KR100289036B1 - 무선가입자망(더블유엘엘)시스템의순방향전력제어방법 - Google Patents

무선가입자망(더블유엘엘)시스템의순방향전력제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 CDMA 방식의 WLL 시스템에서 순방향 전력제어에 관한 것으로 특히 음성 정보의 전송시 프레임 구조의 여부에 상관없이 순방향 전력제어를 할 수 있는 방법에 관한 것으로서, CDMA 시스템의 단말국에서 기지국 신호의 신호대 잡음비를 측정하고, 단말국이 상기 측정 결과를 매 측정한 신호대 잡음비 값을 주기적으로 기지국으로 전송하면 기지국이 단말국으로 일정 주기로 보고된 값을 근거로 문턱값과 비교한 후 순방향 전력제어를 수행함으로써, 음성 부호화기가 프레임 구조를 지원하는가의 여부에 상관없이 언제나 사용할 수 있는 순방향 전력제어 알고리즘을 제안할 수 있으며, 기지국에서의 계산 동작을 제거하여 시스템 동작을 단순화하고 빠르게 하는 효과가 있다.

Description

무선 가입자망(더블유엘엘) 시스템의 순방향 전력제어방법
본 발명은 코드분할 다중접속(Code Division Multiplex Access, 이하 CDMA라 칭함) 방식의 무선 가입자망(Wireless Local Loop, 이하 WLL라 칭함) 시스템에서 순방향 전력제어방법에 관한 것이다.
종래의 CDMA 방식을 이용한 이동통신 시스템은 각국의 여러 회사에서 여러 가지 형태의 시스템을 제안하여 왔다.
그 대표적인 시스템으로 IS-95 규격의 미국 퀄컴(Qualcomm)사 시스템을 보면, 단말국 혹은 이동국에서 하나의 음성 부호화기를 사용하며, 음성 활성도(voice activity) 기능이 있어 음성 정보의 유무에 따라 1.2, 2.4, 4.8, 9.6 kbps의 레이트로 음성 신호를 전송하는데, 이때 음성 정보는 프레임 구조로 되어 있어 순방향 링크의 전력제어시 단말국이 총 수신한 프레임 수와 오류 상태의 프레임 수를 측정하여 기지국으로 전송하면 기지국에서는 전송받은 정보를 가지고 프레임 오류율(Frame Error Rate, 이하 FER라 칭함)을 계산한다.
그러나 프레임 구조를 지원하지 않는 음성 부호화기가 사용될 경우에는 프레임을 이용한 전력제어가 불가능함으로써 프레임의 오류 정도를 측정하여 순방향 링크의 전력제어를 수행하려고 한다면, 음성 부호화기의 종류에 따라 순방향 전력제어가 불가능한 경우가 발생하는 문제점이 있었다.
도 1은 종래의 CDMA 셀룰러 시스템의 순방향 전력제어 흐름도로서, 기존 CDMA 방식의 셀룰러 시스템에서는 기지국에 의하여 순방향 전력제어가 시작되고(S1), 이때 기지국은 시스템 파라미터 혹은 전력제어 파라미터 메시지를 단말국으로 전송한다(S2).
단말국은 오류 상태의 프레임 수를 측정하고(S3), 측정한 수가 어느 일정 수준을 넘는지 판단하여(S4) 일정 수준을 넘는 경우, 단말국은 전체 수신된 프레임 수와 오류 프레임 수를 기지국에 전송한다(S5).
이때 기지국은 프레임 FER을 계산하고(S6), 프레임 오류율이 일정한 수준을 넘는지 판단하여(S7) 넘으면 전력제어를 수행하고(S8) 순방향 전력제어를 마친다(S9).
상기와 같이 종래에는 단말구(또는 이동국)에서 FER을 측정하고 단말궁이 자신이 가지고 있는 기준치와 비교하여 FER 값이 특정값 이하로 떨어지는 경우 기지국에게 이를 보고하는 형식으로 이루어진다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 8, 16, 32, 64 kbps 중 하나 혹은 그 이상의 출력 레이트를 갖는 음성 부호화기와 80, 144 kbps의 데이터 전송을 수용할 수 있는 WLL 규격에 근거하여, 특히 음성 부호화기의 출력이 프레임 구조를 지원하는 것과 지원하지 않는 것에 무관하게 신호대 잡음비(SNR 또는 SIR)를 측정하여 주기적으로 기지국으로 보고하여 이를 근거로 순방향 전력제어를 수행할 수 있는 순방향 전력제어 알고리즘을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, CDMA 시스템의 단말국에서 기지국 신호의 신호대 잡음비를 측정하고, 단말국이 상기 측정 결과를 매 측정한 신호대 잡음비 값을 주기적으로 기지국으로 전송하면 기지국이 단말국으로 일정 주기로 보고된 값을 근거로 문턱값과 비교한 후 순방향 전력제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래의 CDMA 셀룰러 시스템의 순방향 전력제어 흐름도,
도 2는 본 발명이 적용되는 CDMA WLL 시스템에서의 순방향 전력제어 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 순방향 전력제어를 위한 프레임 구조도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명이 적용되는 CDMA WLL 시스템에서의 순방향 전력제어 흐름도로서, 순방향 전력제어는 널(null) 데이터가 단말국과 기지국 사이에 교환된 후 유효한 메시지가 수신되면 전력제어를 시작한다(S10).
단말국에게 트래픽 채널이 할당되고(S11), 순방향 신호 채널로 유효한 메시지가 수신되었는지를 판단하여(S12) 수신되었으면, 단말국은 수신되는 트래픽 채널의 신호 대 잡음비를 측정하고 계산한 후 이를 임의의 비트 수로 표현한다(S13).
또한, 단말국은 임의의 비트 수를 갖는 품질 표시기(frame quality indicator)를 첨가하여 상위 두가지 내용 즉, 채널의 신호대 잡음비와 품질 표시기로 구성되는 프레임을 만들며, 매 측정시 일정 시간 간격으로 측정한 신호 대 잡음비는 예정된 속도로 주기적으로 기지국으로 전송한다(S14).
기지국은 수신된 상기 단말국에서 일정 시간 간격으로 측정한 신호 대 잡음비 값을 근거로 자신이 가지고 있는 문턱값과 비교하여(S15) 문턱값 보다 크면 출력을 줄이고 문턱값 보다 작으면 출력을 키우는 전력제어를 수행한 후(S16) 순방향 전력제어를 마친다(S17).
도 3은 본 발명에 따른 순방향 전력제어를 위한 프레임 구조도로서, 임의의 비트 수를 5 비트로 결정한다면, 신호 대 잡음비를 한 번 측정한 후, 그 결과의 정보 비트(301)를 5 비트로 표현하고(302), 5 비트(304)의 품질 표시기(303)를 더하여 모두 10 비트의 프레임(305)을 만들며, 그 한 예로서 이 길이가 모두 20msec(306)가 될 수 있다.
5 비트로 표시되는 신호 대 잡음비 값의 한 예를 아래 표 1에 나타내었다.
단말국이 측정하여 전송하는 Eb/No값의 한 예
전력 제어 정보 5 비트 값(2 진수) 전력 제어 정보 5 비트 값(10 진수) 단말국이 측정한Eb/No값(dB) 단말국이 측정한 Eb/No값
0 0 0 1.000
1 1 0.5 1.122
10 2 1 1.259
11 3 1.5 1.413
100 4 2 1.585
101 5 2.5 1.778
110 6 3 1.995
111 7 3.5 2.239
1000 8 4 2.512
1001 9 4.5 2.818
1010 10 5 3.162
1011 11 5,5 3.548
1100 12 6 3.981
1101 13 6.5 4.467
1110 14 7 5.012
1111 15 7.5 5.623
10000 16 8 6.310
10001 17 8.5 7.079
10010 18 9 7.943
10011 19 9.5 8.913
10100 20 10 10.000
10101 21 10.5 11.220
10110 22 11 12.589
10111 23 11.5 14.125
11000 24 12 15.850
11001 25 12.5 17.783
11010 26 13 19.953
11011 27 13.5 22.387
11100 28 14 25.119
11101 29 14.5 28.184
11110 30 15 31.623
11111 31 15.5 35.481
상술한 바와 같이 본 발명은 CDMA 방식을 사용하는 WLL 시스템에서 단말국이 기지국으로부터의 트래픽 신호로부터 신호 대 잡음비를 구하여 이를 다시 기지국으로 전송하는 순방향 링크의 전력제어방법에 관한 것으로서, 기존의 방법과 같이 프레임 오류율 등을 계산할 필요 없이 단말국으로부터 일정 시간 간격으로 측정한 신호 대 잡음비 값을 근거로 자신이 가지고 있는 문턱값(threshold valve)과 비교하여 작으면 신호를 키우고, 크면 줄이는 동작을 수행함으로써, 음성 부호화기가 프레임 구조를 지원하는가의 여부에 상관없이 언제나 사용할 수 있는 순방향 전력제어 알고리즘을 제안하였으며, 기지국에서의 계산 동작 등을 제거하여 시스템 동작을 단순화하는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 코드분할 다중접속(CDMA) 방식을 사용하는 무선 가입자망(WLL) 시스템의 순방향 링크의 전력제어에 있어서,
    CDMA 시스템의 단말국에서 기지국 신호의 신호 대 잡음비 측정하는 제 1 과정;
    단말국이 상기 측정 결과를 매 측정한 신호대 잡음비 값을 주기적으로 기지국으로 전송하는 제 2 과정; 및
    기지국이 단말국으로 일정 주기로 보고된 값을 근거로 문턱값과 비교한 후 순방향 전력제어를 수행하는 제 3 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자망(WLL) 시스템의 순방향 전력제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 과정은
    널 데이터가 단말국과 기지국 사이에 교환된 후 유효한 메시지가 수신되면 전력제어를 수행하는 제 1 단계와;
    상기 단말국에게 트래픽 채널을 할당한 후 순방향 신호 채널로 유효한 메시지가 수신되었는지를 판단하는 제 2 단계와;
    상기 판단 후 메시지가 수신되었을 경우, 단말국은 수신되는 트래픽 채널마다 신호 대 잡음비를 측정하고 계산하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자망(WLL) 시스템의 순방향 전력제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 과정은
    상기 단말국이 신호대 잡음비 계산 결과를 임의의 비트수로 표현하는 제 1 단계와;
    상기 단말국은 임의의 비트수를 갖는 품질 표시기를 첨가하여 신호대 잡음비와 품질 표시기 등 두가지 내용의 비트수들로 구성되는 프레임을 만드는 제 2 단계와;
    상기 매 측정한 신호 대 잡음비를 일정 시간 간격(주기적)으로 예정된 속도로 지속적으로 기지국으로 전송하는 제 3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자망(WLL) 시스템의 순방향 전력제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 3 과정은
    기지국은 주기적으로 수신된 신호 대 잡음비 값을 자신의 문턱값과 비교하는 제 1 단계와;
    상기 비교 후 문턱값 보다 크면 출력을 줄이고, 작으면 키우는 전력제어를 수행한 후 순방향 전력제어를 종료하는 제 2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 가입자망(WLL) 시스템의 순방향 전력제어방법.
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