KR100352853B1 - 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법 - Google Patents

통신 시스템의 역방향 전력제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 제공하기 위한 것으로, 이러한 본 발명은 전력제어에 이용할 기준값을 할당하는 단계와; 기지국이 단말기에서 송출되는 트래픽 신호를 복조해 상기 기준값과 비교하는 단계와; 기지국이 상기 비교결과에 따라 전력제어 신호를 결정하여 상기 단말기의 전력제어를 수행하는 단계와; 상기 기지국과 단말기간에 상기 결정된 전력제어 신호에 따른 전력제어를 수행하면서 연속된 신호를 일정횟수 이하로 제한하기 위한 연속신호 제한 규칙에 맞게 상기 전력제어 신호를 조정하는 단계를 수행함으로써, 통신 시스템의 단말기가 정상적인 호를 유지하도록 기지국의 모뎀 유닛에서 단말기 쪽으로 전력 제어 정보를 전송하여 노이즈에 의한 호의 단절을 방지하고 호를 장시간 유지할 수 있게 되는 것이다.

Description

통신 시스템의 역방향 전력제어 방법{Method for reverse power controlling in communication system}
본 발명은 WLL(Wireless Local Loop, 무선 가입자 망)과 같은 통신 시스템에서 단말기에 대한 기지국(Radio Port, RP)의 전력제어에 관한 것으로, 특히 통신시스템의 단말기가 정상적인 호를 유지하도록 기지국의 모뎀 유닛에서 단말기 쪽으로 전력 제어 정보를 전송하여 노이즈에 의한 호의 단절을 방지하고 호를 장시간 유지할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신 시스템은 원거리에 있는 단말기와 통신 회선으로 결합하여 정보 처리를 수행하는 시스템으로, 유선과 무선 통신 시스템 등이 있다.
그리고 무선 통신 시스템은 사람, 자동차, 선박, 열차, 항공기 등 이동체를 대상으로 하는 통신 시스템으로, 이에는 이동전화(휴대전화, 차량전화), 항만전화, 항공기전화, 이동공중전화(열차, 유람선, 고속버스 등에 설치), 무선호출, 무선전화, 위성통신, 아마추어무선, 어업무선 등이 포함된다. 이러한 통신에는 아날로그 방식을 사용하는 AMPS(Advanced Mobile Phone Service) 시스템, 디지털 방식을 사용하는 CDMA 및 TDMA(Time Division Multiple Access, 시분할 다원 접속) 시스템, FDMA(Frequency Division Multiple Access, 주파수 분할 다원접속) 시스템, WLL(Wireless Local Loop, 무선 가입자 망) 시스템 등이 있다.
도1은 일반적인 통신 시스템의 블록구성도이고,
이에 도시된 바와 같이, 단말기의 호처리 요구를 공중망 또는 전용망을 통해 공중전화교환망과 같은 다른 통신망에 전송하여 통신 서비스가 이루어질 수 있도록 하는 교환기(10)와; 상기 교환기(10)의 호전송 요구를 단말기(30)에 송신하고, 상기 단말기(30)의 호처리 요구를 수신하는 기지국(20)과; 상기 기지국(20)의 포괄영역 내에서 가입자가 통신 서비스를 받도록 하는 단말기(30)로 구성되었다.
이와 같이 구성된 일반적인 통신 시스템은, 가입자가 자신의 단말기(30)를 가지고 기지국(20)의 포괄영역 이내에 있으면서 통신 서비스를 사용하고자 하면, 기지국(20)을 통해 파악한 가입자의 단말기(30) 정보를 교환기(10)를 통해 홈위치 등록기로 전송한다. 그리고 통신 시스템에서는 단말기(30)의 요구에 따라 음성정보 서비스를 수행하거나 다른 통신망과 연결시켜 통신 서비스를 수행할 수 있도록 동작하였다.
도2는 종래 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 기지국(20)에서 트래픽 신호의 BER(Bit Error Rate, 비트 오류율)을 측정하여 측정한 BER 값이 기준값 이하인지를 판별하는 단계(ST1)(ST2)와; 상기 측정한 BER이 기준값 이하이면, 상기 기지국(20)에서 단말기(30)로 전력을 상승시키라는 신호를 전송하는 단계(ST3)와; 상기 측정한 BER이 기준값 이하가 아니면, 상기 기지국(20)에서 상기 단말기(30)로 전력을 하강시키라는 신호를 전송하는 단계(ST4)를 수행한다.
그래서 종래에는 전력 제어를 위해 대부분 트래픽 신호를 이용하는데, 그 방식에서 차이가 있을 수 있다. 이에 따라 트래픽 신호의 BER을 측정하여 이를 전력 제어에 이용한다. 그리고 전력 제어의 기본적 동작을 거의 동일하다.
BER이 나쁘면 기지국(20)에서는 단말기(30) 쪽으로 전력을 올리라는 신호를 보내고, BER이 좋으면 단말기(30) 쪽으로 전력을 내리라는 신호를 보낸다.
따라서 기지국(20)이 수신한 단말기 출력을 점검하여 트래픽 신호의 BER이 나쁘면 단말기(30)의 송신출력을 올리라는 신호를 단말기(30) 쪽으로 보내고, 역으로 기지국(20)이 수신한 단말기 출력의 트래픽 신호의 BER이 좋으면 단말기 출력을 내리라는 신호를 보내어 적당한 레벨의 단말기 출력이 유지되도록 조정한다.
그러나 이러한 종래 기술은 트래픽 신호의 BER 만을 가지고 전력 제어를 수행하기 때문에 어떻게 변할지 모르는 무선 환경 하에서 기지국은 BER이 나빠지면 무선환경이 나빠졌다는 것은 알 수 있지만, 단말기는 기지국이 단말기 쪽으로 보내는 제어 신호가 노이즈에 의한 것인지를 알 수가 없어, 단말기가 제어신호에 포함된 노이즈에 의해 잘못된 전력제어를 수행할 수 있는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 통신 시스템의 단말기가 정상적인 호를 유지하도록 기지국의 모뎀 유닛에서 단말기 쪽으로 전력 제어 정보를 전송하여 노이즈에 의한 호의 단절을 방지하고 호를 장시간 유지할 수 있도록 할 수 있는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법은,
전력제어에 이용할 기준값을 할당하는 단계와; 기지국이 단말기에서 송출되는 트래픽 신호를 복조해 상기 기준값과 비교하는 단계와; 기지국이 상기 비교결과에 따라 전력제어 신호를 결정하여 상기 단말기의 전력제어를 수행하는 단계와; 상기 기지국과 단말기간에 상기 결정된 전력제어 신호에 따른 전력제어를 수행하면서 연속된 신호를 일정횟수 이하로 제한하기 위한 연속신호 제한 규칙에 맞게 상기 전력제어 신호를 조정하는 단계를 수행함을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
도1은 일반적인 통신 시스템의 블록구성도이고,
도2는 종래 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 보인 흐름도이며,
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 보인 흐름도이며,
도4는 도3에서 기준값 할당 단계를 상세히 보인 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 교환기 20 : 기지국
30 : 단말기
이하, 상기와 같은 본 발명 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법의 기술적 사상에 따른 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도3은 본 발명의 일실시예에 의한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법을 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 전력제어에 이용할 기준값을 할당하는 단계(ST11)와; 상기 기준값을 할당한 다음 단말기(30)에서 송출되는 신호에서 상기 기준값과 비교하여 전력제어에 이용할 복조된 트래픽 값을 기지국(20)에서 읽는 단계(ST12)와; 상기 읽은 복조된 트래픽 값이 기준값 이하인지를 판별하는 단계(ST13)와; 상기 읽은 복조된 트래픽 값이 기준값 이하이면 상기 기지국(20)은 상기 단말기(30) 쪽으로 전력을 상승시키라는 신호를 전송하고, 상기 읽은 복조된 트래픽 값이 기준값 보다 크면 상기 기지국(20)은 상기 단말기(30) 쪽으로 전력을 하강시키라는 신호를 전송하는 단계(ST14 ~ ST17)를 수행한다.
상기에서 기준값과 비교하여 전력제어에 이용할 값은, 파일럿 신호를 복조한 값으로 설정하고, 이를 기준값과 비교하여 상기 단말기(30)의 전력 상승/하강을 제어한다.
상기에서 기준값과 비교하여 전력제어에 이용할 값은, 현재의 트래픽의 복조된 에너지 값으로 설정하고, 이를 기준값과 비교하여 일정범위 이내에서 상기 단말기(30)의 전력 상승/하강을 제어한다.
도4는 도3에서 기준값 할당 단계를 상세히 보인 흐름도이다.
이에 도시된 바와 같이, 점유된 채널이 하나이면 상기 단말기(30)가 높은 출력을 발생시켜 통화품질을 양호하게 유지할 수 있도록 전력제어용 기준값을 높게 할당하고, 상기 기지국(20)에서의 수신이 포화상태에 이르지 않도록 점유된 채널이 증가할수록 상기 전력제어용 기준값을 일정비율로 감소시킨다(ST21 ~ ST24).
전력의 상승/하강 제어시 연속신호 제한 규칙을 이용하여 같은 신호가 일정회수 이상 오지 않는 것으로 설정하고, 일정회수 이상 같은 신호가 전송되어오면 상기 단말기(30)는 일정회수 이상 전송된 신호를 노이즈로 간주하여 전력제어를 홀드(Hold)하고, 상기 전력제어를 홀드한 상태에서 홀드하기 전과 다른 신호가 오면 상기 단말기(30)는 홀드한 전력제어를 풀고 정상적인 전력 제어를 수행하며, 상기 기지국(30)은 상기 일정회수 만큼 전력 상승 신호를 상기 단말기(30)로 전송하면 전력 하강 신호를 전송하고 상기 일정회수 만큼 전력 하강 신호를 전송하면 전력 상승 신호를 전송한다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법의 동작을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 본 발명은 기지국(20)의 모뎀 유닛이 단말기(30)에 행하는 전반적인 전력제어에 대한 것이다.
모뎀 유닛은 단말기의 출력을 제어하기 위해 단말기(30)의 트래픽 신호를 복조해낸다. 이렇게 복조해 낸 값을 전력 제어의 기준값과 비교해서 단말기(30) 쪽으로 제어신호를 내보낸다.
제어신호는 '0' 또는 '1'의 데이터 비트로 구성하고, '1'의 단말기(30)의 출력을 감소시키라는 신호로 정의하고, '0'은 단말기(30)의 출력을 증가시키라는 신호로 정의할 수 있다.
그래서 복조해 낸 값이 전력 제어의 기준값 보다 크면 기지국(20)은 단말기(30)의 전력을 올리라는 신호를 보낸다.
이러한 동작을 수행하기 위해서 본 발명은 단말기의 트래픽 신호를 복조해내는 기능과 실제적인 전력 제어를 수행하는 기능, 그리고 동적으로 전력 제어 기준값을 할당하는 기능을 수행한다.
본 발명의 동작을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
기지국(20)의 모뎀 유닛은 단말기(30)의 출력을 제어하기 위해 단말기(30)의 트래픽 신호를 복조해내어 전력제어에 이용한다.
기본적인 전력 제어 동작은 전력상승/전력하강 신호를 송출하는 것이다. 즉, 모뎀 유닛이 복조해낸 단말기(30)의 트래픽 신호의 값이 전력제어용 기준값 보다 크면 기지국(20)은 단말기(30) 쪽으로 출력 전력을 내리라는 신호를 보내고, 복조해낸 단말기(30)의 트래픽 신호의 값이 전력제어용 기준값 보다 작으면 기지국(20)은 단말기(30) 쪽으로 출력 전력을 올리라는 신호를 보낸다.
여기서 전력제어용 기준값은 점유된 채널의 용량에 따라 자동으로 그 값이 조절된다. 점유된 채널이 하나이면 단말기(30)가 높은 출력을 발생시켜 통화품질을좋게 유지하도록 하기 위해 전력제어용 기준값을 높게 할당하고, 점유된 채널이 증가할수록 전력제어 기준값을 일정비율로 감소시켜 기지국 쪽 수신이 포화상태에 이르지 않도록 조정한다.
무선 환경에서는 항상 전력 제어 정보가 정확하게 기지국(20)에서 단말기(30) 쪽으로 내려간다고 볼 수가 없기 때문에 무선 구간의 노이즈를 단말기(30)는 전력 제어 정보로 인식해 잘못 동작할 수 있다.
이러한 것은 기지국(20)과 단말기(30) 간의 사전 약속에 의해 방지할 수 있다. 그래서 같은 신호는 예를 들어 4번 이상 오지 않는 걸로 설정하고, 4번 이상 같은 신호가 오면 단말기(30)는 이것은 노이즈로 간주하고 전력제어를 홀드(Hold)하도록 한다.
이 상태에서 단말기(30)에 홀드하기 전과 비교해서 다른 신호가 오면 단말기는 홀드한 전력제어를 풀고 정상적인 전력 제어를 수행한다. 여기서 기지국(20)은 같은 신호를 4번 이상 보내지 않는 것을 원칙으로 한다. 즉, 4번 이상 연속해서 단말기 쪽으로 올리라는 신호를 보낸 경우에는 1번 내리라는 신호를 의무적으로 보내준다.
단말기가 호를 끊을 때 또는 마스터와 슬레이브 간에 트랜지션(Transition)이 발생할 때 단말기(30)의 출력 전력이 갑자기 치솟는 것을 방지하기 위하여 기지국(20)에서 일정기간 동안 전력제어 정보를 토글(Toggle)해서 단말기(30)로 보낸다.
이러한 모든 전력 제어는 매 1ms 정도의 시간 간격으로 인터럽트에 의해 행해질 수 있다.
이처럼 본 발명은 통신 시스템의 단말기가 정상적인 호를 유지하도록 기지국의 모뎀 유닛에서 단말기 쪽으로 전력 제어 정보를 전송하여 노이즈에 의한 호의 단절을 방지하고 호를 장시간 유지하게 되는 것이다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 즉, 전력제어에 이용할 수 있는 값들은 다양하게 설정할 수 있는 것으로, 본 발명의 일실시예에서는 트래픽 신호를 복조한 값으로 전력제어를 수행하는 것에 중심을 맞추어 설명하였지만, 파일럿 신호를 복조한 값도 이용할 수 있고, 현재의 트래픽의 복조된 에너지 값만을 적용하는 구조에서 노이즈를 계산해 일정범위 안에서 전력 제어를 보상해 줄 수도 있다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법은 WLL과 같은 통신 시스템에서 최대한 노이즈를 억제하여 호 통화 품질을 향상시키고, 호를 장시간 유지할 수 있도록 하며, 무선 환경 하에서의 노이즈에 의한 호의 단절 등을 방지할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (5)

  1. 전력제어에 이용할 기준값을 할당하는 단계와;
    기지국이 단말기에서 송출되는 트래픽 신호를 복조해 상기 기준값과 비교하는 단계와;
    기지국이 상기 비교결과에 따라 전력제어 신호를 결정하여 상기 단말기의 전력제어를 수행하는 단계와;
    상기 기지국과 단말기간에 상기 결정된 전력제어 신호에 따른 전력제어를 수행하면서 연속된 신호를 일정횟수 이하로 제한하기 위한 연속신호 제한 규칙에 맞게 상기 전력제어 신호를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 연속신호 제한 규칙은,
    상기 전력제어시 설정된 횟수 이상 같은 전력제어 신호(전력상승 또는 전력하강)가 연속되면 상기 단말기가 전력제어를 홀드하는 단계와;
    상기 전력제어가 홀드된 상태에서 홀드하기 전과 다른 신호가 오면, 상기 단말기는 홀드한 전력제어를 풀고 상기 기지국의 전력제어 신호에 따른 정상적인 전력제어를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기준값과 비교하여 전력제어에 이용할 상기 트래픽 신호는,
    현재 트래픽의 복조된 에너지 값으로 설정하고, 이를 기준값과 비교하여 일정범위 이내에서 상기 단말기의 전력 상승/하강을 제어하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기준값은,
    점유된 채널이 하나이면 상기 단말기가 높은 출력을 발생시켜 통화품질을 양호하게 유지할 수 있도록 높게 할당되고, 상기 기지국에서의 수신이 포화상태에 이르지 않도록 점유된 채널이 증가할수록 일정비율로 감소되도록 한 것을 특징으로 하는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법.
  5. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서, 상기 단말기의 전력제어시,
    상기 기지국은 상기 설정된 횟수만큼 전력상승 신호를 상기 단말기로 전송한 직후에는 적어도 1회의 전력하강 신호를 의무적으로 전송하고, 상기 설정된 횟수만큼 전력하강 신호를 전송한 직후에는 적어도 1회의 전력상승 신호를 의무적으로 전송하여 연속된 전력제어 신호(전력상승 또는 전력하강)가 상기 설정된 횟수를 초과 하여 반복되지 않도록 함을 특징으로 하는 통신 시스템의 역방향 전력제어 방법.
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