KR100330245B1 - 송신다이버시티를적용한이동통신시스템의순방향링크전력제어장치및방법 - Google Patents

Abstract

이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어시, 기지국이 시간 스위칭 송신 다이버시티 기능을 구비하며 안테나 스위치 시간이 전력제어그룹 주기를 기준으로 설정된 시간에 따라 스위칭되고 스위칭 주기에 따라 대응되는 안테나들에 송신되는 순방향 링크 신호들의 전력을 역방향 링크에서 수신되는 전력제어정보에 의해 동일하게(또는 각각 개별적으로 다르게) 제어한다. 이를 위해 이동국은 순방향 링크 수신신호의 전력을 측정하여 순방향 링크의 전력 제어 정보를 발생한 후, 트래픽 신호가 존재하는 역방향 링크에 삽입하여 출력한다.

Description

송신 다이버시티를 적용한 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치 및 방법

본 발명은 이동통신 시스템의 전력 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신 시스템의 순방향 링크의 전력제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동통신 시스템에서의 전력 제어는 수신측에서 무선 링크의 상태에 따라 수신되는 신호의 전력을 측정한 후 그 결과를 송신측에 전송하면, 송신측이 수신측의 전력 제어에 따라 송신되는 신호의 전력을 높여주거나 낮추어주게 된다. 상기 이동통신 시스템에서 기지국의 송신 전력을 제어하기 위하여, 이동국은 SIR (Signal to Interference Ratio - 원하는 신호 대 간섭 신호 전력비)을 측정하고 이를 임계값과 비교하여 높음 또는 낮음의 결과를 기지국에 역방향 채널의 전력 제어 비트를 통해 보고한다. 그러면 상기 전력 제어비트를 수신하는 기지국은 수신된 전력 제어비트 값에 따라 송신 신호의 전력을 일정 스텝 만큼 조절한다. 즉, 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력 제어방법은 이동국이 기지국 송신신호의 전력을 측정하고 그 결과를 기지국에 보고하고, 기지국은 상기 이동국의 전력 제어정보에 따라 송신신호의 전력을 제어하는 폐쇄 루프(Closed Loop) 방법을 사용하고 있다.

도 1은 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력 제어 과정을 도시하는 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, 111과 같이 기지국에서 송신되는 신호는 113과 지연되어 이동국에 수신되며, 이동국은 수신된 신호의 전력을 측정한다. 이후 상기 이동국은 수신 전력 측정 결과에 따른 전력 제어비트(Power Control Bit: PCB)를 발생하여 115와 같이 기지국에 송신하며, 기지국은 상기 이동국에서 송신되는 전력제어비트를 117과 같이 수신한 후, 수신된 전력제어비트의 값에 따라 119에서와 같이 송신신호의 전력을 제어한다. 상기 도 1에 도시된 바와 같이 전력제어는 전력 제어그룹(Power Control Group: PCG) 단위로 이루어지며, 실제 전력이 제어는 한 개 이상의 전력제어그룹이 지연되어 이루어짐을 알 수 있다.

상기한 바와 같이 이동통신 시스템의 전력제어는 전력제어그룹이라는 시간 단위 마다 한번씩 이루어진다. 상기 기지국이 신호를 송신하고 이동국이 신호를 수신하면, 이동국은 수신신호의 SIR을 측정한 후, 측정한 값을 임계치와 비교하고 비교 결과에 따라 생성한 전력제어 비트를 기지국으로 전송한다. 그러면 상기 기지국이 전력제어 비트를 분석한 후, 이를 적용하여 다음 전력제어그룹의 송신 전력을 제어해주는 과정으로 이루어져 있다.

상기와 같은 전력 제어 방법은 단일 송신 안테나로 트래픽 채널이 연속적으로 송신되는 경우에 전력을 제어하기 위한 방법이다. 송신 다이버시티를 사용하는 이동통신 시스템의 경우 두 개 이상의 송신 안테나 간에 스위치 되며 송신되는 트래픽 채널의 전력을 제어하는 방법이 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 송신 다이버시티 기능을 수행하는 이동통신 시스템에서 두 개 이상의 송신 안테나를 통해 출력되는 송신신호의 전력을 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신 시스템에서적어도 두 개의 안테나들을 통해 송신되는 신호의 수신전력을 측정하여 순방향 링크의 송신전력을 제어하기 위한 전력제어비트를 생성할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나들에서 출력되는 신호들의 전력을 측정한 후 평균하여 전력제어비트를 발생하고, 이 전력제어비트를 이용하여 상기 안테나들 통해 송신되는 신호의 전력을 동일하게 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 송신다이버시티 기능을 갖는 이동통신 시스템에서 적어도 두 개의 안테나들에서 출력되는 신호들의 전력을 각각 측정하여 전력제어비트들을 발생하고, 이 전력제어비트를 이용하여 상기 각 안테나들을 통해 송신되는 신호의 전력을 각각 다르게 제어할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 부호분할다중접속 통신 시스템의 기지국 장치는, 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하는 RF송신기들과, 상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 스위치들과, 역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 의해 상기 안테나들에서 송신되는 신호의 송신 전력을 동일하게 제어하는 이득제어기들로 구성된다.

또한 송신다이버시티 기능을 가지는 기지국장치를 구비하는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어장치는 상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하는 RF수신기와, 상기 기지국 장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 간섭신호를 누산 및 평균하여 간섭신호의 전력을 측정하는 간섭전력측정기와, 상기 기지국장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호를 누산 및 평균하여 수신신호의 전력을 측정하는 전력측정기와, 상기 측정된 수신신호 및 간섭신호의 전력으로부터 신호대간섭비를 연산하여 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생기와, 상기 발생된 전력제어비트를 역방향 링크의 트래픽신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 다중화기로 구성된다.

도 1은 이동통신 시스템의 일반적인 순방향 링크 전력제어 동작을 설명하기 위한 도면

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템 기지국의 순방향 링크 전력제어장치의 구조를 도시하는 도면

도 3은 송신 다이버시티 기능을 갖는 기지국 장치에서 출력되는 신호의 전력을 측정하여 순방향 링크의 신호 전력을 제어하기 위한 전력제어정보를 발생하는 이동국의 구성을 도시하는 도면

도 4는 도 3의 복조기 내의 전력 제어 기능부 구성을 도시하는 도면

도 5는 도 3의 전력제어정보 발생기의 구성을 도시하는 도면

도 6은 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 2개 전력제어그룹 단위로 전력 측정한 후 평균하여 순방향 링크의 송신 안테나들을 통해 출력되는 신호의 전력을 동일하게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 7은 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 4개 전력제어그룹 단위로 전력 측정한 후 평균하여 순방향 링크의 송신 안테나들을 통해 출력되는 신호의 전력을 동일하게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 8은 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 1개의 전력제어그룹 단위로 전력 측정한 후 평균하여 순방향 링크의 송신 안테나들을 통해 출력되는 신호의 전력을 동일하게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 9는 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 각 송신 안테나들이 1개의 전력제어그룹 단위로 스위칭되는 경우, 각 안테나 들의 출력신호를 1개의 전력제어그룹 단위로 측정하여 각 안테나들의 전력을 다르게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 10은 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 각 송신 안테나들이 1개의 전력제어그룹 단위 내에서 두번 스위칭되는 경우, 각 안테나 들의 출력신호를 1개의 전력제어그룹 주기 내에서 측정하여 각 안테나들의 전력을 다르게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 11은 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 각 송신 안테나들이 2개의 전력제어그룹 단위로 스위칭되는 경우, 각 안테나 들의 출력신호를 2개의 전력제어그룹 단위로 측정하여 각 안테나들의 전력을 다르게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

도 12는 송신 다이버시티 기능을 구비하는 이동통신 시스템에서 각 송신 안테나들이 수 개의 전력제어그룹 단위로 스위칭되며, 각 안테나들이 트래픽 온/오프에 따라 트래픽 채널 또는 특정 공통채널의 출력신호를 전력제어그룹 단위로 측정하여 각 안테나들의 전력을 다르게 제어하는 실시예의 특성을 도시하는 도면

본 발명의 실시예 따른 이동통신 시스템은 순방향 링크의 전력 제어 방법은, 기지국 장치가 순방향 송신 다이버시티를 사용하여 적어도 두 개의 안테나들 간에 스위칭을 하면서 신호를 전송하고, 이동국이 상기 안테나들에서 수신되는 신호의 전력을 측정하여 상기 기지국의 송신 전력을 제어하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 순방향 송신 다이버시티가 TSTD(Time Switched Transmission Diversity) 방법이라고 가정한다. 상기 TSTD는 기지국에서 이동국으로의 순방향 링크 무선 전송에 사용되는 기술로 기지국에서 적어도 두 개의 송신 안테나들을 통하여 신호를 송신함에 있어서 변환 패턴(alternation pattern)에 따라 시간마다 안테나를 바꾸어 가며 송신을 하는 방법이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따라 송신 다이버시티 기법을 사용하는 기지국 송신장치의 구조를 도시하고 있다. 상기 도 2를 참조하면, 변조기(baseband modulator)211은 송신되는 데이타를 수신하여 채널 부호화 및 확산하여 전송한다.상기 변조기211은 채널부호기, 인터리버, 직교변조기 및 PN 확산기 등으로 구성될 수 있다. 스위치 제어기(switch controller)213은 송신 다이버시티 기능을 수행하기 위한 스위치215의 제어신호를 발생한다. 스위치215는 상기 스위치 제어기213의 제어하에 상기 변조기211에서 출력되는 송신신호를 제1안테나ANT1 및 제2안테나ANT2 측에 스위칭 출력한다.

복조기(baseband demodulator)216은 역방향 링크를 통해 상기 이동국에서 송신되는 신호를 복조하는 기능을 수행한다. PCB 추출기(PCB extractor)217은 수신되는 데이타로부터 PCB를 추출하여 출력한다. 이득제어기(gain controller)219는 상기 전력제어비트를 분석하여 송신되는 신호의 채널 이득을 제어하기 위한 이득제어신호 G1 및 G2를 발생한다. 곱셈기221은 상기 스위치215에서 제1안테나ANT1 측에 스위칭 출력되는 신호와 이득제어신호를 곱하여 제1안테나ANT1로 출력되는 송신신호의 이득을 제어한다. 곱셈기223은 상기 스위치215에서 제2안테나ANT2 측에 스위칭 출력되는 신호와 이득제어신호를 곱하여 제2안테나ANT2로 출력되는 송신신호의 이득을 제어한다. RF송신기(RF modulator)225는 상기 곱셈기2215에서 출력되는 신호를 RF신호로 상승 변환하여 제1안테나ANT1을 통해 출력한다. RF송신기223은 상기 곱셈기223에서 출력되는 신호를 RF신호로 상승 변환하여 제2안테나ANT2를 통해 출력한다.

상기 도 2를 참조하여 송신 다이버시티 기능을 수행하는 기지국의 송신 동작을 살펴보면, 변조기211에 의해 변조된 송신 신호는 스위치215에 의해 제1안테나ANT1 또는 제2안테나ANT2의 송신단 쪽으로 연결된다. 상기 각 안테나들에출력되는 송신신호는 이득제어기219에 의해 결정된 이득을 곱해주는 부분이 포함된다. 상기 이득제어기219는 역방향 채널을 통해 수신된 전력제어비트 PCB를 분석하므로써, 각 안테나들 측에 출력되는 송신신호의 이득을 결정한다.

도 3은 송신 다이버시티 기능을 수행하는 이동통신 시스템에서 수신기 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 3을 참조하면, RF수신기312는 안테나로 부터 수신되는 신호를 하강 변환하여 기저대역의 신호로 변환 출력한다. 복조제어기(demodulation controller)314는 수신되는 신호를 역확산 및 복호하는 동작을 제어한다. 복조기(baseband demodulator)316은 상기 복조제어기314의 제어하에 수신되는 신호를 역확산 및 복호한다. 상기 복조기는 PN 역확산기, 직교 복조기 및 채널 복호기 등으로 구성될 수 있다.

간섭전력 측정기(interference power measurer)318은 상기 RF수신기312에서 출력되는 수신신호에 포함된 간섭신호의 전력을 측정하여 출력한다. 트래픽 신호전력 측정기(traffic signal power measurer)320은 상기 복조기316에서 출력되는 수신 데이타의 전력을 측정하여 출력한다. PCB 발생기324는 상기 측정기318 및 320에서 출력되는 각 신호들의 전력을 분석하여 수신 전력에 따른 순방향 링크의 전력제어비트 PCB를 발생한다. PCB 다중화기(PCB multiplexer)326은 역방향 링크의 송신 데이타에 상기 PCB 발생기324에서 출력되는 전력제어비트를 다중화 시켜 출력한다.

상기 도 3과 같은 구조를 갖는 이동국 수신기의 동작을 살펴보면, 상기 이동국은 트래픽 신호의 전력 및 간섭신호의 전력을 측정하여 이들로부터 전력제어 비트를 생성하고 생성된 전력 제어 비트를 역방향 채널에 다중화시켜 보낸다. 여기서 상기 복조기316은 복조제어기314의 명령에 따라 트래픽 채널이 실린 안테나의 트래픽 신호를 복조하여 트래픽 데이터를 출력한다. 이때 상기 제1안테나ANT1를 통해 트래픽신호가 송신되고 있으면 제2안테나ANT2로는 트래픽 신호가 송신되지 않고 있는 상태가 되며, 그러면 상기 복조기316은 상기 제1안테나ANT1로부터의 트래픽 신호를 복조한다. 또한 상기 제2안테나ANT2로 트래픽신호가 송신되고 있고 제1안테나ANT1로는 트래픽신호가 송신되지 않고 있다면, 상기 복조기316은 상기 제2안테나ANT2로부터의 트래픽 신호를 복조한다.

상기와 같이 복조된 트래픽 데이터는 트래픽 신호전력 측정기320에 인가되어 트래픽 신호의 전력이 측정되며, 간섭전력 측정기318에서 출력되는 간섭 측정값도 전력제어비트 생성에 사용된다. 이동국은 트래픽 전력 측정값으로부터 전력제어 비트를 생성하여 역방향 송신시 다중화하여 보낸다.

도 4는 상기 도 3에서 복조기316 내의 역확산기와 각 전력 측정기318 및 320의 구성을 도시하는 도면이다. 먼저 상기 복조기316의 구성을 살펴보면, 곱셈기411은 PN 시퀀스와 상기 RF수신기312에서 출력되는 수신신호를 곱하여 PN 역확산한다. 곱셈기413은 상기 PN 역확산된 곱셈기411의 출력과 트래픽 채널의 직교부호를 곱하여 PN 역확산된 신호에서 트래픽 채널의 신호를 출력한다.

간섭전력 측정기318은 누적기431 및 제곱기433으로 구성되며, 상기 RF수신기312에서 출력되는 수신신호를 누산 및 제곱하여 신호에 포함된 간섭 전력을 측정한다. 여기서 상기 누적기431은 수신되는 신호를 하나의 전력제어그룹 단위로 누적하거나, 또는 두 개 이상의 전력제어그룹들 단위로 누적한 후 누적된 값을 전력제어그룹의 수로 평균하여 출력할 수 있다. 트래픽 신호전력 측정기320은 누적기441 및 제곱기443으로 구성되며, 상기 복조기316에서 출력되는 트래픽 채널의 신호를 누산 및 제곱하여 트래픽 채널의 신호 전력을 측정한다. 여기서 상기 누적기441은 역확산된 트래픽신호를 하나의 전력제어그룹 단위로 누적하거나, 또는 두 개 이상의 전력제어그룹들 단위로 누적한 후 누적된 값을 전력제어그룹의 수로 평균하여 출력할 수 있다. 여기서 상기 누산기431 및 431은 각각 동일한 전력제어 그룹의 크기로 입력되는 간섭신호 및 트래픽신호를 누적한다.

도 5는 도 3의 PCB 발생기324의 구조를 도시하는 도면이다.

상기 도 5를 참조하면, 감산기542는 상기 트래픽 신호전력 측정기320에서 출력되는 트래픽 신호전력과 상기 간섭전력 측정기318에서 출력되는 간섭신호의 전력을 감산하여 출력한다. 여기서 감산은 dB 값에 대한 연산을 나타낸다. 비교기544는 상기 감산기542의 출력과 설정된 임계값을 비교하여 상기 기지국에서 트래픽 신호를 출력하는 채널의 전력을 제어하기 위한 전력제어비트를 발생한다.

상기 도 3 - 도 5와 같은 구조를 갖는 이동국이 트래픽 신호를 송신하는 안테나로부터 출력되는 신호를 분석하여 전력제어비트를 발생하면, 상기 기지국은 수신된 전력제어비트를 수신하여 분석한 후 각 안테나별 이득 제어에 적용한다. 이때 트래픽 신호가 송신되는 안테나의 경우에는 이득이 실제 송신에 적용되지만, 트래픽 송신이 오프된 안테나의 경우에는 트래픽이 온 되기 이전까지 이득이 실제 송신에 적용되지 않고 값으로만 갱신 유지된다.

이때 상기 기지국에서의 트래픽 송신에 있어서는 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 스위치 제어기213의 명령에 따라 스위치215가 제어되어 두 안테나들에 트래픽 데이타를 스위칭 연결하며, 이동국의 상기 복조 제어기314는 이에 상응하여 적절한 안테나로부터 트래픽신호를 복조하도록 복조기316에 명령한다. 상기 스위치 제어기213과 복조제어기314 간에는 별도의 시그널링 또는 사전 약속을 통해 스위칭 정보를 공유한다.

TSTD적용 시스템의 순방향 전력 제어를 수행하는데 있어서 다음과 같은 경우들이 존재한다. 본 발명의 실시예에서는 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신 시스템 기지국 장치는 두 개의 송신 안테나를 사용한다고 가정한다.

두 안테나를 동일하게 전력 제어하는 예가 도 6 - 도 8에 도시되어 있으며, 두 안테나를 각각 별도로 전력 제어하는 예가 도 9-도 12에 도시되어 있다.

먼저 두 안테나의 전력을 동일하게 제어하는 방법을 살펴보면, 먼저 상기 도 6은 전력제어그룹 시간 = 안테나 스위치 시간 인 경우의 동작 특성을 도시하고 있으며, 도 7은 전력제어그룹 시간 < 안테나 스위치 시간 인 경우의 동작 특성을 도시하는 도시하고 있으며, 도 8은 전력제어그룹 시간 > 안테나 스위치 시간 인 경우의 동작 특성을 도시하고 있다. 두 번째로 두 안테나의 동작을 각각 별도로 제어하는 방법을 살펴보면, 도 9는 전력제어그룹 시간 = 안테나 스위치 시간인 경우의 동작 특성을 도시하고 있고, 도 10은 전력제어그룹 시간 > 안테나 스위치 시간인 경우의 동작 특성을 도시하고 있으며, 도 11 및 도 12는 전력제어그룹 시간 < 안테나 스위치 시간인 경우의 동작 특성을 도시하고 있다.

먼저 상기 도 6 - 도 8을 참조하여 송신 다이버시티를 기능을 갖는 이동 통신시스템에서 두 안테나를 같이 전력 제어하는 방법, 즉 두 안테나의 이득을 같은 값으로 설정해주는 방법을 살펴본다.

첫 번째로 도 6은 2개의 전력제어그룹 주기로 수신신호의 전력을 각각 측정한 후 평균하여 두 안테나의 동일한 전력을 제어하는 예를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 6은 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이와 같은 경우를 나타낸 것이다.

상기 도 6을 참조하면, 상기 기지국의 스위치제어기213은 이동국으로 트래픽 신호를 송신할 때 상기 스위치215를 제어하여 전력제어그룹 시간과 같은 시간 마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 그러면 상기 이동국의 간섭전력측정기318 및 트래픽전력측정기320은 두 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1과 제2안테나ANT2로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고, PCB 발생기324는 이를 임계치와 비교한 결과에 따른 전력제어비트를 발생하여 역방향 송신시 실어보낸다. 즉, 임계치보다 낮으면 0, 높으면 1을 보낼수 있다. 기지국은 전력제어비트를 받은 후 이에따라 다음 전력제어그룹의 송신시 전력을 높이거나 낮추어 준다. 즉 0을 받으면 전력 이득을 높여주고 1을 받으면 전력 이득을 내려줄 수 있다. 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 동일하게 적용되는 값을 나타낸다.

두 번째로 도 7은 4개의 전력제어그룹 주기로 수신신호의 전력을 측정한 후 평균하여 두 안테나의 동일한 전력을 제어하는 예를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 7은 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이보다 짧은 경우를 나타낸 것이다. 여기서는 전력제어그룹 시간 길이가 안테나 스위치 시간 길이의 1/2배인 예를 나타낸다.

상기 도 7을 참조하면, 기지국은 상기한 바와 같이 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간의 2배와 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 그러면 상기 이동국도 상기한 바와 같이 4개의 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1과 제2안테나ANT2로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고, 이를 임계치와 비교한 결과에 따른 전력제어비트를 발생하여 역방향 송신시 실어보낸다. 즉 임계치보다 낮으면 0, 높으면 1을 보낼수 있다. 기지국은 전력제어비트를 받은 후 이에따라 다음 전력제어그룹의 송신시 전력을 높이거나 낮추어 준다. 즉 0을 받으면 전력 이득을 높여주고 1을 받으면 전력 이득을 내려줄 수 있다. 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 동일하게 적용되는 값을 나타낸다.

세 번째로 도 8은 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이보다 긴 경우를 나타낸 것이다. 여기서는 전력제어그룹 시간 길이가 안테나 스위치 시간 길이의 2배인 예를 나타낸다.

상기 도 8을 참조하면, 기지국은 상기한 바와 같이 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간의 1/2 과 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 그러면 상기 이동국도 상기한 바와 같이 한 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1과 제2안테나ANT2로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에 따른 전력제어비트를 발생하여 역방향 송신시 실어보낸다. 즉 임계치보다 낮으면 0, 높으면 1을 보낼수 있다. 기지국은 전력제어비트를 받은 후 이에따라 다음 전력제어그룹의 송신시 전력을 높이거나 낮추어 준다. 즉 0을 받으면 전력 이득을 높여주고 1을 받으면 전력 이득을 내려줄 수 있다. 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 동일하게 적용되는 값을 나타낸다.

이하에서는 상기 도 9 - 도 12를 참조하여 송신 다이버시티를 기능을 갖는 이동 통신시스템에서 각 안테나들의 전력을 개별적으로 제어하는 방법, 즉 두 안테나의 이득을 다른 값으로 설정해주는 방법을 살펴본다.

먼저 도 9는 1개의 전력제어그룹 단위로 송신신호를 스위칭 출력하는 경우, 해당 안테나의 출력신호를 1개 전력제어그룹 단위로 측정한 후 대응되는 안테나의 전력을 제어를 개별적으로 제어하는 예를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 9는 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이와 같으며, 각 안테나들의 전력을 개별적으로 제어하는 경우를 나타낸 것이다.

상기 도 9를 참조하면, 기지국의 스위치125는 상기 스위치제어기213의 제어에 의해, 상기 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간과 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 그러면 상기 이동국의 간섭전력측정기318 및 트래픽전력측정기320은 각각 두 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1로부터 수신되는 신호 및 트래픽신호의 전력을 측정한 후 측정한 전력 값은 평균하고, PCB발생기320은이를 임계치와 비교한 결과에 따른 전력제어비트를 생성한 후, 역방향 송신시 실어 보낸다. 그리고 이동국의 간섭전력측정기328 및 트래픽전력측정기320은 각각 그 다음의 한 전력제어그룹 동안 제2안테나ANT2로부터의 수신되는 신호 및 트래픽신호의 전력을 측정한 후 측정한 값을 평균하고, PCB발생기320은 이를 임계치와 비교한 결과에 따른 전력제어비트를 생성하며, 역방향 송신시 실어보낸다.

그러면 상기 기지국은 제1안테나ANT1에 관한 전력제어비트를 받은 후, 이에 따라 제1안테나ANT1에 해당하는 다음 전력제어그룹의 송신시 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 그리고 기지국은 제2안테나ANT2에 관한 전력제어비트를 받은 후, 이에 따라 제2안테나ANT2에 해당하는 다음 전력제어그룹의 송신시 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 따라서 이때 송신되는 신호의 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 별도로 다르게 적용되는 값을 나타낸다.

두 번째로 도 10은 1개의 전력제어그룹 단위에 두 번 안테나가 스위칭되는 경우, 각 안테나들의 출력신호 전력들을 1개 전력제어그룹 주기 내에서 각각 측정한 후, 1개의 전력제어그룹 주기 내에서 각각 대응되는 안테나의 전력을 제어를 개별적으로 제어하는 예를 도시하고 있다. 즉, 도 10은 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이보다 긴 경우를 나타낸 것이다.

상기 도 10을 참조하면, 기지국은 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간의 1/2과 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 이동국은 1/2 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 생성한다. 그리고 이동국은 그 다음의 1/2 전력제어그룹 동안 제2안테나ANT2로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 생성한다. 그리하여 이동국은 다른 두 개의 전력제어비트들을 역방향 송신시 실어보낸다. 기지국은 제1안테나ANT1과 제2안테나ANT2에 관한 전력제어비트들을 받은 후 이에따라 다음 전력제어그룹의 송신시 각각 제1안테나ANT1에 해당하는 전력과 제2안테나ANT2에 해당하는 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 따라서 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 별도로 다르게 적용되는 값들을 나타낸다.

도 11은 각각 안테나 들에서 출력되는 신호의 전력을 2개의 전력제어그룹 단위로 측정한 후, 다음 2개 전력제어그룹 구간에서 각각 대응되는 송신신호의 전력을 제어하는 예를 도시하고 있다. 즉, 상기 도 11은 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이보다 짧은 경우를 나타낸 것이다. 여기서는 전력제어그룹 시간 길이가 안테나 스위치 시간 길이의 1/2배인 예를 나타낸다.

상기 도 11을 참조하면, 기지국은 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간의 2배와 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 이동국은 2개의 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 역방향 송신시 실어보낸다. 그리고 이동국은 그 다음의 2개의 전력제어그룹 동안 제2안테나ANT2로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 역방향 송신시 실어보낸다. 기지국은 제1안테나ANT1에 관한 전력제어비트들을 받은 후 이에따라 제1안테나ANT1에 해당하는 다음 이후 2개의 전력제어그룹의 송신시 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 그리고 기지국은 제2안테나ANT2에 관한 전력제어비트들을 받은 후 이에따라 제2안테나ANT2에 해당하는 다음 이후 2개의 전력제어그룹의 송신시 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 따라서 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 별도로 다르게 적용되는 값들을 나타낸다. 또한 여기서는 결과적으로 실제 전력 제어 그룹 길이가 두 배로 늘어나는 경우를 나타낸다.

도 12는 상기 도 12와 같이 전력제어그룹의 시간 길이가 안테나의 스위치 시간 길이보다 짧은 경우를 나타낸 것이다. 여기서는 전력제어그룹 시간 길이가 안테나 스위치 시간 길이의 1/3배인 예를 나타낸다.

상기 도 12을 참조하면, 기지국은 이동국으로 순방향 송신을 할 때 전력제어그룹 시간의 3배와 같은 시간마다 안테나를 스위치하며 송신한다. 이동국은 한 전력제어그룹 동안 제1안테나ANT1로부터의 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이를 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 생성하고 위와 동일한 전력제어그룹 동안 제2안테나ANT2로부터의 안테나 별로 항상 송신되는 기준 신호를 수신하여 측정한 값을 평균하고 이에 비례하는 값을 임계치와 비교한 결과에따른 전력제어비트를 생성한다. 그리하여 이동국은 다른 두 전력제어비트들을 역방향 송신시 실어보낸다. 기지국은 제1안테나ANT1과 제2안테나ANT2에 관한 전력제어비트들을 받은 후 이에따라 다음 전력제어그룹의 송신시 각각 제1안테나ANT1에 해당하는 전력 이득과 제2안테나ANT2에 해당하는 전력 이득을 높이거나 낮추어 준다. 이때 실제로 송신이 이루어지는 안테나는 제어된 전력이 직접 적용되며 송신이 이루어지지 않는 안테나는 전력 이득 값만이 갱신된다. 따라서 이때 전력 이득은 두 기지국 송신 안테나에 별도로 다르게 적용되는 값들을 나타낸다.

따라서 TSTD를 사용할 경우의 전력 제어는 동작 조건 및 운영자의 필요에 따라 다양한 모드 중 하나를 선택할 수 있다.

본 발명의 전력 제어 방법을 사용함으로써 TSTD를 사용하여 두 개 이상의 송신 안테나를 통해 신호를 내보낼 때 다른 사용자에 대한 간섭을 최소화 하면서 수신 성능이 향상되도록 두 개 이상 안테나의 전력을 효율적으로 제어하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (18)

1. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하며, 상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하며, 역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 의해 상기 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 동일하게 제어하는 기지국장치와,

   상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하며, 상기 기지국 장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호 및 간섭신호의 전력을 각각 측정한 후 평균하여 전력제어정보를 발생하며, 상기 발생된 전력제어정보를 역방향 링크의 송신신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 이동국장치로 구성되는 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신시스템의 순방향 링크의 전력제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기지국장치의 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기와 동일한 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기보다 적어도 두배인 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기보다 작은 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
5. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하며, 상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하며, 역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 따라 각각 대응되는 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 독립적으로 제어하는 기지국장치와,

   상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하며, 상기 기지국 장치의 스위칭시간에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호 및 간섭신호의 전력을 측정하여 각각 대응되는 송신 안테나들의 전력제어정보들을 발생하며, 상기 발생된 전력제어정보들을 역방향 링크의 송신 신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 이동국장치로 구성되는 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신시스템의 순방향 링크의 전력제어장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기와 동일한 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
7. 제5항에 있어서, 상기 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기보다 큰 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 안테나 스위치 시간이 상기 전력제어그룹 주기보다 작은 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어장치.
9. 적어도 두 개의 안테나들을 구비하여 송신다이버티 기능을 가지는 이동통신 시스템의 순방향 링크 전력제어방법에 있어서,

   기지국 장치가 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 과정과,

   이동국 장치가 상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하며, 상기 기지국 장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호 및 간섭신호의 전력을 각각 측정한 후 평균하여 전력제어정보를 발생하는 과정과,

   상기 이동국 장치가 상기 발생된 전력제어정보를 역방향 링크의 송신신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 과정과,

   상기 기지국장치가 역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 의해 상기 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 동일하게 제어하는 과정으로 이루어지는 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신시스템의 순방향 링크의 전력제어방법.
10. 적어도 두 개의 안테나들을 구비하여 송신다이버시티 기능을 가지는 이동통신시스템의 순방향링크의 전력제어방법에 있어서,

    기지국장치가 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 과정과,

    이동국장치가 상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하며, 상기 기지국 장치의 스위칭시간에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호 및 간섭신호의 전력을 측정하여 각각 대응되는 송신 안테나들의 전력제어정보들을 발생하는 과정과,

    상기 이동국장치가 상기 발생된 전력제어정보들을 역방향 링크의 송신신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 과정과,

    상기 기지국장치가 역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 따라 각각 대응되는 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 독립적으로 제어하는 과정으로 이루어지는 송신 다이버시티 기능을 갖는 이동통신시스템의 순방향 링크의 전력제어방법.
11. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하는 RF송신기들과,

    상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 스위치들과,

    역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 의해 상기 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 동일하게 제어하는 이득제어기들로 구성되는 송신 다이버시티 기능을 가지는 이동통신시스템의 기지국장치의 송신전력제어장치.
12. 송신 다이버시티 기능을 가지는 기지국장치를 구비하는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어장치에 있어서,

    상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하는 RF수신기와,

    상기 기지국 장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 간섭신호를 누산 및 평균하여 간섭신호의 전력을 측정하는 간섭전력측정기와,

    상기 기지국장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호를 누산 및 평균하여 수신신호의 전력을 측정하는 전력측정기와,

    상기 측정된 수신신호 및 간섭신호의 전력으로부터 신호대간섭비를 연산하여 전력제어비트를 발생하는 전력제어비트 발생기와,

    상기 발생된 전력제어비트를 역방향 링크의 트래픽신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 다중화기로 구성되는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어장치.
13. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하는 RF송신기들과,

    상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기 적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 스위치와,

    역방향 링크를 통해 수신도는 전력제어정보에 따라 각각 대응되는 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 독립적으로 제어하는 이득제어기로 구성되는 송신 다이버시티 기능을 가지는 기지국의 전력제어장치.
14. 송신다이버시티 기능을 가지는 기지국장치를 구비하는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어장치에 있어서,

    상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하는 RF수신기와,

    상기 기지국 장치의 스위칭시간에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 간섭신호의 전력을 측정하는 간섭전력측정기와,

    상기 기지국 장치의 스위칭 시간에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 신호의 전력을 측정하는 전력측정기와,

    상기 측정된 트래픽신호 및 간섭신호의 전력으로부터 신호대간섭비를 연산하여 각각 대응되는 상기 송신 안테나들의 전력제어비트들을 발생하는 전력제어비트 발생기와,

    상기 발생된 전력제어비트들을 역방향 링크의 송신 신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 다중화기로 구성되는 이동통신시스템의 이동국의 전력제어장치.
15. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 신호를 송신하는 송신 다이버시티 기능을 가지는 이동통신 시스템의 기지국장치의 송신전력 제어방법에 있어서,

    상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 과정과,

    역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 의해 상기 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 동일하게 제어하는 과정으로 이루어지는 이동통신시스템의 기지국장치의 송신전력제어방법.
16. 송신다이버시티 기능을 가지는 기지국장치를 구비하는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어방법에 있어서,

    상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하는 과정과,

    상기 기지국 장치의 스위칭시간의 적어도 두배에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 간섭신호 및 수신신호를 각각 누산 및 평균하여 상기 간섭신호 및 수신신호의 전력을 각각 측정하고, 이들 전력값들로부터 신호대간섭비를 연산하여 전력제어비트를 발생하는 과정과,

    상기 발생된 전력제어비트를 역방향 링크의 송신신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 과정으로 이루어지는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어방법.
17. 적어도 두 개의 안테나들을 통해 트래픽신호를 송신하는 송신 다이버시티 기능을 가지는 이동통신 시스템의 기지국장치의 송신전력 제어방법에 있어서,

    상기 송신하고자하는 신호를 전력제어그룹 주기를 기준으로 스위칭하여 상기적어도 두 개의 안테나들 중 어느 한 안테나로 출력하는 과정과,

    역방향 링크를 통해 수신되는 전력제어정보에 따라 각각 대응되는 안테나들에서 송신되는 신호의 송신전력을 독립적으로 제어하는 과정으로 이루어지는 송신 다이버시티 기능을 가지는 이동통신 시스템의 기지국장치의 전력제어방법.
18. 송신다이버시티 기능을 가지는 기지국장치를 구비하는 이동통신시스템의 이동국장치의 전력제어방법에 있어서,

    상기 기지국 장치의 안테나들에서 출력되는 신호들을 하나의 안테나로 수신하는 과정과,

    상기 기지국 장치의 스위칭시간에 대응되는 전력제어그룹의 시간 구간에서 수신되는 간섭신호 및 트래픽신호의 전력을 각각 측정한 후, 이들로부터 신호대간섭비를 연산하여 각각 대응되는 상기 송신 안테나들의 전력제어비트들을 발생하는 과정과,

    상기 발생된 전력제어비트들을 역방향 링크의 트래픽신호에 다중화시켜 상기 기지국장치에 전송하는 과정으로 이루어지는 이동통신시스템의 이동국의 전력제어방법.