KR100371294B1 - 가변 제어 주기 내에서의 ｃｄｍａ 전송 전력 제어 - Google Patents

가변 제어 주기 내에서의 ｃｄｍａ 전송 전력 제어 Download PDF

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Abstract

이동국에 대한 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 시스템에서, 도플러 주파수 검출기(50)는, 전송 전력 제어 기간마다 희망 전송 데이터 신호로부터 추출된 파일롯 심볼을 사용해서 최대 도플러 주파수를 검출한다. 최대 도플러 주파수가 주파수 임계값보다 작을 때, 이 시스템은, 전송 전력 제어 기간의 한 주기 내에서 폐루프 제어를 행한다. 다른 한편으로, 최대 도플러 주파수가 주파수 임계값보다 클 때, 이 시스템은, 전송 전력 제어 기간의 N배의 한 주기 내에서 폐루프 제어를 행한다.

Description

가변 제어 주기 내에서의 ＣＤＭＡ 전송 전력 제어{CDMA TRANSMISSION POWER CONTROL IN VARIABLE CONTROL CYCLE}
본 발명은, 전송 전력용 폐루프 제어를 수행하기 위한 CDMA(코드 분할 다중 접속 시스템) 전송 전력 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히, 기지국이 이동국에 대해 전송 전력 제어를 수행하는 CDMA 전송 전력 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
CDMA 이동 통신 시스템에서, 기지국은, 동시에 동일한 주파수 대역을 사용함으로써 복수의 이동국과 통신할 수 있다. 즉, 기지국은, 이동국들로부터 전송된 복수의 역방향 전송 신호를 포함하는 수신 신호를 수신한다.
현재, 이동국들 중 하나에 의해 전송되는 전송 신호 중 하나(이하로 희망 신호(desired signal)라고 함)에 주목하고 있다. 수신 신호에 포함된 나머지 신호들은 불요 신호(undesired signal)라 할 것이다. 희망 신호는 이러한 불요 신호에 의해 영향을 받는다. 달리 말하면, 희망 신호에 대해, 불요 신호는 간섭이 된다. 희망 신호에 대한 간섭의 정도는, 불요 신호의 수신 전력(수신 전계 강도)에 따른다. 이동국들이 동일한 전송 전력으로 전송을 행하면, 이동국들의 위치가 희망 신호에 대한 간섭을 결정하며, 이동국들의 움직임이 희망 신호에 대한 간섭의 정도를변화시킨다. 따라서, CDMA 이동 통신 시스템의 통신 품질은, 상기한 조건 상에서 이동국들의 위치에 따르게 된다. 이러한 상황은 가입자들(또는 이동국의 사용자들)에 바람직하지 않은 것이다.
따라서, 종래의 CDMA 이동 통신 시스템에서, 기지국은, 이동국들의 위치에 관계없이 균일한 통신 품질을 제공하기 위해, 이동국들의 전송 전력을 제어한다.
기지국은, 기지국과 통신하는 각 이동국의 전송 전력에 대해 폐루프 제어를 행한다. 즉, 기지국은 각 이동국들을 제어하여 수신 신호의 신호 대 간섭비(SIR)(또는 희망 대 불요 신호 전력비)가 기지국과 통신하기 위해 필요한 값보다 크게 되고 선정된 값으로 수렴한다. 기지국은 짧은 주기(가령 1500 회/초)로 폐루프 제어를 반복한다.
전술한 바와 같이 기지국이 이동국의 전송 전력을 제어하기 때문에, 통신 품질이 향상되고 기지국의 서비스 영역 내에 위치하는 이동국에 동등하게 제공된다. 부가적으로, 이러한 폐루프 제어는 CDMA 이동 통신 시스템의 통신 수용력(communication capacity)를 향상시킨다. 또한, 이러한 폐루프 제어는 부수적으로 각 이동국의 전력 소비를 억제하며 각 이동국의 배터리 수명을 연장시킨다.그런데, 이러한 이동 통신 시스템은 이동국들의 이동에 의한 페이딩(fading)의 문제를 갖는다. 예를 들어, 기지국은, 기지국에 의해 수신된 수신 신호가 이러한 페이딩에 의해 순간적인 큰 진폭을 가질 때 순방향 전송 신호의 전송 전력을 상당히 감소시킨다. 따라서, 이러한 페이딩은 이동 통신 시스템의 통신 품질을 상당히 열화시킨다.
종래의 CDMA 이동 통신 시스템의 폐루프 제어는, 이러한 페이딩을 방지하기 위해 수신 특성의 향상을 꾀한다.
하지만, 종래의 CDMA 통신 시스템은, 급속한 페이딩 변화를 감당하지 못하는 폐루프 제어가 기지국의 수신 특성을 열화시킨다는 문제를 갖는다.
전송 전력 제어 기간(TTPC)이 짧을 수록, 종래의 CDMA 이동 통신 시스템은 수신 전력의 순간적인 변화를 억제할 수 있다. 그런데, 각 신호 처리 과정(가령 변조, SIR 추정 등)이 일정한 시간을 필요로 하기 때문에 전송 전력 제어 기간(TTPC)을 단축하는 데는 한계가 있다. 부가적으로, 전송 전력 제어 기간(TTPC)의 단축은 폐루프 전력 제어용 프로그램 알고리즘의 큰 변화를 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 일 목적은, 페이딩의 실질적인 영향없이 이동국의 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 페이딩의 실질적인 영향없이 이동국의 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 가변 제어 주기 내에서 이동국의 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은, 전송 전력 제어 기간을 단축하지 않고서 급속한 페이딩을 감당할 수 있는 전송 전력 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적들이 이하의 설명으로 명확해질 것이다.
본 발명의 제1 특징에 따르면, 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 역방향 전송 데이터 신호 내에 삽입된 파일롯 신호를 사용해서 역방향 전송 데이터 신호의 페이딩이 급속한 변화 성분을 포함하는지의 여부를 판정하는 단계와, 페이딩이 급속한 변화 성분을 갖지 않는 동안 역방향 전송 데이터 신호의 전송 전력 제어 기간 마다 역방향 전송 전력을 정규 조정(normal adjusting)하는 단계와, 페이딩이 급속한 변화 성분을 갖는 동안 전송 전력 제어 기간의 N(N: 1보다 큰 정수)배 기간마다 역방향 전송 전력을 비정규 조정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 방법에서, 판정 단계는, 파일롯 심볼을 사용하여 역방향 전송 데이터 신호의 각 전송 전력 제어 기간 내에서 최대 도플러 주파수를 얻는 단계와, 최대 도플러 주파수와 주파수 임계값을 비교해서 페이딩이 급속 변화 성분을 포함하는지의 여부를 판정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제1 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 방법에서, 비정규 조정 단계는, 전송 전력 제어 기간의 N-1배 기간동안 역방향 전송 전력을 유지하는 단계, 및 전송 전력 제어 기간 내에서 역방향 전송 전력을 조정하는 단계를 반복한다.
본 발명의 제1 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 방법은, 페이딩이 급속 변화 성분을 갖지 않는 동안 전송 전력 제어 기간마다 파일롯 심볼의 평균 강도를 정규 측정하는 단계와, 페이딩이 급속 변화 성분을 갖는 동안 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 파일롯 심볼의 평균 강도를 비정규 측정하는 단계와, 파일롯 심볼의 평균 강도에 기초하여 신호 대 간섭비를 추정하는 단계와, 신호 대 간섭비를 타겟과 비교해서 정규 및 비정규 조정 단계를 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제2 특징에 따르면, 기지국과 이동국을 포함하는 CDMA 이동 통신 시스템 내에서 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법이 제공된다. 이 방법은, 상기 기지국에서,상기 이동국으로부터 전송된 역방향 전송 데이터 신호를 수신하는 단계 - 역방향 전송 데이터 신호는 전송 전력 제어 기간 마다 역방향 전송 데이터 신호 내에 삽입된 파일롯 심볼을 가짐 -와, 상기 기지국에서, 전송 전력 제어 기간마다 역방향 전송 데이터 신호로부터 파일롯 심볼을 추출하는 단계와, 상기 기지국에서, 전송 전력 제어 기간마다 파일롯 심볼을 사용하여 최대 도플러 주파수를 얻는 단계와, 상기 기지국에서, 최대 도플러 주파수를 임계 주파수와 비교하는 단계와, 상기 기지국에서, 최대 도플러 주파수가 임계 주파수보다 클 때 피상 전송 전력 제어 기간(apparent transmission control period)을 전송 전력 제어 기간의 N(N: 1보다 큰 정수)배로 확장(expand)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 방법에서, 확장 단계는, 피상 전송 전력 제어 기간 내에서 전송 전력 제어 기간의 N-1배 기간동안 역방향 전송 전력을 유지하는 단계에 의해 실현된다.
본 발명의 제2 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 방법은, 최대 도플러 주파수가 임계 주파수보다 작을 때 전송 전력 제어 기간마다 파일롯 심볼의 평균 강도를 정규 측정하는 단계와, 최대 도플러 주파수가 임계 주파수보다 클 때 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 파일롯 심볼의 평균 강도를 비정규 측정하는 단계와, 파일롯 심볼의 평균 강도에 따라 전송 전력을 조정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 제3 특징에 따르면, 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 시스템이 제공된다. 이 CDMA 전송 전력 제어 시스템은, 전송 전력 제어 기간 마다 역방향 전송 데이터 신호의 최대 도플러 주파수를 검출하는 도플러 주파수 검출기를 포함한다. 이 도플러 주파수 검출기에 전송 전력 제어 비트 생성부가 접속되고 도플러 주파수에 따라 가변 주기 내에서 전송 전력 제어 비트를 생성한다.
본 발명의 제3 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 시스템에서, 이 CDMA 전송 전력 제어 시스템은, 전송 전력 제어 기간마다 역방향 전송 데이터 신호로부터 파일롯 심볼을 추출하여 파일롯 심볼을 도플러 주파수 검출기에 공급하기 위한 레이크 합성기(RAKE synthesizer)를 더 포함한다. 도플러 주파수 검출기는, 파일롯 심볼을 사용해서 최대 도플러 주파수를 검출한다.
본 발명의 제3 특징에 따른 CDMA 전송 전력 제어 시스템에서, 전송 전력 제어 비트 생성부는, 도플러 주파수 검출기에 접속되어, 최대 도플러 주파수가 주파수 임계값보다 작을 때는 전송 전력 제어 기간마다, 그리고 최대 도플러 주파수가 주파수 임계값보다 클 때는 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 추정된 신호 대 간섭비를 생성하는 신호 전력 평균화부를 포함한다. 메모리는, 타겟 신호 대 간섭비를 기억한다. 비교기는, 신호 전력 평균화부와 메모리에 접속되고, 추정된 신호 대 간섭비를 타겟 신호 대 간섭비와 비교하여 전송 전력 제어 비트를 생성한다. 비교기는, 전송 전력 제어 기간 마다 부가적인 전송 전력 제어 비트를 생성하여, 추정된 신호 대 간섭비가 상기 신호 전력 평균화부로부터 공급되지 않을 때와 최대도플러 주파수가 주파수 임계값보다 클 때 역방향 전송 전력을 유지한다.
도 1은 종래의 CDMA 전송 전력 제어 시스템의 블록도.
도 2의 (a)는 역방향 전송 데이터열을 나타내는 도면.
도 2의 (b)는 순방향 전송 전력 데이터열을 나타내는 도면.
도 3의 (a)는, 역방향 전송 전력에 대한 폐루프 제어가 수행되지 않고 페이딩이 급속 변화를 포함하지 않는 경우의, 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 3의 (b)는, 폐루프 제어가 수행되고 페이딩이 급속 변화를 포함하지 않는 경우의, 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 4의 (a)는, 역방향 전송 전력에 대한 폐루프 제어가 수행되지 않고 페이딩이 급속 변화를 포함하는 경우의, 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 4의 (b)는, 폐루프 제어가 수행되고 페이딩이 급속 변화를 포함하는 경우의, 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 5는, 본 발명의 제1 실시에에 따른 CDMA 전송 전력 제어 시스템의 블록도.
도 6은 도 5의 CDMA 전송 전력 제어 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도.
도 7의 (a)는, 역방향 전송 전력에 대한 폐루프 제어가 수행되지 않고 페이딩이 급속 변화를 포함하는 경우의, 짧은 시간 동안(가령 수 밀리초)의 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 7의 (b)는, 역방향 전송 전력에 대한 폐루프 제어가 수행되지 않고 페이딩이 급속 변화를 포함하는 경우의, 긴 시간 동안(가령 수 초 또는 수십 초)의 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 7의 (c)는, 폐루프 제어가 수행되고 페이딩이 급속 변화를 포함하는 경우의, 긴 시간 동안의 시간에 대한 수신 전력을 나타내는 그래프.
도 8은 최대 도플러 주파수에 대한 피상 전송 전력 제어 기간을 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기지국
12 : 역확산기
14 : 레이크 합성기
16 : 수신 SIR 검출기
18 : 타겟 SIR 메모리
20 : 비교기
22 : 엔코더
24 : 확산기
26 : 신호 전력 검출기
28 : 신호 전력 평균화부
30 : 이동국
50 : 도플러 주파수 검출기
먼저, 본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 도 1 내지 3을 참조하여, 종래의 CDMA 이동 통신 시스템 또는 종래의 CDMA 전송 전력 제어 시스템이 설명될 것이다.
도 1에서, CDMA 이동 통신 시스템은 기지국(10)과 이동국(30)을 포함한다. 기지국(10)은, 이동국(3)에 대한 역방향 전송 전력의 폐루프 제어를 행한다. 기지국(10)은, 역확산기(12), RAKE 합성기(14), 수신 SIR 검출기(16), 타겟 SIR 메모리(18), 비교기(20), 엔코더(22), 및 확산기(24)를 포함한다.
역확산기(12)는, 안테나를 포함하는 송수신부(송수신부)에 접속되어 있으며, 송수신부로부터의 수신 신호를 공급한다. 수신 신호는, 이동국(30)으로부터 역방향 링크를 거쳐 전송된 원래의 역방향 전송 신호(original reverse transmission signal)를 포함하는 희망 다중 경로 신호와, 원래의 역방향 전송 신호로부터 유도된 복수의 유도 전송 신호를 포함한다. 수신 신호는, 다른 이동국(도시 생략)들로부터 공급된 다중 경로 신호를 포함하는 불요 신호를 더 포함한다.
원래의 역방향 전송 신호는, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같은 역방향 전송 데이터열을 포함한다. 역방향 전송 데이터열은, 각각 파이롯 심볼 기간(TPL)을 포함하는 복수의 선정된 기간을 갖는다. 달리 말하면, 역방향 전송 데이터열은, 사용자 데이터와 사용자 데이터에 주기적으로 삽입된 파일롯 심볼을 포함한다. 파일롯 심볼은, 이동국(30)에서 선정된 기간의 한 주기로 사용자 데이터에 자동적으로 삽입되어 역방향 전송 데이터열을 형성한다. 유도 전송 신호는, 빌딩 등에 의한 원래의 전송 신호의 반사에 의해 발생되며, 서로 다른 경로를 통해 기지국(10)에 도달한다.
역확산기(12)는, 확산 코드를 사용해서 몇 몇 원래의 그리고 유도 전송 신호를 역확산시켜 서로 다른 지연 시간을 갖는 경로 성분 신호를 생성한다. 예를 들어, 역확산기(12)는, 2 또는 3개의 원래의 그리고 유도 전송 신호를 역확산시킨다.
레이크 합성기(14)는, 경로 성분 신호 내에 포함된 파일롯 심볼을 사용해서 경로 성분 신호를 복조하고, 레이크 합성(또는 최대율 합성)을 행하여 선정된 시간 윈도우 내에서 복조된 경로 성분 신호들을 합성하고 합성 신호를 생성한다. 합성된 신호는, 기지국 내의 희망 전송 데이터 신호이다. 레이크 합성기(14)는, 합성된 신호의 각 선정된 기간으로부터 합성된 파일롯 심볼을 추출하고, 선정된 기간 주기 내에 이를 수신 SIR 검출기(16)로 공급한다.
수신 SIR 검출기(16)는, 레이크 합성기(14)에 접속되며, 신호 전력 검출기(26)와 신호 전력 평균화부(28)를 갖는다.
신호 전력 검출기(26)는, 레이크 합성기(14)로부터 공급된 합성 파일롯 심볼을 수신할 때마다 합성 파일롯 심볼의 강도를 측정함으로써 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력을 검출하거나 얻는다. 다음에, 신호 전력 검출기(26)는, 선정된 기간 주기 내의 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력을 나타내는 전력값 신호를 생성한다.
신호 전력 평균화부(28)는, 전력값 신호를 수신하는 동안 희망 전송 데이터신호의 수신 전력의 평균을 계산하거나 측정한다. 이는, 신호 전력 평균화부(28)가 파일롯 심볼 기간(TPL)마다 또는 선정된 기간의 주기 내에 파일롯 심볼의 강도의 평균을 측정한다는 것을 뜻한다. 다음에, 신호 전력 평균화부(28)는, 선정된 주기 내의 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력의 평균에 기초하여 추정 신호 대 간섭비(SIR)를 추정한다. 추정 SIR은, 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력 대 불요 신호의 수신 전력의 추정비를 나타낸다. 따라서, 신호 전력 평균화부(28)는, 선정된 기간 주기 내에 추정 SIR을 비교기(20)로 공급한다.
타겟 SIR 메모리(18)는, CDMA 이동 통신 시스템의 한 측에서 결정된 타겟 SIR을 기억한다.
비교기(20)는, 수신 SIR 검출기(16)과 타겟 SIR 메모리(18)에 접속된다. 비교기(20)는, 신호 전력 평균화부(28)로부터 추정 SIR을 수신할 때마다 타겟 SIR 메모리(18)에 기억된 타겟 SIR과 이 추정 SIR을 비교한다. 그 결과, 비교기(20)는, 선정된 기간의 주기 내에서 전송 전력 제어 비트(TPC 비트)를 주기적으로 생성한다. TPC 비트는, 추정 SIR이 타겟 SIR보다 클 때는 이동국의 전송 전력을 증가시키기 위해 사용되고, 추정 SIR이 타겟 SIR보다 작을 때는 이동국의 전송 전력을 감소시키기 위해 사용된다.
엔코더(22)는 이동국(30)에 전송하기 위한 전송 데이터를 엔코드하고, 엔코드 데이터를 생성한다.
확산기(24)는, 비교기(20), 엔코더(22), 및 송수신부에 접속된다.확산기(24)는, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 선정된 기간의 주기 내에 TPC 비트가 위치되는 순방향 전송 데이터열을 형성한다. 이 경우에, 선정된 기간은 전송 전력 제어 기간(TPC)로서 사용된다. 다음에, 확산기(24)는 이동국(30)에 대한 확산 코드를 사용해서 순방향 데이터열을 확산시킨다.
송수신부는, 이동국(30)에 대한 순방향 전송 신호로서의 순방향 전송 데이터열을 순방향 링크를 통해 전송한다.
이동국(30)은, 순방향 전송 신호를 수신하고, 순방향 전송 신호의 선정된 기간 각각에 포함된 TPC 비트에 따라 전송 전력을 조정한다.
따라서, 종래의 CDMA 이동 통신 시스템에서, 기지국(10)은, 각 전송 전력 제어 기간 TTPC내의 파일롯 심볼기간 TPL에 대한 추정 SIR을 얻어서, 이동국(30)의 전송 전력을 제어한다.
기지국(10)이 이동국(30)에 대한 전송 전력의 폐루프 제어를 행하지 않는다면, 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력은 도 3의 (a)에 도시된 바와 같은 페이딩에 의해 상당히 변화된다. 이와 반대로, 기지국(10)이 이동국(30)에 대한 폐루프 제어를 행할 때, 희망 신호의 수신 전력은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 타겟 SIR에 의해 결정된 특정값으로 수렴한다.
그런데, 종래의 CDMA 전송 전력 제어 시스템은, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)에 도시된 바와 같은 저속 페이딩을 방지할 수는 있지만, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같은 고속 페이딩을 방지할 수 없다는 문제점을 갖고 있다. 즉, 종래의 CDMA 전송전력 제어 시스템은, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 페이딩이 전송 전력 제어 기간 TTPC내에서 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력의 순간적인 변화를 포함할 때 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력의 변화를 확대한다. 예를 들어, 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력이 전송 전력의 폐루프 제어에 의해 도 4의 (b)의 기간 TA동안 증가된다. 이는, 나머지 이동국들에 대한 불요 신호가 증가한다는 것을 뜻한다. 또한, 희망 신호의 수신 전력이 폐루프 제어에 의해 도 4의 (b)의 기간 TB중에 감도 한계(sensitivity limit) 이하로 감소된다. 이는, 기지국(10)의 수신 감도가 열화한다는 것을 의미한다.
도 5 내지 8을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 CDMA 이동 통신 시스템 또는 CDMA 전송 전력 제어 시스템이 설명될 것이다. 유사한 부분들은 동일한 도면 부호로 표시된다.
도 5에서, CDMA 이동 통신 시스템은, 레이크 합성기(14)와 신호 전력 평균화부(28)에 접속된 도플러 주파수 검출기(50)를 포함한다.
CDMA 이동 통신 시스템은, 도 6에 예시되 바와 같이 동작한다. 단계 s1-s4, 및 s8-s12는 종래의 CDMA 이동 통신 시스템의 동작에 거의 대응한다.
단계 s5에서, 도플러 주파수 검출기(50)는 선정된 기간 주기 내에서 레이크 합성기로부터 합성된 파일롯 심볼을 수신한다. 달리 말하면, 도플러 주파수 검출기(50)는 전송 전력 기간 TTPC마다 합성된 파일롯 심볼을 수신한다. 도플러 주파수검출기(50)는, 각 전송 전력 제어 기간 TTPC내에서 합성된 파일롯 심볼에 기초하여 희망 전송 데이터 신호의 최대 도플러 주파수 fD를 얻는다.
단계 s7에서, 도플러 주파수 검출기(50)는, 합성된 파일롯 심볼을 수신할 때마다 최대 도플러 주파수 fD를 도플러 주파수 임계값 fTH와 비교한다. 도플러 주파수 임계값 fTH는 전송 전력 제어 기간 TTPC에 따른다. 예를 들어, 도플러 주파수 임계값 fTH은 1/(8 ×fTH)이다. 이 경우에 비례 상수가 1/8이지만, 이는 적절히 선택할 수 있다.
최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 임계값 fTH보다 작을 때, 도플러 주파수 검출기(5)는 "0" 의 결과 비트를 생성한다. 이 경우에, 단계 s7은 단계 s8로 진행한다.
다른 한편으로, 최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 임계값 fTH보다 작지 않을 때, 도플러 주파수 검출기(50)는 "1"의 결과 비트를 생성한다. 이 경우에, 단계 s7은 단계 s13과 s14로 진행한다.
최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 임계값 fTH보다 작지 않을 때, 변화 지점이, 도 7의 (a)(또는 도 4의 (a))에 도시된 바와 같이 거의 모든 전송 전력 제어 기간 TTPC 사이에 희망 전송 데이터 신호의 수신 전력의 그래프 상에 도시된다. 변화 지점은 극점(즉, 최대 또는 최소점) 또는 굴곡점이고, 급속 페이딩 등에 의해야기된다. 매 전송 저력 제어 기간 TTPC사이에 수신 전력이 변화점을 갖는 이러한 경우에, 종래의 폐루프 제어를 행하는 것은 기지국(10)의 수신 특성(도 4참조)을 열화시킨다. 따라서, 도플러 주파수 검출기(50)는, 종래의 폐루프 제어가 페이딩을 억제할 때 실질적으로 "0"의 결과 비트를 생성한다. 종래의 폐루프 제어가 급속 페이딩 성분을 억제할 수 없을 때, 도플러 주파수 검출기(50)는 "1"의 결과 비트를 실질적으로 생성한다.
따라서, 도플러 주파수 검출기(50)는, 전송 전력 제어 기간 TTPC마다 "0" 또는 "1"의 결과 비트를 생성한다.
신호 전력 평균화부(28)는, 동작에서, 도 1에서와는 다르다. 특히, 신호 전력 평균화부(28)가, 도플러 주파수 검출기(50)로부터 "1"의 결과 비트를 수신할 때, 다르거나 비정상적인 동작을 행한다. 신호 전력 평균화부(28)가 도플러 주파수 검출기(50)로부터 "0"의 결과 비트를 수신할 때, 단계 s8에서 도 1에서와 유사한 정상 동작을 행한다. 신호 전력 평균화부(28)의 동작이 이하에 상세히 설명될 것이다.
신호 전력 평균화부(28)가 "0"의 결과 비트를 수신할 때, 신호 전력 검출기(26)로부터 공급된 전력값 신호에 대응하여 파일롯 심볼 기간 TPL사이에 희망 신호의 수신 전력의 평균을 측정한다.
다른 한 편으로, 신호 전력 평균화부(28)가 "1"의 결과 비트를 수신할 때, 단계 s13을 행한다. 즉, 신호 전력 평균화부(28)는, 신호 전력 검출기(26)로부터 N번 공급된 전력값 신호들에 대응하여 파일롯 심볼 기간 TPL의 N배 기간 사이에 희망 전송 신호의 수신 전력의 평균을 측정한다. "N"은 정수이며 1보다 상당히 크다. 예를 들어, "N"은 10이다. 신호 전력 평균화부(28)는, 희망 전송 신호의 수신 전력의 평균에 기초하여 추정 SIR을 생성한다. 즉, 신호 전력 평균화부(28)는, 전송 전력 제어 기간 TTPC의 N배마다 추정 SIR을 생성한다. 따라서, 신호 전력 평균화부(28)는, 긴 시간 동안 희망 전송 신호의 수신 전력의 평균을 측정한다. 따라서, 추정 SIR은 수신 전력의 순간적이 변화에 실질적으로 영향을 미치지 않는다.
단계 s9에서, 비교기(20)는, 신호 전력 평균화부(28)로부터 추정 SIR을 수신할 때마다 추정 SIR을 타겟 SIR 메모리(18)에 기억된 타겟 SIR과 비교한다. 다음에, 비교기(20)는, 비교 결과에 따라 "11" 또는 "00"의 TPC 비트를 생성한다. "11"의 TPC 비트는 이동국(30)의 전송 전력을 증가시키기 위해 사용되고, "00"의 TPC 비트는 이동국(30)의 전송 전력을 감소시키기 위해 사용된다. 부가적으로, 비교기(20)는, 최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 fTH보다 작지 않을 때 단계 s14를 행한다. 즉, 비교기(20)는, 단계 s14에서 신호 전력 평균화부로부터 추정 SIR이 공급되지 않는 동안 파일롯 심볼 기간 TPL의 (N-1)배에 대응하는 (N-1)회의 "10" 또는 "01"의 TPC 비트를 생성한다. "10" 또는 "01"의 TPC 비트는, 이동국(30)의 전송 전력을 유지하기 위해 사용된다. 이는, 단계 s10에서 순방향 전송 데이터열(도 2 참조)의 각 전송 전력 제어 기간 TTPC 내에 TPC 비트들이 삽입되어야 하기 때문이다. 따라서, 비교기(20)는, 최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 fTH보다 작지 않을 때, 전송 전력을 변화시키기 위해 한 세트의 TPC 비트를, 그리고 전송 전력 제어 기간 TTPC의 N배 기간마다 전송 전력을 유지하기 위한 (N-1) 세트의 TPC 비트를 생성한다. 그 결과, 최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 fTH보다 작지 않을 때전송 전력 제어 기간 TTPC의 N배인 한 주기 내에서 폐루프 제어가 수행된다.
도 8은, 최대 도플러 주파수와 피상 전송 전력 제어 기간 사이의 관계를 나타낸다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 CDMA 이동 통신 시스템은 최대 도플러 주파수에 따라 피상 전력 제어 기간을 변화시킨다. 따라서, 이러한 CDMA 이동 통신 시스템은 기지국의 수신 특성의 열화와, 나머지 이동국들에 대한 간섭 전력의 증가를 방지할 수 있다.
일반적으로, 페이딩은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 저속 페이딩 성분과 급속 페이딩 성분을 모두 포함할 수 있다. 저속 페이딩 성분은 빌딩의 밀도, 높이 및 위치와, 이동국과 기지국 간의 간격 및 지표의 기복(undulation)에 따른다. 도 5의 CDMA 이동 통신 시스템은, 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 피상 전력 제어 기간을 수 밀리초부터 수 초 또는 수십 초까지 확장함으로써 저속 페이딩을 억제할 수 있다. 즉, 수신 전력은 타겟 SIR에 따른 특정값으로 수렴된다.
본 발명이 그 바람직한 실시예와 함께 설명되었지만, 다양한 방식으로 본 바명을 적용할 수 있음을 당업자들은 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 최대 도플러 주파수 fD가 도플러 주파수 임계값 fTH일 때 도플러 주파수 검출기(50)가 결과 비트 "1"을 생성하지만, 결과 비트 "0"을 생성할 수도 있다.
본 발명의 CDMA 이동 통신 시스템은, 최대 도플러 주파수에 따라 피상 전력 제어 기간을 변화시킨다. 따라서, 이러한 CDMA 이동 통신 시스템은 기지국의 수신 특성의 열화와, 나머지 이동국들에 대한 간섭 전력의 증가를 방지할 수 있다.

Claims (10)

  1. 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법에 있어서,
    역방향 전송 데이터 신호 내에 삽입된 파일롯 심볼을 이용하여, 상기 역방향 전송 데이터 신호의 페이딩이 급속 변화 성분(rapid change component)을 포함하는지의 여부를 판정하는 단계;
    상기 페이딩이 상기 급속 변화 성분을 갖지 않는 동안에는, 상기 역방향 전송 데이터 신호의 전송 전력 제어 기간 마다 상기 역방향 전송 전력을 정규 조정(normal adjusting)하는 단계; 및
    상기 페이딩이 상기 급속 변화 성분을 갖는 동안에는, 상기 전송 전력 제어 기간의 N(N: 1보다 큰 정수)배 기간마다 상기 역방향 전송 전력을 비정규 조정(abnormal adjusting)하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판정 단계는,
    상기 파일롯 심볼을 이용하여, 상기 역방향 전송 데이터 신호의 각 전송 전력 제어 기간 내에서 최대 도플러 주파수를 얻는 단계; 및
    상기 최대 도플러 주파수와 주파수 임계값을 비교하여, 페이딩이 급속 변화 성분을 포함하는지의 여부를 판정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 비정규 조정 단계는,
    상기 전송 전력 제어 기간의 N-1배의 기간동안 상기 역방향 전송 전력을 유지하는 단계; 및
    상기 전송 전력 제어 기간 내에서 상기 역방향 전송 전력을 조정하는 단계
    를 반복하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 페이딩이 상기 급속 변화 성분을 갖지 않는 동안, 상기 전송 전력 제어 기간마다 상기 파일롯 심볼의 평균 강도를 정규 측정하는 단계;
    상기 페이딩이 상기 급속 변화 성분을 갖는 동안, 상기 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 상기 파일롯 심볼의 평균 강도를 비정규 측정하는 단계;
    상기 파일롯 심볼의 평균 강도에 기초하여 신호 대 간섭비를 추정하는 단계; 및
    상기 신호 대 간섭비를 타겟과 비교하여 상기 정규 및 비정규 조정 단계를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  5. 기지국과 이동국을 포함하는 CDMA 이동 통신 시스템에서 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 방법에 있어서,
    상기 기지국에서, 전송 전력 제어 기간 마다 상기 이동국으로부터 전송된 역방향 전송 데이터 신호를 수신하는 단계 -상기 역방향 전송 데이터 신호는 역방향 전송 데이터 신호 내에 삽입된 파일롯 심볼을 가짐 -;
    상기 기지국에서, 상기 전송 전력 제어 기간마다 상기 역방향 전송 데이터 신호로부터 상기 파일롯 심볼을 추출하는 단계;
    상기 기지국에서, 상기 전송 전력 제어 기간마다 상기 파일롯 심볼을 이용하여 최대 도플러 주파수를 얻는 단계;
    상기 기지국에서, 상기 최대 도플러 주파수를 임계 주파수와 비교하는 단계; 및
    상기 기지국에서, 상기 최대 도플러 주파수가 상기 임계 주파수보다 클 때 피상 전송 전력 제어 기간(apparent transmission control period)을 상기 전송 전력 제어 기간의 N(N: 1보다 큰 정수)배로 확장(expand)하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 확장 단계는, 상기 피상 전송 전력 제어 기간 내에서 상기 전송 전력 제어 기간의 N-1배 기간동안 상기 역방향 전송 전력을 유지하는 단계에 의해 실현되는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 최대 도플러 주파수가 상기 임계 주파수보다 작을 때 상기 전송 전력 제어 기간마다 상기 파일롯 심볼의 평균 강도를 정규 측정하는 단계;
    상기 최대 도플러 주파수가 상기 임계 주파수보다 클 때 상기 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 상기 파일롯 심볼의 평균 강도를 비정규 측정하는 단계; 및
    상기 파일롯 심볼의 평균 강도에 따라 상기 전송 전력을 조정하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 방법.
  8. 역방향 전송 전력을 제어하기 위한 CDMA 전송 전력 제어 시스템에 있어서,
    전송 전력 제어 기간 마다 역방향 전송 데이터 신호의 최대 도플러 주파수를 검출하는 도플러 주파수 검출기; 및
    상기 도플러 주파수 검출기에 접속되고, 상기 도플러 주파수에 따라 가변 주기로 전송 전력 제어 비트를 생성하는 전송 전력 제어 비트 생성부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    전송 전력 제어 기간마다 상기 역방향 전송 데이터 신호로부터 파일롯 심볼을 추출하여, 상기 파일롯 심볼을 상기 도플러 주파수 검출기에 공급하기 위한 레이크 합성기(RAKE synthesizer)를 더 포함하고,
    상기 도플러 주파수 검출기는, 상기 파일롯 심볼을 이용하여 상기 최대 도플러 주파수를 검출하는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전송 전력 제어 비트 생성부는,
    상기 도플러 주파수 검출기에 접속되어, 상기 최대 도플러 주파수가 주파수 임계값보다 작을 때는 전송 전력 제어 기간마다, 그리고 상기 최대 도플러 주파수가 상기 주파수 임계값보다 클 때는 상기 전송 전력 제어 기간의 N배 기간마다 추정 신호 대 간섭비를 생성하는 신호 전력 평균화부;
    타겟 신호 대 간섭비를 기억하는 메모리; 및
    상기 신호 전력 평균화부와 상기 메모리에 접속되고, 상기 추정 신호 대 간섭비를 상기 타겟 신호 대 간섭비와 비교하여 전송 전력 제어 비트를 생성하기 위한 비교기
    를 포함하고,
    상기 비교기는, 전송 전력 제어 기간 마다 부가적인 전송 전력 제어 비트를 생성하여, 상기 추정 신호 대 간섭비가 상기 신호 전력 평균화부로부터 공급되지 않을 때와 상기 최대 도플러 주파수가 상기 주파수 임계값보다 클 때 상기 역방향 전송 전력을 유지시키는 것을 특징으로 하는 CDMA 전송 전력 제어 시스템.
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