳐, 사용자국으로부터 기지국으로 제1 신호를 송신하는 단계;Transmitting a first signal from a user station to a base station over a first frequency band of the plurality of frequency bands during the first time interval;

상기 제1 신호를 상기 기지국에서 수신하는 단계;Receiving the first signal at the base station;

제2 시간 간격 동안, 상기 복수의 주파수 대역 중 제2 주파수 대역을 거쳐, 상기 기지국으로부터 상기 사용자국으로 제2 신호- 타이밍 조정 명령을 포함함 -를 송신하는 단계;Transmitting, during a second time interval, a second signal, the timing adjustment command, from the base station to the user station over a second one of the plurality of frequency bands;

상기 제2 신호를 상기 사용자국에서 수신하는 단계;Receiving the second signal at the user station;

제3 시간 간격 동안, 상기 제1 주파수 대역을 거쳐, 상기 사용자국으로부터 상기 기지국으로 제3 신호를 송신하는 단계-상기 제3 시간 간격내에 있는 상기 제3 신호의 송신 시작 시각은 상기 타이밍 조정 명령에 따라 상기 제1 시간 간격내에 있는 상기 제1 신호의 송신 시작 시각과 다름; 및Transmitting a third signal from the user station to the base station over the first frequency band during a third time interval—the transmission start time of the third signal within the third time interval is in accordance with the timing adjustment command. Different from the transmission start time of the first signal within the first time interval accordingly; And

상기 제3 신호를 상기 기지국에서 수신하는 단계Receiving the third signal at the base station

제9항에 있어서,The method of claim 9,

상기 제1 신호는 확산 스펙트럼 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And the first signal comprises a spread spectrum signal.

제10항에 있어서,The method of claim 10,

제1 코드에 따라 상기 제1 신호를 변조하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And modulating the first signal according to a first code.

제9항에 있어서,The method of claim 9,

상기 사용자국은 타이밍 파라미터를 포함하고, 상기 타이밍 조정 명령은 상기 사용자국에 상기 타이밍 파라미터를 변경할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And the user station includes a timing parameter, and the timing adjustment command instructs the user station to change the timing parameter.

제9항에 있어서,The method of claim 9,

상기 사용자국은 타이밍 변수를 포함하고, 상기 타이밍 조정 명령은 상기 사용자국에 상기 타이밍 변수의 값을 조정할 것을 지시하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.The user station comprises a timing variable, and the timing adjustment command instructs the user station to adjust the value of the timing variable.

제9항에 있어서,The method of claim 9,

제14항에 있어서,The method of claim 14,

상기 타이밍 조정 명령은 상기 거리에 의거하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.And the timing adjustment command is based on the distance.

제14항에 있어서,The method of claim 14,

무선 통신 방법에 있어서,In the wireless communication method,

제1 시간 간격 동안, 기지국으로부터 제1 사용자국으로 제1 신호- 확산 스펙트럼 신호를 포함함 -를 송신하는 단계;During a first time interval, transmitting a first signal, including a spread spectrum signal, from a base station to a first user station;

상기 제1 사용자국에서 상기 제1 신호를 수신하는 단계;Receiving the first signal at the first user station;

제2 시간 간격 동안, 상기 기지국으로부터 상기 제2 사용자국으로 제2 신호-협대역 신호를 포함함 -를 송신하는 단계;During a second time interval, transmitting a second signal, including a narrowband signal, from the base station to the second user station;

상기 제2 사용자국에서 상기 제2 신호를 수신하는 단계;Receiving the second signal at the second user station;

제3 시간 간격 동안, 상기 기지국으로부터 상기 제1 사용자국으로 제3 신호-타이밍 조정 명령을 포함함 -를 송신하는 단계;During a third time interval, transmitting from the base station to the first user station a third signal comprising a timing adjustment command;

상기 제1 사용자국에서 상기 제1 신호를 수신하는 단계; 및Receiving the first signal at the first user station; And

제4 시간 간격 동안, 상기 제1 사용자국으로부터 제4 신호- 제4 신호의 송신 시각은 상기 타이밍 조정 명령에 따라 변화됨 -를 송신하는 단계During a fourth time interval, transmitting a fourth signal from the first user station, wherein the transmission time of the fourth signal is changed in accordance with the timing adjustment command

제17항에 있어서,The method of claim 17,

제20항에 있어서,The method of claim 20,

상기 거리를 판정하는 단계는 고정 시간에 대해 상기 제1 신호의 상기 수신 시각을 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Determining the distance comprises determining the reception time of the first signal with respect to a fixed time.

제17항에 있어서,The method of claim 17,

상기 확산 스펙트럼 신호는 코드로 변조된 신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.Wherein said spread spectrum signal comprises a code modulated signal.