KR100338670B1

KR100338670B1 - 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프시스템에서 송출 전력 제어 장치

Info

Publication number: KR100338670B1
Application number: KR1020000042759A
Authority: KR
Inventors: 강동희
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 2000-07-25
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2002-05-30
Also published as: KR20020009217A

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선로컬 시스템에서 신호의 출력을 제어하기 위한 장치에 관한 발명이다.

나. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 사용자로부터 요구되는 SINR을 자동적으로 조절하여 사용자가 원하는 신호를 출력할 수 있으며, 이를 통해 고품질의 서비스를 제공할 수 있는 장치를 제공한다.

다. 발명의 해결방법의 요지

본 발명에 따른 제1실시 예의 장치는 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출신호의 전력 제어 장치로서, 무선 신호로부터 SINR 추출하여 측정하고 상기 측정된 값을 출력하는 SINR 측정부와, 비트 에러 율(Bit Error Rate:BER)에 따라 SINR을 보상하여 출력하는 SINR 보상부와, 미리 계산된 SINR 값을 출력하는 SINR 출력부와, 상기 SINR 출력부의 신호와 상기 SINR 측정부의 출력과 상기 SINR 보상부의 출력을 가산하여 출력하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 이용하여 제1에너지 값을 계산하는 제1에너지 계산부와, 자동이득 제어의 문턱값과 자동이득 제어 값의 차를 이용하여 제2에너지를 계산하는 제2에너지 계산부와, 상기 제1에너지 계산부와 상기 제2에너지 계산부의 측정값을 수신하여 비교 값을 발생하는 비교 데이터 발생부와, 상기 비교 데이터 발생부의 출력을 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 전력 제어값을 출력하는 비교 판단부와, 상기 비교 판단부로부터 출력되는 전력 제어값을 소정의 시간만큼 지연하여 출력하는 지연부로 이루어짐을 특징으로 한다.

라. 발명의 중요한 용도

코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에 적용된다.

Description

광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 전력 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING POWER OF SENDING SIGNAL IN WIRELESS LOCAL LOOP OF WIDE-BAND CDMA}

본 발명은 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에 관한 것으로, 특히 무선 로컬 루프 시스템에서 신호의 출력을 제어하는 장치에 관한 것이다.

통상적으로 무선 시스템에서는 데이터를 전송할 경우 채널의 상태에 따라 송신하는 전력을 제어하게 된다. 이와 같이 송신전력을 제어함으로써 적절한 전력으로 데이터를 안전하게 송수신할 수 있게 된다. 그런데 현재 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 신호를 송신하는 것은 매우 단순한 방법을 이용하여 전력을 제어하고 있다. 이를 상술하면 하기와 같다. 전송에서 사용되는 펄스코드변조(Pulse Coed Modulation:이하 PCM이라 함)방식으로 데이터를 전송하는 경우에 코드분할다중접속 시스템에서 원하는 비트에러율(Bit Error Ratio:이하 BER이라 함)을 만족하기 위해서는 신호간섭대 노이즈 전력의 비(Signal Interference Noise Power Ratio:이하 SINR이라 함)를 설정하여 전력을 제어하게 된다. 이와 같이 송신할 신호의 전력을 제어하는 경우에 주어진 BER의 조건하에서 요구되는 SINR은 채널의 상태에 따라 매우 다른 결과를 나타낸다. 즉, 연속적으로 동작되는 모드에서 데이터가 송수신중인 채널에서는 직접적으로 채널을 정확히 추정할 수 없게된다. 따라서 간접적으로 채널을 추정하고, 이에 따라 SINR을 변경하여 요구되는 BER을 만족하도록 전력을 제어해야만 한다.

그런데 현재 사용중인 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 전력의 제어는 단순히 폐루프(Closed Loop)에 의한 단순한 전력의 제어 방법을 사용하고 있으므로 사용자가 원하는 통신품질을 만족시킬 수 없다. 즉, 미리 설정된 sinr에 따라서만 전력을 제어함으로써 사용자가 원하는 고품질의 통신서비스가 불가능한 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 사용자로부터 요구되는 SINR을 자동적으로 조절하여 사용자가 원하는 신호를 출력할 수 있는 신호출력 제어 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 고품질의 통신 서비스를 제공할 수 있는 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제1실시 예의 장치는 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출신호의 전력 제어 장치로서, 무선 신호로부터 SINR 추출하여 측정하고 상기 측정된 값을 출력하는 SINR 측정부와, 비트 에러 율(Bit Error Rate:BER)에 따라 SINR을 보상하여 출력하는 SINR 보상부와, 미리 계산된 SINR 값을 출력하는 SINR 출력부와, 상기 SINR 출력부의 신호와 상기 SINR 측정부의 출력과 상기 SINR 보상부의 출력을 가산하여 출력하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 이용하여 제1에너지 값을 계산하는 제1에너지 계산부와, 자동이득 제어의 문턱값과 자동이득 제어 값의 차를 이용하여 제2에너지를 계산하는 제2에너지 계산부와, 상기 제1에너지 계산부와 상기 제2에너지 계산부의 측정값을 수신하여 비교 값을 발생하는 비교 데이터 발생부와, 상기 비교 데이터 발생부의 출력을 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 전력 제어값을 출력하는 비교 판단부와, 상기 비교 판단부로부터 출력되는 전력 제어값을 소정의 시간만큼 지연하여 출력하는 지연부로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 제2실시 예에 따른 장치는광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출신호의 전력 제어 장치로서, 무선 신호로부터 FQI를 추출하여 측정하고 상기 측정된 값을 출력하는 FQI 측정부와, 상기 FQI 측정부의 출력을 이용하여 SINR 값을 측정하는 SINR 측정부와, 미리 계산된 SINR 값을 출력하는 SINR 출력부와, 상기 SINR 출력부의 신호와 상기 SINR 측정부의 출력을 가산하여 출력하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 이용하여 에너지 값을 계산하는 에너지 계산부와, 상기 에너지 계산부로부터 출력되는 에너지 값에 가중치 팩터를 곱하여 출력하는 가중치 곱셈부와, 상기 가중치 곱셈부의 출력을 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 전력 제어값을 출력하는 제1비교 판단부와, 상기 제1비교 판단부의 출력과 소정의 시간 이전에 출력된 값과 가산하여 출력하는 가산부와, 상기 가산부의 출력을 소정의 시간동안 지연시키는 지연부와, 상기 가산부의 출력을 이용하여 전력제어 값을 판단하는 전력 제어 판단부로 구성됨을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 수신된 신호로부터 각 채널마다의 에러율을 측정하기 위한 블록 구성도,

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 역방향 링크의 송신전력 제어를 위한 블록 구성도,

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 무선 로컬 루프 시스템의 순방향 전력 제어를 위한 블록 구성도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라 수신된 신호로부터 각 채널마다의 에러율을 측정하기 위한 블록 구성도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

광대역 무선 로컬 루프 시스템의 기지국 측에 무선 수신기로 수신된 신호는 PN 코드가 곱해진다. 그리고 상기 PN 코드가 곱해진 상태의 신호에 직교부호를 통해 역확산이 이루어진 상태로 제1래지스터(10)에 저장된다. 상기 제1래지스터(10)에 저장된 데이터는 각 채널에 해당하는 각 디인터리버들(Deinterleavers)(20, 30, 40, 50)로 입력된다. 상기 각 디인터리버들(Deinterleavers)(20, 30, 40, 50) 이후단의 구성은 동일하므로 제1채널의 데이터가 처리되는 구성만을 설명한다.

디인터리버(20)는 데이터의 송신시에 인터리빙 된 데이터를 복구하여 디펑츄어기(Depuncture Device)(21)의 입력단으로 출력한다. 디펑츄어기(21)는 상기 입력된 신호가 송신시에 펑츄어링 된 신호이므로 이의 역과정을 통해 수신된 신호를 심볼로 변환한다. 상기한 디인터리버(20)와 디펑쥬어기(21)는 무선부를 제어하는 제어부(도면에 도시하지 않음)의 제어에 의해 동작하며, 이러한 제어부는 마이크로 프로세서 또는 디지털 신호처리 프로세서(DSP)를 이용하여 구현할 수 있다. 상기 디펑츄어기(21)에서 심볼로 변환된 출력은 둘로 분기되어 하나의 출력은 비터비 디코더(22)로 입력되며, 다른 하나의 출력은 검출기(24)로 입력된다. 따라서 비터비 디코더(22)는 심볼로 입력된 데이터를 디코딩하여 데이터로 변환한다. 이러한 디코딩이 되면 전송시에 발생된 에러의 복원이 이루어진다. 에러가 복원된 데이터는 전송장비 또는 다른 유무선 가입자에게 전송될 수 있도록 처리하기 위한 다음 블록으로 입력된다. 여기에서는 그 이후의 과정은 본 발명을 설명함에 있어서, 요지를 흐릴 수 있으므로 생략한다. 또한 상기 비터비 디코더(22)에서 디코딩된 데이터는 컨벌루전 인코더(Convolution Encoder)(23)로 입력된다. 상기 컨벌루전 인코더(23)는 에러가 복원된 데이터를 다시 코딩하여 출력한다.

또한 상기 검출기(24)에서 입력된 신호는 소정 레벨 값에 따라 검출이 이루어지며, 상기 소정 레벨 값 이상의 신호는 지연기(23)로 입력된다. 상기 지연기(23)는 상기 비터비 디코더(22)와 컨벌루전 인코더(23)에서 코딩 및 인코딩되는 시간만큼 지연을 시킨 후 상기 입력된 신호를 출력한다. 상기 지연기(23)로부터 출력된 신호와 컨벌루전 인코더(23)로부터 출력된 두 신호는 비교기(26)로 입력된다. 그러면 비교기는 두 신호를 비교하여 비교된 값을 출력한다. 즉, 두 신호가 서로 다른 경우 에러에 따른 값을 출력하고, 두 신호가 동일한 경우 같은 값을 가진다는 신호를 출력한다. 이러한 비교기(26)의 출력은 BER 측정기(27)로 입력된다. 따라서 BER 측정기(27)는 이를 이용하여 에러율에 따른 데이터를 제2레지스터(60)로 출력한다. 상기 제2래지스터(60)는 각 채널에 대한 BER 측정기들(27, 37, 47, 57)로부터 수신된 신호를 저장한다. 이와 같은 BER 측정기들(27, 37, 47, 57)로부터 출력된 값을 이용하여 연속적인 각 채널의 상태를 정확하게 파악할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따라 역방향 링크의 송신전력 제어를 위한 블록 구성도이다. 이하 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 역방향 링크의 송신전력 제어를 위한 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

먼저 참조부호 100은 무선 로컬 루프 시스템 기지국의 전력 제어를 위한 구성의 블록도이고, 참조부호 130은 단말의 전력 제어를 위한 블록 구성이다. 이하의 설명에서 참조부호 100을 무선부 모뎀(Radio Part Modem)이라 하며, 참조부호 130을 무선 접속부 모뎀(Radio Interface Modem)이라 한다.

무선 접속부 모뎀(130)에서 소정의 전력 P₀[t](dB)로 출력된 신호는 송달거리의 제약에 의해 G값 만큼의 채널손실이 발생하며, 다른 전파와의 간섭 등 채널 환경에 의해 N_t[t](dB)만큼이 채널 손실이 발생한 신호에 가산되어 전송된다. 그러면 이러한 신호를 수신하는 무선부 모뎀(100)은 이 신호를 이용하여 SINR 측정부(101)에서 신호간섭 대 노이즈의 비율을 측정한다. 그리고 상기 측정된 값을 제1가산부(103)로 출력한다. 이때 제1가산부(103)로 출력되는 데이터는 음(-)의 값을 가지고 출력하도록 한다. 그리고 제1가산부(103)는 가입자로부터 요구된 신호의 값을 출력하는 SINR 출력부(120)의 신호가 입력된다. 제1가산부(103)는 상기 두 신호를 가산하여 그에 따른 값을 제2가산부(105)로 출력한다. 그리고 도 1의 구성에 의해 계산되어 제2래지스터(60)에 저장된 BER 값은 BER 출력부(111B)에서 읽어와 SINR 보상부(111A)로 출력한다. 상기 SINR 보상부(111A)는 상기 BER 출력부(111B)로부터 출력된 값을 이용하여 보상할 SINR 값을 계산한다. 그리고 상기 계산된 값을 이용하여 SINR 값을 제2가산부(105)로 출력한다. 그러면 상기 제2가산부(105)는 입력된 두 값을 가산하여 에너지를 측정하는 에너지 측정부(107)로 입력한다. 그러면 에너지 측정부(107)는 에너지 값(e₁)을 계산한다. 이때 계산되는 값은 하기 <수학식 1>에 의해 계산될 수 있다.

상기 <수학식 1>에 의해 계산된 에너지 값은 전력제어 판단 데이터를 출력하는 판단 데이터 계산부(109)로 입력된다. 그러면 상기 판단 데이터 계산부(109)는 γ값을 계산한다. 이러한 γ값은 하기 <수학식 2>에 의해 계산된다.

상기 <수학식 2>에서 PC는 전력 제어 값을 말하는 것이며, T_p는 전력 제어값의 계산 시 지연되는 시간의 값이으로 소정 시간만큼 지연된 값으로 계산된다.

한편 상기 자동이득조절 값과 자동이득조절 값의 소정 문턱 값은 제3가산기(115)에서 가산된다. 그리고 상기 계산된 값은 제2에너지 계산부(113)로 입력된다. 상기 제2에너지 계산부(113)는 상기 두 자동이득조절 값의 합(δ)이 0보다 큰 경우 제2에너지 값(e₂)을 0으로 설정하며, 그렇지 않은 경우 제2에너지 값(e₂)을 상기 두 자동이득조절 값의 합(δ)으로 한다. 그리고 상기 에너지 측정부(109)에서 측정된 제1에너지 값(e₁)이 미리 설정된 소정의 비교 값(ε)보다 작으며, 동시에 제2에너지 값(e₂)이 "0"의 값을 가지면 상기 비중 값을 출력하고, 그렇지 않은 경우 상기 계산된 제1에너지 값(e₁)에 미리 설정된 소정의 제1가중치(W₁)를 곱한 값과 제2에너지 값(e₁)에 미리 설정된 다른 소정의 제2가중치(w₂)를 곱한 값을 가산하여 판단 데이터로 사용한다. 상기 판단 데이터는 판단부(117)로 입력되어 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 설정된 값보다 큰 경우1의 값을 출력하고, 미리 설정된 값보다 작은 경우 -1의 값을 출력한다. 이와 같이 출력된 값을 통해 역방향으로 전력을 제어하게 된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 무선 로컬 루프 시스템의 순방향 전력 제어를 위한 블록 구성도이다. 이하 도 3을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

FQI 측정부(201)는 수신된 신호의 위상을 측정하여 SINR 측정부(202)로 입력한다. 그러면 SINR 측정부(202)는 이를 수신하여 측정한 후 제1가산기(203)로 입력한다. 그러면 상기 제1가산기(203)는 SINR 출력부(200)로부터 출력된 SINR 값과 상기 측정된 SINR 값을 가산하여 제1계산부(204)로 입력한다. 그러면 상기 제1계산부(204)는 입력된 데이터를 이용하여 하기 <수학식 3>과 같이 계산하여 이를 출력한다.

상기 <수학식 3>에서 e는 전력의 값이며, 도시된 바와 같은 방법으로 계산된 데이터는 다시 가중치 팩터(ω)를 곱하기 위해 곱셈기(205)로 입력한다. 그러면 상기 곱셈기(205)는 입력된 전력 값과 가중치 팩터(ω)를 곱셈 연산하여 이를 데이터 판단부(206)로 입력된다. 상기 데이터 판단부(206)는 동적 범위를 가진 동기화 된 데이터 판단부이다. 이와 같이 데이터 판단부(206)에서 판단되어 출력되는 데이터는 가산기(209)로 입력된다. 상기 가산기(209)는 가산기에서 출력된 데이터에 Τ_P만큼지연되어 입력된 값과 가산하여 출력한다. 그러면 상기 가산된 데이터는 다음 단에 위치한 데이터 판단부(209)로 입력되어 단말기의 송신 전력을 제어하게 된다. 이와 같이 제어된 데이터가 무선 채널환경의 손실 값 G만큼 손실되고, 간섭에 의한 전력값 N_t[t]만큼으로 간섭되어 단말기 측으로 입력된다.

그러면 상기 단말의 무선접속 모뎀(230)은 상기 무선부 모뎀(200)으로부터 데이터를 수신하여 SINR 측벙부(231) 및 프레임 지시기 발생부(232)를 통해 프레임의 질에 따른 데이터를 발생하여 전력을 제어하게 된다.

상술한 바와 같이 광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출되는 신호의 전력을 연속적인 데이터에서도 효율적으로 제어할 수 있는 이점이 있다.

Claims

광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출신호의 전력 제어 장치에 있어서,

무선 신호로부터 SINR 추출하여 측정하고 상기 측정된 값을 출력하는 SINR 측정부와,

비트 에러 율(Bit Error Rate:BER)에 따라 SINR을 보상하여 출력하는 SINR 보상부와,

미리 계산된 SINR 값을 출력하는 SINR 출력부와,

상기 SINR 출력부의 신호와 상기 SINR 측정부의 출력과 상기 SINR 보상부의 출력을 가산하여 출력하는 가산부와,

상기 가산부의 출력을 이용하여 제1에너지 값을 계산하는 제1에너지 계산부와,

자동이득 제어의 문턱값과 자동이득 제어 값의 차를 이용하여 제2에너지를 계산하는 제2에너지 계산부와,

상기 제1에너지 계산부와 상기 제2에너지 계산부의 측정값을 수신하여 비교 값을 발생하는 비교 데이터 발생부와,

상기 비교 데이터 발생부의 출력을 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 전력 제어값을 출력하는 비교 판단부와,

상기 비교 판단부로부터 출력되는 전력 제어값을 소정의 시간만큼 지연하여출력하는 지연부로 이루어짐을 특징으로 하는 광대역 코드분할 다중접속 무선방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 신호 전력 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1에너지 계산부는,

하기 <수학식 4>에 의해 계산됨을 특징으로 하는 광대역 코드분할 다중접속 무선방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 신호 전력 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2에너지 계산부는,

하기 <수학식 5>에 의해 계산됨을 특징으로 하는 광대역 코드분할 다중접속 무선방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 신호 전력 제어 장치.

상기 <수학식 5>에서 PC는 전력 제어 값이며, T_p는 전력 제어값의 계산 시 지연되는 시간의 값.
광대역 코드분할 다중접속 방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출신호의 전력 제어 장치에 있어서,

무선 신호로부터 FQI를 추출하여 측정하고 상기 측정된 값을 출력하는 FQI 측정부와,

상기 FQI 측정부의 출력을 이용하여 SINR 값을 측정하는 SINR 측정부와,

미리 계산된 SINR 값을 출력하는 SINR 출력부와,

상기 SINR 출력부의 신호와 상기 SINR 측정부의 출력을 가산하여 출력하는 가산부와,

상기 가산부의 출력을 이용하여 에너지 값을 계산하는 에너지 계산부와,

상기 에너지 계산부로부터 출력되는 에너지 값에 가중치 팩터를 곱하여 출력하는 가중치 곱셈부와,

상기 가중치 곱셈부의 출력을 미리 설정된 소정의 값과 비교하여 전력 제어값을 출력하는 제1비교 판단부와,

상기 제1비교 판단부의 출력과 소정의 시간 이전에 출력된 값과 가산하여 출력하는 가산부와,

상기 가산부의 출력을 소정의 시간동안 지연시키는 지연부와,

상기 가산부의 출력을 이용하여 전력제어 값을 판단하는 전력 제어 판단부로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 코드분할 다중접속 무선방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 신호 전력 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1계산부는,

하기 <수학식 6>에 의해 계산됨을 특징으로 하는 광대역 코드분할 다중접속 무선방식의 무선 로컬 루프 시스템에서 송출 신호 전력 제어 장치.