KR100320425B1 - 순방향 링크 저속 전력 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동 통신에 관한 것으로, 특히 코드 분할 다중 접속(이하, CDMA 라 약칭함) 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 다단계 전력 제어 스텝을 이용하여 프레임 단위로 사용자 채널의 전력을 제어하는 순방향 링크 저속 전력 제어 방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명에서는 순방향 링크의 사용자 채널에서 측정된 수신 신호에 대한 신호 대 간섭비(SIR)를 이용하여, 제어 레벨을 조정하기 위한 다단계 전력 제어 스텝을 선택함으로써 프레임 단위의 사용자 채널 전력을 제어하는 방법을 제공한다.

Description

순방향 링크 저속 전력 제어 방법{slow power control method in down link}

본 발명은 이동 통신에 관한 것으로, 특히 CDMA 방식을 이용하는 이동 통신 시스템에서 다단계 전력 제어 스텝을 이용하여 프레임 단위로 사용자 채널의 전력을 제어하는 순방향 링크 저속 전력 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 CDMA 방식을 기본으로 하는 기존의 이동 통신 시스템에서는, 이동국이 여러 주변 셀의 파일럿 전력을 측정하고, 그에 따른 전력 제어 비율을 산출하여 기지국에 전송함으로써 순방향 링크 채널들의 전력을 제어하였다.

이에 대한 예를 들자면, 주변 셀들 중에서 인접한 k번째 셀의 순방향 링크 파일럿 전력이 Qi라 가정하자.

이 때 상기 주변 셀들의 순방향 링크 파일럿 전력 중에서 활성군(Activeset)에 속한 파일럿 전력이 Q1이고, 주변 셀들의 나머지 순방향 링크 파일럿 전력 Qi(i=2,3,…,n)가 비활성군(non-active set)에 속한 파일럿 전력이라면, 전력 제어 비율 r(k)는 다음 식 1과 같다.

여기서, 식 1에 의해 산출된 전력 제어 비율 r(k)은 해당 배직교 코드(bi-orthogonal code)로 부호화된 후 한 프레임 주기 동안 32비트의 전송 전력 제어 필드(Transmit Power Control ; 이하, TPC 라 약칭함)를 통해 전송된다.

여기서, 배직교 코드(bi-orthogonal code)는 64비트의 하다마르 코드(hadamard code)를 반으로 나눈 코드로써, 상기에서 파일럿 전력을 이용하여 산출된 전력 제어 비율 r(k)에 따라 해당 비율값을 표현할 수 있다. 또한 TPC는 한 슬롯당 2비트로 되어 있고, 한 프레임이 16개의 슬롯으로 이루어지므로 전력 제어 비율 r(k)을 부호화한 배직교 코드를 전송할 수 있는 한 프레임 주기 동안의 TPC가 32비트이다.

32비트의 배직교 코드가 TPC를 통해 역방향 링크로 전송된 후 기지국은 수신된 TPC의 배직교 코드를 이용하여 순방향 링크 사용자 채널들의 전력을 프레임 단위로 조정한다.

이와 같이 종래의 순방향 링크 저속 전력 제어는 주변 셀들의 순방향 링크 파일럿 전력만을 이용하여 순방향 링크 사용자 채널들의 전력을 제어하였다.

그러나, 파일럿 전력만을 고려한 전력 제어에서는 이동국이 주변 셀들의 간섭 및 그 밖의 여러 요인들로 인해 통화 품질이 악화되는 경우가 발생할 수 있다.

따라서 보다 더 효과적인 전력 제어를 위해서는 전송 속도 변화 또는 신호 대 간섭비(SIR : Signal to Interference Ratio) 변화 등을 고려한 새로운 순방향 전력 제어가 요구된다.

본 발명의 목적은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 순방향 링크의 사용자 채널에서 측정된 수신 신호에 대한 신호 대 간섭비(SIR)를 이용하여, 제어 레벨을 조정하기 위한 다단계 전력 제어 스텝을 선택함으로써 프레임 단위의 사용자 채널 전력을 제어하는 방법을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 순방향 링크 저속 전력 제어 방법의 특징은, 이동국이 순방향 링크 사용자 채널의 한 프레임 주기 동안 수신 신호의 신호 대 간섭비를 측정하는 단계와, 상기 측정된 신호 대 간섭비를 사전에 지정된 목표 신호 대 간섭비와 비교하여, 그 차이를 산출하는 단계와, 상기 산출된 신호 대 간섭비의 차이값에 대응되어 제어 레벨을 조정하기 위한 다단계 전력 제어 스텝을 선택하는 단계와, 상기 선택된 전력 제어 스텝을 부호화한 후 해당 부호를 연속되는 다음 프레임 주기 동안의 전력 제어 필드에 삽입시켜 전력 제어 명령 비트로 기지국에 전송하는 단계와, 상기 전력 제어 필드를 통해 전송된 부호에 해당하는 전력 제어 스텝으로 상기 순방향 링크 사용자 채널의 전력을 제어하는 단계로 이루어진다.

바람직하게는, 상기 선택된 전력 제어 스텝이 배직교 코드로 부호화되며, 또한 상기 전력 제어 스텝이 상기 한 프레임 주기 동안 사용되는 전력 제어 필드의개수에 의해 제어 레벨에 따른 그 조정 단계가 결정된다.

여기서, 상기 조정 단계에 의해 결정되는 상기 순방향 링크 사용자 채널에 대한 전력 제어 레벨은 데시벨(㏈) 단위로 상승 또는 하강된다.

도 1 은 본 발명에 따른 순방향 링크 저속 전력 제어 절차를 나타낸 흐름도.

도 2 는 일반적인 전용 채널의 슬롯 구조를 나타낸 도면.

도 3 은 본 발명의 다단계 전력 제어 스텝 수에 따른 각 슬롯별 사용되는 전송 전력 제어(TPC) 비트를 나타낸 도면.

이하 본 발명에 따른 순방향 링크 저속 전력 제어 방법에 대한 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명에서는 순방향 링크 사용자 채널의 한 프레임 주기 동안에 수신 신호의 신호 대 간섭비를 측정한다. 이후 한 프레임의 16 슬롯 주기 동안 측정된 신호 대 간섭비(SIR_MEASURE)를 사전에 지정된 목표 신호 대 간섭비(SIR_TARGET)와 비교한 후 이 비교 결과로부터 얻어지는 신호 대 간섭비값(SIR_DIFFERENCE)을 근거로 하여 다단계 전력 제어 스텝 중 이에 해당하는 전력 제어 스텝을 선택한다. 이 선택된 전력 제어 스텝을 이용하여 프레임 단위의 순방향 링크 저속 전력 제어가 수행된다.

이와 같은 저속 전력 제어를 위해 상기 측정 신호 대 간섭비(SIR_MEASURE)를 저장해 두기 위한 레지스터가 구비되며, 상기 신호 대 간섭비 차이값(SIR_DIFFERENCE)을 저장해 두기 위한 또하나의 레지스터가 구비된다.

다음은 상기한 순방향 링크 저속 전력 제어에 대해 보다 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 순방향 링크 저속 전력 제어 절차를 나타낸 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 이동국은 기지국으로부터 전송된 순방향 링크의 사용자 채널인 전용 채널의 한 프레임 주기동안 수신 신호의 신호 대 간섭비를 측정한다.

다시 말하자면, 한 프레임을 구성하는 16개의 슬롯 주기동안 수신 파일럿의 신호 대 간섭비를 측정한다(S1).

이 측정된 신호 대 간섭비(SIR_MEASURE)는 일단 제1 레지스터(미도시)에 저장되며, 측정 신호 대 간섭비(SIR_MEASURE)는 요구되는 통화 품질을 유지하기 위해 미리 지정한 목표 신호 대 간섭비(SIR_TARGET)와 비교한다(S2).

이후 비교 결과에 따라 산출된 신호 대 간섭비 차이값(SIR_DIFFERENCE)은 제2 레지스터(미도시)에 저장된다. 다음 식 2는 신호 대 간섭비 차이값을 표현한 것이다.

상기한 식 2를 통해 산출된 신호 대 간섭비 차이값(SIR_DIFFERENCE)을 이용하여 다단계 전력 제어 스텝 중 대응되는 하나의 전력 제어 스텝을 선택한다(S3).

여기서 상기 전력 제어 스텝의 각 단계는 일정 데시벨(㏈) 간격이며, 전력 제어 스텝의 총 단계는 한 프레임에서 사용되는 TPC의 수에 따라 결정된다.

도 2 는 일반적인 전용 채널의 슬롯 구조를 나타낸 도면으로, 한 슬롯당 사용되는 TPC는 전력 제어를 위해 2비트가 사용된다.

결국 한 프레임에서 사용되는 TPC의 수를 k라 한다면, 다단계 전력 제어 스텝의 총 단계는 '2×2×k'가 된다. 예로써 한 프레임에서 4개 슬롯의 TPC가 사용된다면 전력 제어 스텝의 총 단계는 16단계가 된다는 것이다.

그런데 한 프레임은 16개의 슬롯으로 구성되므로 기본적으로 사용할 수 있는 TPC 수는 한 프레임당 최대 16이이고, 전력 제어 스텝의 최대 단계수는 64단계까지이다.

이후 산출된 신호 대 간섭비 차이값(SIR_DIFFERENCE)에 의해 선택된 전력 제어 스텝은 해당 배직교 코드(bi-orthogonal code)로 부호화된 후 연속되는 다음 프레임 주기동안 TPC를 통해 기지국으로 전송된다(S4).

따라서, 비트값이 전송되던 기존의 TPC에 비해 부호화된 배직교 코드가 삽입되어 전송되므로 TPC의 에러가 감소된다.

그런데 배직교 코드(bi-orthogonal code)의 특성상 사용할 수 있는 한 프레임 주기 동안의 TPC 수 k=1,2,4,8,16이 된다. 이중에서 k=1일 때와 k=2일 때는 다단계 전력 제어 스텝으로 볼 수 없으므로 실질적으로 사용할 수 있는 다단계 전력 제어 스텝(N)은 2×2×4(=16), 2×2×8(=32), 2×2×16(=64)이다. 이를 식 3에 나타내었다.

( )

도 3 은 본 발명의 다단계 전력 제어 스텝수에 따른 각 슬롯별 사용되는 전송 전력 제어(TPC) 비트를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 16개의 슬롯으로 구성된 한 프레임에서 4개의 TPC를 사용하는 저속 전력 제어는 2×2×4(=16)단계의 전력 제어 스텝을 통해 수행되며, 한 프레임에서 8개의 TPC를 사용하는 저속 전력 제어는 2×2×8(=32)단계의 전력 제어 스텝을 통해 수행된다. 그리고 한 프레임에서 16개의 TPC를 사용하는 저속 전력 제어는 2×2×16(=64)단계의 전력 제어 스텝을 통해 수행되므로, 넓은 범위의 전력 제어가 가능하다.

또한 경우에 따라(k=4일 때 또는 k=8일 때) 본 발명에서는 순방향 저속 전력 제어를 위한 한 프레임의 모든 TPC를 사용하지 않아도 되므로, TPC 전송에 필요한 전력을 조금만 사용해도 되며 순방향 링크의 수신 성능도 유지된다.

이렇게 한 프레임에서 각 TPC 개수에 따른 전력 제어 스텝의 여러 단계를 통해 수행되는 저속 전력 제어는, 이동국으로부터 한 프레임 주기 동안 TPC로 전송된 배직교 코드(bi-orthogonal code)를 기지국이 한 프레임 주기 동안 관찰하게 된다.

이후 기지국은 수신된 배직교 코드가 나타내는 전력 제어 스텝의 해당 단계에 따라 순방향 링크 사용자 채널의 전력을 데시벨(㏈) 단위로 높이거나 낮추거나 한다.

지금까지 설명한 본 발명의 순방향 링크 저속 전력 제어 방법에 따르면, 이동국이 순방향 링크 사용자 채널에 대해 한 프레임 주기 동안의 신호 대 간섭비를 측정하므로, 한 슬롯 주기 동안 측정된 신호 대 잡음비를 사용하여 실행되던 전력 제어에 비해 신호 대 잡음비의 측정 에러에 따른 잘못된 전력 제어의 가능성이 감소된다.

또한, 측정된 신호 대 간섭비와 목표 신호 대 간섭비의 차이값을 비트값으로 전송하지 않고, 이 차이값을 배직교 코드로 부호화한 후 TPC에 삽입하여 기지국에 전송하므로, 전송 중 TPC 에러가 감소된다.

마지막으로, 순방향 링크 전력 제어가 사용 가능한 TPC 수에 따라 여러 단계로 나뉜 전력 제어 스텝에 의해 수행되므로, 보다 정확한 전력 제어가 가능하며 순방향 링크의 수신성능을 유지한다.

Claims (3)

1. 이동국이 순방향 링크 사용자 채널의 한 프레임 주기 동안 수신 신호의 신호 대 간섭비를 측정하는 단계와,

   상기 측정된 신호 대 간섭비를 사전에 지정된 목표 신호 대 간섭비와 비교하여, 그 차이를 산출하는 단계와,

   상기 산출된 신호 대 간섭비의 차이값에 대응되어 제어 레벨을 조정하기 위한 다단계 전력 제어 스텝을 선택하는 단계와,

   상기 선택된 전력 제어 스텝을 부호화한 후 해당 부호를 연속되는 다음 프레임 주기 동안의 전력 제어 필드에 삽입시켜 전력 제어 명령 비트로 기지국에 전송하는 단계와,

   상기 전력 제어 필드를 통해 전송된 부호에 해당하는 전력 제어 스텝으로 상기 순방향 링크 사용자 채널의 전력을 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순방향 링크 저속 전력 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 선택된 전력 제어 스텝은, 배직교 코드로 부호화되는 것을 특징으로 하는 순방향 링크 저속 전력 제어 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 다단계 전력 제어 스텝은, 상기 한 프레임 주기 동안 사용되는 전력 제어 필드의 개수에 의해 제어 레벨에 따른 그 조정 단계가 결정되는 것을 특징으로 하는 순방향 링크 저속 전력 제어 방법.