KR100216237B1 - 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법 - Google Patents

Abstract

파워 콘트롤의 에러에 기인하는 통화단절을 줄이기 위한 휴대용 통신 단말기의 파원 콘트롤 방법이 개시된다. 개시된 파워 콘트롤 방법에 따르면, 기지국으로부터 수신된 슬롯의 파워 콘트롤 비트에 에러가 발생된 경우 에러가 발생하지 않은 이전 슬롯내의 파워 콘트롤 비트들을 통해 에러가 발생된 파워 콘트를 비트의 데이터를 추정하고 그 추정된 파워 콘트롤 비트에 따라 전송할 파워를 결정함을 특징으로 한다.

Description

휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법

제1도는 통상적인 휴대용 통신 단말기의 회로 블록도.

제2도는 종래방법의 일반적인 파워 콘트롤 플로워 챠트.

제3도는 본 발명에 따른 파워 콘트롤 제어의 추정기법을 설명하기 위해 제시된 도면.

제4도는 본 발명에 따른 추정기법을 이용한 파원 콘트롤의 플로우 챠트.

본 발명의 셀룰러 폰등과 같은 휴대용 통신 단말기에 관한 것으로, 특히 통화시의 갑작스런 통화단절을 줄일 수 있는 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 셀룰러 폰등과 같은 휴대용 통신 단말기는 사용자에게 양방향의 이동 무선통신의 수행을 제공한다. 상기 휴대용 통신 단말기가 피호출측과 통신을 수행할 수 있도록 하기 위해, 이동통신 기지국(Base Station)은 코드분할 다중억세스(CDMA)대역확산 통신신호등을 사용하는 셀 사이트(Cell Site)를 통하여 상기 휴대용 통신 단말기와는 고주파(RF)무선통신을 수행한다. 상기 기지국 또한 휴대용 통신 단말기의 사용자와 유선 가입자간의 통화연결을 위해 공중전화망(PSTN)과도 연결되어 있다. 예를들어, 상기 휴대용 통신 단말기의 사용자가 어떤 사무소에 있는 피호출자와 통화를 시도시 상기 사용자가 피호출자의 사무소에 설치된 전화번호를 상기 휴대용 통신 단말기에 존재하는 키패드를 통해 디지트하면 상기 휴대용 통신 단말기와 상기 기지국간의 설정된 동작에 의해 다이알링이 수행되는 것이다. 그리고 상기 피호출자가 통화중이 아닌 경우에 훅크오프를 하면 통화로의 형성이 되어 쌍방의 통화수행이 이루어지는 것이다.

이와 같은 다이알링 및 통화의 수행동작이 원활히 이루어지기 위해서는 상기 기지국과 단말기간의 고주파(RF)무선통신 신호에 대한 파워 콘트롤이 제대로 수행되어야 한다. 즉, CDMA방식등을 이용한 이동통신에서는 하나의 기지국과 다수의 단말기가 동시에 통신을 할 수 있어야 하고 각 단말기는 자유롭게 이동할 수 있어야 하므로 파워 스트렝쓰의 원근문제(near-far problem)가 필연적으로 발생한다. 따라서, 이를 해결하기 위한 것이 파워 콘트롤이다. 일반적으로 알려진 파워 콘트롤 기법 중 폐루프 파워 콘트롤(ciosed loop Power Control)은 기지국에서 보내는 파워 콘트롤 비트(Power Control Bit)에 따라 단말기의 파워를 제어하는 방식이다. 그러나, 파워 콘트롤 비트의 수신 에러발생시에는 파워 콘트롤이 제대로 되지 않으므로 통화단절의 문제를 종종 유발하게 되는데, 이에 대한 것은 휴대용 통신 단말기의 구조를 먼저 설명한 후 종래의 파워 콘트롤의 프로시져를 통해 이하에서 보다 구체적으로 설명된다.

제1도를 참조하면, 통상적인 휴대용 통신 단말기의 회로 블록도가 나타나 있다.제1도에서, 송수신 무선 주파수는 하나의 안테나를 통해 입출력된다. 이를 위해 듀플렉싱기능을 수행하는 듀플렉서(도시되지 아니함)는 상기 안테나와 송, 수신기 4, 2간에 설치된다. 상기 수신기 2는 상기 듀플렉서를 통해 수신되는 고주파 신호를 저주파 신호롤 변환하여 제어부 10에 제공한다. 송신기 4는 저주파의 송신할 신호를 상기 제어부 10로부터 수신하고 이를 고주파 신호로 변환처리하여 상기 듀플렉서를 통해 안테나로 출력한다. 상기 제어부 10는 상기 송, 수신기 4, 2와, 키패드 8, 메모리 16, 및 디스플레이부 6와 연결되어 호의 통화를 위한 베이스밴드 신호의 처리 및 휴대용 통신기기의 제반동작을 제어한다. 스피커 14는 상기 제어부 10에서 제공되는 신호를 가청음성 신호로서 출력하는 기능을 하며, 마이크 12는 사용자의 음성을 전기적 신호로 변환하여 상기 제어부 10내의 아나로그 대 디지탈 변환부에 제공하는 역할을 한다. 상기 메모리 16는 통상의 롬, 램, 및 EEPROM으로 이루어져 있으며, 프로그램 및 데이타를 목적에 맞게 영구적으로 또는 일시적으로 저장을 행하는 역할을 한다. 텐키 및 기능 키를 다수로 가지는 키패드 8와 통상의 액정판넬로 구성된 디스플레이부 6는 사용자 인터페이스를 통해 상기 제어부 10와 연결되어 각기 키 입력기능 및 디스플레이 기능을 수행한다. 또한, 인가된 사용자만의 통화허용을 위해 가입자 식별 모듈(SIM) 18이 상기 제어부 10와 연결될 수 있다. 상기 제어부 10는 파워 콘트롤을 수행하기 위해, 제2도와 같은 플로우를 수행한다.

제2도는 종래의 파워 콘트롤의 수행제어 흐름도로서, 상기 제1도의 제어부 10에 의해 수행된다. 제101단게에서는 제98단계를 통해 단말기로 수신된 슬롯(slot)의 파워 콘트롤 비트에 에러가 발생하였는지의 여부가 판단된다. 정상수신 즉, 수신에러가 발생하지 않은 경우 제102단계의 파워 콘트롤 비트의 검출동작을 수행한 후 제103단계에서 다음 전송할 슬롯의 파워가 결정되어진다. 이러한 동자들이 상기한 페루프 파워 콘트롤(closed loop Power Control)방식의 기본이 된다. 단말기에서 제1도의 송신기 4를 통해 최종적으로 전송되는 파워는 제104단계에서 상기의 페루프 콘트롤롸 오픈루프 콘트롤된 결과와 합하여져 결정되어, 제105단계의 슬롯전송을 통해 출력된다. 그런데, 상기 파워 콘트롤 비트는 기지국에서 상관코딩(convolutional coding)된 데이터와 1.25㎳ 마다 멀티플렉싱(multipexing)되어 전송되므로, 상기 단말기에서는 수신에러의 유무만을 판단할 수 있을 뿐 에러정정은 할 수 없다. 따라서, 상기 단말기에서는 수신된 슬롯에서 파워 콘트롤 비트의 에러가 발생한 경우 제2도의 제99단계를 수행하여 그 당시에 수신된 정보를 무시하고 오픈루프(open loop)파워 콘트롤만에 의한 최종 파워를 전송할 파워로서 결정하게 된다. 이에 따라 요구되는 파워보다 단말기의 출력파워가 작은 경우에는 기지국과의 통화연결이 중단될 수 있으며, 그 반대의 경우에는 타의 단말기의 통화에 영향을 주어 다른 단말기의 통화를 중단 시킬 수 있다.

따라서, 종래에는 제2도와 같은 파워 콘트롤을 수행하기 때문에 페이딩 현상이나 취약한 필드 스트렝쓰에 의해 파워 콘트롤 비트의 에러가 발생한 경우에 통화시의 갑작스런 통화단절을 유발할 확률이 높아 통화의 품질 및 서비스를 저하시키는 문제점이 있게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 통화시의 갑작스런 통화단절을 줄일 수 있는 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통신 프로토콜이나 기지국의 제어방식을 변경함이 없이단말기에의 파워 콘트롤의 변경만으로 개선된 파워 콘트롤 동작을 수행 할 수 있는 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 통화단절을 유발할 확률을 줄여 통화의 품질 및 서비스를 개선할 수 있는 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 파워 콘트롤 방법은 단계적으로, 미리 설정된 타임구간마다 파워 콘트롤 정보에 대한 항목(field)을 포함하는 데이터를 수신하는 제1단계와, 상기 수신된 파워 콘트롤 정보에 에러가 발생하였는가를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 에러의 발생시 미리 설정된 개수(K개)의 이전 파워 콘트롤 정보에 기초하여 현재 수신된 파워 콘트롤 정보를 추정하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 추정된 파워 콘트롤 정보를 기초로 전송할 파워를 저절하는 제4단계로 이루어진다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파워 콘트롤 방법이 첨부된 도면과 함께 설명될 것이다. 다음의 설명에서는 본 발명의 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 특정한 상세들이 예를들어 한정되고 자세하게 설명된다. 그러나, 당해 기술분야에 통상의 지식을 가잔 자들에게 있어서는 본 발명이 이러한 상세한 항목들이 없이도 상기한 설명에 의해서도 실시될 수 있을 것이다. 또한, 본 분야에 잘 알려진 휴대용 통신기기의 기본적 기능 및 세부적 통화수행의 동작은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위해 상세히 설명되지 않는다.

이하의 설명에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예가 예를들어 한정되고 첨부된 도면을 위주로 예를들어 설명될 것이다.

제4도에는 본 발명에 따른 파워 콘트롤의 동작 제어흐름도가 나타나 있다. 제4도의 각 단계들은 상기 제1도의 제어부 10에 의해 샐행되며, 이를 위해서는 롬등의 메모리에 프로그래밍 언어로 짜여진 실행 프로그램이 라이팅되어 있게 된다. 제4도에서의 핵심적 요지는 제2도의 제101단계와 제99단계간에 추정 기법을 삽입한 것이다. 즉, 단말기가 슬롯을 받을 때 파워 콘트롤 비트에 에러가 발생한 경우 이전의 파워 콘트롤 비트들을 통해 에러가 일어난 파워 콘트롤 비트를 추정(estimation)하여 페루프 파워 콘트롤에 사용될 수 있도록 하였다.

제4도를 설명하기 전에 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 추정기법의 창작배경을 설명한다. 리버스 링크(reverse link)시에 단말기에서 기지국으로 전송하는 신ㄴ호는 기지국에서 단말기로 보낸 신호가 겪는 페이딩(fading)과는 다른 페이딩을 겪는다. 따라서, 기지국은 단말기로부터의 일정한 파워의 신호를 수신하기 위해 파워 콘트롤 비트에 에러가 발생한 경우에는 그 비트를 의미없는 것으로 간주하여 파워를 올리거나 내리지 않았다. 그러나, 본 발명에서는 이러한 콘트롤 비트 에러 발생시에 추정기법을 통해, 전송된 파워 콘트롤 비트를 예측하여 단말기의 송신 파워를 제어한다. 파워 콘트롤 비트는 제3도내의(3C)의 부호 S1, S2, S3, Sn와 같이 일정주기, 예컨대 1.25㎳마다 전송되는데, 이 비트 정보는 기지국이 단말기로부터 수신한 신호의 파워를 계산한 후 단말기로 보내는 파워 엎-다운 정보이다. 리버스 링크시의 페이딩은 랜덤한 위상과 크기를 갖는 래이레이이(Rayleigh)특성을 가지며 골이 반복하여 생긴다. 따라서 파워 콘트롤 비트는 증감의 레벨을 나타내는 논리 1 또는 0이 반복하여 나타날 경우가 많다. 3C에서와 같이 지점 E1에 파워 콘트롤 비트 에러가 발생하였다 하더라도 페이딩이 골 근처에 있고 최근의 k개의 비트들로 0이므로 에러가 일어난 비트를 0이라고 추정할 수 있다. 지점 E2에서 에러가 발생한 경우도 이와 마찬가지로 파워 콘트롤 비크가 1로서 전송되었다고 추정할 수 있다. 상기 제3도는 본 발명에 따른 파워 콘트롤 제어의 추정기법을 설명하기 위해 제시된 도면으로, 미설명된(3A)는 페루프 파워 콘트롤 이전의 파워 레벨을 보인 것이다. 여기서, A1은 파워 레벨을 나타내고 A2는 제어되어야 할 타겟 파워레벨을 보인 것이다. (3B)는 파워 콘트롤 후의 레벨을 보인 것으로, B1은 페이딩을 겪은 파워 레벨의 레벨 궤적을 보인 것이고, B2는 제어되어야 할 타겟 파워레벨을 나타낸다.

이제 제4도를 참조하면, 제100a, 제100b, 제100c, 제100d단계들이 주목 되고, 제97, 98, 99 ,101, 102-105단계들은 제2도의 제97, 98, 99, 101, 102-105단계들과 동일함을 알 수 있을 것이다. 제101단계에서, 전송된 슬롯의 파워 콘트롤 비트에 에러가 발생한 경우 상기 제100a, 제100b, 제100c,제100d단계들이 수행된다. 상기 단계들은 에러없이 전송된 이전 K(여기서, K는 2이상의 자연수)개의 비트를 조사하여 1이나 0이 발생한 레이트가 미리 설정된 비율 이상이면 현재 에러가 일어나 파워 콘트롤 비트를 1 또는 0이라고 추정하는 동작을 수행하는 단계이다. 상기 설정된 비율은 1 또는 1/2로 고정할 수 도 있고 셀 환경에 맞게 즉, 마이크로셀인 지 피코셀인지에 따라서 가변될 수 있도록 할 수 있다. 도플러 주파수가 큰 경우(사용자의 이동 속도가 큰 경우)에는 페이딩이 심하게 일어나 골이 빠르게 반복되므로 상기 K를 조금 작게 설정하고, 반대로 페이딩이 심하지 않은 경우에는 K를 크게 하면 원만한 추정을 할 수 있다. 불필요한 추정에러를 줄이기 위해서는 상기 K를 적당히 작게 하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 현재의 CDMA방식을 이용한 이동 통신의 프로토콜이나 기지국의 제어방식을 변경할 필요가 없이 단말기 내부의 제어변경만으로도 종래의 파워 콘트롤에 따를 문제를 해결 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 파워 콘트롤 동작의 부적절함에 기인하는 갑작스런 통화 단절의 발생확률을 줄어들게 할수 있어 휴대용 통신 단말기의 사용자들에게 보다 개선된 통화서비스를 제공하는 장점이 있다.

상기한 본 발명은 도면을 중심으로 예를들어 설명되고 한정되었지만, 그 동일한 것은 본발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 않는 범위내에서 여러가지 변화와 변형이 가능함이 본 분야의 숙련된 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (3)

1. 휴대용 통신 단말기의 파워 콘트롤 방법에 있어서, 미리 설정된 타임구간마다 파워 콘트롤 정보에 대한 항목을 포함하는 데이터를 수신하는 제1단계와, 상기 수신된 파워 콘트롤 정보에 에러가 발생하였는가를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 에러의 발생시 미리 설정된 갯수의 이전 파워 콘트롤 정보에 기초하여 현재 수신된 파워 콘트롤 정보를 기초로 전송할 파워를 조절하는 제4단계로 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3단계는 에러없이 전송된 이전 K(여기서, K는 2이상의 자연수)개의 비트를 조사하여 1이나 0이 발생한 레이트가 미리 설정된 비율 이상이면 현재 에러가 일어난 파워 콘트롤 비트를 1 또는 0이라고 추정하는 동작을 수행하는 단계임을 특징으로 하는 바법.
3. 제2항에 있어서, 상기 미리 설정된 비율은 고정하거나 마이크로셀인지 피코셀인지에 따라 가변될 수 있음을 특징으로 하는 방법.