KR100367383B1

KR100367383B1 - 통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 업데이트하는 방법

Info

Publication number: KR100367383B1
Application number: KR10-2000-7011192A
Authority: KR
Inventors: 로버트 티. 러브; 볼맨채드; 마이클 제이. 바하; 윌리엄 알. 바이엘
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 1998-04-08
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2003-01-10
Also published as: KR20010042542A; DE69913119T2; BR9909481A; US6058107A; WO1999052224A1; EP1070394A4; EP1070394A1; DE69913119D1; JP4307720B2; JP2002510932A; EP1070394B1

Abstract

통신 시스템(100)의 기지 송수신국에서 전력 제어를 업데이트하는 방법이 제공된다. 기지 송수신국(104)은 신호 프레임을 전송한다(201). 이동국(102)은 신호 프레임을 수신한다(203). 이동국(102)은 신호 프레임이 정확하게 수신되었는지 여부를 결정하고(205), 매트릭 비트(metric bit)를 품질 매트릭에 설정한다(207, 209). 매트릭 비트는 신호 프레임이 이동국(102)에서 정확히 수신되었는지 여부를 나타낸다. 이동국(102)은 품질 매트릭을 전송하고(211), 이는 기지 송수신국(104)에 의해 수신된다. 이어서, 적어도 부분적으로는 품질 매트릭을 근거로, 전력 제어를 업데이트할지 여부를 결정한다.

Description

통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 업데이트하는 방법{METHOD FOR UPDATING FORWARD POWER CONTROL IN A COMMUNICATION SYSTEM}

코드 분할 다중 억세스(Code Division Multiple Access, CDMA) 시스템과 같은 통신 시스템은 하부구조 장비와 이동 유닛 사이에서 메시지를 통신한다. 여기서 설명되는 바와 같이, 순방향 메시지(forward message)는 셀룰러 하부구조 장비에 의해 발생되고 이동 통신 유닛에 의해 수신되도록 전송되는 메시지를 칭하고, 역방향 메시지(reverse message)는 이동 전화기와 같이 이동 통신 유닛에 의해 발생된 메시지를 칭한다.

전력 제어는 대부분의 통신 시스템에서 중요한 기능이고, DS-CDMA를 사용하는 제2 세대(2G) 및 제3 세대(3G) 셀룰러 시스템의 적절한 동작에 필수적이다. 전력 제어는 최대 시스템 용량에 최소 전력 레벨을 사용하면서 충분한 통신 링크 질과 정보 처리량을 유지하는데 사용된다. 기지 송수신기국(base transceiver station, BTS)이 이동국에 정보를 전송하는데 사용되는 순방향 통신 링크의 전력 레벨을 변화시키는 것을 순방향 전력 제어라 칭한다. 이동국이 서비스를 제공하는 BTS에 정보를 전송하는데 사용되는 역방향 통신 링크의 전력 레벨을 변화시키는 것은 역방향 전력 제어라 칭한다.

IS-95 또는 J-ANSI-STD008 시스템과 같은 제2 세대 CDMA 시스템에 대한 순방향 전력 제어는 전형적으로 순방향 링크 전력 레벨을 업데이트하는데, 역방향에서 전송된 순방향 링크 질 정보 피드백(forward link quality feedback)을 사용한다. 이 피드백 정보는 각 순방향 링크 트래픽 채널(traffic channel, TCH) 프레임이 삭제되는지의 여부를 나타내는데 사용되는 비트의 형태가 될 수 있다. 한가지 이러한 예는 J-ANSI-STD008 시스템에서 사용되는 삭제 표시 비트(erasure indicator bit, EIB)이다. 이와 같은 또 다른 예는 IS-95 또는 J-ANSI-STD008 시스템에서 사용되는 전력 측정 보고 메시지(Power Measurement Report Message, PMRM)와 같이, 소정의 시간 주기에 삭제된 순방향 링크 프레임의 수를 나타내는 메시지이다.

CDMAOne, UMTS, 및 ARIB 시스템에 대해 제안된 것과 같이, 제3 세대 CDMA 시스템의 순방향 전력 제어는 전형적으로 매 1.25 msec 이하로 역방향 링크에서 피드백된 이득 업데이트 정보를 사용하고, 이는 고속 순방향 전력 제어라 칭한다. 이 피드백 정보는 손상되거나 역방향 링크 제어 채널상에 전달될 수 있다.

여기서 사용되는 바와 같이, 손상되었다(puctured)란 말은 전력 제어 정보 비트가 역방향 링크 트래픽 채널 프레임에서 정보 비트를 대치하였다는 것을 칭한다. 이득 업데이트 정보는 전형적으로 측정된 신호-대-간섭비를 순방향 링크 질에 의해 결정된 신호-대-간섭 한계값에 비교함으로서 이동국에서 결정된다. 서비스를 제공하는 BTS에서, 이득 업데이트 정보는 순방향 링크 이득을 증가 또는 감소시켜 순방향 링크 전송 전력을 증가 또는 감소시킬지 여부를 결정하는데 사용된다.

전형적인 CDMA 시스템에서는 기지 송수신기국 사이의 경계 영역에 들어갈 때, 이동국이 한 기지 송수신국과 통신하는 것에서 두 기지 송수신국과 동시에 통신하는 것으로 전이된다. 그래서, 일시적으로는 통신이 인터럽트되지 않고 음성질이 저하되지 않는다. 이 다중 링크 통신은 일반적으로 소프트-핸드오프(soft-handoff)라 칭한다. 다이버시티(diversity)의 중요한 이점은 소프트-핸드오프 동안 서비스를 제공하는 기지국으로부터 다수의 신호 경로를 수신하여 조합하는 것으로 인해 이동국에 의해 유도되고, 그에 의해 순방향 링크 전력에서 네트 드롭(net drop)을 허용하게 된다. 소프트-핸드오프는 2개 이상의 BTS를 포함할 수 있다.

소프트-핸드오프를 포함하여 고속 순방향 전력 제어를 사용하는 3G 시스템에서는 역방향 링크 채널에 걸쳐 일어나는 이득 업데이트 에러를 고려하도록 각 BTS에서 사용되는 순방향 TCH 또는 순방향 링크 이득을 정정할 필요가 있다. 전형적으로, 소프트-핸드오프 동안, 하나 이상의 역방향 링크는 연장된 시간 주기 동안, 이득 업데이트와 같은 전력 제어 정보의 검출을 금지하는 신호질을 나타내거나 매우 높은 삭제 비율을 갖게 된다. 여기서 사용되는 바와 같이, 삭제 비율(erasure rate)은 BTS로부터 이동 유닛에 의해 수신된 프레임 중 검출가능한 비트 또는 심볼 에러를 갖고 수신된 프레임, 또는 순방향 에러 검출/정정을 실패한 프레임, 또는 그 전송 비율이 결정될 수 없는 프레임의 퍼센트를 칭한다.

고속 순방향 전력 제어를 사용하는 3G 시스템은 이후-선택(post-selection) 순방향 전력 제어 기능을 사용함으로서 지배적인 역방향 링크에 비해 더 약한 역방향 링크에서의 높은 삭제 비율을 정정한다. 이후-선택 순방향 전력 제어 기능은 이후-선택 기능에 의해 결정된 바와 같이 최상의 품질로 역방향 링크에 대응하는 정보를 근거로 새로운 이득 레벨을 계산한다. 새로운 이득 레벨은 주기적으로 서비스를 제공하는 각 BTS에 전달되어 TCH 이득을 업데이트 및 동기화한다.

이러한 이전-선택 이득 정정 방법과 연관된 한가지 문제점은 삭제되는 이득 업데이트 정보를 포함하는 모든 프레임, 또는 높은 에러 비율을 나타내는 이득 업데이트 정보를 운반하는 모든 역방향 링크 채널을 근거로, 모든 역방향 링크가 높은 이득 업데이트 에러 비율을 나타낼 때이다. 이 경우, 1.25 msec로 전송되는 전력 제어 업데이트 정보가 사용되면, 이동국으로의 순방향 링크 전력을 부정확하게 상승 또는 하강시킬 가능성이 있다.

잘못하여 전력을 상승시키면, 시스템에서 과도한 간섭이 생성될 수 있다. BTS 전력을 낮추는 것은 역방향 링크의 정지 기간에 의존하여 음성질을 저하시키거나 드롭(drop)된 호출을 일으킬 수 있다. 이 문제점은 더 낮은 비율의 더 낮은 전력인 기본 채널과 함께 사용되는 높은 전력, 높은 데이터 비율의 추가 순방향 링크 채널을 사용하기 때문에, 3G 시스템에서 특히 심각해질 수 있다. 전형적으로, 전력 제어 정보는 기본 채널에 대응한다.

제2 세대 시스템은 유사하게 이후-선택 기능에 의해 결정된 최상의 질의 역방향 링크로부터 순방향 전력 제어에 사용되는, 삭제 표시 비트(erasure indicator bit, EIB) 또는 전력 측정 보고 메시지(Power Measurement Report Messages, PMRM)와 같은 순방향 링크질 정보를 구함으로서 소프트-핸드오프 동안 열악한 역방향 피드백 링크 문제점을 해결한다. 여기서 사용되는 바와 같이, 지배적인 역방향 링크란 말은 최소 역방향 링크 프레임 삭제를 갖는 링크, 또는 그 프레임이 소정의 시간 주기에 걸쳐 최소 비트나 심볼 에러 비율 또는 최상의 디코더 품질 매트릭을 갖는 링크를 칭한다.

열악한 커버리지(coverage)에 부가하여, 또한 역방향 링크는, 소정의 수의 순방향 링크의 불량 프레임을 수신하면 이동국이 전송기를 오프(off) 시킬 때, 모두 불량해진다. 이 방법은 IS-95A, IS-95B, 및 J-ANSI-STD008에서 사용되고, 여기서 소정의 수의 순방향 링크의 불량한 프레임은 12로 설정된다.

결과적으로, 피드백 링크가 일시적으로 손실되거나 피드백 링크에서 수신된 전력 제어 정보가 결정될 수 없을 때 순방향 전력 제어를 실행하는 방법이 필요하다.

본 발명은 일반적으로 통신 시스템에 관련된 것으로, 특별히 통신 시스템에서 순방향(forward) 전력 제어를 업데이트하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템을 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 하나의 순방향 링크(forward link)를 가질 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 한 신호를 전송하는 다수의 기지 송수신국을 가질 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 한 신호를 전송하는 다수의 기지 송수신국을 가질 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 순방향 전력 제어를 업데이트하는흐름도.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 순방향 전력 제어 내부 루프 업데이트에 대한 흐름도.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 동기화를 계산하는 흐름도.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다수의 신호 프레임을 도시하는 도면.

본 발명은 피드백 링크(feedback link)가 일시적으로 손실되거나 피드백 링크에서 수신된 전력 제어 정보가 결정될 수 없을 때 기지 송수신국에서 전력 제어를 업데이트하는 방법을 제공한다. 기지 송수신국은 신호 프레임(signal frame)을 전송한다. 신호 프레임은 음성 정보, 비디오 정보, 또는 공중을 통해(over the air, OTA) 전달된 데이터의 조합을 포함한다. 이동국은 신호 프레임을 수신한다. 이동국은 신호 프레임이 정확하게 수신되는지의 여부를 결정하고 신호 품질 매트릭에서 매트릭 비트(metric bit)를 설정한다. 매트릭 비트는 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되는지의 여부를 나타낸다. 이동국은 신호 품질 매트릭을 전송하고, 이는 기지 송수신국에 의해 수신된다. 이어서, 전력 제어를 업데이트할지의 여부가 결정된다. 기지 송수신국의 전력 제어를 업데이트할지의 여부의 결정은 적어도 부분적으로 품질 매트릭을 근거로 한다.

본 발명은 도 1 내지 도 8을 참고로 더 잘 이해될 수 있다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신 시스템(100)을 도시한다. 시스템(100)은이동국(102), 제1 기지 송수신국(104), 제2 기지 송수신국(103), 및 중앙 기지국 제어기(Centralized Base Station Controller, CBSC)(105)를 포함한다. CBSC(105)는 트랜스코더(transcoder)(106) 및 선택 분포 유닛(111)을 포함한다. 시스템(100)은 바람직하게 다수의 이동국 및 기지 송수신국을 포함하지만, 도 1에서는 간략하게 하나의 이동국과 2개의 기지 송수신국만이 도시된다. 바람직한 실시예에서, 시스템(100)은 코드 분할 다중 억세스(Code Division Multiple Access, CDMA) 시스템이다. 시스템(100)은 또한 신호 메시지를 전송하고 이동국에서 정확한 전달 및 수신을 요구하는 통신 시스템이 될 수 잇다.

기지국(103, 104)은 바람직하게 "MOTOROLA SC9600" 기지 송수신국이다. 제1 기지국(104)은 전송기 및 수신기를 갖춘 송수신기(108)를 포함한다. 제2 기지국(103)은 전송기 및 수신기를 갖은 송수신기(107)를 포함한다. 송수신기(107, 108)는 공중을 통하여 이동국(102)에 의해 수신되는 RF 신호를 전송한다. 전송은 종래 기술에서 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 더 설명되지 않는다. 기지국(103, 104)에서 이동 유닛(102)으로 전송되는 신호는 여기서 순방향 트래픽 프레임(forward traffic frame) 또는 순방향 링크 메시지(forward link message)라 칭한다. 송수신기(107, 108)는 종래 기술에서 공지된 바와 같이 이동 유닛(102)으로부터 메시지를 수신한다. 이러한 메시지는 여기서 역방향 링크 메시지(reverse link message)라 칭한다.

이동 유닛(102)은 바람직하게 기지 송수신국(103, 104)과 통신할 수 있는 휴대 전화기 유닛이다. 바람직한 실시예에서, 이동 유닛(102)은 디지털 CDMA 휴대 전화기이다. 이동 유닛(102)은 또한 무선 데이터 단자나 비디오폰이 될 수 있다. 이동 유닛(102)은 종래 기술에서 공지된 바와 같이, 전송기 및 수신기를 갖춘 송수신기(110)를 포함한다. 이동 유닛(102)은 역방향 링크로 거기에 위치하는 송수신기(110)에 의해 메시지를 전송하고, 순방향 링크로 거기에 위치하는 송수신기(110)에서 기지국(103, 104)에 의해 발생된 메시지를 수신함으로서, 기지국(103, 104)과 통신한다.

CBSC(105)는 바람직하게 "MOTOROLA SUPERCELL CBSC"이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, BTS(103, 104)는 시스템(100)에서 전력 제어를 관리하는 중심 위치로 동작한다. 본 발명의 다른 실시예에서는 CBSC(105)가 시스템(100)에서 전력 제어를 관리한다.

도 2는 시스템(100)에서 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도를 도시한다. 도 2에 도시된 바람직한 실시예에서는 CBSC가 처리를 실행하는 CBSC 접근법이 사용된다. 다른 실시예에서는 CBSC내의 트랜스코더가 처리를 실행한다. 또 다른 실시예에서는 CBSC가 처리의 일부를 실행하고 트랜스코더가 다른 처리 단계를 실행하는 혼합 접근법이 사용된다.

이제는 바람직한 실시예를 참고로, 기지 송수신국이 신호 프레임을 전송한다(201). 신호 프레임은 음성 정보, 비디오 정보, 또는 공중을 통해(OTA) 전송되는 데이터의 조합을 포함한다. 이동국은 BTS에 의해 전송된 신호 프레임을 수신한다(203). 이어서, 이동국은 수신된 신호가 양호한지의 여부를 결정한다(205). 신호 프레임은 비트 또는 심볼 에러가 거의 없이 수신되는 경우양호한 것으로 간주된다. 신호 프레임은 또한 그 프레임이 순방향 에러 검출/정정을 통과하면 양호한 것으로 간주된다. 어느 경우에서든, 전송 비율은 검출될 수 있다. 특별히, 프레임은 계산된 CRC가 전송된 CRC와 정합되어 전송 비율이 결정될 수 있으면 정확하게 수신되거나 양호한 것으로 간주되고, 그렇지 않은 경우, 프레임은 부정확하게 수신되거나 삭제되어 불량한 것으로 간주된다.

수신된 신호가 양호하지 않으면, 이동국은 BTS로부터 수신된 순방향 프레임이 적절하게 수신되지 않았음을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(207). 신호가 정확하게 수신되지 않았으면, 수신된 신호는 양호하지 못하거나 불량한 것으로 간주된다. 이동국에서 수신된 신호가 양호하면, 이동국은 BTS로부터의 순방향 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었음을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(209).

매트릭 비트를 설정한 이후에, 이동국은 매트릭 비트를 포함하는 역방향 링크 OTA 프레임을 BTS로 전송한다(211). BTS는 이동국으로부터 매트릭 비트를 수신한다(213). BTS는 이어서 매트릭 비트를 포함하는 프레임이 이동국으로부터 BTS에 의해 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(215). 프레임이 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제1 카운터를 증가시킨다(217). 역방향 링크 프레임이 정확하게 수신되었으면, BTS는 제1 카운터를 재설정한다(219). 바람직한 실시예에서, 소정의 수의 연속적인 프레임이 부적절하게 수신되었을 때는 시스템이 단지 순방향 전력 제어만을 조정하기 때문에, BTS는 매트릭 비트 프레임을 정확하게 수신하면 제1 카운터를 재설정한다. 이는 하나의 불량 프레임 또는 제1 한계값 이하인 다수의 불량 프레임을 수신하는 것과 연관된 문제점을 완화시킨다.

BTS는 이어서 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(221). 순방향 신호 프레임이 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제2 카운터를 증가시킨다(223). 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었으면, BTS는 제2 카운터를 재설정한다(225).

제1 카운터는 이동국으로부터 피드백된 정보가 얼마나 오래 이용가능하지 못한가를 나타낸다. 제2 카운터는 이동국이 BTS로부터 양호한 순방향 링크 프레임을 수신한 이래로 얼마나 오래되었나를 나타낸다. 바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 카운터의 합은 제1 한계값과 비교하여 사용된다. 다른 방법으로, 하나 또는 두 카운터가 모두 한계값에 비교될 수 있다. 일단 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 양 만큼 순방향 링크 전송의 전력을 상승시켜 더 높은 전달 비율의 순방향 전송 메시지를 이루도록 시도한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 한계값은 10으로 설정된다. 비록 한계값이 원하는 값으로 설정될 수 있지만, 제1 한계값을 약 2와 20 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 값은 소프트 핸드오프를 실행하고, 불량한 음성질의 주기를 줄이고, 또한 일부 경우에서, 소정의 불량한 프레임을 수신하여 조정 해제(dekeying)된 경우, 이동국이 전송기를 온(on) 상태로 하거나 키 조정(keying)하게 하는데 필요한 주요 메시지를 손실하는 것을 방지하도록 순방향 링크가 불량한 시간을 최소화하게 선택된다.

IS-95A/J-ANSI-STD008 시스템에서, 10의 값은 드롭된 호출 또는 통신이나 신호 질의 기타 다른 문제점을 제공하기에는 너무 낮지 않으면서, 순방향 신호의 단기 문제점이 순방향 링크 신호의 전송 전력을 불필요하게 증가시키지 않도록 충분히 높은 것으로 밝혀졌다. 전력 레벨이 너무 빠르게 증가되거나 과도한 레벨로 증가되면, 시스템에 과도한 간섭이 생길 수 있다. 이러한 과도한 잡음은 다른 신호전송에 문제점을 일으키므로, 방지되어야 한다.

BTS는 제1 카운터와 제2 카운터의 합이 제1 한계값을 넘는지의 여부를 결정한다(227). 두 카운터의 합이 제1 한계값을 넘지 않으면, BTS는 정상적인 순방향 전력 제어를 실행한다(229). 바람직한 실시예에서, 정상적인 순방향 전력 제어는 소정의 수의 프레임이 이동국에서 삭제되었음을 나타내는 J-ANSI-STD008에서의 EIB와 같은 매트릭 비트, 또는 IS-95에서의 PMRM과 같은 메시지가 수신될 때까지 모든 델타(delta) 시간 프레임 마다 단계적으로 감소하는 단위로 순방향 이득을 감소시킴으로서 특징화된다.

소정의 수의 프레임이 삭제되었으면, 순방향 이득은 단계적으로 증가하는 양만큼 증가될 것이다. 다른 실시예에서, 순방향 전력 제어 정보는 역방향 링크 채널로 소정의 수의 시간 프레임에서 수신된다. 이는 순방향 링크 이득에서 특정한 수의 단위로 증가 또는 감소를 일으킨다.

제1 카운터와 제2 카운터의 합이 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 수의 단위로 순방향 링크의 전력을 상승시킨다(231). 바람직한 실시예에서, 순방향 링크 디지털 전압 이득은 정상적인 순방향 링크 전력 제어에서 사용되는 이득 증가량 만큼 증가된다.

이어서, BTS는 제1 카운터 및 제2 카운터의 합이 제2 한계값을 넘는가를 결정한다(233). 제2 한계값은 제1 한계값 보다 더 크고, 순방향 링크를 개선시키는데 실패하였음을 나타낸다. 즉, 카운터 합이 이 값에 이르면, 최대 이득 레벨에 있는 순방향 링크들이 하나로 순방향 링크를 고정시킬 수 없으므로, 최대 전송 비율은 또한 프레임이 정확하게 수신될 가능성을 개선하도록 감소되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 한계값은 20으로 설정되고 3 내지 30의 범위내에 든다.

제1 및 제2 카운터의 합이 제2 한계값을 넘지 않으면, BTS는 정상적인 비율 결정을 실행한다(235). 정상적인 비율 결정은 음성 부호화 처리 동안 다양한 음성 측정의 레벨에 의존해 다른 수의 음성 비트를 지정한다. 전달되도록 요구되는 비트의 수에 관계없이 동일한 프레임 기간을 유지하기 위해서는 다른 전송 비율, 즉 다른 전송 전력 레벨이 요구된다.

최대 전송 비율은 프레임 삭제 비율의 특정한 확률에 맵핑(mapping)되는 동일한 Eb/Nt(정보 비트 에너지 대 잡음 + 간섭 전력 스펙트럼 밀도)를 이루도록 더 낮은 전송 비율 보다 더 큰 전력을 요구한다. 그래서, 최대 전송 비율의 감소는 소정의 동일한 전송 전력 레벨에서 프레임 삭제의 확률을 개선시킨다. 많은 에러 인터페이스에서는 더 낮은 비율의 신호 프레임에 대한 전송 전력이 더 낮은 전송 비율 대 최대 전송 비율의 비로 스케일 조정되면, 이동국이 더 낮은 비율의 신호를 정확하게 수신할 확률이 더 낮은 전송 전력으로 여전히 증가되게 하는 추가 코드 이득이 있다.

최대 전송 비율은 프레임 삭제 비율의 특정한 확률에 맵핑되는 Eb/Nt(정보 비트 에너지 대 잡음 + 간섭 전력 스펙트럼 밀도)를 이루도록 더 낮은 전송 비율보다 더 큰 전력을 요구한다. 그래서, 최대 전송 비율의 감소는 소정의 동일한 전송 전력 레벨에서 프레임 삭제의 확률을 개선시킨다.

두 카운터의 합이 제2 한계값 보다 크면, BTS는 동일한 최대 이득 레벨을 유지하는 옵션으로 최대 전송 비율을 감소시킨다(237). 이어서, 처리는 종료된다(299).

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 신호를 전송하는 다수의 기지 송수신국을 가질 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도를 도시한다. 도 3은 2개의 기지 송수신국이 채널을 통해 이동국에 신호 프레임을 전송하고 있는 시나리오를 도시한다. 이러한 시나리오의 한 예는 호출의 소프트-핸드오프 동안, 호출의 처리를 위해 이동국이 제1 BTS 또는 BTS의 세트로부터 제2 BTS 또는 BTS의 세트에 전이되고 있을 때이다.

도 3은 기지 송수신국이 이동국으로부터 전달된 역방향 신호 프레임을 처리하는 본 실시예에 대한 처리의 바람직한 방법을 사용해 설명된다. 또한 이 처리는 기지 송수신국과 연관된 중앙 기지국 제어기(Centralized Base Station Controller, CBSC)에 의해 실행될 수 있다. 본 실시예는 IS-95A, IS-95B, 또는 J-ANSI-STD008 시스템에서 사용되기에 적절하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 BTS는 순방향 신호를 이동국에 전송한다(301). 제2 BTS도 또한 그 이동국에 순방향 신호를 전송한다(303). 제1 및 제2 BTS에 의해 전송된 신호 프레임은 바람직하게 동일한 신호 프레임이다. 이동국은 제1 BTS 및 제2 BTS로부터 2개의 신호를 수신한다(305). 비록 도 3에서는간략하도록 2개의 기지 송수신국만이 도시되지만, 다수의 기지 송수신국이 이동국에서 수신되도록 신호 프레임을 전송할 수 있다. 순방향 신호 프레임을 수신한 이후에, 이동국은 순방향 신호를 조합한다(306). 이어서, 이동국은 순방향 신호 프레임이 양호한가를 결정한다(307).

신호 프레임에 대해 계산된 CRC가 전송된 CRC와 정합하면, 신호 프레임은 양호한 것으로 간주된다. 특별히, 수신된 프레임 정보 비트로부터 계산된 순방향 에러 정정 점검 필드가 일반적으로 전송된 프레임에서 전달된 점검 필드와 정합하면, 신호 프레임은 양호한 것으로 결정된다. 프레임의 전송 비율은 비율 결정 알고리즘을 통해 결정될 수 있다.

순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되지 않았으면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 양호하지 않음을 나타내도록 매트릭 비트를 설정한다(309). 매트릭 비트는 전형적으로 순방향 링크의 상태를 나타내도록 역방향 링크에서 기지 송수신국으로 전달된 프레임내의 한 비트이다. 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신된 것으로 결정되면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었음을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(311).

이동국은 이어서 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호 프레임을 기지 송수신국에 전송한다(313). 각 BTS는 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호 프레임의 복사를 수신한다(315). 일반적으로, 순방향 및 역방향 채널은 보통 다중경로(multipath)라 칭하여지는 다수의 신호 경로로 구성되고, 여기서 각 신호 경로는 시간 지연으로 분리되어 각 경로가 독립적으로 레일리 패이딩(rayleighfading)된다.

각 BTS는 이어서 바람직하게 역방향 신호 프레임의 복사를 중앙 기지국 제어기(CBSC)에 전달한다. 바람직한 실시예에서, CBSC는 트랜스코더를 포함한다. 기지 송수신국은 바람직하게 회로-스위칭된 전용 채널을 통해 CBSC와 통신한다. 다른 방법으로, 통신은 ATM(Asynchronous Transfer Mode), 또는 프레임 중계 시스템과 같은 패킷 네트워크(packet network)에서 이루어질 수 있다. IS-95A, IS-95B, 또는 J-ANSI-STD008 시스템에서 사용되는 프레임 또는 패킷 포맷의 예는 IS-634A에서 볼 수 있다.

CBSC는 기지 송수신국으로부터 수신된 역방향 신호 프레임의 복사 중에서 최상의 질의 프레임을 선택한다(317). 이어서, CBSC는 최상의 질의 역방향 프레임을 각 기지 송수신국에 전달한다.

각 BTS는 매트릭 비트를 포함하여 선택된 최상의 질의 프레임이 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(319). 매트릭 비트를 포함한 역방향 프레임이 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제1 카운터를 증가시킨다(321). 매트릭 비트를 포함한 역방향 프레임이 정확하게 수신되었으면, BTS는 제1 카운터를 재설정한다(323).

이어서, BTS는 기지 송수신국으로부터 전달된 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(325). 이는 바람직하게는, 이동국으로부터 전달된 역방향 신호 프레임에 포함된 매트릭 비트를 봄으로서 이루어진다. 역방향 신호 프레임에서 소정의 값의 매트릭 비트로 나타내지는 바와 같이, 역방향 프레임이 정확하게 수신되었고 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되지 않았다고 가정하면, BTS는 제2 카운터를 증가시킨다(327). 제1 카운터는 피드백 신호가 얼마나 오래 이용가능하지 못한가를 나타내고, 제2 카운터는 이동국이 양호한 순방향 링크 프레임을 수신한 이래로 얼마나 되었나를 나타낸다. 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었으면, BTS는 제2 카운터를 재설정한다(329).

바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 카운터의 합은 제1 한계값과 비교하여 사용된다. 다른 방법으로, 제1 및 제2 카운터의 함수로부터 정해진 조합된 카운터값이 제1 한계값에 비교될 수 있다. 일단 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 양 만큼 순방향 링크 전송의 전력을 상승시켜 더 높은 전달 비율의 순방향 전송 메시지를 이루도록 시도한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 한계값은 10으로 설정된다. 비록 한계값이 원하는 값으로 설정될 수 있지만, 제1 한계값을 약 2와 20 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 값은 소프트 핸드오프를 실행하는데 필요한 주요 메시지를 손실하는 것을 방지하도록 순방향 링크가 불량한 시간을 최소화하게 선택된다. 또한, 이들 값은 불량한 음성질의 주기를 줄이고, 일부 경우에서는 이동국이 소정의 불량 프레임을 수신하여 조정 해제(dekeying)하면, 이동국이 전송기를 온 상태로 하게 한다(일반적으로 키 조정(keying)이라 칭하여지는). IS-95A/J-ANSI-STD008 시스템에서, 10의 값은 드롭된 호출 또는 통신이나 신호 질의 기타 다른 문제점을 제공하기에는 너무 낮지 않으면서, 순방향 신호의 단기 문제점이 순방향 링크 신호의 전송 전력을 불필요하게 증가시키지 않도록 충분히 높은 것으로 밝혀졌다. 전력 레벨이 너무 빠르게 증가되거나 과도한 레벨로 증가되면, 시스템에 과도한 간섭이 생길 수 있다. 이 과도한 잡음은 다른 신호전송에 문제점을 일으키므로, 방지되어야 한다.

BTS는 제1 카운터와 제2 카운터의 합이 제1 한계값을 넘는지의 여부를 결정한다(331). 제1 및 제2 카운터의 합이 제1 한계값을 넘지 않으면, BTS는 정상적인 순방향 전력 제어를 실행한다(333). 기존의 제2 세대 CDMA 시스템에서의 정상적인 순방향 전력 제어는 소정의 수의 프레임이 이동국에서 삭제되었음을 나타내는 J-ANSI-STD008에서의 EIB와 같은 매트릭 비트, 또는 IS-95에서의 PMRM과 같은 메시지가 수신될 때까지 모든 "델타 시간(deltatime)" 프레임 마다 "단계적으로 감소하는(stepdown)" 단위로 순방향(디지털 전압) 이득을 감소시킴으로서 특징화된다.

이때, 순방향 이득은 "단계적으로 증가하는(step-up)" 단위로 증가된다. 제3 세대 CDMA 시스템에서, 순방향 전력 제어 정보는 역방향 링크 채널에서 매 Kb msec 마다 수신된다. 이는 e1 단위로 순방향 링크 이득에서 증가 또는 감소를 일으킨다. 카운터의 합이 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 수의 단위로 이동국에 대한 모든 순방향 링크의 전력을 상승시킨다(335). 바람직한 실시예에서, 순방향 링크 디지털 전압 이득은 "단계적으로 증가하는" 단위와 같이, 정상적인 순방향 링크 전력 제어에서 사용되는 이득 증가량에 비례하여 증가된다.

BTS는 제1 카운터 및 제2 카운터의 합이 제2 한계값을 넘는지의 여부를 결정한다(337). 제2 한계값은 제1 한계값 보다 크고, 순방향 링크를 개선시키는데 실패하였음을 나타낸다. 즉, 카운터 합이 제2 한계값에 이르면, 최대 이득 레벨을 구하는 순방향 링크들은 하나로 순방향 링크를 고정시킬 수 없다. 결과적으로, 최대 전송 비율은 또한 프레임이 정확하게 수신될 가능성을 개선하도록 감소되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 한계값은 20으로 설정되고 3 내지 30의 범위내에 든다.

카운터의 합이 제2 한계값을 넘지 않으면, BTS는 정상적인 비율 결정을 실행한다(339). 정상적인 비율 결정은 음성 부호화 처리 동안 다양한 음성 측정의 레벨에 의존해 다른 수의 음성 비트를 지정한다. 전달되도록 요구되는 비트의 수에 관계없이 동일한 프레임 기간을 유지하기 위해서는 다른 전송 비율, 즉 다른 전송 전력 레벨이 요구된다. 최대 전송 비율은 프레임 삭제 비율의 특정한 확률에 맵핑되는 동일한 Eb/Nt(정보 비트 에너지 대 잡음 + 간섭 전력 스펙트럼 밀도)를 이루도록 더 낮은 전송 비율 보다 더 큰 전력을 요구한다. 그래서, 최대 전송 비율의 감소는 소정의 동일한 전송 전력 레벨에서 프레임 삭제의 확률을 개선시킨다.

카운터의 합이 제2 한계값을 넘으면, BTS는 동일한 최대 이득 레벨을 유지하는 옵션으로 최대 전송 비율을 감소시킨다(341). 이어서, 처리는 종료된다(399).

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 신호를 전송하는 다수의 기지 송수신국을 가질 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도를 도시한다. 도 4는 2개의 기지 송수신국이 채널을 통해 이동국에 신호 프레임을 각각 동시에 전송하고 있는 시나리오를 도시한다. 2개 이상의 기지 송수신국이 신호를 전송할 수 있지만, 도 4에서는 간략하게 2개만이 도시되는 것으로 이해하여야 한다.

신호 프레임은 음성 정보, 비디오 정보, 또는 데이터의 조합을 포함한다. 전형적으로, BTS와 이동국 사이에는 동일한 채널을 통해 전달되는 기본 신호 프레임과 추가 신호 프레임이 있다. 기본 채널은 음성 정보, 비디오 정보, 데이터, 전력 제어 정보, 및 신호전송 정보를 포함한다. 추가 채널은 바람직하게 비디오 또는 고속 데이터와 같이 더 높은 비율의 응용을 포함한다. 도 4는 기지 송수신국이 이동국으로부터 전달된 역방향 신호 프레임의 처리를 실행하는 본 실시예에 대한 처리의 바람직한 방법을 사용해 설명된다. 이 처리는 또한 기지 송수신국과 연관된 중앙 기지국 제어기(CBSC)에 의해 실행될 수 있다.

도 4는 바람직하게 BTS와 이동국 사이에서 채널을 통해 전달된 2개 이상의 신호 프레임을 포함하는 IS-95B형 시스템 또는 임의의 시스템에서 실시된다. IS-95B에서는 동일한 1.25 MHz 무선 주파수 채널에서 전송을 허용하는 유일한 월시 코드(Walsh code)를 사용하는 기본 채널 및 7개까지의 추가 채널이 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 제1 BTS는 이동국에 순방향 신호를 전송한다(401). 순방향 신호는 기본 채널 및 다수의 추가 채널을 포함하여 다수의 프레임을 포함한다. 제2 BTS도 또한 이동국에 순방향 신호를 전송한다(403). 이동국은 제1 BTS 및 제2 BTS로부터 두 신호를 수신한다(405). 비록 도 4에서는 간략하게 2개의 기지 송수신국만이 도시되지만, 다수의 기지 송수신국이 이동국에서 수신되도록 신호를 전송할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 순방향 신호를 수신한 이후에, 이동국은 순방향 신호의 복사를 조합한다(406).

이동국은 순방향 신호 프레임이 기본 채널로 전달되었나와 각 추가 채널에서 전달된 각 순방향 신호 프레임이 양호한지의 여부를 결정한다(407). 순방향 신호 프레임은 계산된 CRC가 전송된 CRC와 정합하면 양호한 것으로 간주된다.

순방향 신호가 이동국에서 정확하게 수신되지 않았으면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 불량함을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(409). 순방향 신호가 이동국에서 정확하게 수신된 것으로 결정되면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었음을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(411). IS-95B에서는 역방향 링크 기본 신호 프레임만이 매트릭 비트를 갖는다. 매트릭 비트는 단지 수신된 기본 프레임에만 대응한다.

이동국은 이어서 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호 프레임을 기지 송수신국에 전송한다(413). 각 BTS는 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호 프레임의 복사를 수신한다(415). 각 BTS는 이어서 역방향 신호 프레임의 복사를 중앙 기지국 제어기(CBSC)에 전달한다. 바람직한 실시예에서, CBSC는 트랜스코더를 포함한다. 기지 송수신국은 바람직하게 ATM 또는 프레임 중계 시스템과 같이 패킷 네트워크를 사용하거나 전용 회로 스위치 채널을 통해 CBSC와 통신한다. CBSC는 기지 송수신국으로부터 수신된 역방향 신호 프레임의 복사 중에서 최상의 질의 프레임을 선택한다(417). 이어서, CBSC는 기지 송수신국에 최상의 질의 역방향 프레임을 전달한다.

각 BTS는 매트릭 비트를 갖춘 선택된 최상의 질의 프레임이 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(419). 매트릭 비트를 갖춘 역방향 프레임이 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제1 카운터를 증가시킨다(421). 매트릭 비트를 포함한 역방향 프레임이 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제1 카운터를 재설정한다(423). BTS는 이어서 기지 송수신국으로부터 전달된 순방향 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 결정한다(425). 이는 바람직하게는, 이동국으로부터 전달된 역방향 신호 프레임에 포함되는 매트릭 비트를 봄으로서 이루어진다.

역방향 신호 프레임에서 매트릭 비트의 소정의 값에 의해 나타내지는 바와 같이. 역방향 프레임이 정확하게 수신되었고 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되지 않았으면, BTS는 제2 카운터를 증가시킨다(427). 제1 카운터는 피드백 신호가 얼마나 오래 이용가능하지 못한가를 나타내고, 제2 카운터는 이동국이 양호한 순방향 링크 신호를 수신한 이래로 얼마나 되었나를 나타낸다. 순방향 링크 신호 프레임은 IS-95B 시스템에서 기본 채널에 있다. 순방향 신호 채널이 이동국에서 정확하게 수신되었으면, BTS는 제2 카운터를 재설정한다(429).

바람직한 실시예에서, 제1 및 제2 카운터의 합은 제1 한계값과 비교하여 사용된다. 필요에 따라, 하나 또는 두 카운터의 함수가 제1 한계값에 비교될 수 있다. 일단 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 양 만큼 순방향 링크 전송의 전력을 상승시켜 더 높은 전달 비율의 순방향 전송 메시지를 이루어 음성 및 데이터의 질을 개선하도록 시도한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 한계값은 10으로 설정된다. 비록 한계값이 원하는 값으로 설정될 수 있지만, 제1 한계값을 약 2와 20 사이의 값으로 설정하는 것이 바람직하다. 이 값은 소프트 핸드오프를 실행하고, 불량한 음성질의 주기를 줄이고, 또한 일부의 경우에, 소정의 불량 프레임을 수신하여 조정 해제(dekeying)된 경우, 이동국이 전송기를 온 상태로 하거나 키 조정(keying)하게 하는데 필요한 주요 메시지를 손실하는 것을 방지하도록 순방향 링크가 불량하게 되는 시간을 최소화하게 선택된다. IS-95A/J-ANSI-STD008 시스템에서, 10의 값은 드롭된 호출 또는 통신이나 신호 질의 기타 다른 문제점을 제공하기에는 너무 낮지 않으면서, 순방향 신호의 단기 문제점이 순방향 링크 신호의 전송 전력을 불필요하게 증가시키지 않도록 충분히 높은 것으로 밝혀졌다. 전력 레벨이 너무 빠르게 증가되거나 과도한 레벨로 증가되면, 시스템에 과도한 간섭이 생길 수 있다. 이 과도한 잡음은 다른 신호전송에 문제점을 일으키므로, 방지되어야 한다.

BTS는 제1 카운터와 제2 카운터의 합이 제1 한계값보다 더 큰지의 여부를 결정한다(431). 제1 및 제2 카운터의 합이 제1 한계값을 넘지 않으면, BTS는 정상적인 순방향 전력 제어를 실행한다(433). 제2 세대 CDMA 시스템에서, 정상적인 순방향 전력 제어는 Ka 프레임이 이동국에서 삭제되었음을 나타내는 매트릭 비트 또는 메시지가 수신될 때까지 모든 "델타 시간" 프레임 마다 "단계적으로 감소하는" 단위로 순방향 이득을 감소시킴으로서 특징화된다. 이때, 순방향 이득은 "단계적으로 증가하는" 단위로 증가된다.

제3 세대 CDMA 시스템에서, 역방향 링크 채널에서 매 Kb msec 마다 수신되어, e1 단위로 순방향 링크 이득에서 증가 또는 감소를 일으킨다. 카운터의 합이 제1 한계값을 넘으면, BTS는 소정의 수의 단위로 이동국에 대한 모든 순방향 링크의 전력을 상승시킨다(435). 바람직한 실시예에서, 순방향 링크 디지털 전압 이득은 정상적인 순방향 링크 전력 제어에서 사용되는 이득 증가량에 비례하여 증가된다.

BTS는 제1 카운터 및 제2 카운터의 합이 제2 한계값을 넘는지의 여부를 결정한다(437). 제2 한계값은 제1 한계값 보다 크고, 기본 채널의 순방향 링크를 개선시키는데 실패하였음을 나타낸다. 카운터의 합이 제2 한계값을 넘지 않으면, BTS는 신호의 정상적인 전송 기능을 실행한다(439). 신호의 정상적인 전송 기능은 추가 채널, 전용 제어 채널, 또는 기본 채널과 같은 다른 주어진 순방향 채널에 대한 역방향 기본 채널에서 바람직하게 구해진 전력 제어 정보를 근거로 전력 제어 기능을 갖는 것을 수반한다. 바람직하게는, 추가 순방향 링크 이득은 기본 채널의 순방향 링크 이득에 비례하여 스케일 조정된다. BTS는 이어서 도 3에 관련되어 설명된 바와 같이 정상적인 비율 결정을 실행한다(440).

카운터의 합이 제2 한계값을 넘으면, BTS는 추가 채널에서 신호의 전송 비율을 0까지 감소시킨다(441). 이때, BTS는 도 3에서 설명된 실시예와 같이, 동일한 최대 이득 레벨을 유지하는 옵션으로 기본 채널에 대한 최대 전송 비율을 감소시킨다(442). 이어서, 처리는 종료된다(499).

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 순방향 전력 제어를 업데이트하는 흐름도를 도시한다. 도 5는 2개의 기지 송수신국이 각각 채널을 통해 이동국에 신호 프레임을 동시에 전송하는 시나리오를 도시한다. 2개 이상의 기지 송수신국이 신호를 전송할 수 있지만, 도 5에서는 간략하게 2개만이 도시되는 것으로 이해하여야 한다. 신호 프레임은 음성 정보, 비디오 정보, 또는 공중을 통해 전달되는 데이터의 조합이다.

전형적으로, BTS와 이동국 사이에는 동일한 채널을 통해 전달되는 기본 및 추가 신호 프레임이 있다. 기본 채널은 음성 정보, 비디오 정보, 데이터, 전력 제어 정보, 및 신호전송 정보를 포함한다. 추가 채널은 바람직하게 비디오나 고속 데이터와 같이 더 높은 비율의 응용을 포함한다. 도 5는 기지 송수신국이 이동국으로부터 전달된 역방향 신호 프레임의 처리를 실행하는 본 실시예에 대한 처리의 바람직한 방법을 사용해 설명된다. 이 처리는 또한 기지 송수신국과 연관된 중앙 기지국 제어기(CBSC)에 의해 실행될 수 있다. 도 5는 바람직하게 고속 순방향 전력 제어를 사용할 수 있는 제3 세대 CDMA 시스템이나 임의의 시스템에서 실시된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 BTS는 순방향 신호를 이동국에 전송한다(501). 순방향 신호는 기본 채널, 다수의 추가 채널, 및 전용 제어 채널을 포함하여, 다수의 프레임을 포함할 수 있다. 제2 BTS도 또한 이동국에 순방향 신호를 전송한다(503). 이동국은 제1 BTS 및 제2 BTS로부터 두 신호를 수신한다(505). 비록 도 5에서는 간략하게 2개의 기지 송수신국만이 도시되지만, 다수의 기지 송수신국이 이동국에서 수신되도록 신호를 전송할 수 있는 것으로 이해하여야 한다. 순방향 신호를 수신한 이후에, 이동국은 순방향 신호의 복사를 조합한다(506).

이어서, 이동국은 순방향 신호 프레임이 기본 채널로 전달되었나와 각 추가 채널에서 전달된 각 순방향 신호 프레임이 양호한지의 여부를 결정한다(507). 순방향 신호 프레임은 계산된 CRC가 전송된 CRC와 정합하여 전송 비율이 결정될 수 있으면 양호한 것으로 간주한다.

순방향 신호가 이동국에서 정확하게 수신되지 않았으면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 불량함을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(509). 순방향 신호가 이동국에서 정확하게 수신된 것으로 결정되면, 이동국은 순방향 신호 프레임이 이동국에서 정확하게 수신되었음을 나타내는 매트릭 비트를 설정한다(511).

이동국은 이어서 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호 프레임을 기지 송수신국에 전송한다(513).

각 BTS는 도 6에 도시된 바와 같이, 순방향 전력 제어 내부 루프 업데이트를 실행한다(515). 전력 제어 내부 루프(power control inner loop, PCIL) 업데이트 시간 간격은 전형적으로 1.25 msec 이하이다. 각 BTS는 현재 PCIL 시간 간격 동안 전력 제어 정보를 회복한다(601). BTS는 이어서 신호-대-간섭(signal-to-interference, S/I) 한계값 보다 더 큰, 적어도 하나의 복조기 신호-대-간섭 레벨이 있는지의 여부를 결정한다(603). 이 S/I 레벨은 역방향 신호 프레임에서 손상되거나, 분리 채널이 될 수 있는 역방향 신호 프레임 또는 분리된 파일럿(pilot) 신호를 근거로 할 수 있다.

S/I 한계값 보다 더 큰 레벨이 없으면, BTS는 카운터를 증가시킨다(605). 레벨이 한계값 이상이면, BTS는 현재 프레임의 시작 이래로 디지털 전압 이득에 대해 전력 상승 또는 전력 하강 업데이트의 추가를 나타내는 합을 이 PCIL 시간 간격에 대한 다음 전력 제어 업데이트로 더한다(607).

BTS 이득은 이전 프레임 간격에 대응하는 오래된 BTS 이득에 합산값을 더하여 설정된다(609). 이 이득은 전형적으로 1.25 msec인 다음 PCIL 업데이트 시간 간격에 걸쳐 순방향 링크에 사용된다. BTS는 이어서 전형적으로 20 msec인 음성/데이터 프레임 간격의 종료에 이르는지의 여부를 결정한다(611). 그렇지 않으면, BTS는 현재 시간 간격을 증가시키고(613), 전형적으로 1.25 msec인 현재 시간 간격에 대한 전력 제어 정보를 구함으로서(601) 처리를 다시 시작한다.

이것이 프레임 간격의 종료이면, BTS는 카운터가 한계값 보다 더 큰지의 여부를 결정한다(615). 카운터가 한계값 보다 더 크지 않으면, BTS는 로크 비트(lock bit)를 설정한다(617). 카운터가 한계값 보다 더 크면, BTS는 로크 비트를 클리어(clear)한다(619). 로크 비트는 그 시간 간격 동안 복조기 레이크 핑거(demodulator rake finger) 중 적어도 하나가 효과적으로 고정되는지의 여부를 나타내는데 사용된다. 임의의 복조기가 효과적으로 고정되었으면, 로크 비트가 설정된다. 복조기 핑거가 효과적으로 고정되지 않았으면, 로크 비트는 클리어된다. 이어서, 순방향 전력 제어 내부 루프 업데이트가 종료된다(699).

다시 도 5를 참고로, 각 BTS는 매트릭 비트를 포함하는 역방향 신호(OTA) 프레임의 복사를 수신(517)하여 복조하는 것을 완료한다. 각 BTS로부터의 로크 비트는 현재 BTS의 순방향 링크 이득(BTS 이득), 현재 역방향 링크 OTA 변조 정보, 또한 현재 역방향 링크 OTA 프레임의 질 및 전송 비율과 함께 CBSC에 전달된다. 이어서, 최상의 품질 매트릭 프레임이 선택된다(519). CBSC는 도 7에 도시된 바와 같이 동기화를 계산한다(521).

CBSC는 선택된 링크의 로크 비트를 봄으로서 선택된 링크의 보조기 신호-대-잡음(S/I) 레벨이 한계값 보다 작은지의 여부를 결정한다(701). 선택된 링크는 최상의 질의 역방향 링크 프레임을 갖는 BTS에 대응하고, 이는 OTA 프레임의 질과 전송 비율 정보를 근거로 한다. 선택된 BTS 중에서 적어도 하나의 복조기의 S/I 레벨이 한계값 이상임을 의미하는, 선택된 로그 비트가 설정되면, CBSC는 제1 카운터를 재설정한다(703).

CBSC는 이어서 신호 프레임 f1이 이동국에서 적절히 수신되었는지 여부를 결정한다(705). 그렇지 않으면, CBSC는 제2 카운터를 증가시킨다(707). 신호 프레임이 이동국에서 적절히 수신되었으면, CBSC는 제2 카운터를 재설정한다(709). 제2 카운터를 증가시키거나 재설정한 이후에, CBSC는 이전에 선택된 링크로부터의 이전 순방향 이득 및 선택된 링크로부터의 순방향 이득의 함수에서 결정된 값과 현재 값의 합으로 동기화 이득을 업데이트한다(711). 바람직한 실시예에서, 동기화 이득은 현재 선택된 순방향 링크 이득과 이전에 선택된 순방향 링크 이득의 차이에 현재값을 더하여 설정된다.

선택된 BTS에 속하는 가장 강한 복조기의 S/I 레벨이 S/I 한계값 보다 작은 것을 의미하는, 선택된 링크의 로크 비트가 클리어되면, CBSC는 제1 카운터를 증가시킨다(713). 이어서, CBSC는 동기화 이득을 이전 레벨의 동기화 이득으로 설정한다(715). CBSC는 제1 카운터 및 제2 카운터의 함수가 제1 한계값 보다 큰 지 여부를 결정한다(717). 그러한 경우, CBSC는 동기화 이득을 이전 동기화 이득에 소정의 수의 단위(k2)를 더하여 설정하며(719), 더 높은 전달 비율의 순방향 링크 메시지를 이루고 음성/데이터의 질을 개선하도록 시도한다. 바람직한 실시예에서, k2는 1 내지 20 디지털 이득 단위의 범위에 있는 상수이다.

CBSC는 이어서 이동국에 서비스를 제공하고 전력을 제어하는 모든 BTS에 동기화 이득을 전달한다(721). 이 방식으로, 이동국과 통신하고 있는 모든 BTS는 동일한 동기화 이득을 갖게 된다. 이어서, 처리가 종료된다(799). 선택된 BTS 로크 비트 및 모든 BTS 이득이 각 BTS에 전달되면, 동기화 기능은 BTS에서 국부적으로 실행될 수 있음을 주목한다. 이는 전달된 매 프레임에 정보를 요구하게 된다. CBSC에서 동기화 기능을 실행함으로서, 동기화 이득을 더 적은 회수로, 예를 들면 매 R 프레임(여기서, R은 1 이상)마다 전달하는 것이 가능하다.

이제는 도 5를 다시 참고로, 각 BTS가 도 4에서 실행된 바와 같이 제1 및 제2 카운터를 업데이트한다. 이어서, 각 BTS는 제1 카운터 및 제2 카운터의 합이 제1 한계값 보다 큰지의 여부를 결정한다(523). 제1 및 제2 카운터의 합이 제1 한계값 보다 크면, BTS는 소정의 수의 단위(k) 만큼 현재 이득을 증가시켜(525), 더 높은 전달 비율의 순방향 링크 메시지를 이루고 음성/데이터의 질을 개선하도록 시도한다. 바람직한 실시예에서, k는 1 내지 20 디지털 이득 단위의 범위에 있는 상수이다.

BTS는 동기화 이득이 수신되었는지 여부를 결정한다(527). 동기화 이득이 수신되었으면, BTS는 BTS 이득을 동기화 이득으로 설정한다(529). 이는 서비스를 제공하는 모든 BTS 순방향 링크가 동일한 이득을 갖게 하고, 역방향 피드백 링크의 전송 동안 전력 제어 정보 에러를 정정한다. 실제로, 다이버시티 롤-오프(roll-off)가 6 dB까지 신호 경로 불균형에 비교적 민감하지 않다는 사실과 사용되는 전략을 조합하는 복조기(레이크 핑거)로 인해 활성화된 모든 순방향 링크에서 동일한 TCH 순방향 링크 이득을 파일럿 신호 이득으로 유지하는 것이 최상의 전략인 것으로 밝혀졌다.

이어서, BTS는 제1 카운터 및 제2 카운터의 합이 제2 한계값을 넘는지의 여부를 결정한다(531). 제2 한계값은 제1 한계값 보다 크고, 기본 채널의 순방향 링크를 개선시키는데 실패하였음을 나타낸다. 카운터의 합이 제2 한계값을 넘지 않으면, BTS는 신호의 정상적인 전송 기능을 실행한다(533). 신호의 정상적인 전송 기능은 추가 채널에 대해 기본 채널에서 구해진 전력 제어 정보를 근거로 전력 제어 기능을 갖는 것을 수반한다. 바람직하게는, 추가 순방향 링크 이득은 기본 채널의 순방향 링크 이득에 비례하여 스케일 조정된다. BTS는 이어서 도 3에 관련되어 설명된 바와 같이 정상적인 비율 결정을 실행한다(535).

카운터의 합이 제2 한계값을 넘으면, BTS는 추가 채널에서 신호의 전송을 중단한다(537). 이때, BTS는 도 3에서 설명된 실시예와 같이, 동일한 최대 이득 레벨을 유지하는 옵션으로 기본 채널에 대한 최대 전송 비율을 감소시킨다(539). 이어서, 처리는 종료된다(599).

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다수의 신호 프레임을 도시한다. 프레임(800, 810)은 기지 송수신국과 이동국 사이에서 공중을 통해 무선 주파수(RF)에 의해 전송되는 공중을 통한(OTA) 프레임을 도시한다. 프레임(820, 830)은 CBSC와 BTS 사이에서 통신되는 프레임을 도시한다. 프레임(820, 830)은 또한 CBSC와 BTS 사이에서 전송되는 패킷을 나타낼 수 있다.

프레임(800)은 순방향 링크 트래픽 채널 프레임을 나타낸다. 프레임(800)은또한 기본 채널 및 추가 채널을 모두 포함한 제3 세대 CDMA 시스템 등에서 사용되는 기본 프레임을 나타낸다. 프레임(800)은 다수의 역방향 전력 제어(Reverse Power Control, RPC) 비트(801)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, RPC 업데이트는 규칙적인 간격으로 프레임(800)에 삽입되는 비트(801)이다. RPC 업데이트는 또한 기본(TCH) 또는 추가 채널이 아닌 분리된 순방향 링크 채널에서 전달될 수 있다. RPC 비트(801)는 전력 레벨 증가 또는 감소를 나타내고, 전형적으로 전송 전력 레벨을 업데이트하도록 이동국에서 집적된다. IS-95 시스템에서는 전력 제어 업데이트가 0 또는 1로 설정되는 단일 전력 제어 비트(power control bit, PCB)이다. 프레임(800)은 또한 종래 기술에 숙련된 자에게 일반적으로 CRC라 공지된 것과 같은 순방향 에러 정정(Forward Error Correction, FEC) 비트(802)를 포함한다.

프레임(810)은 역방향 링크 트래픽 채널 프레임을 나타낸다. 프레임(810)은 또한 기본 채널 및 추가 채널을 모두 포함하는 제3 세대 CDMA 시스템 등에서 사용되는 기본 프레임을 나타낸다. 프레임(810)은 다수의 순방향 전력 제어(Forward Power Control, FPC) 비트(811)를 포함한다. 바람직한 실시예에서, FPC 업데이트는 규칙적인 간격으로 프레임(810)에 삽입되는 비트(811)이다. FPC 업데이트는 또한 분리된 역방향 링크 채널에서 전달될 수 있다. FPC 비트(811)는 전력 레벨 증가 또는 감소를 나타내고, 전형적으로 이동국에 대응하는 순방향 링크 전송 전력 레벨을 업데이트하도록 BTS에서 집적된다. 전형적으로, 전력 제어 업데이트는 0 또는 1로 설정되는 단일 전력 제어 비트(PCB)이다.

프레임(810)은 또한 순방향 에러 정정(FEC) 비트(812)를 포함한다.프레임(810)은 또한 매트릭 비트(813)를 포함한다. 매트릭 비트(813)는 측정치의 상태를 BTS에 통신하는데 사용된다. 매트릭 비트의 한가지 예는 J-ANSI-STD008에서 정의된 바와 같은 삭제 표시 비트(Erasure Indicator Bit, EIB)이다.

프레임(820, 830)은 CBSC와 BTS 사이에서 전송되는 프레임을 도시한다. 프레임(820)은 CBSC 대 BTS 음성 또는 데이터 프레임을 도시한다. 프레임(820)은 헤더 부분(821)과 순방향 OTA 정보 부분(822)을 포함한다. 헤더(821)는 각 BTS의 공중을 통한 전송을 위해 프레임(820)을 처리하는데 사용되는 정보를 포함한다. 헤더(821)는 선택된 역방향 OTA 질의 필드(823), 이득 동기화 필드(824), 선택된 로크 비트 필드(825), 및 선택된 매트릭 비트(826)를 포함한다.

선택된 역방향 프레임 OTA 질과 비율의 필드(823)는 선택된 프레임에 대한 프레임의 질과 전송 비율을 나타낸다. 필드(823)는 CRC, 심볼 에러 비율(Symbol Error Rate, SER), 일부 다른 디코더 품질 매트릭, 또는 비율 정보를 포함할 수 있다. 이득 동기화 필드(824)는 각 BTS가 동기화된 이득을 갖게 허용하는 이득 정보를 포함하거나, 각 BTS 순방향 링크에 사용되는 이전 이득이 될 수 있다.

로크 비트 필드(825)는 BTS에서 선택된 링크 복조기 중 적어도 하나가 이전에 선택된 역방향 링크 프레임에 걸쳐 고정되는지의 여부를 나타낸다. 선택된 역방향 링크 프레임으로부터 취해진 매트릭 비트(826)는 삭제 또는 불량 순방향 링크 프레임 표시자가 주어지는지의 여부에 관련된 정보를 포함한다. 매트릭 비트의 한가지 예는 삭제 표시자 비트(EIB)이다.

프레임(830)은 BTS 대 CBSC 음성 또는 데이터 프레임을 도시한다.프레임(830)은 헤더 부분(831)과 역방향 OTA 부분(832)을 포함한다. 헤더(831)는 프레임(830)을 처리하는데 사용되는 정보를 포함한다. 헤더(831)는 역방향 OTA 질과 비율의 필드(833), 매트릭 비트(834), BTS 이득 필드(835), 및 로크 비트 필드(836)를 포함한다.

역방향 OTA 질과 비율의 필드(833)는 프레임에 대한 프레임의 질과 전송 비율을 나타낸다. 필드(833)는 CRC, 심볼 에러 비율(SER), 일부 다른 디코더 품질 매트릭, 또는 비율 정보를 포함할 수 있다. 매트릭 비트(834)는 삭제 또는 불량 순방향 링크 프레임 표시자가 주어지는지의 여부에 관련된 정보를 포함한다. 매트릭 비트의 한가지 예는 삭제 표시 비트(EIB)이다. BTS 이득 필드(835)는 BTS로부터의 현재 순방향 링크 이득에 관련된 정보를 포함한다.

로그 비트 필드(836)는 소정의 수의 전력 제어 내부 루프(power control inner loop, PCIL) 시간 간격 동안 BTS의 복조기 레이크 핑거 중 적어도 하나가 한계값 이상의 신호-대-간섭(S/I) 비를 갖는지의 여부를 나타낸다. 모든 복조기의 S/I 비가 소정의 수의 간격 동안 한계값 이하이면, 로크 비트 필드(836)는 클리어된다. 적어도 하나의 복조기의 S/I 비가 소정의 수의 간격 동안 한계값 이상이면, 로크 비트 필드(836)는 설정된다.

이와 같이, 본 발명은 통신 시스템에서 순방향 전력 제어를 업데이트하는 방법을 제공한다. 본 발명은 피드백 링크가 일시적으로 손실될 때 순방향 전력 제어를 실행하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한 피드백 링크에서 수신된 전력 제어 정보가 결정될 수 없을 때 순방향 전력 제어를 업데이트하는 방법을 제공한다.

순방향 링크 및 역방향 링크가 정확하게 신호 프레임을 전송할 수 없을 때 카운터를 증가시킴으로서, 본 발명은 어떠한 방법의 순방향 전력 제어가 실시되어야 하는가를 결정하도록 카운터를 각각 또는 조합하여 비교할 수 있다. 본 발명은 카운터가 제1 한계값 이하일 때 정상적인 전력 제어를 허용하는 반면, 카운터의 합이 제1 한계값 이상일 때는 순방향 링크의 전력을 상승시킨다. 한계값을 적절한 값으로 설정함으로서, 순방향 링크의 불필요한 전력 상승을 방지한다.

부가하여, 바람직하게 제1 한계값 보다 더 큰 제2 한계값을 사용함으로서, 본 발명은 순방향 전력 제어에서 탄력성을 허용한다. 카운터의 합이 제2 한계값 이하일 때, 본 발명은 정상적인 비율 결정을 실행한다. 합이 제2 한계값 보다 더 클 때, 본 발명은 최대 전송 비율을 감소시킨다. 이는 더 낮은 비율의 프레임에 대한 전송 전력이 최대 전송 비율에 대한 더 낮은 전송 비율의 비에 의해 스케일 조정되더라도 이동국이 순방향 신호를 정확하게 수신할 확률을 개선시킨다. 이는 추가 코딩 이득으로 인한 것으로, 최대 전송 비율 및 대응하는 전력을 낮춤으로서 신호가 아직 정확하게 수신되고 있지 않을 때 존재하는 간섭 양을 감소시킨다. 감소된 간섭으로, 통신 시스템에서는 신호가 보다 정확하게 수신된다.

본 발명은 또한 이동국이 다수의 기지 송수신국과 통신하고 있다는 시나리오에서도 순방향 전력 제어를 허용한다. 이러한 시나리오의 한가지 예는 이동국이 한 BTS에서 또 다른 BTS로 진행중인 호출의 처리를 전달하고 있을 때 소프트 핸드오프(soft handoff) 동안이다.

또한, 본 발명은 카운터의 합이 한계값을 넘을 때 추가 채널에서 신호 전송을 중단하는 기능을 제공함으로서 순방향 전력 제어를 더 개선시킨다. 추가 채널에서 신호의 전송을 일시적으로 중단함으로서, BTS는 기본 채널에서 간섭을 줄이고, 결과적으로 기본 채널에서 신호가 정확하게 수신될 확률을 증가시킨다. 이러한 추가 채널은 예를 들면, 제3 세대 CDMA 시스템에서 이용가능하다.

본 발명은 특정한 예에 대해 설명되었지만, 이는 상기 설명에 제한되는 것으로 의도되지 않고, 이어지는 청구항에서 설명되는 범위에만 제한된다.

Claims

통신 시스템내의 기지 송수신국에서 전력 제어를 업데이트하는 방법에 있어서,

기지 송수신국으로부터 신호 프레임을 전송하는 단계;

상기 기지 송수신국과 통신하는 이동국에서 상기 신호 프레임을 수신하는 단계;

상기 이동국에서, 상기 신호 프레임이 정확하게 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;

상기 이동국에서, 상기 신호 프레임이 상기 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 나타내는 매트릭 비트(metric bit)를 품질 매트릭(quality metric)에 설정하는 단계;

상기 이동국에서 상기 품질 매트릭을 전송하는 단계;

상기 기지 송수신국에서 상기 품질 매트릭을 수신하는 단계;

적어도 부분적으로는 상기 품질 매트릭을 근거로, 전력 제어를 업데이트할지 여부를 결정하는 단계;

상기 품질 매트릭이 상기 기지 송수신국에서 적절하게 수신되었는지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 품질 매트릭이 상기 기지 송수신국에서 적절하게 수신되지 않았을 때, 상기 기지 송수신국에서 제1 카운터를 증가시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 품질 매트릭이 상기 기지 송수신국에서 적절하게 수신되었을 때, 상기 제1 카운터를 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 신호 프레임이 상기 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 신호 프레임이 상기 이동국에서 정확하게 수신되지 않았을 때, 상기 기지 송수신국에서 제2 카운터를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 신호 프레임이 상기 이동국에서 정확하게 수신되었을 때, 상기 제2 카운터를 재설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 카운터 및 상기 제2 카운터의 함수로부터 조합된 카운터 값을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 카운터 및 상기 제2 카운터를 합산하여 합산된 카운터 값을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
통신 시스템내의 기지 송수신국에서 전력 제어를 업데이트하는 방법에 있어서,

제1 기지 송수신국으로부터 제1 신호 프레임을 전송하는 단계;

제2 기지 송수신국으로부터 제2 신호 프레임을 전송하는 단계;

상기 제1 기지 송수신국 및 상기 제2 기지 송수신국과 통신하는 이동국에서 상기 제1 신호 프레임 및 상기 제2 신호 프레임을 수신하는 단계;

상기 제1 신호 프레임 및 상기 제2 신호 프레임을 조합하여 조합된 신호 프레임을 생성하는 단계;

상기 이동국에서, 상기 조합된 신호 프레임이 정확하게 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;

상기 이동국에서, 상기 조합된 신호 프레임이 상기 이동국에서 정확하게 수신되었는지 여부를 나타내는 매트릭 비트를 품질 매트릭에서 설정하는 단계;

상기 이동국에서 상기 품질 매트릭을 전송하는 단계;

상기 제1 기지 송수신국에서 상기 품질 매트릭을 수신하는 단계;

상기 제2 기지 송수신국에서 상기 품질 매트릭을 수신하는 단계;

상기 제1 기지 송수신국에서 수신된 상기 품질 매트릭 및 상기 제2 기지 송수신국에서 수신된 상기 품질 매트릭으로부터 최상의 품질 매트릭을 선택하는 단계;

적어도 부분적으로는 상기 최상의 품질 매트릭을 근거로, 전력 제어를 업데이트할지 여부를 결정하는 단계;

상기 품질 매트릭이 상기 제1 기지 송수신국에서 적절하게 수신되었는지 여부를 결정하는 단계; 및

상기 품질 매트릭이 상기 제1 기지 송수신국에서 적절하게 수신되지 않았을 때, 상기 제1 기지 송수신국에서 제1 카운터를 증가시키는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.