KR19990080212A - Power Control Method in CDMA Systems with Various Cell Radius - Google Patents
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Abstract
다양한 셀 반경을 가지는 CDMA 시스템에서의 전력제어방법에 관한 것으로, 이동국이 통화 중에 가입 기지국의 자기 셀(Cell)내에서 또다른 인접 셀로 호 절환됨에 따른 전력제어에 있어서, 이동국이 속한 자기 셀의 수신전력 평균값과 미리 설정된 인접 셀의 전력제어 기준값을 비교하는 단계와, 자기 셀의 기존 전력제어 기준값을 인접 셀의 전력제어 기준값으로 전환하는 단계와, 전환된 자기 셀의 전력제어 기준값에 따라 상기 이동국에 전송전력 전환을 위한 제어명령을 송출하는 단계로 이루어지며, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값을 비교하여, 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값이 동일한 경우 전송전력유지 제어명령을 송출하여 이동국이 동일한 전송전력 유지하도록 하고, 자기 셀의 수신전력 평균값이 인접 셀의 전력제어 기준값보다 초과하는 경우 전송전력감소 제어명령을 송출하여 이동국이 전송전력을 감소하도록 하고, 자기 셀의 수신전력 평균값이 인접 셀의 전력제어 기준값보다 미만인 경우 전송전력증가 제어명령을 송출하여 이동국이 전송전력을 증가하도록 함으로써, 이동국의 호 절환시 최대의 용량과 최적의 성능을 가지는 통신시스템을 구현할 수 있게 하는 다양한 셀 반경을 가지는 CDMA 시스템에서의 전력제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power control method in a CDMA system having various cell radii, wherein the mobile station is switched to another adjacent cell in its own cell of a subscribing base station during a call. Comparing a power average value with a preset power control reference value of a neighboring cell; converting an existing power control reference value of the own cell into a power control reference value of the neighboring cell; And transmitting a control command for switching the transmission power, and comparing the average value of the received power of the magnetic cell with the power control reference value of the neighboring cell and transmitting the same when the average value of the received power of the own cell and the power control reference value of the neighboring cell are the same. Sends a power maintenance control command to maintain the same transmission power of the mobile station, and evaluates the received power of its own cell. If the average value exceeds the power control reference value of the neighboring cell, send a transmission power reduction control command so that the mobile station reduces the transmission power.If the average value of the received power of its own cell is less than the power control reference value of the neighboring cell, the increase control command The present invention relates to a power control method in a CDMA system having various cell radii that enables a mobile station to increase its transmission power by transmitting a signal, thereby realizing a communication system having maximum capacity and optimum performance when the mobile station is switched.
Description
본 발명은 다양한 셀 반경을 가지는 CDMA 시스템에서의 전력제어방법에 관한 것으로, 특히 가입 기지국(Local Station)의 자기 셀(cell) 영역 내에서 통화 중인 이동국이 상기 기지국과 인접하면서 서로 다른 셀 반경을 가지는 대국 기지국(Remote Station)으로 호 절환(handoff)될 때, 상기 이동국이 최적의 전송환경하에서 신호전송을 할 수 있도록 제어하는 전력제어 기준값을 각 기지국의 다양한 셀 반경에 따라 가변적으로 신속하게 설정하는 전력제어방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power control method in a CDMA system having various cell radiuses. In particular, a mobile station having a call in its own cell area of a local station has a different cell radius while adjacent to the base station. When handing off to a remote station, a power control reference value for controlling the mobile station to perform a signal transmission under an optimal transmission environment can be set quickly and variably according to various cell radius of each base station. It relates to a control method.
일반적으로 셀룰러 이동통신 시스템(Cellular Mobile Communication)이나 개인휴대통신 시스템(Personal Communication Service)과 같이 CDMA(Code Division Multiplex Access) 방식을 이용하는 이동통신 시스템에서는 다수의 이동국이 기지국이나 셀 사이트(Cell-Site)를 통해 디지탈화된 음성이나 그 밖에 다른 데이터를 표현한 심볼(symbol)들로 이루어진 프레임(Frame)을 송수신하게 된다. 이같은 전송 프레임들은 다중경로(multipath)를 통한 페이딩(fading)의 영향을 받게 되는데 이는 이동국이 이동함에 따라 전송 프레임을 반사하는 전송환경의 특성에 관계한다. 또, 한 이동국이 너무 높은 전송전력으로 상기 프레임의 전송을 계속하면, 서로 다른 프레임을 전송하는 다른 이동국에 간섭을 주는 경우도 생기게 된다.In general, in a mobile communication system using a code division multiplex access (CDMA) method such as a cellular mobile communication system or a personal communication service, a plurality of mobile stations may be a base station or a cell site. Through this, a frame composed of symbols representing digitalized voice or other data is transmitted and received. Such transmission frames are subject to fading through multipath, which is related to the characteristics of the transmission environment that reflects the transmission frame as the mobile station moves. In addition, if one mobile station continues to transmit the frame with too high transmission power, it may interfere with other mobile stations that transmit different frames.
이와 같이 다중경로를 통한 페이딩이나 이동국간의 간섭을 줄이기 위해 해당 기지국은 상기 이동국들의 프레임 전송전력을 제어하게 된다.As such, the base station controls the frame transmission power of the mobile stations in order to reduce fading through multipath or interference between mobile stations.
그 밖에, 이동국이 너무 낮은 전송전력으로 프레임을 전송할 때, 상기 전송된 프레임을 수신한 기지국은 상기 이동국이 전송하고자 하는 데이터를 복구할 수 없게 되어 데이터가 유실되는 경우도 발생하게 된다.In addition, when the mobile station transmits a frame with too low transmission power, the base station receiving the transmitted frame cannot recover the data that the mobile station intends to transmit, resulting in a loss of data.
상기 설명한 이유로 인해 기지국은 이동국에서 전송된 프레임으로부터 전송전력을 측정하여 각각 분리된 채널을 통해 전송전력을 조정하도록 상기 이동국으로 전력제어명령을 송출하게 된다.For the reasons described above, the base station transmits a power control command to the mobile station to measure the transmit power from the frame transmitted from the mobile station and adjust the transmit power through the separate channels.
상기 전력제어명령은 수신전력의 평균값을 유지하기 위한 전송전력 증가명령이나 전송전력 감소명령이며, 이 때 상기 기지국의 제어를 담당하는 기지제어국(BSC : Base Station Controller)은 수신전력의 평균값을 유지하기 위한 최적의 전송전력을 선택하기 위해 이동국으로부터 수신한 프레임에서 오류율(error rates)을 검출하게 된다.The power control command is a transmission power increase command or a transmission power decrease command for maintaining an average value of received power, and at this time, a base station controller (BSC) in charge of controlling the base station maintains an average value of received power. Error rates are detected in the frames received from the mobile station in order to select the optimal transmission power.
도 1은 CDMA 방식을 이용하는 통신시스템의 일부 구성을 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a part of a configuration of a communication system using a CDMA scheme.
도 1을 참조하면, 공중교환망(PSTN :Public Switched Telephone Network)은 통신망 사업자가 제공하는 일반 전화가입자를 위한 통신망으로, 이동 통신 가입자가 이동 통신 서비스를 이용하여 다른 이동 통신 가입자나 일반 유선망 가입자와의 통화를 할 수 있도록 가입자간 회선교환 및 중계 호출처리를 수행하는 이동 통신 교환국(MSC : Mobile Switching Center)(11)과 유선 통신로를 형성한다.Referring to FIG. 1, a public switched telephone network (PSTN) is a communication network for general telephone subscribers provided by a network operator, and a mobile subscriber uses a mobile communication service to communicate with another mobile subscriber or a general wired network subscriber. A wired communication path is formed with a mobile switching center (MSC) 11 that performs circuit switching and relay call processing between subscribers so as to make a call.
또, 기지제어국(BSC : Base Station Controller)(12)은 수신된 프레임의 오류율을 이용한 전력제어를 담당함으로써, 기지국A(14A) 또는 기지국B(14B)을 통해 이동국(13)이 적절한 전송전력을 사용하여 데이터를 송수신할 수 있도록 상기 기지국A(14A) 또는 기지국B(14B)을 통해 이동국(13)으로 전력제어명령을 발생시킨다.In addition, the base station controller (BSC) 12 is in charge of power control using the error rate of the received frame, so that the mobile station 13 transmits proper transmission power through the base station A 14A or the base station B 14B. A power control command is generated to the mobile station 13 through the base station A 14A or the base station B 14B so that data can be transmitted and received using the.
여기서, 상기 기지국A(14A)와 기지국B(14B)의 셀 반경은 동일한 것으로 가정하고 있으므로, 이동국(13)이 상기 기지국A(14A)에서 기지국B(14B)로 호 절환될 때는 기지국A(14A)에서 사용한 전송전력과 동일한 전송전력으로 상기 기지국B(14B)에서도 통화를 하게 된다.Here, since it is assumed that the cell radiuses of the base station A 14A and the base station B 14B are the same, when the mobile station 13 switches from the base station A 14A to the base station B 14B, the base station A 14A In the base station B 14B with the same transmission power used in the) will be a call.
도 2는 CDMA 방식을 이용하는 통신 시스템에서 전력제어를 위한 송수신장치를 나타낸 블록구성도이다.2 is a block diagram illustrating a transmission and reception apparatus for power control in a communication system using a CDMA scheme.
도 2를 참조하면, 이동국(미도시)은 보통 확산 대역의 CDMA 신호를 기지국의 수신안테나(20)를 통해 고주파 수신부(21)로 전송한다.Referring to FIG. 2, a mobile station (not shown) usually transmits a CDMA signal of a spread band to the high frequency receiver 21 through the reception antenna 20 of the base station.
다양한 전송속도를 가지는 상기 CDMA 신호는 상기 이동국(미도시)에서 부호화(Encoding)를 거치게 되는데, 보통 20msec 시간간격을 가지는 프레임으로 부호화를 하게 된다. 여기서 상기 전송속도(rate)는 9.6kbps(full rate), 4.8kbps(half rate), 2.4kbps(quarter rate), 1.2kbps(eighth rate)가 일반적이며, 상기 부호화과정에서는 보통 디지탈 데이터의 오류를 자동으로 정정할 수 있는 오류정정부호(Error Correcting Code)가 사용된다.The CDMA signal having various transmission rates is subjected to encoding in the mobile station (not shown), and is usually encoded in a frame having a 20 msec time interval. In this case, the rate is 9.6 kbps (full rate), 4.8 kbps (half rate), 2.4 kbps (quarter rate), 1.2 kbps (eighth rate). Error Correcting Code is used.
상기 고주파 수신부(21)는 상기 수신된 CDMA 신호를 하향 주파수 처리한 후 A/D 변환부(22)로 출력한다.The high frequency receiver 21 outputs the received CDMA signal to the A / D converter 22 after downlink frequency processing.
상기 CDMA 신호는 확산 스펙트럼 신호로 상기 A/D 변환부(22)에서 디지탈 신호로 변환되며, 의사코드 발생부(Pseudonoise Code Generator)(미도시)에서 제공하는 의사코드와 함께 PN 상관부(23)에서 상관처리를 거치게 된다.The CDMA signal is a spread spectrum signal and is converted into a digital signal by the A / D converter 22 and a PN correlator 23 together with a pseudo code provided by a pseudonoise code generator (not shown). Will be correlated.
여기서, 상기 CDMA 신호는 각각의 전송경로를 통하게 되는데, 상기 PN 상관부(23)는 각각의 수신경로를 통한 디지탈 신호와 상기 의사코드 발생부(미도시)로부터 제공되는 의사코드를 이용하여 직교 함수 심볼(Orthogonal Function Symbol)들을 발생한다.Here, the CDMA signal passes through each transmission path, and the PN correlator 23 uses an orthogonal function using a digital signal through each reception path and a pseudo code provided from the pseudo code generator (not shown). Generates Orthogonal Function Symbols.
상기 각각의 전송경로를 통한 직교 함수 심볼들은 FHT 변환 및 여파부(24)로 입력되어 소프트 디시젼 심볼(Soft Decision Symbol)로 변환된 후 디코더(25)에 제공된다.The orthogonal function symbols through the respective transmission paths are input to the FHT transform and filter unit 24, converted into soft decision symbols, and then provided to the decoder 25.
또한, 상기 FHT 변환 및 여파부(24)는 상기 각각의 전송경로를 통한 직교 함수 심볼들로부터 평균 수신전력을 결정하기 위해 상기 각각의 직교 함수 심볼들로부터 유추되는 각각의 수신전력을 평균전력 발생부(26)에 제공하게 된다.In addition, the FHT conversion and filter unit 24 is the average power generator for each received power inferred from the orthogonal function symbols to determine the average received power from the orthogonal function symbols over the respective transmission paths. It is provided to (26).
디코더(25)는 상기 FHT 변환 및 여파부(24)에서 제공된 소프트 디시젼 심볼을 수신하여 데이터 전송이 가능한 전송속도를 가지는 수신데이터 프레임에 대해 복호화를 수행하게 되며, 각각의 전송속도를 가지는 상기 수신데이터 프레임의 품질(Quality)을 나타내는 에러 정보(Error Metrics)를 외부루프 전력제어부(40)에 제공한다.The decoder 25 receives the soft decision symbol provided by the FHT conversion and filter unit 24 to decode a received data frame having a transmission rate at which data transmission is possible, and the reception having each transmission rate. Error metrics indicating the quality of the data frame are provided to the outer loop power controller 40.
이에 따라 상기 외부루프 전력제어부(40)는 이동국(미도시)의 전송전력 제어명령을 위한 전력제어 기준값을 비교기(27)에 출력하게 된다.Accordingly, the external loop power control unit 40 outputs a power control reference value for the transmission power control command of the mobile station (not shown) to the comparator 27.
또, 평균전력 발생부(26)는 상기 각각의 직교 함수 심볼들로부터 유추되는 각각의 수신전력을 모두 합산하여 이를 평균한 수신전력 평균값을 비교기(27)에 출력한다.In addition, the average power generator 26 adds all received powers inferred from the orthogonal function symbols and outputs the averaged received power average value to the comparator 27.
상기 비교기(27)는 상기 외부루프 전력제어부(40)의 출력인 전력제어 기준값과 상기 평균전력 발생부(26)의 출력인 수신전력 평균값을 서로 비교하여, 상기 전력제어 기준값에 대한 수신전력 평균값의 편차를 전력제어명령 발생부(28)에 제공한다.The comparator 27 compares the power control reference value, which is the output of the external loop power control unit 40, with the average received power, which is the output of the average power generation unit 26, to compare the received power average value with respect to the power control reference value. The deviation is provided to the power control command generation unit 28.
상기 전력제어명령 발생부(28)는 상기 제공된 편차에 따라 전송전력 증가명령 또는 전송전력 감소명령을 송신부(29)에 제공한다.The power control command generation unit 28 provides a transmission power increase command or a transmission power decrease command to the transmission unit 29 according to the provided deviation.
상기 송신부(29)는 사용자 데이터를 상향 주파수처리하여 상기 전력제어명령 발생부(28)에서 제공한 전송전력 증가/감소명령과 함께 송신안테나(30)를 통해 이동국(미도시)으로 송출한다.The transmitter 29 frequency-processes the user data and transmits the user data to the mobile station (not shown) through the transmission antenna 30 together with the transmission power increase / decrease command provided by the power control command generation unit 28.
이에 따라 이동국(미도시)은 상기 전송전력 증가/감소명령에 따라 전송전력을 조정하여 사용자 데이터를 송출한다.Accordingly, the mobile station (not shown) adjusts the transmission power according to the transmission power increase / decrease command and sends user data.
상기 도 2에서 평균전력 발생부(26)와 비교부(27)와 전력제어명령 발생부(28)를 통한 전력제어를 폐쇄루프 전력제어(Closed Loop Power Control)라고 하며, 이는 기지국이 이동국으로부터 수신한 신호의 전송속도에 따른 수신전력을 측정한 후 각 기지국별로 미리 설정되어 있는 전력제어 기준값과 비교하여 이에 따른 적절한 전력제어명령을 사용자 데이터와 함께 이동국으로 송출함으로써 상기 이동국이 전력제어명령에 따라 조절된 전송전력으로 신호를 송출하는 전력제어이다.In FIG. 2, power control through the average power generator 26, the comparator 27, and the power control command generator 28 is called closed loop power control, which is received by the base station from the mobile station. The mobile station adjusts according to the power control command by measuring the received power according to the transmission speed of one signal, and then sending the appropriate power control command along with user data to the mobile station by comparing it with the power control reference value preset for each base station. It is a power control to send a signal with the transmitted power.
여기서, 상기 폐쇄루프 전력제어를 수행함에 있어서, 이동국의 이동속도, 이동국의 주위환경 등의 여러 가지 파라미터에 따라 각 이동국 별로 상이한 전력제어 기준값을 설정하게 되는데, 기지제어국이 외부루프 전력제어부(40)를 통해 수신된 상기 이동국으로부터의 신호의 프레임 에러율에 따라 전력제어 기준값을 적절하게 조절한다. 이와 같은 전력제어를 외부루프 전력제어(Outer Loop Power Control)라고 한다Here, in performing the closed loop power control, a different power control reference value is set for each mobile station according to various parameters such as the moving speed of the mobile station and the surrounding environment of the mobile station. The power control reference value is appropriately adjusted according to the frame error rate of the signal received from the mobile station. Such power control is called outer loop power control.
그러나, 종래 기술에서는 전력제어 기준값을 설정함에 있어서 셀 반경을 고려하기 않았다. 따라서, 이동국이 임의의 기지국에 인접한 다른 기지국으로 호 절환될 때, 상기 외부루프 전력제어에서는 동일한 셀 반경을 가지는 기지국사이를 이동하는 경우에 대해서만 적용할 수 있도록 이동국을 수용하는 모든 기지국에 똑같은 전력제어 기준값이 설정되도록 하였다.However, the prior art does not consider the cell radius in setting the power control reference value. Therefore, when the mobile station is switched to another base station adjacent to a certain base station, the same power control is applied to all base stations accommodating the mobile station so that the outer loop power control can be applied only when the base station has the same cell radius. The reference value was set.
이에 따라 다양한 셀 반경을 가지는 최근 CDMA 방식의 통신 시스템에서, 이동국이 서로 다른 셀 반경을 가지는 기지국으로 호 절환할 경우에는 불필요하게 많은 송신전력을 사용한다거나 너무 적은 수신전력을 사용하게 되는 문제점이 생기게 된다.Accordingly, in a recent CDMA communication system having various cell radii, when a mobile station switches to a base station having a different cell radii, a problem arises in that it uses unnecessarily high transmit power or uses too little receive power. .
좀더 구체적으로 설명하면, 일반적으로 전력제어 기준값은 셀 반경과 연관이 크다. 즉, 셀 반경이 큰 기지국에서는 전력제어 기준값이 높아야 하고, 셀 반경이 작은 기지국에서는 전력제어 기준값이 낮아지게 된다.More specifically, the power control reference value is generally related to the cell radius. That is, the base station with a large cell radius should have a high power control reference value, and the base station with a small cell radius will have a low power control reference value.
만약, 셀 반경이 큰 기지국에서 셀 반경이 작은 기지국으로 한 이동국이 호 절환되는 경우에 셀 반경이 큰 기지국에서 사용하는 전력제어 기준값을 그대로 셀 반경이 작은 기지국에서 사용하게 된다면, 상기 이동국은 불필요하게 많은 송신전력으로 신호를 송신하게 되므로 다른 이동국에 대해 간섭(Interference)이나 원근효과(Near-Fer Effect)를 일으키는 결과를 초래할 뿐만 아니라 전체 시스템 용량의 감소, 이동국의 과다 전력소모 등의 문제가 발생하게 된다.If a mobile station is switched from a base station with a large cell radius to a base station with a small cell radius, if the power control reference value used by the base station with a large cell radius is used in the base station with a small cell radius, the mobile station is unnecessary. Since the signal is transmitted with a large amount of transmission power, not only does it cause interference or near-ferr effect to other mobile stations, but it also causes problems such as reduced overall system capacity and excessive power consumption of the mobile station. do.
반면, 셀 반경이 작은 기지국에서 셀 반경이 큰 기지국으로 호 절환되는 경우에 셀 반경이 작은 기지국에서 사용하는 전력제어 기준값을 그대로 셀 반경이 큰 기지국에서 사용하게 된다면, 상기 이동국의 신호송신이 가능한 기준 전송전력보다 낮아지게 되므로 호절단 현상, 송수신 음질저하, 그 밖에 전송데이터 유실과 같은 시스템 성능저하를 초래하게 된다.On the other hand, when a base station with a small cell radius is switched from a base station with a small cell radius to a base station with a large cell radius, if the power control reference value used by the base station with a small cell radius is used by the base station with a large cell radius, the mobile station can transmit a signal. Since it is lower than the transmission power, it causes system performance such as call cutting phenomenon, transmission / reception sound quality loss, and transmission data loss.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 셀 반경이 서로 다른 두 기지국 사이에서 이동국이 호 절환될 때, 상기 이동국이 적절한 전송전력을 사용하여 신호전송을 할 수 있도록 제어하는 전력제어 기준값을 각 기지국의 셀 반경에 따라 가변적으로 설정함으로써, 호 절환하고자 하는 인접 셀 영역에 알맞은 전송전력으로 신속하게 전환될 수 있도록 하여, 호 절환 직후 발생할 수 있는 호절단, 간섭 등의 통신 시스템의 성능저하를 초래하는 여러 가지 현상이 제거된 최적의 통신환경하에서 통신이 이루어지도록 하는 전력제어방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve such a problem, and when the mobile station is switched between two base stations with different cell radius, the power control reference value for controlling the mobile station to transmit a signal using the appropriate transmission power Is variable according to the cell radius of each base station, so that it can be quickly switched to the appropriate transmission power for the adjacent cell area to be switched, and performance degradation of communication system such as call cutting and interference that can occur immediately after call switching. It is an object of the present invention to provide a power control method for communication in an optimal communication environment in which various phenomena causing the problem are eliminated.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 이동국이 통화중에 가입 기지국의 자기 셀(Cell)내에서 또다른 인접 셀로 호 절환됨에 따른 전력제어에 있어서, 상기 이동국이 속한 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 미리 설정된 전력제어 기준값을 비교하는 단계와, 상기 자기 셀의 기존 전력제어 기준값을 인접 셀의 전력제어 기준값으로 전환하는 단계와, 상기 전환된 전력제어 기준값에 따라 상기 이동국에 전송전력 전환을 위한 제어명령을 계속 송출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object in the power control as the mobile station is switched to another adjacent cell in the cell of the subscribing base station during the call, the average value of the received power of the self-cell belonging to the mobile station and the adjacent cell Comparing a preset power control reference value, converting an existing power control reference value of the own cell into a power control reference value of an adjacent cell, and controlling a command for switching transmission power to the mobile station according to the converted power control reference value It characterized in that the step consisting of continuing to send.
바람직하게는 이동국의 호 절환되는 지점이 상기 자기 셀과 상기 인접 셀에 끊임없이 발신되며 변조되지 않은 직접 시퀀스신호인 순방향 링크의 파일럿 신호의 세기를 비교함으로써 결정되며, 자기 셀과 인접 셀에 대해 각각의 전력제어 기준값이 상기 자기 셀과 인접 셀의 셀 반경에 따라 기지제어국에 의해 각각 가변적으로 설정된다.Preferably, the call-switching point of the mobile station is determined by comparing the strengths of the pilot signals of the forward link, which are constantly transmitted to the magnetic cell and the adjacent cell and are unmodulated direct sequence signals, for each of the magnetic and neighbor cells. The power control reference value is variably set by the known control station according to the cell radiuses of the magnetic cell and the adjacent cell.
본 발명에 있어서 또 하나의 특징은, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값을 비교하여, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값과 상기 인접 셀의 전력제어 기준값이 동일한 경우 전송전력유지 제어명령을 계속 송출하여 상기 이동국이 동일한 전송전력 유지하도록 하고, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값이 상기 인접 셀의 전력제어 기준값보다 초과하는 경우 전송전력감소 제어명령을 계속 송출하여 상기 이동국이 전송전력을 감소하도록 하고, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값이 상기 인접 셀의 전력제어 기준값보다 미만인 경우 전송전력증가 제어명령을 계속 송출하여 상기 이동국이 전송전력을 증가하도록 하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, the transmission power maintenance control is performed when the average received power value of the magnetic cell is compared with the power control reference value of the neighbor cell, and the received power average value of the magnetic cell is the same as the power control reference value of the neighbor cell. The mobile station maintains the same transmission power by continuously transmitting a command, and when the average value of the received power of the own cell exceeds the power control reference value of the adjacent cell, the mobile station decreases the transmission power by continuously transmitting a transmission power reduction control command. If the average value of the received power of the own cell is less than the power control reference value of the adjacent cell, the mobile station increases the transmit power by continuously transmitting a transmit power increase control command.
도 1은 CDMA 방식을 이용하는 통신시스템의 일부 구성을 나타낸 도면.1 is a diagram showing a part of a configuration of a communication system using a CDMA scheme.
도 2는 CDMA 방식을 이용하는 통신 시스템에서 전력제어를 위한 송수신장치의 블록구성도.2 is a block diagram of a transceiver for power control in a communication system using a CDMA scheme.
도 3은 본 발명에 따른 이동국의 호 절환시 전력제어방법을 나타낸 플로우챠트.3 is a flowchart illustrating a power control method for call switching of a mobile station according to the present invention;
도 4는 이동국이 셀 반경이 동일한 기지국 사이에서 호 절환되는 경우를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches between base stations having the same cell radius.
도 5는 이동국이 셀 반경이 큰 가입 기지국에서 셀 반경이 작은 대국 기지국으로 호 절환되는 경우를 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches from a base station with a large cell radius to a large base station with a small cell radius.
도 6은 이동국이 셀 반경이 작은 가입 기지국에서 셀 반경이 큰 대국 기지국으로 호 절환되는 경우를 나타낸 도면.6 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches from a base station with a small cell radius to a base station with a large cell radius.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
24 : FHT 변환 및 여파부 26 : 평균전력 발생부24: FHT conversion and filter unit 26: average power generation unit
27 : 비교부 28 : 전력제어명령 발생부27: comparison unit 28: power control command generation unit
40 : 외부루프 전력제어부40: external loop power control unit
60,62,70,72,80,82 : 기지국60,62,70,72,80,82: base station
이하, 본 발명에 따른 다양한 셀 반경을 가지는 CDMA 통신시스템에서의 전력제어방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a power control method in a CDMA communication system having various cell radii according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 인접하는 두 기지국 사이에서 호 절환될 때 사용하는 전력제어방법에 관한 것으로, CDMA 방식을 이용하는 셀룰러 이동통신 시스템이 개인휴대통신시스템(PCS)과 차세대 공중 이동통신 시스템(IMT2000 : International Mobile Telecommunications-2000)으로 발전하면서 반경이 다양한 수많은 셀들이 혼재하게 된다.The present invention relates to a power control method used when a call is exchanged between two adjacent base stations, wherein a cellular mobile communication system using a CDMA method is a personal mobile communication system (PCS) and a next generation public mobile communication system (IMT2000). -2000), numerous cells of various radiuses are mixed.
여기서, 상기 셀들은 셀 반경이 35km이상인 외부 메가셀(Outdoor Megacell), 셀 반경이 1km에서 35km인 외부 매크로셀(Outdoor Macrocell), 셀 반경이 1km이하인 내부/외부 마이크로셀(Indoor/Outdoor Microcell), 셀 반경이 50m이하인 내부/외부 피코셀(Indoor/Outdoor Picocell)등이 존재하게 된다.Herein, the cells include an outer megacell having a cell radius of 35 km or more, an outer macrocell having a cell radius of 1 km to 35 km, an inner / outdoor microcell having a cell radius of 1 km or less, Internal / outdoor picocells with a cell radius of 50 m or less will be present.
이와 같은 다양한 셀 반경을 가지는 기지국을 이동국이 이동하는 경우에, 최대의 용량과 최적의 성능을 얻기 위해서는 호 절환과 앞에서 설명된 외부루프 전력제어 또는 폐쇄루프 전력제어가 적절하게 수행되어야 한다.When a mobile station moves a base station having such various cell radii, call switching and external loop power control or closed loop power control described above should be appropriately performed to obtain maximum capacity and optimal performance.
기지제어국은 셀 반경에 따라 각 기지국을 분류하여, 분류된 각 기지국별로 서로 다른 전력제어 기준값을 설정하게 되는데, 표 1은 이같은 기지국 셀 반경에 따른 전력제어 기준값을 나타낸 것이다.The base station classifies each base station according to a cell radius and sets different power control reference values for each classified base station. Table 1 shows power control reference values according to the base station cell radius.
상기 전력제어 기준값은 이동국이 호 절환되는 지점에 있을 때, 각 기지국이 상기 이동국으로부터 수신하는 수신전력의 평균값으로 결정된다.The power control reference value is determined as the average value of the received power that each base station receives from the mobile station when the mobile station is at the point of call transfer.
도 3은 본 발명에 따른 이동국의 호 절환시 전력제어방법을 나타낸 플로우챠트로써, 도 2에서 설명된 외부루프 전력제어 및 폐쇄루프 전력제어를 본 발명에 적용한 전력제어방법이다.FIG. 3 is a flowchart illustrating a power control method for call switching of a mobile station according to the present invention, wherein the external loop power control and the closed loop power control described in FIG. 2 are applied to the present invention.
도 3을 참조하여 상세히 설명하면, 이동국이 통화중에 있고 상기 이동국이 가입 기지국(Local Basestation)의 자기 셀에서 대국 기지국(Remote Basestation)의 인접셀로 호 절환(Handoff)이 된다.(S1)Referring to FIG. 3, the mobile station is busy and the mobile station is handoffed from its own cell of the local base station to the neighbor cell of the remote base station (S1).
상기 호 절환되는 지점은 상기 가입 기지국과 대국 기지국에서 끊임없이 발신되며 변조되지 않은 직접 시퀀스신호인 순방향 링크(forward link)의 파일럿신호(Pilot Signal)의 세기를 비교함으로써 결정된다.The call switching point is determined by comparing the strengths of the pilot signals of the forward link, which are continuously transmitted from the subscribing base station and the base station, and are unmodulated direct sequence signals.
이 때, 상기 가입 기지국과 대국 기지국의 외부루프 전력제어를 담당하는 기지제어국은 상기 호 절환 지점에서 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값을 비교하게 된다.(S2)At this time, the base station in charge of external loop power control of the base station and the base station compares the average value of the received power of the own cell with the power control reference value of the neighbor cell at the call switching point (S2).
만약, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값이 동일하다면,(S3) 상기 기지제어국은 상기 이동국이 자기 셀에서의 전송전력과 동일한 전력을 사용하여 신호를 전송할 수 있도록 상기 이동국에 대해 자기 셀의 전력제어 기준값을 유지하여 외부루프 전력제어를 수행한다. (S5)If the average received power value of the own cell and the power control reference value of the neighboring cell are the same (S3), the base station can transmit the signal using the same power as the transmit power in the own cell. The external loop power control is performed by maintaining the power control reference value of the self cell. (S5)
결국, 대국 기지국을 통해 동일 전송전력을 유지하도록 하는 제어명령을 상기 이동국에 송출한다.(S8)As a result, a control command is transmitted to the mobile station to maintain the same transmission power through the base station.
그러나, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값과 인접 셀의 전력제어 기준값이 상이하다면,(S4) 기지제어국은 호 절환되는 이동국에 대해 증가 또는 감소된 전력제어 기준값부터 외부루프 전력제어를 시작하게 된다.(S6,S7)However, if the average received power value of the own cell and the power control reference value of the adjacent cell are different (S4), the known control station starts the outer loop power control from the increased or decreased power control reference value for the switched mobile station. (S6, S7)
만약 상기 자기 셀의 수신전력 평균값이 인접 셀의 전력제어 기준값보다 작다면, 기지제어국은 상기 이동국이 전송전력을 증가하여 신호를 전송할 수 있도록 가입 기지국을 통해 전송전력증가 제어명령을 계속 송출하게 한다.(S9)If the average received power value of the own cell is smaller than the power control reference value of the neighboring cell, the base station causes the mobile station to continue to transmit a transmit power increase control command through the subscribing base station so that the mobile station can increase the transmit power and transmit a signal. (S9)
이는, 상기 기지제어국이 가입 기지국의 전력제어를 수행함에 있어서, 인접 셀의 전력제어 기준값으로 증가된 전력제어 기준값부터 외부루프 전력제어를 시작함으로써 실현된다.(S6)This is realized by starting the external loop power control from the power control reference value increased to the power control reference value of the adjacent cell when the base station performs power control of the subscribing base station.
그러나, 상기 자기 셀의 수신전력 평균값이 인접 셀의 전력제어 기준값보다 크다면, 기지제어국은 상기 이동국이 전송전력을 감소하여 신호를 전송할 수 있도록 가입 기지국을 통해 전송전력감소 제어명령을 계속 송출하게 한다.(S10)However, if the average received power value of the own cell is larger than the power control reference value of the neighboring cell, the base station continues to issue a transmit power reduction control command through the subscribing base station so that the mobile station can transmit a signal by reducing the transmit power. (S10)
이는, 상기 기지제어국이 가입 기지국의 전력제어를 수행함에 있어서, 인접 셀의 전력제어 기준값으로 감소된 전력제어 기준값부터 외부루프 전력제어를 시작함으로써 실현된다.(S7)This is realized by starting the external loop power control from the power control reference value reduced to the power control reference value of the adjacent cell when the base station performs power control of the subscribing base station.
도 4, 도 5, 도 6은 이동국이 가입 기지국의 자기 셀에서 대국 기지국의 인접 셀로 호 절환되는 경우를 나타낸 예이다.4, 5, and 6 are examples of a case where the mobile station switches from its own cell of the subscribing base station to an adjacent cell of the base station.
도 4는 이동국이 셀 반경이 동일한 기지국 사이에서 호 절환되는 경우를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches between base stations having the same cell radius.
도 4에서와 같이 동일한 셀 반경을 가지는 두 기지국(60,62)이 있을 때, 가입 기지국(60)의 자기 셀에서 통화를 개시한 이동국(미도시)이 계속 통화중에 대국 기지국(62)의 인접 셀로 이동하고 있다면, 상기 두 셀이 중첩되는 영역의 중심지점(50B)에서 호 절환이 발생하게 된다.When there are two base stations 60, 62 having the same cell radius as shown in Fig. 4, the mobile station (not shown) that initiated the call in its own cell of the subscribing base station 60 continues to talk to the neighboring base station 62 during the call. If moving to a cell, call switching occurs at the center point 50B of the region where the two cells overlap.
이에 따라, 기지제어국(미도시)은 호 절환 지점에서의 가입 기지국(60)의 수신전력 평균값과 상기 대국 기지국(62)의 전력제어 기준값(T1)을 비교하게 되는데, 도 4와 같이 셀 반경이 동일한 셀간의 호 절환시에는 상기 대국 기지국(62)에서 상기 가입 기지국(60)에서와 똑같은 전송전력으로 상기 이동국(미도시)이 신호를 송수신할 수 있기 때문에 상기 기지제어국(미도시)은 상기 가입 기지국(60)과 상기 대국 기지국(62)에 대한 전력제어 기준값(T1)을 똑같이 사용하게 된다.Accordingly, the base station (not shown) compares the average value of the received power of the base station 60 at the call switching point with the power control reference value T1 of the base station 62, as shown in FIG. In the call switching between the same cells, since the mobile station (not shown) can transmit and receive signals with the same transmission power as that of the subsidiary base station 60, the base station 62 (not shown) The power control reference value T1 for the subscribing base station 60 and the power base station 62 is equally used.
결국 상기 이동국(미도시)이 상기 대국 기지국(62)으로 호 절환이 되어도 상기 기지제어국(미도시)은 전력제어 기준값(T1)을 그대로 유지하여 외부루프 전력제어를 수행함으로써, 상기 이동국(미도시)이 인접 셀에서도 동일한 전송전력을 사용하여 신호를 전송할 수 있도록 한다.Eventually, even when the mobile station (not shown) is switched to the base station 62, the base station (not shown) maintains the power control reference value T1 and performs external loop power control, thereby allowing the mobile station (not shown). In this case, the neighboring cell can transmit the signal using the same transmission power.
도 5는 이동국이 셀 반경이 큰 기지국에서 셀 반경이 작은 기지국으로 호 절환되는 경우를 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches from a base station having a large cell radius to a base station having a small cell radius.
도 5는 셀 반경이 큰 가입 기지국(70)에서 셀 반경이 보다 작은 대국 기지국(72)으로 이동국(미도시)이 호 절환됨에 따른 전력제어의 한 예를 나타낸 것으로, 상기 이동국(미도시)이 호 절환되는 지점은 상기 가입 기지국(70)과 대국 기지국(72)에서 끊임없이 발신되며 변조되지 않은 직접 시퀀스신호인 순방향 링크의 파일럿신호의 세기를 비교하여 결정되므로, 상기 가입 기지국(70)과 대국 기지국(72)이 중첩되는 영역의 중심지점에서 셀 반경이 작은 대국 기지국(72)에 더 가깝운 지점(74B)에서 호 절환된다.FIG. 5 shows an example of power control as a mobile station (not shown) is switched from a subsidiary base station 70 having a large cell radius to a base station 72 having a smaller cell radius. Since the call switching point is determined by comparing the strength of the pilot signal of the forward link, which is continuously transmitted from the base station 70 and the base station 72 and is an unmodulated direct sequence signal, the base station 70 and the base station The call is switched at a point 74B closer to the power station 72 with a smaller cell radius at the center point of the region where 72 overlaps.
이에 따라, 기지제어국(미도시)은 호 절환 지점(74B)에서의 가입 기지국(70)의 수신전력 평균값과 상기 대국 기지국(72)의 전력제어 기준값(T3)을 비교하게 되는데, 도 5와 같이 셀 반경이 큰 가입 기지국(70)의 수신전력 평균값은 대국 기지국(72)의 전력제어 기준값(T3)보다 크게 된다.Accordingly, the base station (not shown) compares the average received power of the base station 70 at the call switching point 74B with the power control reference value T3 of the base station 72. Similarly, the average value of the received power of the base station 70 with a large cell radius is larger than the power control reference value T3 of the base station 72.
이 때, 기지제어국은 이동국(미도시)이 상기 대국 기지국(72)에서 사용하는 전송전력으로 전환하는 시간(Time Constant)을 줄이기 위해 상기 가입 기지국(70)의 외부루프 전력제어를 위한 전력제어 기준값(T2)을 상기 대국 기지국(72)의 전력제어 기준값(T3)으로 신속하게 감소시키게 된다.At this time, the base station is a power control for the external loop power control of the base station 70 in order to reduce the time constant for the mobile station (not shown) to switch to the transmission power used by the base station 72 The reference value T2 is rapidly reduced to the power control reference value T3 of the power base station 72.
결국 상기 기지제어국(미도시)은 상기 큰 가입 셀에서 작은 인접 셀로 호 절환되는 이동국(미도시)에 대해 상기 가입 기지국(70)을 통한 전력제어 기준값(T2)을 인접 셀의 전력제어 기준값(T3)으로 감소시켜 외부루프 전력제어를 시작하고, 가입 기지국(70)을 통해 상기 이동국의 전송전력을 감소하기 위한 제어명령을 상기 이동국(미도시)으로 계속 송출한다.As a result, the base station (not shown) transmits a power control reference value T2 through the subscribing base station 70 to the mobile station (not shown) that is switched from the large subscribing cell to the small neighbor cell. T3) to start external loop power control, and continue to send control commands to the mobile station (not shown) for reducing the transmit power of the mobile station through the subscribing base station 70.
도 6은 이동국이 셀 반경이 작은 기지국에서 셀 반경이 큰 기지국으로 호 절환되는 경우를 나타낸 도면이다.6 is a diagram illustrating a case where a mobile station switches from a base station having a small cell radius to a base station having a large cell radius.
도 6는 셀 반경이 작은 가입 기지국(80)에서 셀 반경이 보다 큰 대국 기지국(82)으로 이동국(미도시)이 호 절환됨에 따른 전력제어의 한 예를 나타낸 것으로, 상기 이동국(미도시)이 호 절환되는 지점은 상기 가입 기지국(80)과 대국 기지국(82)에서 끊임없이 발신되며 변조되지 않은 직접 시퀀스신호인 순방향 링크의 파일럿신호의 세기를 비교하여 결정되므로, 상기 가입 기지국(80)과 대국 기지국(82)이 중첩되는 영역의 중심지점에서 셀 반경이 작은 가입 기지국(80)에 더 가깝운 지점(84B)에서 호 절환된다.FIG. 6 shows an example of power control as a mobile station (not shown) is switched from a subsidiary base station 80 having a small cell radius to a base station 82 having a larger cell radius. Since the call switching point is determined by comparing the strength of the pilot signal of the forward link, which is continuously transmitted from the base station 80 and the base station 82 and is an unmodulated direct sequence signal, the base station 80 and the base station The call is switched at a point 84B closer to the subscribing base station 80 with a smaller cell radius at the center point of the region where 82 is overlapped.
이에 따라, 기지제어국(미도시)은 호 절환 지점(84B)에서의 가입 기지국(80)의 수신전력 평균값과 상기 대국 기지국(82)의 전력제어 기준값(T5)을 비교하게 되는데, 도 5와 같이 셀 반경이 작은 가입 기지국(80)의 수신전력 평균값은 대국 기지국(82)의 전력제어 기준값보다 작게 된다.Accordingly, the base station (not shown) compares the average value of the received power of the subscribing base station 80 at the call switching point 84B with the power control reference value T5 of the base station 82. Likewise, the average received power of the base station 80 having a small cell radius is smaller than the power control reference value of the base station 82.
이 때, 기지제어국(미도시)은 이동국(미도시)이 상기 대국 기지국(82)에서 사용하는 전송전력으로 전환하는 시간(Time Constant)을 줄이기 위해 상기 가입 기지국(80)의 외부루프 전력제어를 위한 전력제어 기준값(T4)을 상기 대국 기지국(82)의 전력제어 기준값(T5)으로 신속하게 증가시키게 된다.At this time, the base station (not shown) controls the external loop power of the subscriber station (80) in order to reduce the time constant for the mobile station (not shown) to switch to the transmission power used by the base station 82. The power control reference value T4 for is rapidly increased to the power control reference value T5 of the base station 82.
결국 상기 기지제어국(미도시)은 상기 작은 가입 셀에서 큰 인접 셀로 호 절환되는 이동국(미도시)에 대해 상기 가입 기지국(80)을 통한 전력제어 기준값(T4)을 인접 셀의 전력제어 기준값(T5)으로 증가시켜 외부루프 전력제어를 시작하고, 가입 기지국(80)을 통해 상기 이동국의 전송전력을 증가하기 위한 제어명령을 상기 이동국으로 계속 송출한다.As a result, the base station (not shown) transmits the power control reference value T4 through the subscribing base station 80 to the mobile station (not shown) that is switched from the small subscribing cell to the large neighbor cell. T5) to start the external loop power control, and continue to send control commands to the mobile station to increase the transmission power of the mobile station through the subscribing base station 80.
본 발명은 셀 반경이 서로 다른 두 기지국 사이에서 이동국이 호 절환될 때, 상기 이동국이 호 절환되는 인접 셀에서도 적절한 전송전력을 사용하여 신호전송을 할 수 있도록 기지제어국에서 외부루프 전력제어에 사용되는 자기 셀의 전력제어 기준값을 인접 셀의 전력제어 기준값으로 신속하게 전환함으로써, 호 절환 직후 발생할 수 있는 호절단, 간섭 등의 통신 시스템의 성능저하를 초래하는 여러 가지 현상들이 제거되는 효과가 있다.The present invention is used for external loop power control in a base station so that when a mobile station is switched between two base stations having different cell radii, the mobile station can transmit a signal using an appropriate transmission power even in an adjacent cell to which the mobile station is switched. By quickly converting the power control reference value of the self cell to the power control reference value of the neighboring cell, various phenomena that cause performance degradation of a communication system such as call disconnection and interference, which may occur immediately after call switching, are eliminated.
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