KR100369602B1

KR100369602B1 - 부호분할다중접속방식이동통신시스템의전력제어비트삽입방법

Info

Publication number: KR100369602B1
Application number: KR1019970057822A
Authority: KR
Inventors: 김영기; 강희원; 이광욱; 안재민; 윤순영; 공승현
Original assignee: 삼성전자 주식회사
Priority date: 1997-11-03
Filing date: 1997-11-03
Publication date: 2003-04-11
Also published as: US6539008B1; KR19990038179A

Abstract

부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템에서의 통화 품질유지를 위한 방편인 전력제어방식에서 전력제어의 속도를 높이면서 동시에 전력제어 지연시간을 단축하기 위하여 전력제어 비트의 삽입주기를 줄여준다. 이렇게 함으로써 발생할 수 있는 전력제어 비트의 신호세기에 의한 다른 신호에의 간섭을 줄이기 위하여 비트단위의 프레임 스태거링을 적용한다. 전력제어 비트의 삽입주기를 줄임으로써 같은 시간에 더 많은 제어비트를 송신하게 되므로 시간축 또는 주파수축 상에서의 다이버시티 효과를 얻게되어 페이딩 채널에서의 전력제어 비트에서 발생할 수 있는 비트에러를 줄일 수 있게 된다. 그럼으로써 결과적으로 전력제어 비트의 신호세기를 줄일 수 있고 또한 전체 시스템 용량의 개선효과도 얻을 수 있게 된다.

Description

부호분할 다중접속 방식 이동통신 시스템의 전력제어 비트 삽입방법

본 발명은 부호분할 다중접속 방식의 이동통신 시스템의 전력제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 송신측에서 전력제어 비트를 삽입하고 수신측에서 추출하여 전력을 제어하는 방법에 관한 것이다.

부호분할 다중접속(Code Division Multiple Access: 이하 CDMA라 칭한다) 방식의 이동통신 시스템에서 기지국과 단말기 사이의 거리에 따른 단말기 및 기지국에서의 수신신호 세기(Receive Signal Strength Indicator)의 변화 및 지형적인 요인에 의한 수신신호세기의 변화가 통화 품질에 나쁜 영향으로 작용한다. 따라서 이를 보상하기 위한 방편으로써, 상기 CDMA 이동통신 시스템은 폐루프 전력제어(Closed Loop Power Control)라는 방식을 사용하여 전력을 제어한다. 이는 기지국(또는 단말기)에서의 수신신호의 세기가 지나치게 크면 단말기(또는 기지국)의 출력신호세기를 줄일 수 있는 제어신호를 기지국(또는 단말기)에서 단말기(또는 기지국)으로 송신하며, 이에 따라 단말기(또는 기지국)는 출력신호 세기를 줄인다.또한 기지국(또는 단말기)에서의 수신신호의 세기가 지나치게 작으면 단말기(또는 기지국)의 출력신호세기를 키울 수 있는 제어신호를 기지국(또는 단말기)에서 단말기(또는 기지국)으로 송신하며, 이에 따라 단말기(또는 기지국)는 출력신호 세기를 크게 한다. 따라서 상기와 같은 페루프 전력 제어 방식은 기지국(또는 단말기)이 수신신호 세기를 적정한 크기로 유지될 수 있도록 하는 전력 제어기법이다.

도 1은 단말기와 기지국을 포함하는 전력제어 루프의 동작을 설명하는 일반적인 개념을 도시하는 도면이다.

상기 도 1을 참조하면, 단말기10(또는 기지국20)의 신호전력 측정부12(또는 22)는 순방향(또는 역방향) 링크 채널의 신호세기를 측정하여 이를 전력제어 비트 발생부13(또는 23)에 알려준다. 그러면 상기 전력제어 비트 발생부13(또는 23)은 수신된 신호의 세기와 기준 세기를 비교하여 대응되는 전력제어 비트를 발생한다. 즉, 상기 전력제어 비트 발생부13(또는 23)은 수신신호의 세기가 기준보다 크면 기지국20(또는 단말기10)의 송신신호를 줄이기 위한 전력제어 비트를 발생시키고, 수신신호의 세기가 기준보다 작으면 기지국20(또는 단말기10)의 송신신호를 키우기 위한 전력제어 비트를 발생시킨다. 그리고 상기와 같이 발생된 전력제어 비트는 단말기10(또는 기지국20)의 송신신호에 삽입되어 기지국20(또는 단말기10)에 송신된다. 이때 상기 전력제어 비트를 송신신호에 삽입하는 동작은 단말기10(또는 기지국20)의 전력제어 비트 삽입부14(또는 24)에서 수행된다.

상기 기지국20(또는 단말기10)의 전력제어 비트 검출부25(또는 15)는 역방향(또는 순방향) 링크로 송신되어온 단말기10(또는 기지국20)의 송신신호를 수신하며, 상기 수신신호로 부터 순방향(또는 역방향) 링크에 대한 전력제어 비트를 검출한다. 이렇게 검출된 전력제어 비트는 기지국20(또는 단말기10)의 전력제어 비트 처리부26(또는 16)에 의하여 처리되어 기지국20(또는 단말기10)의 송신신호의 크기를 조절하는 데 사용된다. 이때 상기 전력제어 비트 처리부25(또는 15)는 상기 전력제어 비트를 분석한 후, 그 결과가 송신신호의 세기를 크게하여야 하면 송신전력제어부27(또는 17)에 신호의 크기를 키우도록 명령하고, 그 결과가 송신신호의 세기를 작게 하여야 하면 송신전력제어부27(또는 17)에 신호의 크기를 작게 하도록 명령한다.

이렇게 전력이 제어되는 순방향(또는 역방향) 링크의 신호는 또 다시 단말기10(또는 기지국20)의 신호전력 측정부12(또는 22)에 의하여 신호세기가 측정됨으로써 순방향(또는 역방향) 링크에 대한 폐루프 전력제어가 완성되게 된다. 상기 단말기10(또는 기지국20)의 제어부11(또는 21)은 상기와 같은 과정으로 수행되는 폐루프 전력제어 절차를 순차적으로 제어하면서, 상기 도 1의 개념도에는 나타나 있지 않은 송신 및 수신 데이터 비트 발생과 같은 일들을 수행하게 된다.

상기와 같은 폐루프 전력제어의 구현에 있어서 결정해야할 중요 요인들로는 전력제어의 속도를 어느 정도로 유지할 것인가 하는 것과, 폐루프를 거쳐 전력제어가 이루어지기까지의 시간 지연을 얼마로 할 것인가, 그리고 전력제어 비트의 삽입방식을 어떻게 구현할 것인가 등이 있다. 상기와 같은 요인들의 결정은 전력제어에 의하여 제어되는 신호의 유지 정도 및 통화 품질의 유지에 막대한 영향을 끼치기 때문에 이들에 대한 결정은 매우 신중하게 이루어져야 한다.

기존의 IS-95 방식의 CDMA 시스템에서는 도 2에 도시한 바와 같이 전력제어를 수행하였다.

상기 도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 종래의 IS-95에서 채택하는 전력제어 비트 처리 방법은 전력제어의 기본시간 단위를 1.25msec로 함으로써, 1초당 800회의 전력제어가 이루어지는 구조의 전력제어 방식이다. 상기와 같은 종래의 방식은 도 2에 나타난 바와 같이 1.25msec동안 수신신호의 세기를 측정하여 이를 기준신호와 비교함으로써 전력제어 비트를 발생시켰다. 이때 도 2의 211과 같이 발생된 전력제어 비트는 도 2의 212 및 213과 같이 다음 1.25msec의 2/3 범위내에서 장주기 의사랜덤부호에 의하여 삽입될 위치가 결정되며, 결정된 시간에 전력제어 비트가 송신되는 구조를 갖고 있다. 이렇게 하므로써 여러 개의 단말기에 대하여 전력제어 비트를 송신할 때 전력제어 비트가 송신되는 시간의 분포를 고르게 할 수 있어, 전력제어 비트에 의하여 발생할 수 있는 송신신호의 타 신호에 대한 간섭효과를 줄일 수 있도록 하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 방식으로 전력제어를 할 경우, 전력제어의 속도가 800Hz로 제한되고, 또한 폐루프 전력제어의 시간지연이 최소 1.25msec에서 최대 2.5msec까지 나타나게 되어 몇 가지의 문제점이 발생할 수 있게 된다.

먼저 전력제어의 속도가 800Hz로 제한되었기 때문에 이로써 제어할 수 있는 전력변화의 주기 및 양에도 역시 제약이 발생된다. 일반적으로 전력 변화의 주기는 단말기의 이동속도에 반비례하게된다. 즉, 단말기가 고속으로 움직일수록 전력 변화의 주기가 짧아져 전력변화가 심해지는 것이다. 따라서 고속으로 움직이는 단말기의 신호에 대하여는 800Hz의 전력제어 속도로는 전력제어의 효과를 얻을 수 없게 된다.

다음으로는 폐루프 전력제어의 시간지연에 의하여 발생할 수 있는 문제이다. 상기 폐루프 전력 제어가 현재의 전력 크기에 의하여 이루어지는 것이 아니라 과거의 전력 크기에 의하여 이루어진다는 점을 감안할 때, 시간 지연이 크면 클 수록 더욱 과거의 신호에 의하여 전력제어가 이루어지게 됨을 알 수 있다. 이렇게 될 경우, 전력 변화의 정도가 심해지면 전력제어는 전혀 효과를 발휘할 수가 없게 된다. 즉, 시간지연이 길면 길 수록 또한 전력변화가 심하면 심할수록 측정된 신호의 세기에 의한 전력제어 비트의 정보는 현재의 신호세기와는 관계없는 값으로 되어버린다. 그럼으로써 오히려 신호세기의 변화 정도를 더욱 크게 만들 소지를 갖고 있는 것이다.

따라서 상기와 문제점들은 결국 신호 세기의 변동 폭을 크게 하여 통화 품질의 열화를 부르게 되고, 일정수준 이상의 통화품질을 유지하기 위해서는 기준이 되는 신호의 세기를 크게 유지할 수 밖에 없는 악순환으로 연결된다. 이렇게 되면 결국 전체 시스템의 용량을 감소시키게 되므로 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 방법을 찾아야 한다.

따라서 본 발명의 목적은 CDMA 방식 이동통신 시스템의 폐루프 전력제어에 있어서 고속의 전력제어를 다양한 속도로 수행하여 고속으로 이동하는 단말기에 대해서도 전력변화의 추세를 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 CDMA 방식 이동통신 시스템에서 폐루프 전력제어의 시간 지연을 최대한으로 줄임으로써 신호세기의 변화를 최소한의 시간 지연으로 잘 추적할 수 있는 전력제어장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 고속의 전력제어를 실현하는 과정에서 전력제어 비트에 의한 신호간섭효과를 최소화하기 위하여 비트단위의 프레임 스태거링을 도입하여 전력제어 비트들을 시간축 상에서 고르게 분산시킴으로써 신호간섭효과를 최소화 할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 정형화된 전력제어 비트 삽입 방법을 제안하고 있다. 정형화된 전력제어 비트 삽입이란 정해진 자리에만 전력제어 비트들이 삽입될 수 있으며 그럼으로써 전력제어 비트의 삽입주기를 단축시킬 수 있어 고속의 전력제어를 가능하게 하는 방법이다. 또한 전력제어 비트 삽입의 응용에 따라서는 삽입된 전력제어 비트들에 대한 수신기에서의 복조시 시간 및 주파수 다이버시티도 최대한 활용될 수 있도록 전력제어 비트 삽입 방법을 설계하였다. 그럼으로써 전력제어 비트에서 발생할 수 있는 비트에러를 줄여 전력제어의 정확성을 높일 수 있도록 하였다. 이 경우 같은 전력제어 비트 에러율이라면 전력제어 비트에 할당되는 에너지를 줄일 수 있게 되어 다른 신호에 대한 신호간섭 영향을 줄일 수 있는 효과도 있다. 정형화된 전력제어 비트 삽입방법이 갖는 또 하나의 특징은 다양한 속도의 폐루프 전력제어가 가능하다는 것이다. 전력제어 비트에 대한 수신기에서의 복조과정에서 이에 대한 처리를 달리함으로써 다양한 속도의 전력제어가 가능해지는 것이다.

도 1은 폐루프 전력제어의 일반적인 개념을 도시하는 도면

도 2는 IS-95에서의 폐루프 전력제어 비트를 송신신호에 삽입하는 방법을 도시하는 도면

도 3은 3개의 인접한 주파수 대역을 사용하여 송신신호를 발생할 경우의 고속 전력제어를 위한 전력제어 비트 삽입방법을 도시하는 도면

도 4는 1개의 광대역 주파수 대역을 사용하여 송신신호를 발생할 경우의 고속 전력제어를 위한 전력제어 비트 삽입방법을 도시하는 도면

도 5는 IS-95에서의 전력제어 비트 삽입방법을 3개의 인접 주파수를 사용하여 송신하는 경우로 확장하여 전력제어 비트를 삽입하는 방법을 도시하는 도면

도 6은 정형화된 전력제어 비트 삽입을 통하여 다양한 전력제어속도를 수신기에서 구현하는 방법을 도시하는 도면

도 7은 4800Hz 전력제어 속도에서의 폐루프 전력제어 시간지연의 정도를 도시하는 timing 도

도 8은 800Hz 전력제어 속도에서의 폐루프 전력제어 시간지연의 정도를 도시하는 timing 도

도 9는 비트단위의 프레임 스태거링을 적용하였을 때의 전력제어 비트의 시간축 상에서의 분포를 나타낸 개념도

도 10은 3개의 인접한 주파수 대역을 사용하여 송신신호를 발생할 경우의 전력제어 비트 삽입을 위한 하드웨어 구성예를 도시하는 도면

도 11은 한 개의 광대역 주파수를 사용하여 송신신호를 발생할 경우의 전력제어 비트 삽입을 위한 하드웨어 구성 예를 도시하는 도면

본 발명은 CDMA 방식 이동통신 시스템의 폐루프 전력제어에 있어서 800Hz 이상의 고속의 전력제어를 다양한 속도로 가능하게 함으로써 고속으로 이동하는 단말기에 대해서도 전력변화의 추세를 잘 제어할 수 있도록 하고, 또한 폐루프 전력제어에서의 시간 지연을 최대한으로 줄임으로써 신호세기의 변화를 최소한의 시간 지연으로 잘 추적할 수 있도록 하는데 있다. 이렇게 함으로써 신호세기의 변화 정도를 기준신호 대비 최소한의 변동 폭 이내로 제한할 수 있게 되므로 통화 품질의 개선은 물론 이를 통한 시스템 용량개선에도 효과를 얻을 수 있게 된다. 또한 본 발명은 고속의 전력제어를 실현하는 과정에서 야기될수 있는 전력제어 비트에 의한 신호간섭효과를 최소화하기 위하여 비트단위의 프레임 스태거링을 도입하여 전력제어 비트들을 시간축 상에서 고르게 분산시킴으로써 신호간섭효과를 최소화 할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 목적을 달성하기 위한 정형화된 전력제어 비트 삽입방법을 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 도 3은 하나의 단말기에서 사용할 수 있는 다수개의 인접한 주파수 대역을 이용하여 신호를 송신할 경우의 전력제어 비트 삽입방법을 3개의 주파수 대역을 예를 들어 설명하고 있다. 또한 상기 도 4는 한개의 넓은 주파수 대역의 신호 송신에서 적용되는 전력제어 비트 삽입방법을 나타내고 있다. 도 5는 IS-95에서 사용하고 있는 전력제어 비트 삽입방법을 3개의 인접한 주파수 대역을 사용하는 신호 송신방법으로 연장하였을 때의 전력제어 비트 삽입방법을 나타낸 것으로써, 도 5와 같은 방법으로는 800 Hz 이상의 고속 전력제어가 가능하지 않음을 보여주는 그림이다.

상기 도 3을 참조하면, 상기 도 3은 3개의 인접한 주파수f1-f3 대역을 신호 송신에 사용하고 있으며, 각각의 주파수는 실수부 I와 허수부 Q의 두개의 서로 독립적인 신호 송신경로가 존재하는 경우에 대하여 전력제어 비트 삽입방법을 나타내고 있다. 도 3에 나타난 바와 같이 정형화된 전력제어 비트 삽입방법의 기본시간 단위는 1.25msec이다. 상기 1.25 msec의 시간은 3개의 주파수f1-f3과 각각의 주파수 속에서의 두개의 신호 송신 경로를 합하여 도 3의 311-316과 같이 총 6개의 신호 전달 경로 f(I), f1(Q), f2(I), f2(Q), f3(I), f3(Q)를 만들 수 있다. 각각의 신호 전달 경로는 다시 12개의 비트로 구성되어 도 3과 같은 형태의 비트배열을 1.25msec속에 만들어 낸다. 여기서 상기 1.25ms는 IS-65 규격에서 표준화된 전력제어그룹(power control group)을 의미한다. 상기 도 3과 같은 이러한 구성에서 전력제어 비트 P1-P6 들은 상기 전력제어그룹 1.25msec를 6개의 부분으로 나누어 각각의 부분 속에 한 개씩의 전력제어 비트를 삽입하는 형태로 삽입될 수 있다. 이렇게 할 경우 1.25msec/6의 시간마다 한 개씩의 전력제어 비트가 삽입되므로, 상기 전력제어 비트의 빈도를 800Hz의 6배인 4800Hz까지로 높일 수 있다.

상기 전력제어 비트의 빈도가 4800Hz까지로 높아질 경우, 실제 전력제어되는 주파수(power control frequency: 전력제어주파수)는 4800Hz, 2400Hz, 1600Hz, 800Hz 등이 모두 가능해진다. 이것은 전력제어 비트를 결정하는 과정에서 이루어질 수도 있고, 수신기에서 전력제어 비트를 복조한 이후의 처리과정에 의해서도 이루어질 수 있다.

전력제어 비트 결정과정에서 이루어질 경우, 다음과 같은 과정으로 이해될 수 있다. 즉, 1.25msec내의 6개의 전력제어 비트들이 모두 독립적인 전력제어비트의 세트(set)가 되도록 제어정보를 갖도록 생성하면 4800Hz, 두개의 전력제어 비트를 한 쌍으로 하여 3개의 독립적인 전력제어 비트의 세트(set)를 가정하면 2400Hz, 3개의 전력제어 비트를 한 쌍으로 하여 두개의 독립적인 전력제어 비트의 세트(set)를 가정하면 1600Hz, 그리고 6개의 전력제어 비트 모두가 하나의 독립적인 전력제어비트의 세트와 같은 정보를 전달하게 되면 800Hz의 전력제어속도가 얻어지게되는 것이다. 수신기에서 이루어지는 과정은 다음과 같다.

도 6에 나타난 바와 같이 수신기에서, 612와 같이 전력제어 비트를 복조한 후의 처리과정에서 한개의 전력제어 비트에 한번씩의 전력제어를 수행하면 4800Hz의 전력 제어 속도를 얻을 수 있고, 614와 같이 두개의 전력제어 비트에 대한 평균을 구한 후 한번의 전력제어를 수행하면 2400Hz의 전력 제어속도를 얻을 수 있으며, 615와 같이 3개의 전력제어 비트의 평균에 의하여 한번 제어가 이루어지면 1600Hz의 전력 제어속도를 얻을 수 있고, 616과 같이 6개의 전력제어 비트에 대한 평균에 의하여 한번 전력제어가 수행되면 800Hz의 전력제어속도를 얻을 수 있다.

그런데 도 6의 613과 같이 두개이상의 전력제어 비트에 대한 평균을 구하여 전력제어를 하더라도, 전력제어 비트에 대한 평균을 구하는 범위를 한개의 전력제어 비트 단위로 이동하면서 평균을 구한 후 전력제어를 수행할 경우에는 전력제어의 속도는 항상 4800Hz를 유지할 수 있다. 이와 같은 방법으로 생각하면 더욱 다양한 가지 수의 전력제어속도를 얻을 수 있다. 즉, 전력제어 비트의 평균을 구하는 범위를 두개의 전력제어 비트 단위로 이동하면서 전력제어를 수행할 경우는 2400Hz, 세개 단위로 이동할 경우에는 1600Hz, 4개 단위로 움직이면 1200Hz, 그리고 5개 단위로 움직이면 960Hz의 전력제어 속도를 얻을 수 있게 된다.

상기 도 3의 경우에 다양한 전력제어 속도의 구현이 가능하다는 점 이외에 주목하여야 할 것은 전력제어의 속도를 전력제어 비트에 대한 평균을 통하여 낮출 때 얻어지는 이득이다. 즉, 인접한 두개이상의 전력제어 비트를 평균할 경우에는 평균에 사용되는 전력제어 비트들이 송신되어오는 주파수 대역이 서로 다르다는 점과, 전력제어 비트의 복조 순간의 시간이 서로 다르다는 점 때문에 주파수 및 시간축 상에서의 다이버시티 이득이 얻어진다는 점이다.

상기 도 4의 경우는 한 개의 광대역 주파수만을 이용하여 신호 송신이 이루어지기 때문에 전력제어 비트가 일정한 간격으로 데이터 비트들의 사이사이에 위치하는 형태를 취하게 된다. 이 경우에도 상기 도 3 및 도 6의 경우에서 언급한 다양한 전력 제어 속도의 구현이 가능하다는 장점을 그대로 유지할 수 있다. 평균에 의하여 전력제어 속도를 다양하게 할 경우에도 시간 축 상의 다이버시티는 자연적으로 보장되며, 넓은 주파수 대역을 사용함으로써 얻어지는 전력제어 비트의 주파수 선택적 다이버시티 이득도 또한 존재하게 된다. 따라서 도 3과 도 4에 나타난 전력제어 비트의 정형화된 삽입방법은 두 가지 모두 같은 정도의 성능을 나타내게 된다. 이에 반해 IS-95의 확장개념으로 나타낸 도 5의 전력제어 비트 삽입 방식은 1.25msec에 한번의 전력 제어만이 가능하게 되어 800Hz의 고정된 전력제어 속도만을 낼 수 있을 뿐이다.

본 발명의 핵심요소인 정형화된 전력제어 비트의 삽입 방법을 따를 경우 부가적으로 얻어지는 이득이 폐루프 전력제어 시간 지연의 단축이다. 도 7과 도 8은 4800Hz와 800Hz의 전력제어 속도에 있어서의 시간지연의 양을 나타내고 있다.

상기 도 7을 참조하면, 신호 세기 측정의 결과에 의하여 전력제어 비트가 생성되면, 이것은 1.25msec/6의 시간 지연 후에 신호원으로 다시 보내어진다. 상기 전력제어 비트를 수신한 신호원 측에서는 이에 대한 해독을 마친 후 바로 송신 전력을 조절하게 되므로, 결국 기본적으로 신호세기 측정 후 3*1.25msec/6의 시간 지연 후에는 전력 조절이 이루어지게 되는 것이다. 물론 무선 상에서의 전송 지연 시간의 영향에 의하여 좀더 길어질 수는 있으나, 그 정도는 1.25msec/6 이내의 범위에서 조절될 수 있다. 따라서 도 7에 나타난 바와 같이 4800Hz의 전력 제어 속도에서는 약 3*1.25msec/6의 시간 지연만이 존재하게 되므로, 종래의 방식에 비하여 시간 지연의 정도를 많이 줄일 수 있게 되는 것이다. 도 8의 경우는 800Hz의 전력제어 속도일 경우에 대한 예이다. 이 경우에도 4800Hz의 경우와 같은 논리에 의하여 약 7*1.25msec/6정도의 시간지연만이 존재하게 되어 IS-95 방식에서의 2.5msec에 비하여 많이 개선된 결과를 얻을 수 있다.

일반적으로 전력제어 비트는 송신전력의 세기를 조절하는 기능을 담당하고 있기 때문에 일반 데이터 비트에 비해서는 큰 전력을 갖게된다. 왜냐하면 전력제어 비트에서 발생하는 비트 에러는 송신 전력의 크기를 반대방향으로 조절하므로 통화 품질의 열화에 막대한 영향을 주기 때문이다. 따라서 상기 전력제어 비트의 전력은 다른 데이터 비트에 비하여 큰 값을 갖는다. 이러한 이유로 상기 전력제어 비트의 센 전력은 다른 신호들에는 간섭신호로 작용하게 되어 시스템 용량의 감소 요인으로 나타나게 된다. 이러한 전력제어 비트 신호에 의한 간섭영향을 최소화하기 위하여 IS-95에서는 장부호(long code)에 의한 전력제어 비트 삽입 위치의 임의 선택이라는 방법을 사용하므로써, 링크 상에 존재하는 전력제어 비트들을 시간축 상으로 고르게 분산시키는 효과를 얻을 수 있었다. 그러나 이렇게 함으로써 전력제어속도의 한계를 800Hz로 고정시키는 결과를 가져오게 된 것이다.

본 발명에서는 상기 전력제어 속도 및 폐루프 전력제어 시간 지연의 감소를목적으로 정형화된 전력제어 비트 삽입방법을 제안한다. 그런데 이 방법의 경우에는 전력제어 비트가 일정한 시간대에만 삽입되기 때문에 여러 개의 전력제어 비트가 동시에 나타나게 되어 타 신호 및 데이터 비트들에 대한 심각한 간섭을 일으킬 수 있다. 따라서 이를 피하기 위한 방법이 필요하게 되었다. 이를 위하여 본 발명에서는 비트 단위의 프레임 스태거링(frame staggering)을 제안한다. 상기 프레임 스태거링이란 데이터 비트 프레임의 시작점을 일정 시간 지연시키는 것을 의미한다. 따라서 비트 단위의 프레임 스태거링이란 데이터 비트 길이를 기본 단위로 하여 프레임 스태거링을 할 수 있도록 하는 것을 의미한다. 이렇게 할 경우 삽입된 전력제어 비트의 시간 축 상에서의 분포를 고르게 유지할 수 있게되어, 전력제어 비트의 큰 전력에 의한 간섭효과를 줄일 수 있고 또한 고속의 전력제어도 가능하게 되는 것이다. 도 9는 비트 단위의 프레임 스태거링을 통하여 전력제어 비트가 시간 축 상에서 고르게 분포될 수 있다는 것을 보여주는 개념도이다.

본 발명에서 제시한 고속의 전력제어를 위한 전력제어 비트의 삽입을 구현하기 위한 실시예를 도 10과 도 11에 들어 놓았다. 도 10의 경우는 3개의 주파수 대역을 이용하여 송신신호를 생성할 때 전력제어 비트의 삽입 방법을 도시하고 있다. 3개의 주파수를 사용할 경우 데이터 비트가 지나갈 수 있는 통로는 실수부와 허수부를 고려하여 주파수 당 2개가 가능하다. 따라서 도 10의 예에서는 총 6개의 데이터 비트의 통로가 존재하게 된다. 각각의 통로는 1.25msec의 시간 동안 11개 또는 12개의 데이터비트를 통과시킨다. 또한 상기 전력제어 비트는 1.25msec 동안에 6개가 송신되어야 한다. 따라서 각각의 통로로 지나가게 되는 전력제어 비트의 수는1.25msec 당 한 개이면 된다. 이러한 조건을 만족하기 위하여 전력제어 비트 열은 6개의 가지로 순차적으로 갈라지게 하고, 각각의 가지는 1.25msec 당 한 개의 전력제어 비트를 통과시키게 한다. 이렇게 만들어진 각 가지 별 전력제어 비트는 데이터 비트 열에 삽입되어 송신된다.

이때 상기 전력제어 비트를 삽입하는 동작은 오버라이트(overwriting) 또는 다중화(multiplex)가 모두 가능하다. 상기 다중화(Multiplex)를 이용하여 전력제어 비트를 삽입하는 방법은 1.25msec 당 지원할 수 있는 데이터 비트의 수가 줄어든다는 단점은 있으나 전력제어 비트에 의하여 데이터 비트가 영향받는 일은 줄일 수 있다. 반대로 오버라이트(overwriting)를 이용하여 전력제어 비트를 삽입하는 방법은 데이터 비트를 손상시키면서 그 자리에 전력제어 비트를 삽입하므로 데이터 비트의 수는 줄지 않으나 송신 신호대 잡음비가 나빠지게 된다. 도 11은 한 개의 광대역 주파수를 사용하는 송신 시스템에서 전력제어 비트를 삽입하는 구조를 도시하고 있으며, 도 10과 같은 방식으로 이해될 수 있다.

본 발명에서 제시한 정형화된 전력제어 비트의 삽입방법을 적용함으로써 전력제어의 기본시간 단위를 1.25msec/6으로 줄일 수 있으므로 전력제어의 속도를 최고 4800Hz까지 높일 수 있으며, 이로 인해 고속의 전력제어가 가능해진다. 이러한 고속 전력제어의 효과는 첫째로는 폐루프 전력제어에서의 시간지연을 감소시킬 수 있다는 것이며, 그럼으로써 신호세기의 변화 폭과 속도가 빠른 경우에도 효과적인 전력제어를 할 수 있게 된다. 둘째로는 고속의 전력제어와 더불어 다양한 속도의전력제어가 가능해 짐으로써 전력제어 속도 면에서 상황에 따라 유연한 전력제어를 할 수 있다. 또한 전력제어 비트의 주파수 및 시간 다이버시티 이득은 전력제어 비트에서 발생할 수 있는 비트 에러 확율을 줄여주어 보다 정확한 전력제어가 가능해 지도록 하였다. 그럼으로써 통화 품질의 개선이 가능하며, 이로 인한 시스템 용량개선에도 기여할 수 있게 되었다. 그리고 비트 단위의 프레임 스태거링의 도입은 전력제어 비트의 높은 전력으로 인하여 발생할 수 있는 간섭 효과를 방지할 수 있어, 정형화된 전력제어 비트의 삽입으로 얻어질 수 있는 여러 가지 이득들을 유지할 수 있도록 해 주었다.

Claims

복수개의 인접한 주파수 대역을 신호 경로들로 사용하고 상기 각 주파수는 실수부와 허수부의 독립적인 신호 경로들을 갖는 기지국과 단말기 간의 전력제어 비트 삽입 방법에 있어서,

단위시간을 설정하는 과정과,

상기 각 복수개의 신호 경로들의 수로 전송되는 n비트 데이터를 할당하는 과정과,

상기 단위시간을 신호 경로들의 수로 나누어 분할된 복수의 구간들을 구하는 과정과,

상기 각 주파수의 실수 및 허수부가 n/(신호 경로들의 수) 차이가 나고 각 주파수의 실수부 신호 경로의 시작위치가 각각 해당 주파수의 설정된 비트위치가 되도록 상기 전력제어비트를 상기 분할된 구간에 삽입하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전력제어비트 삽입 방법.
전송신호가 단일의 광대역 주파수를 가지며, 기지국과 적어도 하나의 단말기간에 전송되는 상기 전송신호 내에 전력제어비트를 삽입하는 방법에 있어서,

단위시간을 설정하는 과정과,

전력제어속도에 근거하여 비트 간격이 변화되며, 설정된 상기 비트간격 내의데이터 비트를 사이에 전력제어비트를 삽입하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 전력제어비트 삽입 방법.
전력제어그룹 주기를 기본시간으로 설정하고, 상기 전력그룹 주기 내에 설정된 비트 간격의 데이터비트들 사이에 설정된 위치에 복수의 전력제어비트들이 삽입되는 기지국과 단말기 간의 송신신호의 전력제어비트 생성 방법에 있어서,

제1전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹 주기 내에 전력제어비트들이 각 각 독립적인 제어 정보를 갖도록 생성하는 과정과,

제2전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내에서 2개의 전력제어비트들을 한 쌍으로 하는 독립적인 제어정보를 생성하는 과정과,

제3전력속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내에서 3개의 전력제어비트들을 한 쌍으로 하는 독립적인 제어정보를 생성하는 과정과,

제x전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내의 x개의 전력제어비트들을 하나의 제어정보로 생성하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 기지국과 단말기 간의 전력제어 속도 처리 방법.
전력 제어 그룹 주기를 기본 시간 단위로 전력제어 비트가 상기 전력 그룹 주기 내에서 일정한 비트 간격으로 데이터 비트들의 사이에 설정된 위치에서 삽입 전송되는 기지국과 단말기 간의 전력제어방법에 있어서,

제1전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹 주기 내에서 각각의 전력 제어비트 단위로 이동하면서 평균을 구한 후 전력제어를 수행하는 과정과,

제2전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내에서 2개의 전력제어비트들을 단위로 이동하면서 독립적인 제어정보를 생성한 후 평균하여 전력제어를 수행하는 과정과,

제3전력속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내에서 3개의 전력제어비트들 단위로 이동하면서 독립적인 제어정보를 생성한 후 전력제어를 수행하는 과정과,

제x전력제어속도일 시 상기 전력 제어 그룹주기 내의 x개의 전력제어비트들을 하나의 제어정보로 생성한 후 전력제어를 수행하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 기지국과 단말기 간의 전력제어 속도 처리 방법.
전력 제어 그룹 주기를 기본 시간 단위로 x개의 전력제어 비트가 상기 전력 그룹 주기 내에서 일정한 비트 간격으로 데이타 비트들의 사이에 설정된 위치에서 삽입 전송되는 기지국과 단말기 간의 전력제어 삽입 방법에 있어서,

데이타 비트 프레임의 시작점을 일정 시간 지연시키는 프레임 스테거링에 의하여 상기 전력 제어비트의 시간 축 분포를 고르게 유지하여 전력제어 비트의 큰 전력에 의한 간섭 효과를 제거함을 특징으로 하는 전력제어 삽입 방법.
복수개의 인접한 주파수 대역들을 통해 신호가 전송되고, 상기 각각의 인접한 주파수 대역들은 실수부와 허수부를 구비하는 신호경로들을 가지는 부호분할다중접속 통신 시스템에서 기지국과 단말기 간에 통신되는 전송신호의 전력을 제어하는 방법에 있어서,

상기 전송신호의 전력을 제어하기 위한 단위시간을 설정하는 과정과,

복수의 분할된 삽입주기들을 생성하기 위하여 상기 신호경로들의 수를 나누는 과정과,

상기 각 분할된 삽입주기들 동안 데이터 비트들 내의 전송신호의 전력을 제어하기 위한 전력제어비트를 삽입하는 과정과,

각 신호경로들을 통해 상기 전력제어비트를 포함하는 데이터 비트들을 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전력제어방법.
제6항에 있어서, 상기 전송되는 전력제어비트들은 독립적인 세트들로 형성되고, 상기 독립적인 세트들은 전력제어의 원하는 주파수에 근거함을 특징으로 하는 전력제어방법.
제7항에 있어서, 상기 전력제어 주파수는 상기 전력제어비트들을 평균화하여 감소시킴을 특징으로 하는 전력제어방법.
제6항에 있어서, 상기 전력제어비트는 단위시간 동안 상기 각 신호경로들로 전송됨을 특징으로 하는 전력제어방법.
신호 경로들을 구비하여 기지국과 적어도 하나의 단말기 간에 전력제어비트를 전송하는 이동 통신시스템의 전력제어 주파수를 제어하는 방법에 있어서,

설정된 시간 주기 내에 전송되는 전력제어비트의 N개의 독립적인 세트들을 발생하는 과정과,

데이터 비트들 사이의 설정된 위치들에 전력제어비트들의 상기 N개의 독립적인 세트들을 삽입하는 과정과.

상기 신호경로들을 통해 전력제어비트들을 포함하는 데이터 비트들을 전송하는 과정을 구비하며,

상기 N≥1이며, 상기 전력제어주파수는 N의 크기에 근거함을 특징으로 하는 전력제어주파수의 제어방법.
신호 경로들을 구비하여 기지국과 적어도 하나의 단말기 간에 전력제어비트를 전송하는 이동 통신시스템의 전력제어 주파수를 제어하는 장치에 있어서,

전력제어비트들의 N개의 독립적인 세트들을 발생하는 전력제어비트 발생기와,

데이터 비트들 사이의 설정된 위치들에 상기 전력제어비트들의 N개의 독립적인 세트들을 삽입하는 전력제어비트 삽입기와,

신호경로들을 통해 상기 전력제어비트들을 포함하는 데이터 비트들을 전송하는 송신기로 구성되며,

상기 N≥1이며, 상기 전력제어주파수는 N의 크기에 근거함을 특징으로 하는 전력제어주파수의 제어장치.
제11항에 있어서, 상기 각 신호경로들의 각각에 상기 전력제어비트들을 분배하는 분배기를 더 구비함을 특징으로 하는 전력제어주파수 제어장치.
복수개의 인접한 주파수 대역들을 통해 신호가 전송되고, 상기 각각의 인접한 주파수 대역들은 실수부와 허수부를 구비하는 신호경로들을 가지는 부호분할다중접속 통신 시스템에서 기지국과 적어도 단말기 간에 통신되는 전송신호에 전력제어비트를 삽입하는 방법에 있어서,

수신되는 신호의 전력을 측정하는 과정과,

상기 측정된 전력을 임계값과 비교하여 복수개의 전력제어비트들을 발생하는 과정과,

전송되는 n비트의 데이터를 주파수 대역의 수로 나누어 복수의 분할된 삽입주기들을 구하는 과정과,

상기 각 주파수 대역들 내에서 상기 전력제어비트들의 위치가 다르도록 상기 각 삽입주기들 내에 적어도 하나의 전력제어비트를 삽입하는 과정과,

각각의 주파수 대역들에서 각 삽입주기 내에 상기 전력제어비트들을 포함하는 데이터 비트들을 전송하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전력제어비트 삽입 방법.