KR100973246B1 - 고속 공유 채널을 사용하는 통신 시스템에 대한 전력 제어 - Google Patents

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Abstract

전용 및 공유 채널들이 사용되는 무선 통신 시스템에서 제어된 전송기 전력을 제공하는 시스템, 구성 요소들 및 방법들이 제공된다. 네트워크 유닛은 양호하게는 WTRU에 의해 사용가능한 UL SCH와 연관된 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 UL DCH들에 대한 목표 매트릭들을 계산하는 프로세서와 적어도 하나의 UL SCH와 UL DCH들 상에서 WTRU들로부터 UL 사용자 데이터를 수신하는 수신기를 구비한다. 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된 각각의 UL SCH 목표 매트릭을 출력하기 위해 구성된 공유 채널 목표 매트릭 발생기가 제공된다. 각 WTRU는 양호하게는 공유 채널 목표 매트릭 발생기로부터 출력된 각각의 UL SCH 목표 매트릭들의 함수로서 관련 UL SCH에 대한 UL SCH 전력 조정 및 UL DCH의 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 네트워크 유닛에 의해 계산된 UL DCH 목표 매트릭들의 함수로서 UL SCH와 연관된 UL DCH에 대한 UL DCH 전력 조정을 계산하도록 구성된 프로세서를 구비한다. 양호하게는, 그 목표 매트릭들은 목표 SIR들이다.
Figure R1020057016795
무선 통신 시스템, WTRU, UL SCH, UL DCH, 매트릭

Description

고속 공유 채널을 사용하는 통신 시스템에 대한 전력 제어{POWER CONTROL FOR COMMUNICATIONS SYSTEMS UTILIZING HIGH SPEED SHARED CHANNELS}
도 1은 종래의 UMTS 네트워크의 시스템 아키텍처를 도시하는 도면.
도 2는 목표 SIR 매트릭을 통해 외부 루프 전력 제어를 구현하는 무선 통신 시스템에 대한 종래의 개루프 전력 제어 시스템을 도시하는 도면.
도 3은 목표 SIR 매트릭을 통해 외부 루프 저력 제어를 구현하는 무선 통신 시스템에 대한 종래의 폐루프 전력 제어 시스템을 도시하는 도면.
도 4는 본원 발명의 가르침에 따른 고속 공유 채널 및 전용 채널 모두를 이용하는 무선 통신용 개루프 전력 제어 시스템을 도시하는 도면.
도 5는 본원 발명의 가르침에 따른 고속 공유 채널 및 전용 채널 모두를 이용하는 무선 통신용 전력 제어 시스템의 대안의 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 본원 발명의 가르침에 따른 고속 공유 채널 및 전용 채널 모두를 이용하는 무선 통신용 폐루프 전력 제어 시스템을 도시하는 도면.
본원 발명은 무선 통신 시스템들에서 전력 제어를 위한 방법 및 장치, 특히 고속 공유 채널들을 사용하는 시스템들에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들은 기술 분야에서 널리 공지되어 있다. 무선 시스템들을 위한 글로벌 접속을 제공하기 위해, 표준들이 개발되어 왔고 구현되고 있다. 널리 사용되는 하나의 현재 표준은 GSM(Global System for Mobile Telecommunications)으로서 알려져 있다. 이것은 소위 제 2 세대 이동 무선 시스템 표준(2G)으로서 간주되며 그것의 수정 표준(2.5G)이 뒤를 잇고 있다. GPSRS 및 EDGE는 (2G) GSM 네트워크들의 상위에서 상대적으로 고속 데이터 서비스를 제공하는 2.5G 기술들의 일 예이다. 이 표준들의 각각은 부가적인 특징 및 개선에 의해 종래 표준을 향상하려고 시도해왔다. 1998년 1월에, ETSISMG(European Telecommunication Standard Institute-Special Mobile Group)는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems)라 불리는 제3 세대 무선 시스템용 무선 엑세스 방식에 합의하였다. UMTS 표준을 추가적으로 구현하기 위해, 3GPP(Third Generation Partnership Project)가 1998년 12월에 형성되었다. 3GPP는 공통 3세대 이동 무선 표준에 계속하여 노력을 기울이고 있다.
현재의 3GPP 사양에 따른 통상적인 UMTS 시스템 아키텍처가 도 1에 도시되어 있다. UMTS 네트워크 아키텍처는 현재 공개되어 입수가능한 3GPP 사양에 관한 문서에 상세하게 규정되어 있는 Iu로서 공지되어 있는 인터페이스를 통해 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)와 상호 접속된 CN(Core Network)을 포함한다. UTRAN은 Uu로서 공지된 무선 인터페이스를 통해 3GPP에서 UE(User Equipment)들로서 알려진 WTRU(wireless transmit receive units)를 통해 사용자들에게 무선 통신 서비스들을 제공하도록 구성된다. UTRAN은 UE들과의 무선 통신을 위한 지리적인 커버리지를 집합적으로 제공하는, 3GPP에서 노드 B들로 알려진 하나 이상의 기지국들 및 RNC(Radio Network Controller)들을 갖는다. 하나 이상의 노드 B들은 3GPP에서 Iub로 알려진 인터페이스를 통해 각각의 RNC에 접속된다. UTRAN은 상이한 RNC들에 접속된 노드들 B들의 여러 그룹을 구비할 수 있고, 그 중 2개가 도 1에 도시되어 있다. 2개 이상의 RNC가 UTRAN에 제공되는 경우, RNC 간의 통신은 Iur 인터페이스를 통해 수행된다.
네트워크 구성 요소들 외부의 통신들은 외부 시스템들에 대한 다양한 CN 접속들을 통해 네트워크 레벨의 CN 및 Uu 인터페이스를 통한 사용자 레벨의 노드 B들에 의해 수행된다.
일반적으로, 노드 B들과 같은 기지국들의 주요 기능은 기지국들의 네트워크와 WTRU들 간의 무선 접속을 제공하는 것이다. 통상적으로 기지국은 비접속된 WTRU들이 기지국의 타이밍과 동기되도록 하는 공통 채널 신호들을 방출한다. 3GPP에서, 노드 B는 UE들과의 물리적인 무선 접속을 수행한다. 노드 B는 Uu 인터페이스를 통해 노드 B에 의해 전송된 무선 신호들을 제공하는 RNC로부터 Iub 인터페이스 상의 신호들을 수신한다.
CN은 그것의 정확한 목적지에 정보를 라우팅할 책임이 있다. 예컨대, CN은 노드 B 중 하나를 통해 UMTS에 의해 수신된 음성 트래픽 또는 인터넷을 향하는 패킷 데이터를 UE로부터 PSTN로 라우팅할 수 있다. 3GPP에서, CN은 6개의 주요 구성 성분들, 즉 1)서빙 GPRS(General Packet Radio Service) 지원 노드, 2)게이트웨이 GPRS 지원 노드, 3)보더(border) 게이트웨이, 4)방문자 위치 레지스터, 5)모바일 서비스 스위칭 센터, 및 6)게이트웨이 모바일 서비스 스위칭 센터를 구비한다. 서빙 GPRS 지원 노드는 인터넷과 같은 패킷 스위칭 영역으로의 엑세스를 제공한다. 게이트웨이 GPRS 지원 노드는 다른 네트워크들에 대한 접속을 위한 게이트웨이 노드이다. 다른 오퍼레이터의 네트워크들 또는 인터넷으로 가는 모든 데이터 트래픽은 게이트웨이 GPRS 지원 노드를 통과한다. 보더 게이트웨이는 네트워크 영역 내의 가입자들에 대한 네트워크 외부의 침입자들에 의한 공격을 방어하기 위한 방화벽으로서 기능한다. 방문자 위치 레지스터는 서비스들을 제공하기 위해 필요한 가입자 데이터의 현재 서빙 네트워크들의 "사본"이다. 이 정보는 초기에 모바일 가입자들을 관리하는 데이터베이스로부터 발생한다. 모바일 서비스 스위칭 센터는 UMTS 단말로부터 네트워크로의 "회로 스위칭" 접속을 담당한다. 게이트웨이 모바일 서비스 스위칭 센터는 가입자들의 현재 위치에 기초하여 요구되는 라우팅 기능들을 구현한다. 게이트웨이 모바일 서비스들은 또한 외부 네트워크들로부터 가입자들로부터의 접속 요구들을 수신하고 관리한다.
RNC들은 일반적으로 UTRAN의 내부 기능을 제어한다. RNC들은 또한 예컨대 국내 UMTS의 셀룰러 전화로부터의 국제 호출과 같이, CN과 외부 시스템간의 접속을 통해 외부 서비스 구성 요소와 노드 B와의 Uu 인터페이스 접속을 통한 로컬 구성 요소를 갖는 통신을 위한 중계 서비스를 제공한다.
통상적으로 RNC는 다수의 기지국들을 감시하고, 노드 B들에 의해 서비스되는 무선 서비스 구역의 지리적 영역 내의 다수의 기지국들을 관리하며, Uu 인터페이스 를 위한 물리적 무선 자원들을 제어한다. 3GPP에서, RNC의 Iu 인터페이스는 CN에 대한 2개의 접속, 즉 하나는 패킷 스위칭 영역으로의 접속, 다른 하나는 회로 스위칭 영역으로의 접속을 제공한다. RNC들의 다른 중요한 기능들은 기밀성 및 무결성 보호를 포함한다.
무선 통신 시스템을 위한 다양한 전력 제어 방법들이 기술 분야에 널리 공지되어 있다. 무선 통신 시스템을 위한 개루프 및 폐루프 전력 제어 전송 시스템의 예들이 각각 도 2 및 3에 도시되어 있다. 그러한 시스템들의 목적은 패이딩 전파 채널 및 시변(time varying) 간섭이 존재하는 경우에 원격 말단부에서 수신된 데이터가 수용할 만한 품질이 되는 것을 보증하면서 전송 전력을 최소화하기 위해 전송 전력을 신속하게 변화시키는 것이다.
3GPP TDD 및 FDD 시스템들과 같은 통신 시스템에서, 가변적인 속도의 데이터를 갖는 다수의 공유 및 전용 채널들이 전송을 위해 조합된다. 그러한 시스템들을 위한 배경 사양 데이터는 ARIB(Association of Radio Industrial Business)에 의한 3G 다중 시스템 버전(Multiple System Version) 1.0 및 개정본 1.0의 3GPP TS 25.223v3.3.0, 3GPP TS 25.222 v3.2.0, 3GPP TS 25.224 v3.6 및 Volume 3의 명세서에서 발견된다. 보다 최적의 성능을 야기하는 데이터 전송 속도 변화를 위한 전력 제어 적응에 관한 신속한 방법 및 시스템은 본 발명의 출원인에 의해 소유된 2002년 1월 31일에 공개된 국제공개특허 WO 02/09311 A2 및 2001년 7월 12일에 출원된 대응 미국특허출원 09/904,001에 교시되어 있다.
공유 채널들의 이용되는 경우, 상이한 WTRU들은 동일한 채널을 사용할 수 있 고, 특정 WTRU에 의한 채널 사용은 산발적으로 발생할 수 있다. 본 발명자는 특정한 공유한 채널을 위한 종래의 방법에서는 WTRU들의 상대적인 위치가 그것이 마지막으로 그 특정 공유 채널을 사용했을 때로부터 실질적으로 변화될 수 있기 때문에, 전력 제어를 조정하기 위한 사용된 매트릭(metric)이 용이하게 이용가능하지 않을 수 있다는 점을 인식하였다. 따라서, WTRU들에 의해 채널들의 산발적인 사용이 발생할 수 있는 경우라도 공유 채널들의 전력을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
예를 들면, UTRA TDD(UMTS Terrestrial Radio Access Time Division Duplex)의 3GPP 릴리스 5(R5)에서 특정된 물리적 채널들은 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)과 관련하여 동작하는 HS-SICH(High Speed Shared Information Channel)를 포함한다. HS-SICH는 HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 동작을 위한 UTRA TDD R5에 사용되는 고속 업링크(UL) 피드백 채널이다. HS-SICH는 HS-DSCH 상의 다운링크(DL) 전송을 수신하는 특정 WTRU로부터 1 비트 Ack/Nack 메시지 및 여러 비트 길이의 측정 보고를 전달한다.
HS-DSCH는 하이브리드 ARQ(automatic repeat request)를 포함하는 고속 레벨 1(L1) 재전송 기술들 및 상이한 사용자들을 위한 추정된 순간적인 채널 품질에 기초하여 스케줄링을 사용하는 사용자들에 매우 고속의 처리량으로 패킷을 전송하는데 사용되는 HSDPA R5 DL 채널이다. 하나의 WTRU만이 HS-DSCH에 대해 10ms으로 현재 특정된 임의의 주어진 TTI(Transmission Time Interval)으로 HS-DSCH을 통해 DL 전송을 수신한다. 특정 WTRU에 대한 DL HS-DSCH를 포함하는 TTI들과 WTRU의 UL 확 인(acknowledgement)을 포함하는 TTI 간에 1:1 상관 관계가 존재하도록, 특정 WTRU는 특정된 TTI 내에서 HS-SICH 상의 DL 전송의 전송 확인의 성공적 또는 비성공적인 수신을 수신한다. 양호하게, 5로 고정되거나 이것 보다 큰, DL 전송 TTI에 후속하는 i번째 TTI로 그 확인이 전송된다. 따라서, 소정의 TTI에서, 하나의 WTRU만이 UL HS-SICH로 전송하고, 다른 WTRU들은 각각 다른 TTI들로 패킷 수신을 확인하기 위해 UL HS-SICH를 사용한다.
다른 UL 채널들을 사용함에 있어서, HS-SICH에 대한 필요한 UL 전송 전력을 결정하기 위해 WTRU에 의한 루프형 전력 제어를 사용하는 것이 바람직하다. 종래에는, WTRU는 도 2에 도시된 바와 같이 개루프 전력 제어 전송기를 구비하도록 구성될 수 있으며, 이 도 2에서는 WTRU는 DL 손실을 측정하고, UTRAN으로부터 WTRU들로 방송되거나 시그널링된 UL 간섭 레벨을 고려한다.
일정한 품질 수신 목표를 충족하기 위해, 소위 외부 루프(outer loop) 전력 제어는 양호하게는 도 2에 도시된 바와 같이 개루프 전력 제어에서 구현되며, 도 2에서는 Tx 전력 조정은 목표 SIR과 같은 매트릭에 대한 응답하여 행해진다. 목표 SIR은 신호의 수신 품질을 제어하기 위해 사용된다. 보다 높은 목표 SIR은 보다 향상된 복조를 의미하지만, 시스템의 다른 사용자들에 의해 보다 많은 간섭이 발생하게 된다. 보다 낮은 목표 SIR은 시스템의 다른 사용자들에 의한 보다 낮은 간섭을 의미하지만, 복조 품질은 보다 낮다. 종래에 목표 SIR은 UL 채널의 품질 및 시스템의 간섭의 함수로서 원하는 값을 업데이트하는 외부 루프 전력 제어에 의해 동적으로 제어된다.
WTRU에 대한 외부 루프 기능은 수신된 SIR들 또는 BLER(block-error rates) 관측과 같이 기지국에 의한 수신 UL 전송들의 관찰에 의존한다. 예를 들어, 3GPP R5에서 BLER>0.1과 같이 BLER이 허락된 것보다 높게 되고 사용자 데이터가 너무 많은 에러들 때문에 사용할 수 없게 되는 경우, 보다 높은 목표 SIR이 WRTU에 시그널링되며, WTRU는 그 전송 전력을 조정하도록 적용된다. 그러나, 특정 WTRU가 채널에서 산발적으로 전송하는 HS-SICH과 같은 공유 채널들의 시간 공유 특성은 일정한 외부 루프 전력 제어를 확인할 수 있는 주파수로 WTRU 특정 BLER 또는 측정된 SIR이 관찰되는 것을 매우 어렵게 만든다.
시스템 동작을 보증하면서 보다 간략히하기 위해, 최악의 경우의 목표 SIR로 최악의 경우의 WTRU를 수용하는 HS-SICH 상의 높은 목표 SIR이, 측정값이 특정 WTRU로부터의 수신된 UL 신호들로 구성되는 외부 루프 전력 제어 대신에 선택될 수 있다. 그러나, 그 결과로 나타나는 간섭 정도는 다른 채널들이 HS-SICH를 포함하는 TS(Time Slot)로 할당하는 것을 어렵게 한다. 따라서, 자원들이 소모된다. 자원 효율성을 위해 TS를 포함하는 HS-SICH에서 몇 개의 채널들을 동작시키는 것이 바람직하다는 사실은 이러한 문제점을 악화시킨다. 외부 루프 전력 제어 없이, HS-SICH 타임슬롯에서의 코드 자원들은 소모된다. 일반적으로, WTRU들이 대형 셀 부분들에서 HS-SICH 상의 신뢰할 만한 UL Tx 전력을 달성할 수 없다면, UTRA TDD의 HSDPA 동작은 힘겹게 타협될 수 있다. 따라서, HS-SICH 동작에 대해 WTRU 특정 목표 SIR의 정확한 업데이트를 허용하는 UTRA TDD에 대한 메카니즘을 제공하는 것이 바람직 하다.
본 발명은 전용 채널 및 공유 채널이 사용되는 무선 통신 시스템에서 제어되는 전송기 전력을 제공한다. 일 실시예에서, 외부 루프 전송 전력 제어에는 특정 WTRU에 의한 사용을 위해 할당된 전용 채널들과 WTRU(wireless transmit receive unit)들에 이용가능한 공유 채널들 모두로 사용자 데이터가 시그널링되는 외부 루프 전송 전력 제어를 구비한 무선 통신 시스템이 제공되며, 여기서 WTRU는 UL DCH(uplink dedicated channel) 상에서 데이터 신호들을 전송하고 관련 UL SCH(uplink shared channel) 상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송한다. 네트워크 유닛은 양호하게는 적어도 하나의 UL SCH 및 UL DCH들 상에서 WTRU들로부터 UL 사용자 데이터를 수신하는 수신기와, WTRU에 의해 사용가능한 UL SCH와 연관된 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 UL DCH들의 목표 매트릭들을 계산하기 위한 프로세서를 구비한다. 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된 각각의 UL SCH 목표 매트릭을 출력하도록 구성된 공유 채널 목표 매트릭 발생기가 제공된다. 각 WTRU는 양호하게는 UL 채널들에 대한 목표 매트릭의 함수로서 전송 전력 조정값을 계산하는 프로세서를 구비한다. 그 WTRU 프로세서들은 양호하게는 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 네트워크 유닛에 의해 계산된 UL DCH 목표 매트릭의 함수로서 UL SCH와 연관된 UL DCH에 대한 UL DCH 전력 조정값을 계산하도록 구성되고, 또한 그 프로세서는 공유된 채널 목표 매트릭 발생기로부터 출력된 각각의 UL SCH 목표 매트릭의 함수로서 관련된 UL SCH에 대한 UL SCH 전력 조정값을 계산하도록 구성된다. 또한, 각 WTRU는 WTRU의 프로세서와 동작면에서 관련되어 있으며, 각각의 계산된 UL DCH 및 UL SCH 전력 조정에 대응하는 각각의 전력 레벨들로 UL DCH 및 관련 UL SCH 상에서 사용자 데이터를 전송하기 위한 전송기를 구비하고 있다.
양호하게는 목표 매트릭은 목표 SIR(signal to interference ratio)들이고, 이 통신 시스템은 WTRU 전송을 위한 개루프 또는 폐루프 전송 전력 제어를 구비한다. 본 발명은 SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들이 HS-DSCH들(High Speed Downlink Shared Channels)에 연관하여 동작하는 HS-SICH들(High Speed Shared Information Channels)인 3GPP R5 시스템과 같은 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서의 구현에 제한되는 것은 아니지만 이에 특히 적합하다.
하나의 대안의 실시예로서, 네트워크 유닛은 양호하게는 공유 채널 목표 매트릭 발생기를 포함한다. 그 경우에 있어서, 개루프 시스템에 대해, 그 네트워크 유닛은 양호하게는 DCH 및 SCH 목표 SIR들을 전송하도록 구성된 전송기를 포함하며, WTRU들 각각은 양호하게는 WTRU의 프로세서가 수신된 DCH 및 SCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하도록 각각의 DCH 및 SCH 목표 SIR들을 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다.
폐루프 시스템에 있어서는 공유 채널 목표 매트릭 발생기를 포함하고, 그 네트워크 유닛은 양호하게는 공유 채널 목표 매트릭 발생기에 의해 발생된 SCH 목표 SIR들 및 네트워크 유닛의 프로세서에 의해 계산된 DCH 목표 SIR의 함수로서 DCH 및 SCH 전력 스텝 명령들을 생성하도록 구성된 구성 요소와, DCH 및 SCH 전력 스텝 명령들을 전송하도록 구성된 전송기를 포함한다. WTRU들의 각각은 양호하게는 WTRU의 프로세서가 수신된 DCH 및 SCH 전력 스텝 명령들에 기초하여 전력 조정값을 계산하도록 각각의 DCH 및 SCH 전력 스텝 명령을 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다.
다른 대안의 실시예에서, 각 WTRU는 공유 채널 목표 매트릭 발생기를 포함하고, 목표 매트릭은 목표 SIR들이다. 여기서 통신 시스템은 WTRU 전송을 위한 개루프 전송 전력 제어를 구비하고, 그 네트워크 유닛은 DCH 목표 SIR들을 전송하도록 구성된 전송기를 포함하고, WTRU들 각각은 WTRU의 프로세서가 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 WTRU의 공유 채널 목표 매트릭 발생기에 의해 발생된 SCH 목표 SIR들 및 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하도록 각각의 DCH 목표 SIR들을 수신하도록 구성된 수신기를 포함한다.
본 발명은 다른 WTRU들에 대한 전송 전력 제어를 실행하는 서빙 WTRU를 제공하며, 여기서 사용자 데이터는 비특정 WTRU들에 이용가능한 업링크(UL) 공유 채널들과 특정 WTRU에 의한 사용을 위해 할당된 전용 UL 채널들 모두에서 다른 WTRU들에 의해 서빙 WTRU에 시그널링되며, 그 특정 WTRU는 UL DCH 상에서 데이터 신호들을 전송하고 UL SCH상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송하고, 다른 WTRU들은 각각 WTRU에 의해 계산된 UL 목표 매트릭의 함수로서 UL DCH 및 관련 UL SCH에 대한 UL 채널 전력 조정값을 계산하는 프로세서를 포함한다. 그 서빙 WTRU는 양호하게는 적어도 하나의 UL SCH와 UL DCH들 상에서 다른 WTRU들로부터의 UL 사용자 데이터를 수신하는 수신기와, WTRU에 의해 사용가능한 UL SCH와 연관된 UL DCH에서 서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 UL DCH들에 대한 목표 매트릭을 계산하는 프로세서와, 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된 각각의 UL SCH 목표 매트릭을 출력하도록 구성된 공유 채널 목표 매트릭 발생기를 포함한다.
양호하게는, 목표 매트릭은 목표 SIR들이다. 여기서 서빙 WTRU는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 사용하기 위한 것이며, 이것은 양호하게는 WTRU 전송을 위한 개루프 또는 폐루프 전송 전력 제어를 구비한 UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)으로서 UMTS에 사용하기 위해 구성되며, SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들은 HS-DSCH들과 연관하여 동작하는 HS-SICH들이다. 개루프 시스템에 있어서, UTRAN은 양호하게는 DCH 및 HS-SICH 목표 SIR들을 전송하도록 구성되며, 이에 의해 다른 WTRU들은 상기 UTRAN 전송기로부터 수신된 DCH 및 HS-SICH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하는 전송기를 더 포함한다. 폐루프 시스템에 있어서, UTRAN은 양호하게는 공유 채널 목표 매트릭 발생기에 의해 발생된 HS-SICH 목표 SIR들 및 프로세서에 의해 계산된 DCH 목표 SIR들의 함수로서 DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들을 발생하도록 구성된 구성 요소와, DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들을 전송하고, 이에 의해 상기 다른 WTRU들이 상기 UTRAN의 전송기로부터 수신된 DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들에 기초하여 전력 조정값을 계산하도록 구성된 전송기를 포함한다.
본 발명은 또한 무선 통신 시스템에 대한 전송 전력 제어를 구비한 WTRU를 제공하며, 여기서 사용자 데이터는 비특정 WTRU들에 이용가능한 공유 채널들 및 특정 WTRU에 의해 사용하기 위해 할당되는 전용 채널들 모두로 시그널링되며, WTRU는 UL DCH 상의 데이터 신호들을 전송하고, 관련 UL SCH 상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송한다. 또한, WTRU는 양호하게는 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 계산된 UL DCH에 대한 목표 매트릭을 수신하는 수신기와, 수신된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된 UL SCH 목표 매트릭들을 출력하도록 구성된 공유 채널 목표 매트릭 발생기, 및 공유 채널 목표 매트릭 발생기로부터 출력된 UL SCH 목표 매트릭의 함수로서 UL SCH 전력 조정값을 계산하고 수신된 UL DCH 목표 매트릭의 함수로서 UL DCH 전력 조정값을 계산하도록 구성된 목표 매트릭의 함수로서 전력 조정값을 계산하는 프로세서를 포함한다. 양호하게는 목표 매트릭은 SIR들이고, 프로세서는 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 WTRU의 공유 채널 목표 매트릭 발생기에 의해 발생된 SCH 목표 SIR들 및 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산한다. 이 프로세서는 WTRU에 의한 전송을 위해 UL DCH 전송 데이터 신호들과 계산된 UL DCH 전력 조정값을 조합하도록 구성된 조합기와 WTRU에 의한 전송을 위해 UL SCH 전송 데이터 신호들과 계산된 UL SCH 전력 조정값을 조합하도록 구성된 조합기를 구비한 전송기와 동작면에서 관련되어 있다.
WTRU는 유리하게는 WTRU 전송을 위한 개루프 전송 전력 제어를 구비한 UMTS에서 사용하기 위해 구성될 수 있으며, 여기서 SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들은 HS-SDCH들과 연관하여 동작하는 HS-SICH들이다. 그러한 경우에, 프로세서는 양호하게는 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 WTRU의 공유 채널 목표 매트릭 발생기에 의해 발생된 HS-SICH 목표 SIR들 및 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산한다. 또한, 그 프로세서는 양호하게는 WTRU에 의한 전송을 위해 UL DCH 전송 데이터 신호들과 계산된 UL DCH 전력 조정값을 조합하도록 구성된 조합기와 WTRU에 의한 전송을 위해 UL HS-SICH 전송 데이터 신호들과 계산된 UL HS-SICH 전력 조정값을 조합하도록 구성된 조합기를 구비한 전송기와 동작면에서 연관되어 있다.
무선 통신 시스템을 위한 외부 루프 전송 전력 제어 방법이 제공되며, 여기서 사용자 데이터는 비특정 WTRU들에 이용가능한 공유 채널들 및 특정 WTRU에 의한 사용을 위해 할당된 전용 채널들 모두에서 시그널링되고, 그 WTRU는 UL DCH 상에서 데이터 신호들을 전송하고 연관된 UL SCH 상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송한다. 일 방법에서, UL 사용자 데이터는 적어도 하나의 UL SCH와 UL DCH들 상에서 WTRU들로부터 수신되고, 목표 매트릭이 네트워크 유닛에 의해 상기 WTRU에 의해 사용가능한 UL SCH와 연관된 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 UL DCH들에 대해 계산된다. 각각의 UL SCH 목표 매트릭은 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된다. UL SCH와 연관된 UL DCH에 대한 UL DCH 전력 조정은 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 네트워크 유닛에 의해 계산된 UL DCH 목표 매트릭의 함수로서 각 WTRU에 의해 계산된다. 연관된 UL SCH에 대한 UL SCH 전력 조정은 공유 채널 목표 매트릭 발생기로부터 출력된 각각의 UL SCH 목표 매트릭의 함수로서 계산된다. UL DCH 및 관련 UL SCH 상의 사용자 데이터는 계산된 각각의 UL DCH 및 UL SCH 전력 조정값에 대응하는 각각의 전력 레벨들로 각 WTRU에 의해 전송된다. 각각의 UL SCH 목표 매트릭들은 네트워크 유닛 또는 WTRU들 중 어느 하나에 의해 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도될 수 있다. 양호하게는, 목표 매트릭은 목표 SIR들이다. 또한, 외부 루프 전력 제어 방법들은 WTRU 전송을 위한 개루프 또는 폐루프 전송 전력 제어에 대해 구 현될 수 있다. 그 방법들은 유리하게는 네트워크 유닛이 UTRAN이고 SCH 목표 SIR들이 생성되는 SCH들이 HS-SDCH들과 연관하여 동작하는 HS-SICH들인 UTMS에서 구현될 수 있다.
본 발명은 서빙 WTRU에 의해 다른 WTRU들에 대한 전송 전력 제어를 실행하는 방법을 포함하며, 여기서 사용자 데이터는 비특정 WTRU들에 이용가능한 업링크(UL) 공유 채널들 및 특정 WTRU에 의한 사용을 위해 할당된 전용 UL 채널들 모두에서 상기 다른 WTRU들에 의해 상기 서빙 WTRU으로 시그널링되고, 그 특정 WTRU는 UL DCH 상에서 데이터 신호들을 전송하고 연관된 UL SCH 상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송하며, 다른 WTRU들은 각각 상기 서빙 WTRU에 의해 계산된 UL 목표 매트릭의 함수로서 UL DCH 및 연관된 UL SCH에 대한 UL 채널 전력 조정값을 계산한다. UL 사용자 데이터는 UL DCH들 및 적어도 하나의 UL SCH 상에서 다른 WTRU들로부터 수신된다. UL DCH들에 대한 목표 매트릭은 WTRU에 의해 사용가능한 UL SCH와 연관된 UL DCH 상에서 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 계산된다. 각각의 UL SCH 목표 매트릭들은 각각의 계산된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도되어 발생된다. 양호하게, 목표 매트릭의 계산 및 발생 단계는 목표 SIR들의 계산 및 발생을 포함한다. 그 방법은 유리하게는 UMTS에서 실행되며, 서빙 WTRU는 WTRU 전송들에 대한 개루프 또는 폐루프 전송 전력 제어를 실행하는 UTRAN으로서 구성되며 SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들은 HS-DSCH들과 연관하여 동작하는 HS-SICH들이다. 개루프 시스템에서, 양호하게는 DCH 및 HS-SICH 목표 SIR들이 전송되고 이에 의해 다른 WTRU들이 UTRAN으로부터 수신된 DCH 및 HS-SICH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정 값을 계산한다. 폐루프 시스템에서, DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들이 양호하게는 DCH 목표 SIR들 및 HS-SICH 목표 SIR들의 함수로서 생성되고, DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들이 전송되어 다른 WTRU들은 UTRAN으로부터 수신된 DCH 및 HS-SICH 전력 스텝 명령들에 기초하여 전력 조정값을 계산한다.
또한 무선 통신 시스템에서 사용되는 WTRU에 대한 전송 전력 제어의 방법이 제공되며, 여기서 사용자 데이터가 비특정 WTRU들에 이용가능한 공유 채널들 및 특정 WTRU에 의한 사용을 위해 할당된 전용 채널들 모두에서 시그널링되고, WTRU는 UL DCH 상에서 데이터 신호들을 전송하고, 연관된 UL SCH 상에서 데이터 신호들을 산발적으로 전송한다. UL DCH 상에서 상기 WTRU에 의해 전송된 신호들의 수신에 기초하여 계산되는 UL DCH에 대한 목표 매트릭이 수신된다. 수신된 UL DCH 목표 매트릭으로부터 유도된 UL SCH 목표 매트릭이 발생된다. 수신된 UL DCH 목표 매트릭의 함수로서 UL DCH 전력 조정값이 계산되고 UL SCH 목표 매트릭의 함수로서 UL SCH 전력 조정값이 계산된다. 양호하게는, 목표 매트릭은 SIR들이고, WTRU는 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 상기 WTRU에 의해 발생된 SCH 목표 SIR들 및 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하고, WTRU는 계산된 UL DCH 전력 조정과 WTRU에 의한 전송을 위한 UL DCH 전송 데이터 신호들을 조합하고, 계산된 UL SCH 전력 조정과 WTRU에 의한 전송을 위한 UL SCH 전송 데이터 신호들을 조합한다. 본 방법은 유리하게는 WTRU 전송을 위한 개루프 전송 전력 제어를 실행하는 UMTS에서 사용하기 위해 구현될 수 있다. 그러한 경우에, SCH 목표 SIR들이 발생되는 SIR들은 HS-DSCH들과 연관하여 동작하는 HS-SICH들이고, 여기서 WTRU는 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 상기 WTRU에 의해 발생된 HS-SICH 목표 SIR들 및 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하고, 그 계산된 UL DCH 전력 조정값을 WTRU에 의한 전송을 위한 UL DCH 전송 데이터 신호들과 조합시키고, 계산된 UL HS-SICH 전력 조정값을 WTRU에 의한 전송을 위한 UL HS-SICH 전송 데이터 신호들과 조합시킨다.
다른 목적들 및 장점들은 본 발명의 양호한 실시예에 대한 다음 설명에 기초하여 당업자에게 명백히 이해될 수 있을 것이다.
두문자어에 대한 테이블
Figure 112005050358033-pat00001
3GPP와 같은 무선 시스템을 위한 종래의 전력 제어 방법들은 소위 내부 및 외부 루프들을 이용한다. 그 전력 제어 시스템은 내부 루프가 개방되어 있는지 또는 폐쇄되어 있는지에 따라 개방 또는 폐쇄로 불린다.
"전송" 통신국(10)과 "수신" 통신국(30)을 구비한 개루프(open loop) 전력 제어 시스템의 관련 부분들이 도 2에 도시되어 있다. 양쪽의 통신국(10,30)은 트랜 시버들이다. 통상적으로 하나는 3GPP에서 노드 B라고 불리는 기지국이고, 다른 하나는 3GPP에서 사용자 장치 UE라고 불리는 일종의 WTRU이다. 명료히하기 위해, 선택된 구성 요소들만이 설명되고 본 발명은 양호한 3GPP 시스템의 관점에서 기술되었지만, 본 발명은 무선 통신 시스템들, 일반적으로는 WTRU들이 무선 통신 시스템들 사이를 통신하는 ad hoc 네트워킹을 수행하는 시스템들에 대해서도 응용될 수 있다. 전력 제어는 과도한 간섭을 발생시키지 않고 다수 사용자들에 대한 시그널링 품질을 유지하는 것이 중요하다.
전송국(10)은 전송을 위한 사용자 데이터 신호를 전송하는 데이터 라인(12)을 갖는 전송기(11)를 포함한다. 사용자 데이터 신호에는 전송 전력 레벨을 조정하기 위해 프로세서(15)의 출력(13)으로부터 전송 전력 조정을 적용함으로써 조정되는 원하는 전력 레벨이 제공된다. 사용자 데이터는 전송기(11)의 안테나 시스템(14)으로부터 전송된다.
그 전송된 데이터를 포함하는 무선 라디오 신호(20)는 수신 안테나 시스템(31)을 통해 수신국(30)에 의해 수신된다. 그 수신 안테나 시스템은 또한 수신된 데이터의 품질에 영향을 미치는 간섭 무선 신호들(21)을 수신한다. 수신국(30)은 수신된 신호가 또한 입력되는 간섭 전력 측정 장치(32)를 포함하며, 이 장치(32)는 측정된 간섭 전력 데이터를 출력한다. 수신국(30)은 또한 수신된 신호가 입력되는 데이터 품질 측정 장치(34)를 포함하며, 이 장치(34)는 데이터 품질 신호를 생성한다. 데이터 품질 측정 장치(34)는 신호 품질 데이터를 수신하고 입력(37)을 통해 수신된 사용자가 정의한 품질 표준 파라미터에 기초하여 목표 SIR 데이터를 계산하 는 처리 장치(36)에 결합된다.
수신국(30)은 또한 간섭 전력 측정 장치(32) 및 목표 SIR 발생 프로세서(36)와 결합된 전송기(38)를 포함한다. 수신국의 전송기(38)는 또한 사용자 데이터, 기준 신호, 및 기준 신호 전송 전력 데이터를 각각을 위한 입력들(40,41,42)을 포함한다. 수신국(30)은 관련된 안테나 시스템(39)을 통해 그것의 사용자 데이터, 제어 관련 데이터 및 기준 신호를 전송한다.
전송국(10)은 수신기(16) 및 관련 수신 안테나 시스템(17)을 포함한다. 전송국의 수신기(16)는 수신국(30)에 의해 발생된 수신국의 사용자 데이터(44) 및 제어 신호 및 데이터(45)를 포함하는 수신국(30)으로부터 전송된 무선 신호를 수신한다.
전송국의 전송기의 프로세서(15)는 전송 전력 조정값을 계산하기 위해 전송국의 수신기(16)와 연관되어 있다. 전송기(11)는 또한 수신된 기준 신호 전력을 측정하기 위한 장치(18)를 포함하고, 그 장치(18)는 경로 손실 계산 회로(19)와 연관되어 있다.
전송 전력 조정값을 계산하기 위해, 프로세서(15)는 수신국의 목표 SIR 발생 프로세서(36)에 의해 발생된 목표 SIR 데이터를 전달하는 목표 SIR 데이터 입력(22)과, 수신국의 간섭 전력 측정 장치(32)에 의해 발생된 간섭 데이터를 전달하는 간섭 전력 데이터 입력(23), 경로 손실 계산 회로(19)의 출력인 경로 손실 신호를 전달하는 경로 손실 데이터 입력(24)으로부터의 데이터를 수신한다. 경로 손실 신호는 전송기(11)의 기준 신호 전력 측정 장치(18)의 출력을 전달하는 측정된 기준 신호 전력 입력(26) 및 수신국(30)으로부터 발생하는 기준 신호 전송 전력 데이터를 전달하는 기준 신호 전송 전력 데이터 입력(25)을 통해 수신된 데이터로부터 경로 손실 계산 회로(19)에 의해 발생된다. 기준 신호 측정 장치(18)는 수신국의 전송기(38)로부터 수신된 기준 신호의 전력을 측정하기 위해 전송국의 수신기(16)와 결합된다. 경로 손실 계산 회로(19)는 양호하게는 입력(26)에 의해 전달된 측정된 수신 전력 세기와 입력(25)에 의해 전달된 알려진 기준 전력 신호 세기 간의 차이에 기초하여 경로 손실을 판단한다.
간섭 전력 데이터, 기준 신호 전력 데이터 및 목표 SIR 값들은 전파 채널 및 간섭의 시변 속도 보다 현저히 낮은 속도로 전송국(10)으로 시그널링된다. "내부" 루프는 측정된 인터페이스에 의존하는 시스템의 부분이다. 시스템은 최소 요구 전송 전력의 추정값이 얼마나 양호한가를 나타내는 전파 채널 및 간섭의 시변 속도에 양립하는 속도로 알고리즘으로 피드백하는 것이 존재하지 않기 때문에 "개루프(open loop)"로 간주된다. 요구되는 전송 전력 레벨이 빠르게 변화하면, 시스템은 전력 조정 변화에 적절하게 대응할 수 없다.
도 2의 개루프 전력 제어 시스템의 외부 루프와 관련하여, 원격 수신국(30)에서, 수신 데이터의 품질은 측정 장치(34)를 통해 평가된다. 디지털 데이터 품질을 위한 통상적인 매트릭(metric)은 비트 에러 레이트 및 블록 에러 레이트이다. 이러한 매트릭의 계산은 시변 전파 채널 및 간섭의 기간보다 현저하게 긴 시간의 기간들에 걸쳐 축적된 데이터를 요구한다. 임의의 주어진 매트릭에 대하여, 매트릭과 수신된 SIR 간에는 이론적인 관계가 존재한다. 충분한 데이터가 그 매트릭을 평가하기 위해 원격 수신기에서 축적된 경우, 그것은 계산되어 프로세서(36)에서 원하는 매트릭(원하는 서비스 품질을 나타냄)과 비교되며, 업데이트된 목표 SIR이 출력된다. 업데이트된 목표 SIR은 전송기 내부 루프에 인가되는 (이론상의) 값이며, 측정된 매트릭이 원하는 값으로 수렴하도록 한다. 마지막으로, 업데이트된 목표 SIR은 수신국 전송기(38) 및 전송국 수신기(16)를 통해 그 내부 루프의 사용을 위해 전송기(11)로 전달된다. 목표 SIR의 업데이트 속도는 전력 제어된 전송기에 대한 시그널링 속도에 대한 품질 통계 제한 및 실제적인 제한을 축적하기 위해 필요한 시간에 의해 제한된다.
도 3을 참조하면, 폐루프 전력 제어 시스템을 사용하는 전송국(50) 및 수신국(70)을 구비한 통신 시스템이 도시되어 있다.
전송국(50)은 전송을 위한 사용자 데이터 신호를 전송하는 데이터 라인(52)을 구비한 전송기(51)를 포함한다. 사용자 데이터 신호에는 전력 레벨을 조정하기 위해 프로세서(55)의 출력(53)으로부터 전송 전력 조정을 적용함으로써 조정되는 원하는 전력 레벨이 제공된다. 사용자 데이터는 전송기(51)의 안테나 시스템(54)을 통해 전송된다.
전송된 데이터를 포함하는 무선 라디오 신호(60)는 수신 안테나 시스템(71)을 통해 수신국(70)에 의해 수신된다. 수신 안테나 시스템은 또한 수신 데이터의 품질에 영향을 미치는 간섭 무선 신호들(61)을 수신한다. 수신국(70)은 수신된 신호가 입력되는 간섭 전력 측정 장치(72)를 포함하며, 그 장치(72)는 측정된 SIR 데이터를 출력한다. 수신국(70)은 또한 수신된 신호가 또한 입력되는 데이터 품질 측정 장치(73)를 포함하며, 그 장치(73)는 데이터 품질 신호를 생성한다. 데이터 품질 측정 장치(73)는 프로세서(74)와 연결되며, 이 프로세서(74)는 그 신호 품질 데이터를 수신하고, 입력(75)을 통해 수신된 사용자 정의 품질 표준 파라미터에 기초하여 목표 SIR 데이터를 계산한다.
조합기(76)(양호하게는 감산기)는 장치(72)로부터의 측정된 SIR 데이터를 프로세서(74)로부터의 계산된 목표 SIR 데이터와 비교하여(양호하게는 감산하여), SIR 에러 신호를 출력한다. 조합기(76)로부터의 SIR 에러 신호는 이에 기초하여 스텝 업/다운 명령들을 발생하는 처리 회로(77)에 입력된다.
수신국(70)은 또한 처리 회로(77)와 결합되는 전송기(78)를 포함한다. 수신국의 전송기(78)는 또한 사용자 데이터를 위한 입력(80)을 포함한다. 수신국(70)은 연관 안테나 시스템(79)을 통해 그 사용자 데이터 및 제어 관련 데이터를 전송한다.
전송국(50)은 수신기(56) 및 관련 수신 안테나 시스템(57)을 포함한다. 전송국의 수신기(56)는 수신국에 의해 발생된 제어 데이터(85) 및 수신국의 사용자 데이터(84)를 포함하는 수신국(70)으로부터 전송된 무선 신호를 수신한다.
전송국의 전송기의 프로세서(55)는 전송국의 수신기(16)와 연관된 입력(58)을 구비한다. 프로세서(55)는 입력(58)을 통해 업/다운 명령 신호를 수신하고, 이에 기초하여 전송 명령 조정값을 계산한다.
폐루프 전력 제어 시스템의 내부 루프와 관련하여, 전송국의 전송기(51)는 원격 수신국(70)에 의해 발생된 고속 "스텝-업" 및 "스텝-다운" 명령들에 기초하여 그 전력을 설정한다. 원격 수신국(70)에서, 수신 데이터의 SIR은 측정 장치(72)에 의해 측정되며, 조합기(76)를 통해 프로세서(74)에 의해 발생된 목표 SIR 값과 비교된다. 목표 SIR은 원하는 서비스 품질을 가져오는 값(이론상)-데이터가 그 값으로 수신되는 경우-이다. 측정된 수신 SIR이 목표 SIR보다 작은 경우, "스텝-다운" 명령이 처리 회로(77)에 의해 수신국의 전송기(78) 및 전송국의 수신기(56)를 통해 전송기(51)로 발송되거나, 그렇지 않으며 "스텝-업" 명령이 발송된다. 전력 제어 시스템은 "폐루프"로서 간주되며, 이것은 시변 전파 채널 및 간섭에 실시간으로 반응할 수 있는 "스텝-업" 및 "스텝-다운" 명령들의 고속 피드백에 기인한 것이다. 시변 간섭 및 전파에 기인하여 요구되는 전송 전력 레벨이 변화한다면, 그것은 신속하게 대응하여 전송 전력을 조정한다.
폐루프 전력 제어 시스템의 외부 루프에 대하여, 수신 데이터의 품질은 측정 장치(73)에 의해 수신국(70)에서 평가된다. 디지털 데이터 품질의 전형적인 매트릭은 비트 에러 레이트 및 블록 에러 레이트이다. 이들 매트릭스의 계산은 시변 전파 채널 및 간섭의 기간 보다 현저하게 긴 시간의 기간들에 걸쳐 축적된 데이터를 필요로 한다. 임의의 주어진 매트릭에 대해서, 매트릭과 수신된 SIR 간에는 이론적인 관계가 존재한다. 그 매트릭을 평가하기 위해 원격 수신기에 충분한 데이터가 축적된 경우, 그것이 계산되어, 프로세서(74)에 의해 원하는 매트릭(원하는 서비스 품질을 나타냄)과 비교된 다음, 업데이트된 목교 SIR이 출력된다. 업데이트된 목표 SIR은 측정된 매트릭이 원하는 값으로 수렴하도록 하는 수신기 알고리즘에 적용된 값(이론상)이다. 업데이트된 목표 SIR은 전송기(51)의 전력을 제어하기 위해 전송국의 전력 스케일 발생 프로세서(55)에 전송되는 스텝 업/다운 명령들의 방향을 결정하기 위해 내부 루프에 사용된다.
개방 또는 폐쇄 전력 제어 시스템에서, 전송국(10,50)의 외부 루프 기능은 관찰되는 BLER(block-error rates) 또는 수신된 SIR들과 같은 수신국(30,70)에 의한 수신된 전송들의 관찰에 의존한다. 예를 들어, 3GPP R5에서 BLER이 허용된 것보다 높고(가령, BLER>0.1), 사용자 데이터가 너무 많은 에러들 때문에 사용할 수 없게 되면, 보다 높은 목표 SIR이 계산되며, 이는 전송국(10,50)이 그 전송 전력을 조정하도록 한다. 그러나, 특정 WTRU가 채널에서 산발적으로만 전송하는 3GPP R5에서 HS-SICH와 같은 공유 채널들의 시간 공유 특성은 일정한 외부 루프 전력 제어를 보증하는 주파수로 WTRU 특정 BLER 또는 측정된 SIR를 관찰하는 것을 매우 어렵게 한다.
도 4 내지 6을 참조하면, 종래의 전력 제어 시스템의 몇 개의 변형예들이 도시되어 있으며, 이들은 UL HS-SICH 및 관련 DCH(dedicated channel)과 같은 공유 채널에 대한 외부 루프 전력 제어 동작을 제공한다. 이들 변형된 시스템들은 DCH의 보다 규칙적인 관찰을 이용가능하다는 이점을 갖는다. 그 공유 채널에 대해 목표 SIR과 같은 매트릭을 설정하기 위해, 관련 DCH에 대한 목표 SIR은 유도(derivation)의 근거로서 사용된다. 예를 들어, 특정 WTRU에 대한 HS-SICH에 대한 목표 SIR은 본원 발명에 따라 관련된 DCH에 대해 계산된 목표 SIR로부터 유도된다. 그 유도는 양호하게는 미리 정해진 수학적 관계에 기초하여 수행되며, 미리 정해진 수학적 관계는 적절한 환경에서는 단순히 등식일 수 있고, 이러한 경우 DCH에 대해 동일한 계산된 SIR이 HS-SICH 전력 제어를 위해 사용된다. 대안으로, 환경에 기초 한 매핑 테이블이 DCH에 적용된 목표 SIR로부터 HS-SICH 상의 목표 SIR을 유도하는데 사용될 수 있다. 따라서, DCH 상의 목표 SIR이 특정 WTRU에 대해 변화한 경우, WTRU에 대한 HS-SICH 상의 목표 SIR은 신뢰할 수 있는 동작을 보증하기 위해 업데이트된다.
3GPP R5 시스템의 HSDPA 동작 동안, WTRU는 CELL_DCH 상태에 있으며, 이 상태에서 WTRU는 RRC 시그널링 제어 및 사용자-플레인(plane) 데이터를 목적으로 상대적으로 낮은 속도의 듀플렉스 DCH를 사용한다. 모든 WTRU는 HS-SICH와 연관된 매우 낮은 속도의 DCH를 가지며, 이 DCH에서 외부 루프 전력 제어는 DCH에서 목표 SIR을 동적으로 조절하기 위해 사용되며, 이 DCH의 계속적인 사용(모든 단일 프레임 또는 모든 두 번째 프레임)은 BLER 및 UL에 대한 측정된 SIR이 의미가 있음을 보증한다. DCH의 UL부 및 HS-SICH가 상이한 UL TS들에 잠재적으로 할당되더라도, 관련 DCH 상의 목표 SIR은 HS-SICH 상의 목표 SIR과 매우 깊게 상호관련되어 있으며, 이것은 그 목표 SIR이 두 개의 채널 모두에 대해 동일한 WTRU 속도 및 WTRU 채널 환경에 주로 의존하기 때문이다. 또한, 상이한 TS들에서 상이할 수 있는 UL 인터페이스 레벨들은 이에 대한 보상을 제공하는 다른 전력 제어 파라미터들에 의해 이미 고려된다. 따라서, 본 발명은 특정 WTRU에 대한 UL HS-SICH 상에서 요구되는 목표 SIR을 유도하기 위한 또는 설정하기 위한 신뢰성 있는 외부 루프 전력 제어 기능에 기초하여 정확하게 업데이트되는 UL DCH 상의 목표 SIR을 사용한다.
본 발명은 DCH 동작을 감독하는 외부 루프 전력 제어 기능으로부터 정확한 목표 SIR들을 획득하는 것을 가능하게 한다. HS-SICH에 대한 처리 이득, 패이로드, 및 요구되는 BLER을 DCH의 것들과 비교함으로써, 기본적인 원리들이 2개의 채널들 간에 추천되는 전송 전력 오프셋을 유도하는데 적용된다. 이렇게 유도된 오프셋은 전송국 또는 수신국 어느 하나에서 실행될 수 있으며, 이것은 HS-SICH에 대한 양호한 3GPP R5 실시예의 경우에 있어서 각각 UE 및 UTRAN에 대응한다.
도 4 및 5는 본 발명의 가르침에 따른 무선 통신 시스템용 변형된 개루프 전력 제어 시스템을 도시하고 있으며, 도 2에 도시된 종래의 시스템에 대응하는 유사한 구성 요소들은 유사한 참조 번호로서 지시된다. HS-SICH와 같은 UL 공유 채널의 예에 있어서, 트랜시버(10)는 WTRU이고, 구성 요소(30)는 3GPP R5 UTRAN과 같은 서빙 네트워크를 나타낸다.
도 4 및 5의 실시예들의 경우에, 도 2에 도시된 사용자 데이터 경로는 공유 채널과 연관된 DCH의 데이터를 전달한다. WTRU로부터의 전송용 사용자 데이터를 전송하는 도 3의 데이터 라인(2)은 DCH의 UL 데이터에 대한 라인을 나타내도록 도 4 및 도 5에 데이터 라인(12d)으로서 식별되어있다. UL DCH 데이터 신호에는 전송 전력 레벨을 조정하기 위해 프로세서(15)의 출력(13d)으로부터의 전송 전력 조정을 적용함으로써 조절되는 원하는 전력 레벨이 제공된다. WTRU로의 전송을 위한 사용자 데이터를 전송하는 도 2의 데이터 라인(40)은 DCH의 DL 데이터용 라인을 나타내기 위해 도 4 및 5에 라인(40d)으로서 식별된다.
데이터 라인(12s)은 WTRU(10)에서 HS-SICH의 UL 데이터를 전송하기 위해 제공된다. UL HS-SICH 데이터 신호에는 전송 전력 레벨을 조절하기 위해 프로세서(15)의 출력(13s)으로부터의 전송 전력 조정을 적용함으로써 조절되는 원하는 전력 레벨이 제공된다. 수신국(30)에서, 수신기(46)는 개별적인 DCH 및 HS-SICH 채널들을 출력하기 위해 제공된다.
전송기의 프로세서(15)에 의해 수행되는 예시적인 WTRU(10)에서의 전력 조정은 양호하게는 채널들 DCH 및 HS-SICH의 각각에 대해 종래의 방식으로 행해진다. 각각의 전송 전력 조정값을 계산하기 위해, 프로세서(15)는 각각의 DCH 및 HS-SICH 목표 SIR 데이터를 전달하는 목표 SIR 데이터 입력(22d,22s), 수신국의 간섭 전력 측정 장치(32)에 의해 발생된 간섭 데이터를 전달하는 간섭 전력 데이터 입력(23), 경로 손실 계산 회로(19)의 출력인 경로 손실 신호를 전달하는 경로 손실 데이터 입력(24)으로부터 각각 데이터를 수신한다.
목표 SIR DCH는 양호하게는 측정 장치(34)를 통해 수신된 DCH UL 데이터의 품질을 평가함으로써 종래의 방식으로 발생된다. 디지털 데이터 품질에 대한 전형적인 매트릭(metric)은 비트 에러 레이트 및 블록 에러 레이트이다. 이들 매트릭의 계산은 시변하는 전파 채널 및 간섭의 기간보다 현저하게 긴 시간의 기간들에 걸쳐 축적된 데이터를 필요로 한다. 임의의 주어진 매트릭에 대해, 매트릭과 수신된 SIR 4 간에는 이론적인 관계가 존재한다. 매트릭을 평가하는데 충분한 데이터가 원격 수신기에 축적된 경우, 그것은 프로세서(36)에서 계산되어 입력(37)에 의해 제공된 원하는 매트릭(원하는 서비스 품질을 나타냄)과 비교된 다음, 업데이트된 목표 SIR DCH이 출력된다. 업데이트된 목표 SIR DCH는 원하는 값으로 측정된 매트릭이 수렴하도록 하는, 전송기 내부 루프에 적용되는 (이론상) 값이다. 최종적으로, 업데이트된 목표 SIR DCH는 수신국의 전송기(38) 및 전송국의 수신기(16)를 통해 DCH를 위한 내부 루프에서의 사용을 위해 전송기(11)에 전달된다. 목표 SIR DCH의 업데이트 레이트는 전력 제어된 전송기에 대한 시그널링 레이트에 관한 품질 통계 및 실제적인 제한들을 축적하는데 필요한 시간에 의해 한정된다. 종래의 방식에서는 HS-SICH에 대한 목표 SIR를 계산하기를 시도함에 있어서 HS-SICH를 산발적으로 공유하여 사용하기 때문에 비실용적이다. 따라서, HS-SICH에 대한 외부 루프 전력 제어는 목표 SIR DCH이 입력되고 목표 SIR HS-SICH가 출력되는 HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(27)를 포함한다. HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(27)는 양호하게는 1:1 또는 임의의 다른 미리 정의된 수학적 관계, 또는 매핑 테이블로부터 채택되는 관계로 DCH 상의 목표 SIR과 HS-SICH 상의 목표 SIR 간의 관계를 설정한다.
도 4는 HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(27)가 수신국(30)에 포함되는 양호한 실시예를 도시한다. 본 발명이 UMTS 시스템에서 구현되는 경우, 전송국(10)은 양호하게는 WTRU를 표현하고, 수신국(30)은 양호하게는 UTRAN의 네트워크 구성 요소들을 나타낸다. 목표 SIR HS-SICH는 HS-SICH를 위한 내부 루프에서의 사용을 위해 UTRAN에서 유도되어 UTRAN의 전송기(38) 및 WTRU의 수신기(16)를 거쳐 입력(22s)을 통해 WTRU의 전송기의 프로세서(15)에 전달된다.
도 5는 HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(27)가 전송국(10)에 포함된 대안의 실시예를 도시하고 있다. 이 경우에, 전달된 목표 SIR DCH는 수신국 전송기(38) 및 WTRU의 수신기(16)를 통해 전달되어 WTRU의 전송기(11)의 유도 장치(27)에 공급되며, 이는 다시 HS-SICH 목표 SIR을 유도하여 HS-SICH에 대한 내부 루프에서의 사용을 위해 입력(22s)을 통해 프로세서(15)에 공급한다.
도 6은 본 발명의 가르침에 따른 무선 통신 시스템용 변형된 폐루프 전력 제어 시스템을 도시하며, 여기서 도 3의 종래 시스템에 대응하는 유사한 구성 요소는 유사한 참조 번호로서 지시된다. 예컨대 HS-SICH와 같은 UL 공유 채널에 있어서 트랜시버(50)는 WTRU이며, 구성 요소(70)는 3GPP R5 UTRAN과 같은 서빙 네트워크를 나타낸다.
도 6의 실시예의 경우에, 도 3에 도시된 사용자 데이터 경로는 공유 채널과 연관되어 있는 DCH의 데이터를 전달한다. WTRU로부터의 전송용 데이터를 전달하는 도 3의 데이터 라인(52)은 DCH의 UL 데이터용 라인을 나타내기 위해 도 6에서 라인 52d로서 식별된다. UL DCH 데이터 신호에는 전송 전력 레벨을 조절하기 위해 프로세서(55)의 출력(53d)으로부터의 전송 전력 조정을 적용함으로써 조절되는 원하는 전력 레벨이 제공된다. WTRU으로의 전송을 위한 사용자 데이터를 전달하는 도 3의 데이터 라인(80)은 DCH의 DL 데이터에 대한 라인을 나타내기 위해 도 6의 라인 80d으로서 식별된다.
도 6의 실시예에서, 데이터 라인(52)은 WTRU(10)에서 HS-SICH의 UL 데이터를 전송하기 위해 제공된다. UL HS-SICH 데이터 신호는 원하는 전력 레벨로 제공되며, 이 원하는 전력 레벨은 전송 전력 레벨을 조정하기 위해 프로세서(55)의 출력(53s)으로부터 전송 전력 조정을 적용함으로써 조절된다. 수신국(70)에서, 수신기(86)는 개별적인 DCH 및 HS-SICH 채널들을 출력하기 위해 제공된다. 본 발명이 UMTS 시스템에서 구현되는 경우, 전송국(50)은 양호하게는 WTRU를 나타내고, 수신국(70)은 양호하게는 UTRAN의 네트워크 구성 요소들을 나타낸다.
전송기의 프로세서(55)에 의해 실행되는 예시적인 WTRU(50)의 전력 조정은 채널들 DCH 및 HS-SICH 각각에 대한 종래의 방식으로 행해진다. 각각의 전송 전력 조정값을 계산하기 위해, 프로세서(15)는 입력들(58d, 58s)을 통해 각각의 업/다운 명령 신호들을 수신하고, 이에 기초하여 각각의 전송 전력 조정값을 계산한다.
폐루프 전력 제어 시스템의 내부 루프에 있어서, 전송국의 전송기(51)는 그 전력을 수신국(70)에 의해 발생된 고속 "스텝-업" 및 "스텝-다운" 명령들에 기초하여 설정한다. 수신국(70)에서, 수신된 DCH 데이터의 SIR은 측정 장치(72)에 의해 측정되어, 조합기(76d)를 통해 프로세서(74)에 의해 발생된 목표 SIR DCH 값과 비교된다. 측정된 수신 SIR DCH가 목표 SIR DCH 보다 작다면, DCH "스텝-다운" 명령이 처리 회로(77)에 의해 발생되어 수신국의 전송기(78) 및 전송국의 수신기(56)를 거쳐 입력(58d)을 통해 전송기(51)에 전달되고, 그렇지 않은 경우 DCH "스텝-업 명령이 발생된다. 전력 제어 시스템은 시변하는 전파 채널 및 간섭에 실시간으로 영향을 미칠 수 있는 "스텝-업", "스텝-다운" 명령들의 고속 피드백 때문에 "폐루프"로서 간주된다. 요구되는 전송 전력 레벨이 시변 간섭 및 전파에 기인하여 변화하는 경우, 그것은 신속하게 응답하여 전송 전력을 조정한다.
도 6의 폐루프 전력 제어 시스템의 외부 루프에 대하여, 수신 DCH 데이터의 품질은 측정 장치(73)에 의해 수신국(70)에 의해 평가된다. 디지털 데이터 품질을 위한 전형적인 매트릭은 비트 에러 레이트 및 BLER이다. 이들 매트릭의 계산은 시변 전파 채널 및 간섭의 기간들 보다 현저하게 긴 시간 기간들에 걸쳐 축적된 데이터를 요구한다. 임의의 주어진 매트릭에 있어서, 매트릭과 수신된 SIR DCH 간에는 이론적인 관계가 존재한다. 매트릭을 평가하기 위해 원격 수신기에서 충분한 데이터가 축적된 경우, 그것은 프로세서(74)에 의해 계산되어 원하는 매트릭(원하는 서비스 품질을 나타냄)과 비교되고, 업데이트된 목표 SIR DCH가 출력된다. 업데이트된 목표 SIR DCH는 전송기(51)의 전력을 제어하는 전송국의 전력 조정 발생 프로세서(55)에 전송되는 DCH 스텝 업/다운 명령들의 방향을 결정하기 위해 내부 루프에 사용된다.
종래의 방식에서는 HS-SICH에 대한 목표 SIR 계산을 시도함에 있어서 HS-SICH를 산발적으로 공유하여 사용하기 때문에 비실용적이었다. 따라서, 도 6은 목표 SIR DCH가 입력되고 목표 SIR HS-SICH가 출력되는 HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(87)를 HS-SICH용 외부 루프 전력 제어가 포함하는 양호한 실시예를 도시한다. HS-SICH 목표 SIR 유도 장치(27)는 양호하게는 1:1 또는 임의의 다른 미리 규정된 수학적 관계, 또는 매핑 테이블로부터 취해지는 관계로서 HS-SICH상의 목표 SIR과 DCH 상의 목표 SIR 간의 관계를 설정한다. 장치(87)에 의해 발생된 목표 SIR HS-SICH 값들은 조합기(72)를 통해 측정 장치(72)에 의해 측정된 수신 DCH 데이터의 SIR 또는 이것의 도함수와 비교된다. 대안적으로, 수신된 HS-SICH의 SIR이 측정되어 SIR HS-SICH와 비교된다. 비교된 값이 목표 SIR HS-SICH보다 작다면, HS-SICH "스텝-다운" 명령은 처리 회로(77)에 의해 발생되고 처리되어 수신국의 전송기(78) 및 전송국의 수신기(56)를 거쳐 입력(58s)을 통해 전송기(51)에 전달되고, 그렇지 않으면 HS-SICH "스텝-업" 명령이 발생된다.
따라서, 상술한 바와 같이, HS-SICH 상의 신뢰할 만한 외부 루프 전력 제어 기능이 UTRA TDD에 대한 HSDPA에서 무선 자원 사용 효율을 위해 달성된다. 따라서, 본 발명은 DCH 상의 목표 SIR 설정과 특정 WTRU에 대한 HS-SICH 간의 새로운 관계 및 그들의 모든 사용을 제공한다.
상술한 설명은 예로서 UTRA TDD의 HSDPA를 참조하여 이루어졌지만 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 전용 및 공유 채널들을 포함하는 다른 무선 통신 시스템에도 적용가능하다. 본 발명에 따른 다른 변형 및 변화는 당해 기술 분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 인식될 수 있을 것이다.
본 발명은 HS-SICH 동작에 대해 WTRU 특정 목표 SIR의 정확한 업데이트를 허용하는 UTRA TDD에 대한 메카니즘을 제공한다.

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  12. 데이터 신호들이 전용 채널(dedicated channel; DCH) 상에서 전송되고 관련 공유 채널(shared channel; SCH) 상에서 산발적으로 전송되는 전송 전력 제어를 갖는 무선 송수신 유닛(WTRU)에 있어서,
    상기 WTRU에 의해 상기 DCH 상에서 전송된 신호들의 수신에 기초하여 계산된 상기 DCH에 대한 목표 메트릭(target metric)들을 수신하는 수단;
    수신된 DCH 목표 메트릭들로부터 유도된 SCH 목표 메트릭들을 발생시키는 수단; 및
    상기 수신된 DCH 목표 메트릭의 함수로서 DCH 전력 조정값을 계산하고, 상기 발생된 SCH 목표 메트릭의 함수로서 SCH 전력 조정값을 계산하도록 구성되는, 목표 메트릭들의 함수로서 전력 조정값을 계산하는 수단
    을 포함하는 WTRU.
  13. 제12항에 있어서, 상기 목표 메트릭들은 목표 신호 대 간섭비(SIR)들이고, 상기 전력 조정값을 계산하는 수단은, 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 발생시키는 수단에 의해 발생된, 수신된 DCH 목표 SIR들 및 SCH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하는 것인, WTRU.
  14. 제13항에 있어서, 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 DCH 전력 조정값을 상기 DCH 전송 데이터 신호들과 결합하는 수단 및 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 SCH 전력 조정값을 상기 SCH 전송 데이터 신호들과 결합하는 수단을 더 포함하는 WTRU.
  15. 제14항에 있어서, 상기 WTRU는 WTRU 전송을 위해 개루프 전송 전력 제어를 갖는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 사용하기 위해 구성되는 것인, WTRU.
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  31. 데이터 신호들이 전용 채널(dedicated channel; DCH) 상에서 전송되고 관련 공유 채널(shared channel; SCH) 상에서 산발적으로 전송되는, 무선 송수신 유닛(WTRU)을 위한 전송 전력 제어 방법에 있어서,
    상기 WTRU에 의해 상기 DCH 상에서 전송된 신호들의 수신에 기초하여 계산된 상기 DCH에 대한 목표 메트릭(target metric)들을 수신하고;
    수신된 DCH 목표 메트릭들로부터 유도된 SCH 목표 메트릭들을 발생시키고;
    상기 수신된 DCH 목표 메트릭의 함수로서 DCH 전력 조정값을 계산하고, SCH 목표 메트릭의 함수로서 SCH 전력 조정값을 계산하는 것을 포함하는 전송 전력 제어 방법.
  32. 제31항에 있어서, 상기 목표 메트릭들은 목표 신호 대 간섭비(SIR)들이고, 상기 전력 조정값의 계산은 수신된 DCH 목표 SIR들 및 SCH 목표 SIR들에 기초하며, 상기 수신된 DCH 목표 SIR들 및 SCH 목표 SIR들은 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하는 것인, 전송 전력 제어 방법.
  33. 제32항에 있어서, 상기 WTRU는 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 DCH 전력 조정값을 상기 DCH 전송 데이터 신호들과 결합하고, 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 SCH 전력 조정값을 상기 SCH 전송 데이터 신호들과 결합하는 것인, 전송 전력 제어 방법.
  34. 제33항에 있어서, 상기 WTRU는 WTRU 전송을 위해 개루프 전송 전력 제어를 실행하는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)에서 사용되는 것인, 전송 전력 제어 방법.
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  39. 제12항에 있어서, 상기 목표 메트릭들은 목표 신호 대 간섭비(SIR)들이고, 상기 DCH는 업링크 전용 채널(UP DCH)이고, 상기 SCH는 업링크 공유 채널(UP SCH)인 것인, WTRU.
  40. 제15항에 있어서, SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들은 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)들과 연관하여 동작하는 HS-SICH(High Speed Shared Information Channel)들이며,
    상기 전력 조정값을 계산하는 수단은 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 SCH 목표 메트릭들을 발생시키는 WTRU의 수단에 의해 발생된, 수신된 DCH 목표 SIR들 및 HS-SICH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하고,
    상기 WTRU는 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 UL DCH 전력 조정값을 상기 UL DCH 전송 데이터 신호들과 결합하는 수단 및 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 UL HS-SICH 전력 조정값을 상기 UL HS-SICH 전송 데이터 신호들과 결합하는 수단을 더 포함하는 WTRU.
  41. 제31항에 있어서, 목표 메트릭들을 계산하고 발생시키는 것은 목표 신호 대 간섭비(SIR)들을 계산하고 발생시키는 것을 포함하는 것인, 전송 전력 제어 방법.
  42. 제41항에 있어서, SCH 목표 SIR들이 발생되는 SCH들은 HS-DSCH(High Speed Downlink Shared Channel)들과 연관하여 동작하는 HS-SICH(High Speed Shared Information Channel)들이며,
    상기 WTRU는 수신된 DCH 목표 SIR들에 기초하여 상기 WTRU에 의해 발생된, 수신된 DCH 목표 SIR들 및 HS-SICH 목표 SIR들에 기초하여 전력 조정값을 계산하고, 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 DCH 전력 조정값을 상기 DCH 전송 데이터 신호들과 결합하고, 상기 WTRU에 의한 전송을 위해 상기 계산된 HS-SICH 전력 조정값을 상기 HS-SICH 전송 데이터 신호들과 결합하는 것인, 전송 전력 제어 방법.
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