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KR100693198B1 - 통화 정보를 전달하는 방법과 이를 이용하는 디지털 무선 통신 시스템 및 송신기 스테이션 - Google Patents

통화 정보를 전달하는 방법과 이를 이용하는 디지털 무선 통신 시스템 및 송신기 스테이션 Download PDF

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KR100693198B1
KR100693198B1 KR1020007005865A KR20007005865A KR100693198B1 KR 100693198 B1 KR100693198 B1 KR 100693198B1 KR 1020007005865 A KR1020007005865 A KR 1020007005865A KR 20007005865 A KR20007005865 A KR 20007005865A KR 100693198 B1 KR100693198 B1 KR 100693198B1
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KR
South Korea
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information
transmission
output level
unit
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English (en)
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KR20010015855A (ko
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모울슬레이티모씨요트.
Original Assignee
코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. filed Critical 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

통신 링크를 통해 정보를 전달하기 위한 방법 및 장치는, 제 1 출력 레벨로 정보를 송신하는 것과, 송신된 정보의 정확한 수신을 감시하는 것과, 정확한 수신이 발생하지 않았다면 원래의 송신을 위해 사용된 것보다 더 높은 레벨의 제 2의 출력 레벨로 추가 정보를 송신하는 것을 포함한다. 상기 추가 정보는 원래 송신된 정보의 내용이 설정되도록 허용하고, 한 실시예에 있어서 원래 송신된 정보의 재송신을 구성한다. 더 높은 출력 레벨로 재송신함으로써, 특히 통신 링크가 무선일 때, 정확한 수신 확률은 증대된다. 본 발명을 채용하는 송신기는, 원래의 송신을 위해 사용된 송신 출력 레벨이 본 발명을 사용하지 않은 송신기에 의해 사용된 레벨보다 낮아질 수 있기 때문에, 전력 소비가 감소될 수 있다.

Description

통화 정보를 전달하는 방법과 이를 이용하는 디지털 무선 통신 시스템 및 송신기 스테이션{METHOD OF TRANSFERRING TRAFFIC INFORMATION, DIGITAL WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM AND TRANSMITTER STATION EMPLOYING THE METHOD}
본 발명은 디지털 통신 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 변하는 품질의 무선 디지털 통신 링크를 통한 정보의 교환에 관한 것이다. 유선 링크와 비교하여 볼 때, 무선 링크 예컨대 이동 전화기와 기지국 사이의 셀룰러 이동 무선 전화 시스템에서 볼 수 있는 무선 링크에서는 더 큰 품질 변동이 관찰된다.
셀룰러 이동 전화 시스템과 네트워크를 포함하는 통신 시스템은 디지털 기술을 점점 더 사용하고 있다. 셀룰러 이동 전화 네트워크는 이동 단말과 기지국 사이에 형성되어야 할 무선 통신 링크를 필요로 한다. 제 2 세대 셀룰러 이동 전화 시스템은 무선 통신 링크를 통해 디지털 데이터를 교환한다.
디지털 시스템은 아날로그 시스템보다 무선 통신 링크의 보다 더 큰 스펙트럼 효율을 제공하기 위하여 사용될 수 있고, 디지털 처리는 간혹 간섭 효과를 최소화시킨다.
이동 통신 시스템과 같은 무선 링크에 의존하는 통신 시스템에 있어서, 이들 링크의 품질은 상당히 변할 수 있다. 많은 요인이 링크의 품질에 영향을 주고, 상기 시스템은 임의의 이러한 변동을 견뎌야만 한다. 아날로그 링크를 채용하는 시스 템에 있어서, 링크 품질의 저하는 단순히 잡음을 초래하지만, 허용될 수 있는 링크가 이루어진다. 그러나, 디지털 링크를 채용하는 시스템에 있어서, 링크를 통해 전달되는 정보는, 링크 품질이 열악할 때조차, 수신 단에서 신뢰할 수 있게 회복될 수 있어야 한다. 부정확하게 수신된 정보의 영향은 응용에 따라 다르다. 예컨대, 무선 링크를 채용하는 디지털 셀룰러 이동 무선 전화 시스템의 경우, 전화 대화 도중에, 링크를 통한 정보의 부정확한 수신 및 손실은 일시적인 음향의 묵음을 초래할 수 있다. 그러나, 이동 컴퓨터의 출현에 따라, 이동 전화 셀룰러 네트워크는 데이터 통신에 증가적으로 사용되고 있고, 이러한 상황에서 임의의 데이터 손실은 허용되지 않는다.
매체의 일정 범위를 통해 디지털 정보의 정확한 통신을 지원하기 위한 다양한 기술이 공지되어 있고, 이들 기술의 일부는 에러 검출 및 정정의 범주 내에 든다. 하나의 기술은 순방향 에러 정정(FEC : Forward Error Correction)인데, 이러한 순방향 에러 정정은 통신 도중에 발생하는 임의의 에러가 수신시에 확인되어 정정될 수 있도록 하는 방법으로 송신에 앞서 정보를 엔코딩하는 것을 수반한다. 다른 기술은 자동 반복 요구(ARQ : Automatic Repeat Request) 에러 제어 구조를 사용하는 것인데, 이는 잘못 수신되었거나 전혀 수신되지 않았다고 간주되는 정보의 재송신을 수반한다. 기본 ARQ 구조의 다양한 파생물이 존재하는데, 이들은 링크의 송/수신 단에서 버퍼 공간을 제공할 가능성과 링크를 효율적으로 사용하기 위한 요건에 따라 사용된다. 실제 일부 ARQ 구조는 동일한 정보를 단순히 재송신하는 것만은 아니다. 이들 구조의 경우, 재송신은 정보의 한 부분만의 (재)송신, 적절한 FEC 정보의 송신 또는 이들의 조합을 수반한다. 다양한 ARQ 구조가 당업자에게 공지되었고, 실제로 정보가 정확하게 또는 심지어 부정확하게 수신되었다는 인식이 없이 재송신이 개시될 수 있다. 이것은 재송신에 대한 뚜렷한 요구가 송신측에 전달되는 상황과는 대조적이다. FEC 및 ARQ 기술은 결합되어, 강력한 에러 검출 및 정정 메커니즘을 제공할 수 있고, 특정 실현에 있어서 ARQ 동작은 FEC가 정보 회복에 실패했을 경우에만 활성화된다. 그러나, 두 기술 모두, 꼬임 쌍선 링크(wired twisted pair link)가 잡음의 영향을 받기 쉽다 할지라도 예컨대 동축케이블에 의해 제공될 수 있는 바대로 링크의 품질이 보다 더 예측가능하고 일정할 때, 가장 효과적이다. 대조적으로, 이동 셀룰러 전화와 기지국 사이에서 사용되는 것과 같은 무선 통신 링크에 대해, 단말이 이동할 수 있어야 하기 때문에 이에 따른 움직임, 빌딩에 의해 야기되는 장애, 영역의 지형, 기상 조건 및 무선 링크의 거리에 따라 링크의 품질은 지속적으로 변한다. 특별히 열악한 조건에서, ARQ 기술은 복수의 재-송신의 발생을 초래하는데, 이는 데이터 통신에서의 지연과 시스템 전력 소비의 전체적인 증가를 초래할 수 있다. 시스템의 요소, 예컨대 이동 단말기가 배터리 전력에 의존할 때, 이러한 문제는 특히 바람직하지 못하다.
큰 신호 변동, 예컨대 딥-페이드(deep fade)의 발생으로 인해, 무선 링크 품질이 악화될 때, 다양한 종래 기술의 해결책이 제안되어 왔다.
미국특허(제5,105,423호)는 에러를 갖는 데이터 프레임의 재송신을 위한 수신기로부터의 요구에 따라 데이터 송신율을 하향 이동시키는 방법을 개시하였다. 데이터 송신율은 제 1 데이터율로부터 재송신을 위해 사용되는 제 2 데이터율로 하 양 이동된다. 하향 이동되는 비율은 재송신 도중에 에러의 재발생 가능성에 기초하여 계산되는데, 이는 재송신이 필요한 프레임의 백분율에 기초하여 차례로 계산된다. 송신율의 감소는, 특히 고속 데이터 송신이 우선되는 특정 응용에서는 바람직하지 못하다.
미국특허(제5,128,965호)는, 수신기가 수신된 정보에서 에러의 수가 특정 임계값을 초과함을 나타낸다면, 전체 송신 출력이 증가하는 무선 링크 시스템을 개시하였다. 미국특허(제5,713,074호)에 기술된 시스템은, 송신된 신호에서 에러가 검출되었을 때 송신 출력을 증가시키고, 에러가 검출되지 않을 때 더 적은 양으로 송신 출력을 감소시키기 위하여 출력 제어기 장치를 사용하므로, 따라서 일정한 비트 에러율을 유지한다. 수신된 신호를 송신기에 되돌리고 수신된 신호와 송신된 신호를 비교함으로써 에러 검출은 쉽게 된다.
전기통신 산업 협회에 의해 1999년 2월 3일에 공개된 표준(TIA/EIA-95-B)은, 이동 단말기가 억세스 목적을 위해 공중 인터페이스를 통해 고정된 시스템에 신호를 보내는 처리를 기술하는 잠정 표준(TIA/EIA/IS-95)으로부터 개발되었다. 이동 단말기가 고정된 시스템으로부터 응답을 받지 못한다면, 이동 단말기는 신호를 보내는 처리를 반복하지만, 증가된 송신 출력으로 반복한다. 이러한 신호를 보내는 처리는 억세스를 하기 위한 임무에만 관련되고 통화의 전달과는 무관하다.
본 발명의 제 1 특성에 따라, 송신 스테이션과 수신 스테이션 사이에서 무선 디지털 통신 링크를 통해 통화 정보를 유니트로 전달하는 방법이 제공되는데, 이러 한 방법은 제 1 정보 유니트를 제 1 출력 레벨로 송신하는 단계와, 송신된 유니트의 정확한 수신이 이루어졌는 지를 감시하는 단계와, 상기 제 1 정보 유니트와 관련된 제 2 정보 유니트를 송신하는 단계를 포함하는데, 제 1 정보 유니트에 대해 상기 감시는 제 1 출력 레벨보다 높은 제 2 출력 레벨에서 발생하는 정확한 수신은 표시하지 않고, 제 2 정보 유니트는 제 1 정보 유니트의 내용이 설정되는 것을 허용한다.
상기 특성에 따른 양호한 구조 중 하나에 있어서, 제 2 정보 유니트의 내용은 제 1 정보 유니트의 내용과 동일하다. 이 경우, 제 2 정보 유니트의 송신은 제 1 정보 유니트의 재송신을 구성한다. 상기 특성에 따른 제 2 양호한 구조에 있어서, 제 2 정보 유니트의 내용은 제 1 송신 유니트의 내용 중 한 부분을 포함한다. 이 경우, 제 2 정보 유니트의 송신은 제 1 정보 유니트의 부분적인 재송신을 구성한다. 상기 특성에 따른 제 3 구조에 있어서, 제 2 정보 유니트는 에러 정정 정보를 포함하고, 특히 제 1 정보 유니트와 관련된 순방향 에러 정정 정보를 포함한다. 상기 특성에 따른 제 4 구조에 있어서, 제 2 정보 유니트는 증가된 에러 정정 정보를 포함하고, 특히 제 1 정보 유니트와 관련된 증가된 순방향 에러 정정 정보를 포함한다. 상기 구조의 하나 이상은 당업자가 알 수 있고 이해할 수 있는 바와 같이 결합될 수 있다.
제 2 정보 유니트를 더 큰 출력 레벨로 송신함으로써, 성공적인 정보의 전달 가능성은, 제 1 정보 유니트 원래 송신의 실패 특히 수신 신호의 낮은 레벨에 기인한 실패가 발생하는 상황에서 상당히 증가한다. 이러한 방법이 강력한 전달 방법인 것과 동시에, 제 2 정보 유니트의 성공적인 송신의 증가한 가능성에 속한 다른 장점은, 제 2 정보 유니트의 복수의 송신을 초래할 수 있는 긴 송신 지연 확률의 감소이다. 예컨대 실시간 또는 실제적으로 실시간 시스템에서 최대 허용 가능한 송신 지연이 존재할 때, 이러한 확률 감소는 특히 유리하다.
전형적으로, 감시는 송신 스테이션에 의해 수신 스테이션에 의해 제공된 정보에 기초하여 수행된다. 제공된 정보의 예가 유니트의 정확한 전달 또는 유니트의 부정확한(틀린) 전달의 확인 또는 이들 둘 모두의 확인을 포함한다 할지라도, 수신 스테이션에 의해 제공된 정보는 상기 방법의 실현에 따라 변할 수 있다. 송신 스테이션에 의해 수행된 감시는, 주어진 제 1 정보 유니트 동안 수신 스테이션으로부터 감시 정보가 전혀 수신되지 않는 상황을 포함할 수 있는데, 이는 제 1 정보 유니트의 정확한 수신이 발생하지 않은 것의 표시로서 해석된다.
상기 방법은 상술한 바와 같이 순방향 에러 정정(FEC) 기술과 결합하여 사용될 수 있다. 이 경우, 송신된 제 1 정보 유니트의 내용이 수신 스테이션에서의 FEC 기술에 의해 회복될 수 있다면, 부정확하게(틀리게) 수신되는 제 1 정보 유니트에 대한 관련 제 2 정보 유니트를 송신할 필요가 없을 수도 있다. 바람직하게 감시 단계는, 예컨대 제 2 정보 유니트의 송신을 개시할 정보를 제공하지 않는 수신 스테이션을 통해, 이러한 점을 궁극적으로 적합하게 수용한다.
바람직하게, 제 1 출력 레벨은, 실패한 송신 및 이와 관련한 제 2 정보 유니트의 후속 송신의 최대 허용 가능한 확률에 대응하는 가장 낮은 레벨이 되도록 선택된다.
본 발명의 제 2 특성에 따라 디지털 무선 통신 시스템이 제공되는데, 상기 시스템은 제 1 출력 레벨로 제 1 정보 유니트를 송신하기 위한 수단을 구비한 하나 이상의 송신기와, 상기 송신된 정보 유니트를 수신하기 위한 수단을 구비한 하나 이상의 수신기와, 상기 송신기 출력 전력을 제어하기 위한 제어 수단과, 상기 송신된 유니트가 수신기에서 정확하게 수신되는 지를 감시하기 위한 감시 수단을 포함하되, 상기 송신 수단은 상기 제 1 정보 유니트와 관련된 제 2 정보 유니트를 송신하고, 상기 제 1 정보 유니트 동안 상기 감시 수단은 정확한 수신이 발생하였는 지를 표시하지 않고, 상기 제 2 정보 유니트는 제 1 출력 레벨보다 큰 제 2 출력 레벨로 송신되고, 상기 제 2 출력 레벨은 상기 제어 수단에 의해 선택되고, 상기 제 2 정보 유니트는 제 1 정보 유니트의 내용이 설정되도록 허용한다. 이러한 경우, 상기 제어 수단은 상기 감시 수단에 응답하여 구성될 수 있다.
본 발명의 제 3 특성에 따라, 수신기에 대한 통화 정보의 디지털 무선 송신을 위한 송신기 스테이션이 제공되는데, 상기 송신기 스테이션은 제 1 출력 레벨로 제 1 정보 유니트를 송신하기 위한 송신기와, 상기 송신기 출력 전력을 제어하기 위한 제어 수단과, 수신기에서 송신된 유니트의 정확한 수신이 발생하였는 지를 감시하기 위한 감시 수단을 구비하되, 상기 송신기는 상기 제 1 정보 유니트와 관련된 제 2 정보 유니트를 송신하고, 상기 제 1 정보 유니트 동안 상기 감시 수단은 정확한 수신이 발생한 것에 대해 표시하지 않고, 상기 제 2 정보 유니트는 제 1 출력 레벨 보다 큰 제 2 출력 레벨로 송신되고, 상기 제 2 출력 레벨은 상기 제어 수단에 의해 선택되고, 상기 제 2 정보 유니트는 상기 제 1 정보 유니트의 내용이 설정되도록 허용한다. 이 경우, 상기 제어 수단은 상기 감시 수단에 따라 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 시스템의 제어 수단 또는 송신 스테이션은, 제 1 출력 레벨을 고려하는 최소 평균 전력 소비를 유지하기 위하여 송신기의 평균 전력 소비를 제어하는 제 1 출력 레벨을 선택하고, 제 2 정보 유니트 송신의 후속 확률을 위한 제 2 출력 레벨을 선택한다. 이것은, 배터리와 같은 소모될 수 있는 전원에 의해 전원이 공급되는 경우 특히 유리하다. 선택적으로, 제 1 출력 레벨은 발생하는 제 2 정보 유니트 송신의 허용 가능한 최대 확률을 위한 최소 평균 전력 소비를 유지하도록 설정될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여 예를 통해 설명될 것이다.
도 1은 하나 이상의 무선 통신 링크를 사용하는 전형적인 셀룰러 이동 무선 전화 통신 시스템의 개략도.
도 2는 도 1의 시스템으로부터의 송신기 스테이지 내의 성분의 개략도.
도 3은 전형적으로 공지된 자동 반복 요구(ARQ) 에러 제어 구조의 동작을 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따라 에러 제어 구조의 실현 동작을 도시하는 도면.
도 1을 참조하면, 셀룰러 이동 무선 전화 시스템 형태의 통신 시스템(1)은, 공중 교환 전화망(PSTN)과 필요하다면 다른 데이터 네트워크에 연결된 스위칭 센터(10)를 포함한다. 스위칭 센터는 전형적으로 다수의 스위칭 센터 중 하나이고, 다수의 기지국(20)이 각 스위칭 센터에 연결된다. 기지국(20)의 주 기능은 이동 전화기와 같은 단말(40)과의 무선 링크(30)를 설정하고, 따라서 이동 단말기(40)와 나머지 시스템 사이의 통신을 허용하는 것이다. 상기 시스템이 무선 링크를 사용하지만, 본 발명은 전자기 스펙트럼의 무선 주파수 부분에서 필수적으로 동작할 필요가 있는 것은 아닌 다른 형태의 링크를 통해 정보를 송신하는 것에도 관련되고, "무선" 링크는 오직 예일 뿐이다. 각 기지국(20)은 주로 다수의 이러한 링크(30), 따라서 다수의 이동 단말(40)을 지원할 수 있다. 기지국(20)과 단말(40)에는 각각 링크(30)를 설정하는 무선 송신 및 수신 수단이 제공된다. 무선 링크(30)는 디지털이고 더욱이 시분할 다중 억세스(TDMA) 또는 코드 분할 다중 억세스(CDMA)와 같은 기술을 사용할 수 있다고 간주한다.
사용시, 기지국(20)과 단말(40) 사이에 형성된 링크(30)의 품질은 상당히 변할 것이고, 시스템은 변동하는 링크 품질을 견뎌야만 한다. 본 예에서와 같이 디지털 정보가 교환되는 경우, 이것은 디지털 정보의 부정확한 수신을 초래할 것이다. 순방향 에러 정정(FEC)과 같은 에러 정정 기술이 사용될 수 있고, 이는 부정확하게 수신된 정보로부터 정확한 정보의 회복을 허용한다. 링크(30)의 품질이 더 악화됨에 따라, FEC 기술은 정확한 정보를 회복하기에 적합하지 않을 수 있고, 이 경우 임의의 부적확하게 수신된 정보에 대한 추가 송신을 개시하는 것 외에 다른 선택은 없다. 이들 추가의 송신은, 실행 중 하나가 상술한 바와 같이 ARQ 구조를 사용하였지만, 다양한 형태를 취할 수 있다. 각 경우, 선택된 구조에 상관없이, 추가 송신은, 이전에 송신된(실패한) 제 1 정보 유니트에 어떻게든 관련되는 제 2 정보 유니 트의 송신으로 간주될 수 있다. 또한 상술한 바와 같이, (제 2 정보 유니트의) 추가 송신은, 정보의 똑바른 재송신, 정보의 한 부분만의 (재)송신, 적절한 FEC 정보의 송신, 증대된 FEC 정보의 송신, 또는 이들의 임의의 합리적인 조합을 수반할 수 있다. 그러나, 본 발명을 도시하기 위하여, 또한 단지 예를 통해, 다음의 특정 설명은, 제 2 정보 유니트의 송신이 실제로 제 1(실패한) 송신 유니트의 반복 송신을 구성하는, 전형적인 ARQ 구조에 관한 것이다.
정보의 재송신은 사용자의 간섭 없이 일어나고, 따라서 자동 반복 요구(ARQ)라 불린다. 단지 예를 통해, 전형적인 ARQ 구조는, 소위 말하는 선택 RQ 구조 ARQ 실현(한 프레임이 본 예의 데이터 링크(30)를 통해 전달되는 정보의 한 단위인)의 프레임 시퀀스를 도시하는 도 3을 참조하여 이해될 수 있다. 이러한 공지된 구조는 에디슨-웨슬리(Addison-Wesley) 출판사에 의해 출판되고, 저자가 프레드 할살(Fred Halsall)인 출판물("데이터 통신, 컴퓨터 네트워크 및 OSI")(제 2판)(126-127쪽)에 보다 상세하게 논의되었다. 정보가 간혹 링크를 통해 양방향으로 흐른다 할지라도, 도 3은 송신기(S)로부터 수신기(R)로 N 개의 정보 프레임(I)의 형태로 전달되는 상황을 도시한다. 각 송신된 프레임은, 송신기(S)와 수신기(R)가 개별 프레임의 추적을 유지하도록 허용하는 고유한 식별자를 포함한다. 전달되거나 수신된 프레임을 기록하기 위하여, 송신기와 수신기 모두에 버퍼 저장 공간(CS 및 CR)이 각각 제공된다. 예컨대, 101로 표시된 프레임(I)(N)은 송신기(S)에 의해 송신되고, 이것은 버퍼(CR)에 기록된다. 프레임은 연속적으로 전달되고, CS의 내용은 (일시적인)송신 목 록을 형성한다. 수신기(R)는 정확하게 수신된 프레임에 대한 확인(ACK)을 송신기(S)에 되돌리고, 또한 정확하게 수신된 프레임의 목록을 버퍼(CR)에 저장한다. 송신기(S)가 특정 프레임이 정확하게 수신되었다는 확인(ACK)을 수신기(R)로부터 수신할 때, 송신기(S)는 버퍼(CS)로부터 상기 확인된 프레임에 대응하는 입력 데이터를 제거한다. 각 I 프레임은, 수신기(R)가 I 프레임이 틀리지 않다고 설정하는 것을 허용하도록 코딩된다. 이것을 수행하는 다양한 방법은 순환 중복 검사(CRC) 에러 체크의 사용을 포함한다. 도 3을 추가로 참조하여, 102로 표시된 프레임{I(N+1)}이 빗금으로 도시된 송신 도중에 틀려졌다고 간주한다. 이것은, 도시된 다른 프레임(N, N+2, N+3,..)의 확인(ACK)이 정상적인 동안 I 프레임(N+1)에 대한 확인(ACK)이 존재하는 않는 것을 초래한다. 송신기(S)는, 확인되지 않고 송신기(S)로 하여금 103으로 표시된 프레임을 재송신하도록 하는 프레임(N+1)을 검출한다. ARQ 구조의 특정 실현에 따라, 후속하는 재송신은 한 프레임의 정확한 수신이 확인될 때까지 일어날 수 있다.
다수의 재송신이 발생할 때, 이것은 특정 시스템 내에서 문제점을 야기한다. 먼저, 다수의 재송신은 상당한 지연을 야기한다. 두 번째 문제점은, 다수의 프레임으로 분할되는 것이 필요한 큰 메시지가 전달되는 시스템 내에서 발생한다. 상기 메시지가 회복될 수 있기 전에 프레임은 정확한 순서로 재조립되어야만 하기 때문에, 이것은 시퀀스로부터 수신된 프레임의 일시적인 저장을 위하여 큰 버퍼 저장 공간의 사용을 필요로 할 수 있다. 이것은 프레임(N+1)이 프레임(N+4)의 송신 이후 에 재송신되는 상기 예에서 도시되었다. 원래의 메시지를 회복하기 위하여, 수신기(R)가 시퀀스로부터 수신된 프레임(N+2, N+3 및 N+4)을 기억하는 것이 필요하다. 선택적으로, 또는 이러한 기억에 부가하여, 송신기는 재송신을 준비하는 프레임을 기억할 수 있다.
동축케이블과 같은 물리적인 링크를 사용하는 데이터 통신 시스템에 있어서, 정보의 부정확한 전달은 유사 잡음 또는 데이터 충돌에 의해 빈번하게 야기되고, 이 경우 데이터의 단순한 재송신이 제 1 시도로 성공적일 것으로 보인다. 그러나, 이동 단말(40)과 기지국(20) 사이에서 사용되는 것과 같은 무선 통신 링크의 경우, 정보의 부정확한 전달은 링크의 수신단에 도달하는 약한 신호에 의해 간혹 야기된다. 더욱이, 이러한 신호 강도는 변하는 동작 환경에 따라 지속적으로 변할 수 있고, 이러한 상황에 부정확하게 수신된 정보의 단순한 재송신은 만족스럽지 못할 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따라, 재송신될 필요가 있는 정보는, 상기 정보를 원래 송신하는데 사용된 송신 출력보다 큰 송신 출력으로 링크(30)를 통해 전달된다. 이것은 도 4에 도시되었는데, 상기 도면은 x축을 따라 도 3과 동일한 프레임 송신 시퀀스와 y축 상의 송신 출력을 도시한다. 프레임은 정상적으로 출력(P1)으로 송신되는 반면, 재송신되는 프레임은 출력(PR)으로 송신된다. 이것은, 특히 신호 강도가 약하거나 페이딩이 발생한 조건 하에서, 반복된 정보가 재송신될 때 성공적으로 수신될 확률을 증가시킨다. 더욱이, 제 1 재송신 시에 초래되는 성공적인 통신의 증가된 가능성은 송신기 및/또는 수신기에서 프레임 또는 프레임의 목록을 저장하기 위해 보다 더 적은 버퍼 공간이 사용되도록 허용한다. 제 1 재송신 시에 초래되는 성공적인 통신의 증가된 가능성은 또한 정보를 전달할 때 감소된 지연을 초래하는데, 이는 비디오 또는 오디오와 같은 실시간 정보를 전달할 때 유리하다. 미리 정해진 기간 이상의 송신 지연이 허용될 수 없는 다른 형태의 정보를 송신할 때 역시 잇점이 있다. 재송신된 프레임(제 2 정보 유니트)의 출력 진폭은, 다른 상대 출력을 제공하기 위하여 다른 진폭이 사용될 수 있다 할지라도, 예컨대 프레임의 초기 송신에 사용된 출력 진폭보다 3dB 정도 높을 수 있고, 이러한 값은 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
도 2는 전기통신 시스템(1)의 기지국(20) 내의 송신기 스테이지의 성분을 도시한다. 송신기(50)는 정보의 유니트를, 제어 수단(60)에 의해 관리되는 출력을 갖는 프레임으로서 송신한다. 본 예에 있어서, 제어 수단(60)은 감시 수단(70)에 응답한다. 상술한 바와 같이, 송신기(50)는 정보를 원래 송신하기 위해 사용된 송신 출력보다 더 큰 송신 출력으로, 재송신된 정보를 출력할 것이다. 송신기(50), 제어 수단(60) 및 감시 수단(70)이 기지국(20) 내의 송신기 스테이지의 성분으로 함께 도시되었지만, 이것은 본 발명의 한계를 나타내는 것은 아니다. 예컨대, 감시 수단은 송신기 스테이지로부터 떨어져 위치할 수도 있다. 일부 경우, 감시 수단은 무선 링크의 수신단에 위치할 수도 있다.
상기 구조는 재송신된 데이터가 증가된 신뢰 레벨로 성공적으로 통신되는 것을 허용하고, 이것은 제 1 재송신 시도로 정보가 성공적으로 통신되어야 하는 것이 선호되는 응용에서 이용될 수 있다. 제 1 송신 시도를 위한 송신 출력 레벨은 본 발명에 따라 동작하는 방법 및 시스템 내에서 가변적일 수 있다. 예컨대 이러한 초기 송신 출력 레벨(P1)을 선택하여, 초기 송신의 특정 비율이 재송신을 (더 높은 출력 레벨로)필요로 하게 되도록 하는 것이 바람직할 수 있다. 제 1 송신 시도를 위한 송신 출력 레벨의 선택은 재송신의 비율에 영향을 미치고, 따라서 평균 송신 출력 레벨에 영향을 미친다. 초기 송신 출력을 낮추는 것은 정보가 성공적으로 수신되는 확률을 감소시킬 것이다. 그러나, 낮은 송신 출력을 사용함으로써, 송신기의 전력 소비는 감소될 것이다. 이러한 방법으로 제 1 시도를 위한 송신 출력은 송신 회로의 평균 전력 소비(더 높은 출력에서의 송신을 고려하여야 한다)를 제어하고, 바람직하게 최소 평균 전력 소비를 유지하기 위하여 사용될 수 있다. 명백히, 특정 응용은 재송신의 발생에 대해 다른 것보다 더 견뎌야 할 것이고, 전력 절감의 상대적인 중요성 대 재송신의 발생에 기초하여 균형이 설정될 필요가 있다. 실제, 과도한 재송신은, 만약 초기에 더 높은 출력 레벨로 송신하도록 선택하여 재송신의 횟수를 감소시켰을 경우에 발생하는 것보다 더 높은 평균 전력 소비를 야기할 수 있다. 본 발명은 기본적으로 통화의 송신에 사용하기 위해 의도된 것인데, 이러한 통화는 예컨대 사용자 비디오, 음성 또는 파일 데이터가 될 수 있고, 다양한 형태의 통화를 송신하기 위한 요건은 당업자에게 공지될 것이다. 송신 출력의 전체적인 감소는 전력 소비를 감소시킨다. 이것은 배터리와 같은 소모적인 전원이 사용될 때 특히 유리하다. 특정 실현에 있어서, 전력 절감 및/또는 송신 지연의 제한을 위하여 허용되는 재송신의 회수에 제한을 가하는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 전력 절감 특성은 또한 도 4에 도시되었다. 본 발명에 의하지 않는 시스템에서의 송신 및 재송신을 위해 사용되는 출력(PK) 이하인 출력(P1)으로 초기에 정보가 송신된다. 언급되는 바와 같이, 재송신 정보, 이 경우 I 프레임(N+1)은 P1보다 큰 출력(PR)으로 재송신된다. 이 경우 PR은 또한 강제되는 것은 아니지만 PK보다 크다. 전체 전력 소비의 감소는 배터리로 전원 공급되는 장치에서 연장된 동작 시간, 더 작고 경량의 배터리의 사용 또는 보다 더 경제적인 배터리 기술의 사용과 같은 많은 장점을 제공하기 위하여 이용될 수 있다.
본 발명은 특정 응용의 요건을 고려하여 실현될 수 있다. 가끔의 송신 에러가 허용될 수 있는 응용에 있어서, 반복 송신으로 성공적인 송신이 이루어질 수 있다는 사실을 의지하여, 초기 송신 출력을 상당히 감소시켜 전력 소비를 크게 감소시키는 것이 가능하다. 전력 소비의 절감이 불필요한 재송신의 회피와 균형을 이룰 필요가 있는 응용에 있어서, 초기 송신 출력은 동일한 정도로 감소되지 않는다.
본 발명이 이동 셀룰러 무선 전화 시스템을 참조하여 기술되었다 할지라도, 다른 용응은 무선 전화기 시스템, 예컨대 하이퍼랜(Hyperlan)과 같은 무선 LAN, 및 UMTS와 같은 차세대 이동 통신을 포함한다.
기본 구조상의 변경은 제 1 또는 다수의 초기 재송신 시도가 실패한 후에만 재송신 출력을 증가시키는 것을 포함할 수 있고, 따라서 전력 소비 절감을 위한 더 큰 범주를 제공한다.
기본 구조의 다른 변경은 한 번 이상 재송신되는 정보에 대한 순차적인 출력 증가를 제공하는 것이다. 이것은 성공하지 못한 송신 정보가 복수의 재송신의 결과로서 추가로 지연되는 확률을 더욱 감소시킨다. 일부 경우, 주어진 초기 송신에 대한 재송신 시도의 최대 허용 가능 횟수를 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명이 정보의 신뢰할 수 있는 통신 및 전력 소비 감축에 관하여 직접적인 잇점을 제공하지만, 다른 간접적인 잇점도 본 발명의 정확한 실현을 통해 얻을 수 있다. 더 낮은 초기(따라서 평균) 송신 출력은 다른 송신에 대한 감소된 간섭을 초래할 수 있다. 셀룰러 시스템에서의 이것에 대한 예는, 고 출력 송신의 기간이 상대적으로 짧기 때문에, 전체 동시-채널의 간섭(및 다른 형태의 간섭에서의 가능 한 감축)으로서 관측될 수 있다. 이것은 다른 사용자에 대한 더 낮은 간섭을 초래할 수 있다.
본 발명이 공지된 ARQ 구조를 참조하여 설명되었지만, 임의의 제한을 나타내려는 것은 아니다. 기술된 바와 같이, 본 발명은 기본적으로, 정보가 일반적으로 프레임 또는 패킷으로 구성된 디지털 데이터인, 특별한 ARQ 구조로 고려될 수 있다. 이 경우 본 발명은 자동 반복 요구 에러 제어 구조로서 간주될 수 있는데, 상기 구조 내에서 성공적으로 통신되지 못했다고 간주되는 송신된 데이터 프레임 또는 패킷은, 데이터 프레임 또는 패킷을 원래 송신하는데 사용된 출력보다 더 큰 출력 레벨의 추가 송신으로 보완된다. 본 발명은 또한 정보를 회복하기 위하여 제 1 및 후속 송신 또는 재송신이 결합될 수 있는 기술과 조화된다. 이러한 기술에 있어서, 일부 형태의 평균화를 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 이 경우 더 높은 출력으로 전송된 정보에 더 큰 "가중치"를 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 본 발명은 무선 링크를 통하여 많이 사용될 것이지만, 전력 소비 문제가 배선 통신 링크에서 정상적으로 큰 문제가 아니라 할지라도, 원리적으로 예컨대 동축케이블, 꼬임 쌍선 등등의 다른 매체의 링크를 사용하는 시스템에서 실현될 수도 있다. 더욱이, 본 발명이 고정된 단말로부터 휴대 단말로의 송신을 사용하는 예를 참조로 기술되었지만, 본 발명이 응용에서 그와 같이 제한되지 않는다는 사실은 당업자에게는 자명할 것이다. 본 발명은, 송신 스테이션 및/또는 수신 스테이션이 고정 또는 이동형인 것에 무관하게, 통신 링크를 통한 어느 한 방향 또는 양방향에서 정보를 전달할 때 사용될 수 있다. 또한, 양방향 통신 시스템에 있어서 송신 스테이션은 수신 스테이션과 결합될 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
당업자라면 본 설명으로부터 다른 변경 또한 자명할 것이다. 이러한 변경은, 시스템과 장치 및 이들의 구성 부품의 설계, 생산 및 사용에서 이미 공지되었고, 이미 여기에서 기술된 특성 대신에 또는 이에 부가하여 사용될 수 있는, 다른 특성을 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 송신 스테이션(20)과 수신 스테이션(40) 사이의 무선 디지털 통신 링크(30)를 통해 정보를 전달하는 방법으로서, 정보 내용을 제 1 정보 유니트로 형성하는 단계와, 제 1 정보 유니트를 제 1 출력 레벨로 송신하는 단계와, 송신된 정보 유니트가 정확히 수신되었는지를 감시하는 단계를 포함하는, 정보를 전달하는 방법에 있어서,
    상기 제 1 정보 유니트 중, 상기 감시 단계에서 정확히 수신되었음을 지시하지 않은 제 1 정보 유니트에 대해, 제 2 정보 유니트를 생성하는 단계로서, 상기 제 2 정보 유니트는 상기 제 1 정보 유니트의 내용을 설정되게 하는, 제 2 정보 유니트를 생성하는 단계와,
    상기 제 2 정보 유니트를 상기 제 1 출력 레벨보다 더 큰 제 2 출력 레벨로 송신하는 단계를
    포함하는 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 정보 유니트의 내용은 상기 제 1 정보 유니트의 내용과 동일한 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 정보 유니트는 데이터 프레임 또는 데이터 패킷(101, 102 및 103)인 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 감시 단계는 상기 수신 스테이션(40)에 의해 제공된 정보에 기초하여 상기 송신 스테이션(20)에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2 정보 유니트는 상기 제 1 정보 유니트와 관련된 순방향 에러 정정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 순방향 에러 정정 정보는 강화되는 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 출력 레벨은 실패한 제 1 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키고 후속한 제 2 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키며, 상기 제 1 출력 레벨 및 상기 제 2 출력 레벨을 고려한 평균 전력 소비를 최소화하도록 선택되며, 상기 제 1 출력 레벨은 제 1 정보 유니트의 실패한 송신 및 후속한 상기 제 2 정보 유니트 송신의 최대 허용 가능한 확률에 대응한 가장 낮은 레벨인 것을 특징으로 하는, 정보를 전달하는 방법.
  8. 디지털 무선 통신 시스템(1)으로서,
    정보 내용을 제 1 정보 유니트(101, 102)로 형성하는 정보 유니트 생성 수단과, 송신기 출력을 제어하기 위한 제어 수단(60)과, 상기 제어 수단에 응답하여 상기 제 1 정보 유니트(101, 102)를 제 1 출력 레벨로 송신하기 위한 송신 수단(50)과, 송신된 정보 유니트가 수신기에서 정확히 수신되었는지를 감시하기 위한 감시 수단(70)을 구비하는 적어도 하나의 송신기(20)와,
    상기 송신된 정보 유니트를 수신하기 위한 수단을 구비하는 하나 이상의 수신기(40)를 포함하는 디지털 무선 통신 시스템에 있어서,
    상기 제 1 정보 유니트(102) 중 상기 감시 수단(70)이 정확히 송신되었다고 지시하지 않은 제 1 정보 유니트에 대해, 상기 정보 유니트 생성 수단은 상기 제 1 정보 유니트의 내용이 설정되게 하는 방식으로 생성된 제 2 정보 유니트(103)를 형성하며,
    상기 제어 수단(60)은 상기 송신 수단이 상기 제 2 정보 유니트를 상기 제 1 출력 레벨보다 더 큰 제 2 출력 레벨로 송신하게 하는 것을,
    특징으로 하는, 디지털 무선 통신 시스템.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 제 2 정보 유니트의 내용은 상기 제 1 정보 유니트의 내용과 동일한 것을 특징으로 하는, 디지털 무선 통신 시스템.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 시스템(1)은 셀룰러 이동 무선 전화 시스템인 것을 특징으로 하는, 디지털 무선 통신 시스템.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(60)은 실패한 제 1 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키고 후속한 제 2 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키며, 상기 제 1 출력 레벨 및 상기 제 2 출력 레벨을 고려한 평균 전력 소비를 최소화하도록 상기 제 1 출력 레벨을 선택하며, 상기 제 1 출력 레벨은 제 1 정보 유니트의 실패한 송신 및 후속한 상기 제 2 정보 유니트 송신의 최대 허용 가능한 확률에 대응한 가장 낮은 레벨인 것을 특징으로 하는, 디지털 무선 통신 시스템.
  12. 수신기(40)에 대한 디지털 무선 정보 송신을 위한 송신기 스테이션(20)으로서, 정보 내용을 제 1 정보 유니트(101, 102)로 형성하는 정보 유니트 생성 수단과, 송신기 출력을 제어하기 위한 제어 수단(60)과, 상기 제어 수단에 응답하여 상기 제 1 정보 유니트(101, 102)를 제 1 출력 레벨로 송신하기 위한 송신 수단(50)과, 송신된 정보 유니트가 수신기에서 정확히 수신되었는지를 감시하기 위한 감시 수단(70)을 구비하는 송신기 스테이션에 있어서,
    상기 제 1 정보 유니트(102) 중 상기 감시 수단(70)에서 정확히 송신되었다고 지시하지 않은 제 1 정보 유니트에 대해, 상기 정보 유니트 생성 수단은 상기 제 1 정보 유니트의 내용이 설정되게 하는 방식으로 생성된 제 2 정보 유니트(103)를 형성하고,
    상기 제어 수단(60)은 상기 송신 수단이 상기 제 2 정보 유니트를 상기 제 1 출력 레벨보다 더 큰 제 2 출력 레벨로 송신하게 하는 것을,
    특징으로 하는, 송신기 스테이션.
  13. 제 12항에 있어서,상기 제 2 정보 유니트의 내용은 상기 제 1 정보 유니트의 내용과 동일한 것을 특징으로 하는, 송신기 스테이션.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 송신기 스테이션(20)은 셀룰러 이동 무선 전화 시스템의 구성요소로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 송신기 스테이션.
  15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 수단(60)은 실패한 제 1 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키고, 후속한 제 2 정보 유니트 송신의 확률을 증가시키며, 상기 제 1 출력 레벨 및 상기 제 2 출력 레벨을 고려한 평균 전력 소비를 최소화하도록 상기 제 1 출력 레벨을 선택하며, 상기 제 1 출력 레벨은 제 1 정보 유니트의 실패한 송신 및 후속한 상기 제 2 정보 유니트 송신의 최대 허용 가능한 확률에 대응한 가장 낮은 레벨인 것을 특징으로 하는, 송신기 스테이션.
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