KR100399014B1

KR100399014B1 - 이동무선시스템에서자동전력제어방법

Info

Publication number: KR100399014B1
Application number: KR1019950056567A
Authority: KR
Inventors: 김상근
Original assignee: 삼성탈레스 주식회사
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1995-12-26
Publication date: 2004-02-11
Also published as: KR970055914A

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

이동무선시스템에서 송,수신전력을 동적으로 제어하는 방법이다.

2. 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제

채널간 간섭을 최소화할 수 있는 전력제어방법을 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

기지국이 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 이동국으로부터 수신되어야할 기지국 유효 수신전력레벨을 선택하고, 기지국이 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 유효 수신전력레벨을 초기 제어메세지에 포함시켜 송신하며, 이동국이 기지국으로부터 초기 제어메세지 수신시 수신전계강도와 초기 기지국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 기지국이 기지국 유효 수신전력레벨로 수신할 수 있도록 이동국 실제 송신전력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신하며, 기지국이 이동국으로부터 시그널링 메세지 수신시 수신전계강도와 이동국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 기지국 유효 송신전력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신한다.

4. 발명의 중요한 용도

이동무선시스템에서 채널간 간섭을 최소화시키는데 이용한다.

Description

이동무선시스템에서 자동 전력제어방법

본 발명은 적어도 하나의 이동무선 단말국(이하 "이동국"이라 칭함)을국을 포함하는 이동무선시스템에 관한 것으로, 특히 기지국과 이동국간의 전력을 동적으로 제어하는 전력제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 이동무선시스템은 DS(Direct Sequence) 또는 FH(Frequency Hopping) 등의 다중 액세스(access)방식을 채용하고 있다. 이러한 다중 액세스방식을 채용하는 경우 통신하고자 하는 주파수의 신호가 원치 않는 주파수신호로 인한 간섭이 빈번히 발생하여 왔었다. 이에따라 데이타가 손상되거나 그로 인해 시그널링(signalling)이 원만히 수행되지 못하게 되는 위험이 있었다. 만일 간섭 주파수신호의 전계강도가 해당 무선국의 통신 주파수신호의 전계강도보다 현격히 클 경우에는 주파수들간의 이격 거리 보상이 무시됨으로써 그 영향은 더욱 커지게 된다.

상기 FH방식을 채용한 이동무선시스템에 있어서도 비록 각 기지국의 채널마다 주파수는 어느 순간 다른 영역을 사용한다 하더라도 송,수신 전계강도의 큰 차이에 의해 수신 주파수신호가 큰 간섭을 반을 수 있다. 이때 동일한 전력을 사용한다하더라도 기지국에 도달되는 신호의 전계강도는 송신 이동국의 위치에 따라서 엄청난 차이를 나타낸다. 이는 다수의 셀(cell)들로 구성된 망형태에서 이동국의 경우에도 마찬가지의 결과를 초래한다. 이에따라 기지국과 이동국간의 이격 거리에 따라 송,수신전력레벨이 조정되어져야 할 것이다. 그러나 기지국과 이동국은 이동하는 상대의 위치를 그때 그때 알 수 없기때문에 전력레벨을 동적으로 적절히 조정할 수 없다.

상기한 바와 같이 종래에는 기지국과 이동국의 전력레벨을 동적으로 적절히 조절할 수 없었기 때문에 패널간 간섭이 큰 경우에 데이타가 손상되거나 그로 인해 시그널링이 원만히 수행되지 곳하게 되는 문제점이 있었다. 또한 채널간 간섭이 커질 정도로 전력레벨을 사용함에 따라 불필요한 전력이 소모되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 채널간 간섭을 감소시킬 수 있는 전력제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 가능한한 최소의 전릭레벨로 통신을 할 수 있는 전력제어방법을 제공함에 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부도면에서 구체적인 처리 흐름과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있다. 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식들 가진자에게 자명할 것이다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

우선 본 발명이 적용되는 이동무선시스템에서 기지국 및 이동국의 무선 송수신기의 블럭구성도를 보이면 제1도와 같으며, 본 발명과 관련되는 부분만을 보인 것이다. 제1도를 참조하여 본 발명을 이해하는데 유용한 무선송수신기에 대하여 개략적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기 제1도에 보인 무선송수신기의 주제어장치인 제어부(100)로부터 출력되는 송신데이타는 가우스 LPF(Gaussian Low Pass Filter)(102)를 거쳐 FM(Frequency Modulation)번조기(104)에 의해 FM변조된다. FM변조된 신호는 이득제어 전력증폭기 (106)에 의해 전력증폭된후 듀플렉서(duplexer)(110)를 거쳐 안테나(112)를 통해 무선 송신된다. 이때 전력제어기(108)는 제어부(100)로부터 인가되는 전력제어 데이타값에 따라 이득제어 전력증폭기(106)의 이득을 제어함으로써 송신전력이 조정된다. 안테나(112)를 통해 수신되는 신호는 듀플렉서(110)를 거쳐 LAN(Low Noise Amplifier)(114)에서 증폭된후 믹서(mixer)(116)에 의해 반송파 신호 fe와 믹싱됨으로써 다운 컨버젼(down cinversion)된다. 믹서(116)의 출력신호는 BPF(Band Pass Filter)(118)를 거쳐 수신할 주파수신호만이 추출되고 증폭기(120)에 의해 증폭된후 수신전계강도(Received Signal Strength Indicator: 이하 "RSSI"라 함) 검출기(122)와 FM복조기(124)에 인가된다. RSSI 검출기(122)는 수신신호의 RSSI를 검출하여 검출값을 가지는 RSSI 데이타를 제어부(100)에 인가한다. FM복조기(124)에 인가된 신호는 FM복조된후 수신데이타 복원기(126)에 의해 수신데이타로 복원되어 제어부(100)에 인가된다.

상기한 바와 같은 무선송수신기를 구비하는 기지국과 이동국에 있어서 효율적인 시그널링을 수행하기 위해서 기지국은 각 채널별로 자신과 시그널링을 하고 있는 이동국과 전력제어를 할 수 있어야 한다. 이때 기지국에서는 이동국의 위치를 알 수 없으므로 자신에게 수신되는 신호의 RSSI를 이용하여 수신전력레벨을 알 수 있다. 이에 근거하여 기지국과 이동국간의 위치에 따른 전력손실 정도를 확인하고 이에 따른 보상을 해주는 것이 필요하다.

이러한 경우 다음의 두가지 자동 전력제어 조건이 충족되어야만 유효한 전력제어 및 절약이 될 수 있을 것이다. 첫번째로 이동국과 기지국의 거리에 상관없이 일정한 전력으로의 수신이 보장되어야 한다. 두번께로 전송상의 이상이 없는한 최소의 전력레벨을 사용하여 시그널링이 이루어져야 한다.

이를 위하여 기지국에서는 초기 제어 메세지 송신시에는 제2도의 흐름도로서 보인 본 발명에 따른 제어 절차를 수행하고, 시그널링시에는 제3도의 흐름도로서 보인 본 발명에 따른 자동 전력제어를 수행한다. 그리고 이동국에서는 시그널링시 제4도의 흐름도로서 보인 본 발명에 따른 자동 전력제어를 수행한다. 상기 제2도 내지 제4도의 흐름도는 각각 제1도와 같은 기지국 및 이동국의 무선송수신기에서 제어부(100)의 수행 흐름을 보인 것이다.

이하 제1도 내지 제4도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

일반적으로 기지국에서는 휴지(idle)상태의 각 이동국으로 제어메세지를 방송(broad casting)한다.

이때 기지국의 제어부(100)는 (200)단계에서 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 이동국으로부터 수신되어야할 기지국 유효 수신전력레벨을 선택한다. 상기 초기기지국 실제 송신전력레벨은 초기에 기지국에서 송신신호에 대한 실제 전력레벨을 말한다. 그리고 기지국의 제어부(100)는 (202)단계에서 초기 기지국 실제 송신전력레벨에 따른 단계의 전력제어데이타를 전력제어기(108)에 라이트한다. 이에따라 전력제어기(108)에 의해 이득제이 전력증폭기(106)의 증폭 이득이 제어됨으로써 제어부(100)로부터 인가되는 전력제어데이타값에 따른 전력레벨로 송신신호가 송신되게 된다. 이후 기지국의 제어부(100)는 (204)∼(208)단계에서 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 유효 수신전력레벨을 초기 제어메세지에 포함시켜 제어 패킷(packet)에 실어 이동국들로 송신한다.

그러면 이동국의 제어부(100)는 (400)∼(410)단계에서 기지국으로부터 초기 제어메세지 수신시 RSSI 검출기(122)에 의해 검출되는 RSSI와 초기 기지국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 기지국이 기지국 유효 수신전력레벨로 수신할 수 있도록 이동국 실제 송신진력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신한다. 이때 이동국의 제어부(100)는 기지국으로부터의 RSSI와 초기 기지국 실제 송신전력레벨의 합을 이동국 실제 송신전력레벨로 셋트한다.

이에따라 기지국이 이동국으로부터 시그널링 메세지 수신시 기지국의 제어부(100)는 (300)∼(306)단계에서 RSSI와 이동국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 기지국 유효 송신전력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신한다. 이때 기지국의 제어부(100)는 이동국으로부터의 RSSI와 이동국 실제 송신전력레벨의 합을 기지국 유효 송신전력레벨로 셋트한다.

그리고 이동국의 제어부(100)는 (400)단계에서 기지국과 시그널링 진행중에 수신되는 프레임동기(Frame Sync Indication: 이하 "FSI"라 함)값의 유효 여부를 감시한다. 상기 FSI값은 수신데이타 복원기(126)로부터 인가되는 수신데이타에 포함되는 FSI의 에러율을 말한다. 이때 이동국의 제어부(100)는 FSI값이 유효할 경우에만 (402)∼(410)단계에서 이동국 실제 송신전력레벨에 의해 시그널링 메세지를 송신한다. 이와달리 FSI값이 무효인 경우 이동국의 제어부(100)는 (412)∼(414)단계에서 송신전력 증가 요구메세지를 기지국으로 송신한다.

그러면 기지국의 제어부(100)는 송신전력 증가 요구메세지 수신시 (302)단계에서 기지국 유효 송신전력레벨을 셋트할때 1단계 증가시켜 셋트한다.

또한 이동국의 제어부(100)는 상기와 같이 송신전력 증가 요구메세지 송신후 (416)단계에서 FSI값의 유효 여부를 확인하여 무효인 경우에는 통상적인 재동기 절차를 다시 수행한다.

그리고 기지국의 제어부(100)는 (306)∼(312)단계에서 매 송신시간마다 기지국 유효 송신전력레벨의 감소 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 1단계 감소시킨다. 이에따라 기지국 유효 송신전력레벨을 가능한 범위내에서 단계적으로 감소시킴으로써 최소의 전력레벨로 통신을 수행할 수 있게 된다.

따라서 기지국과 이동국간에 각각 일정한 전력레벨을 유지하면서 통신이 가능하게 되며 다른 주파수신호에 의한 간섭을 최소화할 수 있게 된다. 또한 가장 낮으면서도 신뢰성있는 전력레벨을 사용함으써 간섭을 최소화하면서도 전력절약을 할 수 있게 된다.

한편 상기한 바와 같은 시그널링 이후의 통화상태에서는 이동국에서 통화 패킷에 의한 전력레벨만으로 통화전 마지막으로 기지국에서 송신한 실제 전력레벨을 비교하여 그 손실분에 대해 전력레벨 증감을 보정한다. 이에따라 통화중에는 상기한 바와 같은 시그널링시와 같은 명확한 보정이 이루어지지 않고 기존에 비해 약간의 보정이 가해지는 정도가 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 균일한 수신전력레벨을 보장할 수 있을 뿐만아니라 최소의 전력레벨로 통신을 수행함으로써 전송 에러를 감소시키고 간섭을 최소화할 수 있으며 전력절약을 할 수 있는 잇점이 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허 청구의 범위와 특허 청구의 범위의 균등한 것에 의해 정하여져야 한다.

제1도는 본 발명이 적용되는 이동무선시스템에서 기지국 및 이동국의 무선 송수신기의 블럭구성도

제2도는 본 발명에 따른 기지국의 초기 제어 메세지 송신 흐름도

제3도는 본 발명에 따른 시그널링시 기지국의 자동 전력제어 흐름도

제4도는 본 발명에 따른 시그널링시 이동국의 자동 전력제어 흐름도

Claims

기지국과 적어도 하나 이상의 이동국을 포함하는 이동무선시스템에서 자동 전력제어방법에 있어서,

상기 기지국이 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 상기 이동국으로부터 수신되어야할 기지국 유효 수신전력레벨을 선택하는 과정과,

상기 기지국이 상기 선택한 초기 기지국 실제 송신전력레벨과 유효 수신전력레벨을 상기 초기 제이메세지에 포함시켜 송신하는 과정과,

상기 이동국이 상기 기지국으로부터 상기 초기 제어메세지 수신시 수신전계강도와 상기 초기 기지국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 상기 기지국이 상기 기지국 유효 수신전력레벨로 수신할 수 있도록 이동국 실제 송신전력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신하는 과정과,

상기 기지국이 상기 이동국으로부터 상기 시그널링 메세지 수신시 수신전계강도와 상기 이동국 실제 송신전력레벨간의 차에 근거하여 상기 기지국 유효 송신전력레벨을 셋트하고 시그널링 메세지를 송신하는 과정과,

상기 이동국이 상기 기지국과 상기 시그널링 진행중에 수신되는 프레임동기값의 유효 여부를 감시하는 과정과,

상기 이동국이 상기 감시결과 상기 프레임동기값이 유효할 경우에만 상기 이동국 실제 송신전력레벨에 의해 상기 시그널링 메세지를 송신하는 과정과,

상기 이동국이 상기 감시결과 상기 프레임동기값이 무효인 경우에는 송신전력 증가 요구메세지를 송신하는 과정과,

상기 기지국이 상기 송신전력 증가 요구메세지 수신시 상기 기지국 유효 송신전력레벨을 1단계 증가시키는 과정과,

상기 기지국이 매 송신시간마다 상기 기지국 유효 송신전릭레벨 감소 가능 여부를 확인하여 가능한 경우 단계적으로 감소시키는 과정을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 이동국이 상기 송신전력 증가 요구메세지 송신후 상기 프레임동기값의 유효 여부를 확인하여 무효인 경우에는 재동기 절차를 수행하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 전력제어방법.
제1항에 있어서, 상기 이동국이 상기 기지국으로부터의 수신전계강도와 상기 초기 기지국 실제 송신전력레벨의 합을 상기 이동국 실제 송신전력레벨로 셋트하는 것을 특징으로 하는 자동 전력제어방법.
제3항에 있어서, 상기 기지국이 상기 이동국으로부터의 수신전계강도와 상기 이동국 실제 송신전력레벨의 합을 상기 기지국 유효 송신전력레벨로 셋 것을 특징으로 하는 자동 전력제어방법.