KR100704866B1

KR100704866B1 - 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법

Info

Publication number: KR100704866B1
Application number: KR1020057008653A
Authority: KR
Inventors: 펑 리; 스허 리; 궤이량 양
Original assignee: 다 탕 모바일 커뮤니케이션즈 이큅먼트 코포레이션 리미티드
Priority date: 2002-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2007-04-09
Also published as: JP2006506922A; EP1562305B1; CN1194566C; WO2004066519A1; CN1446008A; AU2003284791A1; US20050266849A1; KR20050086636A; EP1562305A4; EP1562305A1

Abstract

본 발명은 이동성, 자기 조직성이 있으며 외부의 일반 상용 단말기와 통신 할 수 있는 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성하는 방법에 관한 것으로, 기지국 컨트롤러에 직접 접속하지 않는 기지국이 사용자 단말기와 우사한 방식으로 인접 구역 기지국의 파일럿 신호(pilot singal)를 탐색하고, 인접 구역과 종속 관계(subordinate relationship)를 형성하도록, 상기 기지국이 상기 파일럿 신호에 대한 응답을 통해 상기 기지국이 커버하는 로컬 구역을 상기 인접 구역의 그 다음 하위 레벨 구역으로 설정하고, 상기 각 레벨의 기지국이 중계 통신(relay communications)을 수행하되, 상기 중계 통신은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 커버하는 상용 사용자 단말기에 의해 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국에서 시작하고, 결국 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속된 제1 레벨 구역 기지국을 통해 공중 이동통신 시스템(public mobile communication system) 내의 상기 상용 사용자 단말기와 상기 기지국 컨트롤러 사이에 통신을 설정하며, 각 레벨의 상기 기지국에 의해 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성하는 방법이다. 본 방법은 특히 응급 통신 시스템을 구성하는 데 적용 가능하다.

이동통신, 이동성, 자기 조직성, TD-SCDMA, 응급 통신, 중계 통신

Description

시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법 {A METHOD FOR ESTABLISHING A TIME DEVISION AND DUPLEX SELF-ORGANIZING MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 시분할 이중 이동통신 시스템(time-division duplex mobile communication systems)의 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자기 조직화(self-organizing) 네트워크 시스템 또는 응급 통신 시스템(emergency communication system)을 구성하는 방법, 응급 시스템에서의 사용 단말기의 응용에 관한 것이다.

3세대 이동통신 시스템에서, 사용자는 고속(high speed)으로 이동하면서 고속(high rate) 데이터 통신을 수행할 수 있다. 하지만, 일부 상황 하에서는 지리적인 환경 등의 영향으로 인해, 기지국과 기지국 컨트롤러 사이에 광케이블 링크 또는 전기케이블 링크를 구축(erect)하는 것이 불가능( 또는 매우 곤란)하여 이동통신 시스템의 구성이 블가능해지고; 다른 상황 하에서는 전쟁 또는 지진이나 홍수 등의 자연 재앙으로 인해, 기지국과 기지국 컨트롤러 사이에 이미 구축된 광케이블 링크 또는 전기 케이블 링크가 훼손될 수 있기 때문에, 사용자가 통신 시스템의 가장 필요로 할 때 전체 무선 이동통신 시스템의 기능이 마비된다.

도 1은 현존 공중 이동통신 시스템의 네트워트 아키텍처를 나타낸다. 현재, 모든 공중(public) 이동통신 시스템은 도 1에 나타낸 아키텍처에 따라 구성된다.

도 1에서, 기지국들은 삼각형으로 표시되고, n개의 기지국 모두는 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 3n으로 각각 표시되며, 기지국 컨트롤러( 또는 무선 네트워크 컨틀로러)는 각각 20 및 21로 표기된 직사각형으로 표시된다. 도 1에서 n개의 기지국과 기지국 컨트롤러(20)는 도면에서 실선 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47 및 4n로 나타낸 것처럼 케이블(광케이블 또는 전기케이블)로 연결되거나 무선으로 연결되어 있다. 도면에서 불투명 다이아몬드 프레임은 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58 및 5m로 m개의 사용자 단말기를 표시한다.

각 사용자 단말기는 기지국과 무선으로 접속된 다음, 기지국 컨트롤러(20)를 통해 코어 네트워크(10)에 액세스하여 로컬 네트워크 외부의 다른 사용자 또는 다른 단말기와 링크를 설정(establish)하고 통신을 실현한다. 명백히, 기지국과 기지국 컨트롤러 사이의 접속이 해제되면, 예를 들어 대응하는 기지국(34)이 커버하는(즉, 서비스 영역에 포함되는) 사용자 단말기(44)는 통신 서비스를 받을 수 없게 될 것이다.

이때 이동성과 고속 자기 조직화 네트워크를 구비한 응급 통신 시스템을 구비하는 것이 특히 중요하다는 것은 분명하고, 이것이 바로 자기 조직화 이동통신 시스템의 개념이다. 일반적으로 자기 조직화 이동통신 시스템은 모두 특수 시스템이고 특수 사용자 단말기를 필요로 하며, 따라서 비용을 증가시키고 특수 상황 하에서 일반 시민들이 이동통신을 혜택을 즐기는 것을 불편하게 만든다.

특수 단말기 대신에 상용 단말기를 필요로 한다면, 이러한 응급 통신 시스템은 종래의 응급 통신 시스템의 제한을 벗어나 외부의 일반 시민에게 통신을 제공할 수 있을 것이고, 이는 일반 시민에게 이동통신 서비스를 즐길 수 있도록 해줄 것이다. 특수 상황 하에서, 위급 상황에 처한 사람이 이러한 응급 통신 시스템을 사용할 수 있어 생존 가능성을 훨씬 더 증가시킬 것이다.

본 발명의 목적은 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성하는 방법을 제공하는 것이며, 본 시스템은 일반 공중 네트워크(common public networks)에 액세스 가능한 단말기만을 구비한 사용자가 이동통신 서비스를 이용할 수 있도록 수정된 기지국 및 무선 자원 괸리(radio resource management, RRM)과 함께 이동통신의 국제 표준을 사용하며, 네트워크 구성 비용을 낮추고 폭넓은 응용을 촉진시킨다.

본 발명의 목적을 제공하기 위한 기술적인 해결 방안은 다음과 같다:

시분할 이중 자기 조직화 이동 통신 시스템을 구성하는 방법으로서,

A. 기지국 컨트롤러에 직접 접속이 없는 기지국이 사용자 단말기와 유사한 방식으로 인접 구역 기지국의 파일럿 신호를 탐색하고, 상기 기지국이 커버하는 로컬 구역을 인접 구역에 종속 관계(subordinate relationship)를 형성하도록, 상기 기지국에 의한 상기 파일럿 신호에 대한 응답을 통해 인접 구역의 그 다음 하위 레벨 구역(the next lower-level area)으로 설정하되, 상기 인접 구역 기지국은 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속하는 제1 레벨 구역 기지국 또는 상기 기지국 컨트롤러에 직접 접속하지 않지만 중계 접속(relayed connection)되는 제2 또는 제2 레벨보다 아래의 레벨(이하, 제2 레벨 이하라 한다) 구역 이하의 기지국 중 어느 하나이고;

B. 상기 각 레벨의 기지국에 의해 중계 통신을 수행하되, 상기 중계 통신은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 커버하는 상용 사용자 단말기에 의해 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국에서 시작하고, 결국 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속된 제1 레벨 구역 기지국을 통해 공중 이동통신 시스템 내의 상기 상용 사용자 단말기와 상기 기지국 컨트롤러 사이에 통신을 설정하고, 각 레벨의 상기 기지국에 의해 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성한다.

상기 중계 통신의 수행은, 다중 타임슬롯 프레임 구성(multi time slot frame structure)을 사용하여 통신을 수행하는 것이며, 각 타임슬롯의 업링크 프레임 및 다운링크 프레임 구성은 시스템에 의해 설정되되, 상기 제1 레벨 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 그 다음 하위 레벨 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되고, 상기 제1 레벨 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제1 레벨 구역 기지국이 커버하는 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용되며; 제2 레벨 이하 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 그 다음 상위 레벨(the next upper-level) 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되고, 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 커버하는 상기 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용되며, 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제2 레벨 이하의 구역 기지국이 최저 레벨의 구역 기지국이 아닌 것으로 주어지는 그 다음 하위 레벨의 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되도곡 설정된다.

상기 단계 A는, 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속하지 않는 상기 기지국이 하나 이상의 파일럿 신호를 수신하는 경우, 파일럿 신호의 신호대잡음비(signal noise ratio, SNR) 크기에 따라 응답하고; 상기 네트워크 측은 상기 인접 구역에 대한 종속 관계를 결정하는 것을 포함한다.

상기 중계 통신의 수행은 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying) 또는 16 QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)의 고변조 모드로 중계 통신을 수행한다.

본 발명의 시스템 구성 방법은 3세대 이동통신 표준인 TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access , 시분할 동기 부호 분할 다중 액세스)에 기초하여 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성하는 새로운 것이다.

1. 구성된 시스템은 이동성이 있으며, 예를 들어 언제 어디든지 설치할 수 있는 차량 탑재형 기지국이다.

2. 구성된 시스템은 자기 조직성이 있으며, 무선 이동통신 네트워크는 일단 그 위치가 결정된 다수의 기지국간의 상호 통신을 통해 자동으로 구축될 수 있고, 동시에 이 네트워크 내의 일부 노드는 광케이블 또는 전기케이블 링크를 통해 기지국 컨트롤러와 접속된다.

3. 상용 TD-SCDMA 단말기는 이 시스템을 통해 외부와 통신할 수 있다.

따라서, 본 발명의 방법은 응급 통신 시스템을 구성하는 데 특히 적합하다.

본 발명의 방법을 사용하여 구성된 시스템은 다음과 같은 이점이 있다:

1. 시스템을 차량에 탑재하여 구성할 수 있기 때문에, 응급 통신 시스템을 전쟁, 지진 또는 홍수 등의 특수 상황 하에서 용이하게 구성할 수 있다.

2. 특수 단말 장치를 필요로 하지 않으며 사용자는 일반 상용 단말기를 사용하여 외부와 통신할 수 있다(지금까지 일반 상용 단말기를 사용하여 외부와의 통신을 실현할 수 있는 응급 통신 시스템이 없다).

도 1은 공중 이동통신 시스템의 네트워크 아키텍처를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명에 의해 제시된 자기 조직화 이동통신 시스템의 네트워크 아키텍처를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 TD-SCDMA에 기초한 자기 조직화 네트워크에 사용된 프레임 구성을 나타낸 도면으로, 도 3a는 TD-SCDMA 시스템의 프레임 구성을 나타내고, 도 3b는 자기 조직화 시스템의 모(parent) 기지국의 프레임 구성을 나타내며, 도 3c는 자기 조직화 시스템의 제2 레벨 구역 기지국의 플레임을 구성을 나타낸다.

이제 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시예는 주로 시분할 이중 이동통신 시스템을 사용한다. 이제 3개의 3세대 이동통신 표준 중 하나인 TD-SCDMA을 사용하여 예를 들어 TD-SCDMA의 공간 인터페이스를 수정하기 위한 기술적인 해법을 설명한다. 적절히 변경함으로써 이 기술적인 해법은 다른 시분할 이중 이동통신 시스템의 표준으로 또한 사용될 수 있다.

도 2에 도시한 것은 본 발명의 자기 조직화 이동통신 시스템의 기본 네트워크 아키텍처이다. 221, 222 및 22n과 같은 시스템의 일부 기지국(n개)은 도 1과 동일한 방식으로 기지국 컨트롤러(20)와 케이블로 접속되거나 무선으로 접속된다(직접 접속). 이들 기지국을 모 기지국 또는 제1 레벨 구역 기지국이라 한다. 그러나 231, 232, 233, 234 및 23m과 같은 다른 기지국(m개)은 기지국 컨트롤러(20)과 직접 접속할 수 없다. 이들 기지국은 고정된 위치를 갖거나 차량에 탑재될 수 있는 것이다.

본 발명의 방법을 사용하여, 231과 같은 기지국 컨트롤러(20)와 직접 접속되어 있지 않은 기지국은 공간 인터페이스 시그널링(signaling)과 서비스 신호 전송의 사용을 통해 222와 같은 모 기지국 또는 제1 레벨 구역 기지국과 직접 무선 중계 통신을 수행할 수 있고, 또는 234와 같은 기지국 컨트롤러(20)와 직접 접속되어 있지 않은 기지국은 233과 같은 마찬가지로 기지국 컨트롤러(20)와 직접 접속되어 있지 않은 다른 기지국과 먼저 중계 통신을 수행한 다음, 기지국(233)을 통해 222와 같은 모 기지국과 중계 통신을 수행할 수 있어, 기지국(233, 234)이 커버하는 범위 내의 사용자 단말기는 완전하게 동작하여 기지국 컨트롤러(20)과 통신을 수행할 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 각 기지국이 커버하는 범위가 6각형(부채꼴, 원형 또는 기타 형상)이라고 하자. 셀룰러 네트워크는 그러면 기지국 컨트롤러와 직접 접속되지 않는 기지국으로 구성될 수 있다. 개략적으로 나타낸 도면에서, 기지국(221, 222 및 22n)은 기지국 컨트롤러(20)에 직접 접속되기 때문에, 이들이 커버하는 범위는 제1 레벨 구역이라하며, 구역 내의 사용자 단말기가 기지국 컨트롤러(20)와 통신할 때 단 한번 공중으로 신호를 전송한다. 기지국(231, 232)이 커버하는 범위 내의 사용자 단말기는 먼저 공간 인터페이스를 통해 제1 레벨 구역의 기지국으로 정보를 전송한 다음 제1 레벨 기지국을 통해 기지국 컨트롤러(20)와 통신해야 하므로, 구역 231, 232 및 233와 같은 이러한 구역을 제2 레벨 구역이라 하며, 이 구역 내의 사용자 단말기가 기지국 컨트롤러(20)과 통신할 때 신호는 공중으로 두 번 전송된다. 또 구역 내의 사용자 단말기가 기지국 컨트롤러(20)와 통신할 때 신호가 공중으로 세 번 전송되면, 사용자가 있는 구역은 구역 234와 같은 제3 레벨 구역이라고 할 곳에 위치한다. 사용자가 기지국 컨트롤러(20)와 통신 할때 신호가 네 번 공중으로 전송되면, 사용자가 있는 곳은 구역 23m과 같은 제4 레벨 구역이라고 할 곳에 위치하며, 그 나머지는 동일한 방식으로 추론될 수 있다.

다음에 설명하는 것은 3개의 주요 단계로 요약되는 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 과정이다:

단계 1: 자기 조직화 이동통신 시스템 구성.

기지국 컨트롤러(20)와 도 2의 기지국(22)와 같은 기지국 사이의 접속이 해제되는 경우, 또는 기지국(233)과 같은 기지국 컨트롤러(20)과 직접 접속하지 않는 이동 기지국이 사전에 조정된 위치에 도착하고 이용 가능한 경우, 앞의 경우의 기 지국(222)와 뒤의 경우의 기지국(333)은 모두 사용자 단말기로서 동작할 것이고, 인접 기지국의 파일럿 신호를 탐색하며, 그 과정은 사용자 단말기의 로컬 탐색과 동일하다.

기지국(222)이 221과 같은 인접 구역 내의 기지국으로부터 파일럿 신호를 수신한 경우, 자신을 제2 레벨 구역으로 미리 설정하고, 제1 레벨 구역(인접 기지국(221)이 커버하는 구역)의 파일럿 신호에 응답한다. 기지국(222)이 하나 이상의 파일럿 신호를 수신하면, 그 파일럿 신호를 전송한 기지국들은 모두 기지국(222)의 상위 레벨 구역이 될 수 있다. 기지국(222)이 어느 것을 상위 레벨 구역 기지국으로 할 것인지를 스스로 결정할 수 없을 때, 기지국(222)은 수신된 파일럿 신호의 SNR 크기에 따라 각 파일럿 신호에 응답할 것이고, 최종적으로 네트워크 측이 기지국 사이의 종속 관계를 결정할 것이다. 이 응답 과정은 사용자 단말기의 랜덤 액세스 과정과 동일하며 단지 시그널링만 상이하다.

제1 레벨 기지국(221)은 기지국(222)과의 통신을 설정한 후에 기지국(222)이 커버하는 범위를 자신의 자 구역(sub-area)(제2 레벨 구역)으로 지정할 수 있다. 233과 같은 기지국에 의해 모 기지국으로 발견되었으면, 제2 레벨 기지국(231과 같은)은 233에 의해 커버되는 범위를 자신의 자 구역(제3 레벨 구역)으로 지정할 것이고, 나머지도 동일한 방식으로 추론한다. 자 구역은 각각 오직 하나의 모 구역을 가질 수 있다. 상기 제2 레벨 구역은 하나의 자 구역 또는 다수의 자 구역을 가질 수 있고, 자 구역을 전혀 가지지 않을 수도 있다.

단계 2: 제1 레벨 및 기타 각 레벨에서 기지국의 업링크 및 다운 링크 통신 에서의 타임슬롯의 프레임 구성을 결정.

본 발명의 기술적인 해법이 시분할 이중 이동통신 시스템에 적용되기 때문에, 이러한 종류의 시스템의 통신을 위해 다중 타임슬롯(multi time slot) 구성이 요구된다. 또한 각 타임슬롯의 업링 및 다운링크 프레임 구성 모두가 시스템에 의해 설정될 수 있다. 일례로 TD-SCDMA 표준을 사용하며, 그 프레임 구성은 도 3a에 도시되어 있다. 프레임은 7개의 주 타임슬롯 TS0, TS1, ..., TS6 으로 구성되며, TS0와 TS1 사이에 몇 개의 특수 타임슬롯 세트, 즉 DwPTS(Downlink Pilot Time Slot, 다운링크 파일럿 타임슬롯), UpPTS(Uplink Pilot Time Slot, 업링크 파일럿 타임슬롯), 및 G(guard time slot, 가드 타임 슬롯)이 설치된다.

구성된 자기 조직화 네트워크에서, 시스템 프레임 구성의 TS0, TS1, TS4 및 특수 타임슬롯들의 정의는 모든 구역(모 구역 및 각 레벨의 자 구역 포함)에 대해 TD-SCDMA 표준에 규정된 것과 완전히 동일하다.

하지만 도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 레벨 구역(모 기지국)의 경우, 시스템 프레임 구성에서 TS2는 수신 타임슬롯인 한편 TS5는 송신 차임 슬롯이며, 이 타임슬롯 쌍은 제2 레벨 구역과 통신하는 데 사용되고, 다른 타임슬롯들은 그들이 커버하는 범위 내의 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용된다.

제2 레벨 구역에 대해 도 3c를 참조하면, 시스템 프레임 구성에서 TS5는 수신 타임슬롯인 한편 TS2는 송신 타임 슬롯이며, 이 타임슬롯 쌍은 제1 레벨 기지국과 통신하는 데 사용되고; 시스템 프레임 구성에서 TS3은 수신 타임슬롯인 한편 TS6은 송신 타임슬롯이며, 이 타임슬롯 쌍은 제3 레벨 기지국과 통신하는 데 사용 된다. 기타 타임슬롯은 제2 레벨 구역 기지국이 커버하는 범위 내의 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용된다.

제3 레벨 구역에 관한 한, TS6은 수신 타임슬롯인 한편 TS3은 송신 타임슬롯이고 이 타임슬롯 쌍은 제2 레벨 구역 기지국과 통신하는 데 사용되며; TS2은 수신 타임슬롯인 한편 TS5은 송신 타임슬롯이고 이 타임슬롯 쌍은 제4 레벨 구역 기지국과의 통신에 사용된다. 기타 타임슬롯은 제3 레벨 구역 기지국이 커버하는 범위 내의 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용된다. 하지만 공중으로 신호를 전송하는 횟수가 증가함에 따라, 시간 지연도 마찬가지로 증가할 것이고 통신 품질의 열화를 초래할 것이므로 이것은 권장되지 않는다.

최종 레벨(last level)의 구역에 관한 한, 하위 레벨 구역 기지국과 정보를 교환할 필요가 없기 대문에, 대응하는 타임 슬롯이 할당되어 있지 않다. 그 다음 상위 레벨 구역 기지국과 정보를 교환하기 위해 할당된 쌍을 제외한 모든 타임슬롯은 대응하는 구역 내의 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 설치된 시스템 프레임 구성으로, TS1 및 TS4는 각 레벨의 구역 내의 이동 단말기와 기지국 사이의 통신에 사용되고; TS2, TS3, TS5 및 TS6은 상위와 하위 레벨 구역 기지국 사이의 통신에 사용되며, 또는 각 레벨의 구역 내의 이동 단말기와 기지국 사이의 통신에 사용될 수 있다(조직된 네트워크에 의존). 마지막으로, 구역 내의 이동 단말기는 시스템 컨트롤러와 통신을 설정할 수 있을 것이다.

단계 3: 무선 자원 관리자(기지국 및 기지국 컨트롤러) 수정

공중 이동통신용 시분할 이중 시스템이 본 발명의 자기 조직화 이동통신 시스템에 포함되는 경우, 시스템의 RRM (Radio Resource Management, 무선 자원 관리)을 위해 다음과 같은 새로운 요구가 있다:

1. 모든 구역에 대해, 다른 업링크 및 다운링크 타임슬롯이 로컬 기지국과 상위 또는 하위 레벨의 기지국 사이의 통신에 사용될 것이기 때문에, 단지 일부 업링크 및 다운링크 타임슬롯만이 로컬 기지국과 사용자 단말기 사이의 통신에 사용된다. 예를 들어, TD-SCDMA 표준을 사용하는 경우, 단지 한쌍, 많아야 2쌍의 타임슬롯이 서비스를 제공하기 위해 사용될 수 있다, 즉 단일 반송파를 갖는 구역은 많아야 16 내지 32명의 사용자를 지원할 수 있다. 더 많은 사용자 용량을 필요로 하는 경우, 다중 반송파를 사용하여야 한다.

2. 기지국간의 전송 조건이 기지국과 사용자 사이의 전송 조건보다 훨씬 더 좋기 때문에, 상이한 레벨의 기지국간 통신은 QPSK 또는 16QAM의 고변조 모드로 수행될 수 있다. 특히, TD-SCDMA 시스템 사용하는 경우, 모든 기지국이 지능형 안테나를 채용하기 때문에 송신 전력이 훨씬 감소될 수 있는 동시에 전송 능력은 증가된다. 타임슬롯의 부호 채널 각각이 상이한 레벨의 구역의 용량 요구에 따라 동적으로 할당될 수 있으므로, 두 기지국 사이의 통신에 사용된 타임슬롯은 여러 하위 레벨 구역 기지국을 위한 접속을 제공할 수 있다.

3. 각 기지국은 로컬 사용간의 통신을 위해 교환 서비스를 제공한다. 따라서, 로컬 사용자간의 통신에서 시그널링만이 시스템으로 전송하기 위해 요구되는 한편 서비스 데이터는 요구되지 않으며, 이것은 공간 무선 채널의 요구를 대폭 감소시키므로 시스템 용량을 증가시킨다.

도 3a에 도시한 바와 같이, 일반 상용 단말기가 응급 통신 시스템을 통해 외부와 통신을 수행하도록 하기 위해, 시스템 프레임 구성에서 TS0, TS1, TS4 및 특수 타임슬롯은 TD-SCDMA 표준에 규정된 것과 완전히 동일하다.

기지국간에 상호 통신이 필요하기 때문에, 더 이상 시스템 프레임 구성에 단 2개의 수신/송신 전환점(switching point)이 있는 TD-SCDMA 표준에 규정된 것과 같은 경우가 아니다. 대신에 도 3b에 도시한 자기 조직화 시스템의 모 기지국의 프레임 구성과 도 3c에 도신한 제2 레벨 구역 기지국의 프레임 구성처럼 다수의 전환점이 나타날 수 있다. 도 3a, 도 3b, 도 3c에서 각 타임슬롯 내의 상향 화살표는 송신을 나타낸 한편 하향 화살표는 수신을 나타낸다. 따라서 제3 레벨 또는 그 이하 레벨의 기지국의 시스템 프레임 구성에서 전환점을 추론할 수 있다.

TD-SCDMA에 지능형 안테나를 채용하는 것은 중요하므로, 기지국은 다중 안테나를 구비하는 시스템이고 기지국간의 통신은 다중 안테나 기술을 사용하여 송신 및 수신함으로써 수행될 수 있는데, 이는 SNR을 크게 증가시키고 전송 효율을 향상시킬 것이다. 예를 들어, 타임슬롯 TS2, TS3, TS5 및 TS6은 16QAM. 모드로 변조될 수 있다.

본 발명의 자기 조직화 이동통신 시스템은 시분할 이중 이동통신 시스템 기초하여, 특히 TD-SCDMA 3세대 이동통신 시스템에 기초하여 구성된다. 중계 통신을 통해, 기지국 컨트롤러과 직접 링크가 블가능한 기지국이 커버하는 범위 내의 사용 자 단말기가 시스템의 기지국 컨트롤러와 통신살 수 있도록 해준다. 이것은 3세대 이동통신 시스템의 유용한 확장이고 응급 통신 및 광케이블 또는 전기케이블을 가설하기 쉽지 않은 환경에 널리 적용할 수 있다.

Claims

A. 기지국 컨트롤러에 직접 접속하지 않는 기지국이 인접 구역 기지국의 파일럿 신호(pilot singal)를 탐색하고, 인접 구역과 종속 관계(subordinate relationship)를 형성하도록, 상기 기지국이 상기 파일럿 신호에 대한 응답을 통해 상기 기지국이 커버하는 로컬 구역을 상기 인접 구역의 그 다음 하위 레벨 구역으로 설정하되, 상기 인접 구역 기지국은 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속하는 제1 레벨 구역 기지국 또는 상기 기지국 컨트롤러에 직접 접속하지는 않지만 중계 접속(relayed connection)되는 제2 레벨 이하 구역 기지국 중 어느 하나이고;

B. 상기 각 레벨의 기지국이 중계 통신(relay communications)을 수행하되, 상기 중계 통신은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 커버하는 상용 사용자 단말기에 의해 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국에서 시작하고, 결국 상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속된 제1 레벨 구역 기지국을 통해 공중 이동통신 시스템(public mobile communication system) 내의 상기 상용 사용자 단말기와 상기 기지국 컨트롤러 사이에 통신을 설정하며, 각 레벨의 상기 기지국에 의해 자기 조직화 이동통신 시스템을 구성하는

시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 중계 통신의 수행은

다중 타임슬롯 프레임 구성(multi time slot frame structure)을 사용하여 통신을 수행하는 것이며, 각 타임슬롯의 업링크 프레임 및 다운링크 프레임 구성은 시스템에 의해 설정(set)되되, 상기 제1 레벨 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 그 다음 하위 레벨 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되고, 상기 제1 레벨 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제1 레벨 구역 기지국이 커버하는 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용되며; 제2 레벨 이하 구역 기지국의 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 그 다음 상위 레벨 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되고, 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 커버하는 상기 일반 상용 사용자 단말기와 정보를 교환하는 데 사용되며, 수신 타임슬롯과 송신 타임슬롯의 적어도 한 쌍은 상기 제2 레벨 이하 구역 기지국이 최저 레벨 구역 기지국이 아닌 것으로 주어지는 그 다음 하위 레벨의 구역 기지국과 정보를 교환하는 데 사용되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 A는

상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속하지 않는 상기 기지국이 하나 이상의 파일럿 신호를 수신하는 경우, 파일럿 신호의 신호대잡음비(signal noise ratio, SNR) 크기에 따라 응답하고; 상기 네트워크 측이 상기 인접 구역에 대한 종속 관계 를 결정하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 중계 통신의 수행은 QPSK(Quaternary Phase Shift Keying) 또는 16 QAM(16 Quadrature Amplitude Modulation)의 고변조 모드로 중계 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 기지국 컨트롤러와 직접 접속되지 않은 상기 기지국은 고정 위치 기지국 또는 이동 차량에 탑재된 시스템인 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 자기 조직화 이동 통신 시스템의 각 하위 레벨 구역 기지국은 오직 하나의 상위 레벨 구역 기지국만을 갖는 한편, 각 상위 레벨 구역 기지국은 하나의 하위 레벨 구역 기지국 또는 하나 이상의 하위 레벨 구역 기지국을 갖거나 하위 레벨 구역 기지국을 전혀 갖지 않는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 직접 접속은 케이블 접속 또는 무선 접속을 포함하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.
제1항에 있어서,

상기 자기 조직화 이동 통신 시스템의 상기 기지국은 다중 안테나 시스템을 구현하고 다중 안테나를 통한 송수신 기술을 사용하여 기지국간의 상호 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 시분할 이중 자기 조직화 이동통신 시스템의 구성 방법.