KR100464035B1 - 단말기 송신 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 3세대 단말기에 관한 것으로, 수신된 신호 세기 내용을 검증하도록 하여 비정상적인 전송 출력으로 송신되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 단말기 송신 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. 종래에는 기지국으로 부터 수신한 수신 신호 세기 정보 만을 이용하여 제 3세대 단말기의 출력 전력을 결정하기 때문에 비정상적인 수신 신호 세기 정보를 수신하더라도 이를 보정할 수 없고, 그에 따라 비정상적인 단말기 송신 출력이 사용됨에 따라 기지국 셀 용량을 감소 시키며 주변 단말기에 대한 간섭을 유발하는 치명적인 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 실제 수신되는 신호를 소정의 디지털 값으로 변환하는 모니터링부와 단말기 제조시 설정되는 수신 신호 세기값에 대한 측정 신호 세기값의 맵핑 테이블을 구비한 단말기 송신 전력 제어 장치 및 이를 통한 제어 방법을 이용함으로써, 기지국으로 부터 수신되는 신호 세기 정보값을 실제 측정되는 신호 세기값으로 검증할 수 있어 단말기의 송신 출력 전력이 항상 정상적으로 설정되도록 하는 것은 물론이고, 이를 통해 기지국 셀 용량을 최적으로 유지하며 주변 단말기들과의 간섭 역시 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Description

단말기 송신 전력 제어 장치 및 방법{TRANSMITTING POWER CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR A TERMINAL}

본 발명은 3세대 단말기에 관한 것으로, 수신된 신호 세기 내용을 검증하도록 하여 비정상적인 전송 출력으로 송신되는 것을 방지하는데 적당하도록 한 단말기 송신 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

현재 사용되는 휴대 단말기 중 3세대 단말기는 하나의 기지국에 다수의 단말기가 동시에 접속할 수 있으며, 상기 기지국은 해당 각 단말기에 신호 세기 정보가포함된 신호 프레임을 전송함으로써 단말기의 송신 전력을 조절하도록 한다.

상기 각 단말기들은 기지국으로부터 수신된 신호 프레임의 수신 신호 세기(recieved signal strength indication:rssi) 필드에 저장된 수신 신호 세기 정보를 통해 이후 송신할 송신 전력을 결정하게 된다. 송신 전력의 결정은 상당히 중요한 의미를 가지게 되는데, 하나의 기지국 셀 내부에 존재하는 수 많은 단말기들은 상호 간섭할 가능성이 높으며, 기지국은 셀 용량 내에서 단말기와 통신하기 때문에 기지국과 각 단말기들 간의 송신 전력은 과다하게 높아지지 않도록 기준 범위 내에서 조절된다.

이러한 단말기들로부터의 송신 전력을 조절하기위해서 상기 기지국은 각 단말기에 기지국이 수신한 단말기의 수신 세기를 기초로 작성된 요구 신호 세기를 전송 프레임이 포함시켜 보내고, 해당 단말기는 상기 프레임에 속한 수신 신호세기를 참조하여 그에 따른 송신 전력을 사용하여 송신하게 된다.

즉, 단말기의 송신 전력 세기를 결정하는 방법이 기지국으로 부터 수신한 프레임에 속한 수신 신호 세기 정보에 따르기 때문에 그 값이 비 정상 적이라 할지라도 이를 검증할 수는 없다.

그로인해, 기지국에 접속되는 단말기들의 수에 따라 상기 프레임에 속한 수신 신호 세기 정보가 비 정상적으로 입력될 수 있으며, 비 정상적으로 전송될 수 있다. 실질적인 실시 결과, 임의의 단말기가 비 정상적인 송신 전력을 사용하는 경우가 발생하고 있으며, 때에 따라서는 최대값에 가까운 (21~25dBm) 송신 전력을 출력하는 경우도 있다.

이러한 비정상적인 전력 방출은 비록 순간적인 방출이라 할지라도 기지국의 셀 용량을 감소시키며 주변 단말기에 치명적인 간섭을 유발할 수 있기 때문에 이러한 비정상적 전력 방출을 제거하기위한 장치나 방법이 요구된다.

상기한 바와 같이 종래에는 기지국으로 부터 수신한 수신 신호 세기 정보 만을 이용하여 제 3세대 단말기의 출력 전력을 결정하기 때문에 비정상적인 수신 신호 세기 정보를 수신하더라도 이를 보정할 수 없고, 그에 따라 비정상적인 단말기 송신 출력이 사용됨에 따라 기지국 셀 용량을 감소 시키며 주변 단말기에 대한 간섭을 유발하는 치명적인 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 단말기에 수신 전력을 모니터링할 수 있는 모니터링부와 수신 신호 세기에 대한 측정 수신 세기를 제조 단계에서 측정하여 설정해 둔 맵핑 테이블을 부가한 후, 수신되는 신호 세기 정보와 실제 측정된 신호 세기 정보를 비교하도록 하여 상기 수신된 수신 신호 세기 정보를 검증할 수 있도록 하는 단말기 송신 전력 제어 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명 송신 전력 제어 장치의 간략한 블록 다이어그램이다.

도 2는 본 발명 송신 전력 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ***

1: 안테나 10: 송수신부

20: 모니터링부 21: 아날로그/디지털 변환기

22: 증폭기 30: 제어부

31: 맵핑 테이블

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은 제 3세대 단말기 송신 전력 제어 장치에 있어서, 무선 신호를 송수신할 수 있는 안테나와; 상기 안테나와 연결되어 송수신 신호를 적절히 처리하는 송수신부와; 상기 안테나와 연결되어 수신되는 신호의 세기를 디지털로 변환하고 이를 증폭하는 모니터링부와; 상기 송수신부 및 모니터링부와 연결되어 상기 송수신부로부터 수신한 신호 프레임에 속한 수신 신호세기 정보와 상기 모니터링부의 측정 신호 세기 정보를 기 설정된 맵핑 테이블을 이용하여 서로 비교한 후 모니터링부의 측정 신호 세기를 기준으로 적절한 송신 출력을 설정하여 상기 송수신부와 안테나를 통한 송신에 적용하는 제어부로 이루어진다.

또한, 본 발명은 제 3세대 단말기 송신 전력 제어 방법에 있어서, 기지국으로 부터 수신 신호 세기값(a_x)을 수신함과 동시에 해당 수신 신호 세기를 디지털로 변환 후 소정의 값으로 증폭한 측정 신호 세기(b_x')를 생성하는 단계와; 수신 신호 세기값에 대한 측정 신호 세기값의 관계를 기 설졍해 둔 맵핑 테이블을 이용하여, 상기 측정 신호 세기(b_x')를 상기 수신 신호 세기값(a_x)에 대응하는 측정 신호 세기(b_x)와 비교하는 단계와; 상기 비교 결과 그 값들이 상이하면 맵핑 테이블에서 실제 측정된 신호 세기(b_x')에 해당하는 수신 신호 세기값(a_x')을 검출하여 그에 따른 출력 전력 값으로 송신을 수행하도록 하는 단계와; 만일 상기 비교 결과 그 값들이 동일하면 해당 수신 신호 세기값(a_x)에 해당하는 출력 전력으로 송신을 수행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명을 상세히 설명하기 위해 도 1내지 2에 도시된 실시예들을 참조 하도록 한다.

먼저, 도 1은 본 발명 일 실시예의 구성을 간략히 나타낸 다이어그램이다.

본 실시예는 도시된 바와 같이, 무선 신호를 송수신할 수 있는 안테나(1)와;상기 안테나(1)와 연결되어 신호를 송수신할 수 있는 송수신부(10)와; 상기 안테나(1)와 연결되어 수신되는 신호의 세기를 디지털로 변환하고 이를 증폭하는 모니터링부(20)와; 상기 송수신부(10) 및 모니터링부(20)와 연결되어 상기 송수신부(10)로부터 수신한 신호 프레임에 속한 수신 신호 세기 정보와 상기 모니터링부(20)의 측정 신호 세기 정보를 기 설정된 맵핑 테이블(31)을 이용하여 서로 비교한 후 모니터링부(20)의 측정 신호 세기를 기준으로 적절한 송신 출력을 설정하여 상기 송수신부(10)와 안테나(1)를 통한 송신에 적용하는 제어부(30)로 이루어진다. 이는 무선 단말기의 송신 전력 제어 장치 부분에 대한 구성이다.

상기 구조는 기능별로 분리한 것으로, 상기 모니터링부(20)는 송수신부(10)에 내장되는 기본 기능으로 사용될 수도 있으므로, 본 발명에서는 소정의 범위에 속하는 디지털 값으로 수신 신호 강도를 측정하는 소정의 수신 감도 측정부로 간주할 수 있다.

상기 모니터링부(20)는 내부적으로 아날로그 값인 수신 신호를 디지털 값으로 변환하는 아날로그 디지털 변환기(21)와 이를 통해 변환된 미약한 디지털 신호를 기 설정된 값으로 증폭하는 증폭기(22)를 포함한다. 상기 수신 신호는 아날로그 값이며, 고주파 신호 이기 때문에 아날로그 디지털 변환기(21)에는 다이오드 등의 소자를 이용하여 AC(교류) 성분을 DC(직류) 성분으로 변환할 수 있으므로 상기 신호를 DC 레벨 값으로 측정할 수 있다.

상기 송수신부(10)는 기지국으로부터의 신호를 수신하고, 단말기 송신 정보를 소정의 출력 전력으로 송출하기위한 다수의 기능부들로 이루어진 것이며, 이를통해 상기 제어부(30) 기지국으로부터의 정보 프레임을 수신하고 그 내용 중 수신 신호 세기(rssi) 필드의 정보를 통해 현재 기지국이 단말기에 송신한 송신 출력을 알 수 있게 된다.

또한, 상기 제어부(30)는 모니터링부(20)를 통해 해당 정보 프레임이 수신되는 동안 그 신호의 강도를 소정 범위의 디지털 DC 값으로 수신하게 되므로 동일한 수신 신호를 통해 단말기 송신 전력을 판단하기위한 2가지 기준을 가지게된다.

이제, 기지국으로 부터 수신한 수신 신호 세기를 a_x, x=1,2,...,m이라 하고, 상기 모니터링부(20)를 통해 변환된 측정 신호 세기를 b_x, x=1,2,...,m이라 한다. 이제, 이러한 2가지 신호 세기들 간의 관계를 알고 있다면, 수신된 수신 신호 세기(a_x)와 측정된 신호 세기(b_x)가 서로 일치하는 지를 알 수 있을 것이다. 따라서, 단말기의 제조 과정 중 수신 보정(Calibration) 시 그 값을 저장하여 맵핑 테이블(31)을 만들어 두는 것으로 실제 사용 시 기지국으로 부터 수신되는 수신 신호 세기값(a_x)이 정상적인지를 판단할 수 있게 된다. 종래 기술에서, 기지국으로 부터의 수신 신호 세기값(a_x)을 수신하여 그 값을 기준으로 단말기의 송신 출력 전력을 결정 했기 때문에 송신 출력 전력을 결정하는 수단으로 수신 신호 세기값(a_x)을 이용하는 방법을 그대로 적용할 수 있다. 따라서, 적절한 수신 신호 세기값(a_x)을 결정하는 것으로 그에 따른 단말기 송신 출력 전력 역시 결정되는 것으로 간주하면 된다.

상기 제어부(30) 내부의 맵핑 테이블(31)은 다음과 같이 구성될 수 있다.

수신 신호 세기(rssi)	측정 수신 세기(DC 레벨)
a1	b1
a2	b2
:	:
am	bm

상기 맵핑 테이블의 실시예와 같이 단말기 제조 시 설정되는 상기 값들을 기반으로 실제 수신 신호를 분석하는데, 만일 기지국에서 제공한 수신 신호 세기가 a₁이라면, 이때 이를 모니터링한 값은 b₁이 되어야 한다.

만일, 기지국에서 제공한 수신 신호 세기가 a₁일 지라도 이 신호를 모니터링 한 결과 그 값이 b₂라면, 상기 기지국에서 제공한 수신 신호 세기 값이 비정상적인 것이다. 이러한 경우, 모니터링한 값을 기준으로 삼고 그에 따른 수신 신호 세기를 상기 테이블에 서 검색한 후, 그 값인 a₂에 따라 출력 전력을 결정한다. 이를 통해 비록 기지국에서 제공한 수신 신호 세기 값이 비정상적인 경우라도 단말기의 출력 전력은 정상적인 크기를 가지게 된다.

이제, 도 2를 참조하여 본 발명 실시예의 동작을 살펴보기로 하자.

도 2는 본 발명 실시예의 흐름도로서, 기지국으로 부터 신호를 수신한 후 이를 통해 단말기의 출력 전력을 결정하는 방법을 보인 것이다.

먼저, 기지국으로 부터 수신 신호 세기값(a_x)을 송수신부를 통해 수신하고, 동시에 해당 수신 신호 세기를 모니터링부를 통해 디지털로 변환 후 소정의 값으로 증폭한 측정 신호 세기(b_x')를 생성한다. 상기 증폭의 정도를 조절하는 값은 단말기의 제조 시 결정되는 값으로, 내부적인 맵핑 테이블을 만들때 사용된 증폭값이다.

상기와 같이 수신되고 측정 및 조절된 수신 신호 세기들(a_x, b_x')을 동시에 획득한 제어기는 이들을 비교하는데, 비교 방법의 기준은 여러가지 방법들이 사용될 수 있으나 본 실시예에서는 수신 프레임에서 얻어진 a_x값을 기준으로 하여 상기 기 작성된 맵핑 테이블의 b_x값을 획득하도록한 후 이를 실제 수신 신호를 모니터링하여 측정된 b_x'값을 비교한다. 상기 비교 값이 같으면 기지국으로부터의 수신 신호 세기값(a_x)이 정확한 것이므로 그에 해당하는 출력 전력을 송신 출력으로 사용하게 된다.

만일 상기 비교를 통해 그 값이 상이하다면, 기지국으로부터의 수신 신호 세기값(a_x)이 비정상적이므로 이때는 상기 수신 신호 세기값(a_x)에 해당하는 출력 전력을 사용할 수 없게 된다. 따라서, 수신된 신호의 세기를 직접 측정한 모니터 신호 세기값(b_x')을 기준으로 하여 맵핑 테이블을 검색하고, 그로인해 상기 측정 신호 세기에 해당하는 수신 신호 세기(a_x')값을 획득할 수 있으며 그에 따른 출력 전력을 단말기의 송신 출력으로 사용하게 되므로 비정상적으로 수신된 신호 세기값(a_x)이 무시되고 수신된 신호의 실제 측정 세기에 맞추어진 출력 전력으로 송신을 실시할 수 있게 된다.

이러한 방법 중에서, 상기 실제 측정된 신호 세기(b_x')와 맵핑 테이블을 통해 얻은 기준 측정 신호 세기(b_x)를 비교하는 방법은 단순한 수치의 비교일 수 있지만, 유연성을 감안하여 상기 제조시 설정되는 기준 측정 신호 세기(b_x)를 소정의 영역으로 설정하고, 상기 실제 측정된 신호 세기(b_x')가 그 영역에 속하는지를 판단하도록 할 수도 있다.

상기와 같이, 본 발명의 실시예는 기지국으로 부터 수신된 프레임에 기록된 수신 신호 세기(a_x)를 실제 모니터링부를 통해 측정한 수신 신호 세기(b_x')로 검증하기 때문에 비정상적으로 수신된 수신 신호 세기값(a_x)을 식별할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 실제 수신되는 신호를 소정의 디지털 값으로 변환하는 모니터링부와 단말기 제조시 설정되는 수신 신호 세기값에 대한 측정 신호 세기값의 맵핑 테이블을 이용함으로써, 기지국으로 부터 수신되는 신호 세기 정보값을 실제 측정되는 신호 세기값으로 검증할 수 있어 단말기의 송신 출력 전력이 항상 정상적으로 설정되도록 하는 것은 물론이고, 이를 통해 기지국 셀 용량을 최적으로 유지하며 주변 단말기들과의 간섭 역시 최소화 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 제 3세대 단말기 송신 전력 제어 장치에 있어서, 무선 신호를 송수신할 수 있는 안테나와; 상기 안테나와 연결되어 송수신 신호를 적절히 처리하는 송수신부와; 상기 안테나와 연결되어 수신되는 신호의 세기를 디지털로 변환하고 이를 증폭하는 모니터링부와; 상기 송수신부 및 모니터링부와 연결되어 상기 송수신부로부터 수신한 신호 프레임에 속한 수신 신호 세기 정보와 상기 모니터링부의 측정 신호 세기 정보를 기 설정된 맵핑 테이블을 이용하여 서로 비교한 후 모니터링부의 측정 신호 세기를 기준으로 적절한 송신 출력을 설정하여 상기 송수신부와 안테나를 통한 송신에 적용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 송신 전력 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 맵핑 테이블은 단말기 제조시 수신 신호 세기 정보에 대한 모니터링부의 측정 신호 세기 정보를 측정하여 그 상관 관계를 저장하여 이루어진 것을 특징으로 하는 단말기 송신 전력 제어 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 모니터링부의 측정 신호 세기와 상기 수신된 신호 세기를 통해 맵핑 테이블에서 얻어진 측정 신호 세기를 비교하여 같으면 상기 수신된 신호 세기에 따른 송신 출력을 설정하고, 다르면, 상기 모니터링부의 측정 신호 세기를 기준으로 그에 대응하는 수신 신호 세기를 상기 맵핑 테이블에서 찾아 그에 따른 송신 출력을 설정하는 것을 특징으로 하는 단말기 송신 전력 제어 장치.
4. 제 3세대 단말기 송신 전력을 제어하는 방법에 있어서, 기지국으로 부터 수신 신호 세기값(a_x)을 수신함과 동시에 해당 수신 신호 세기를 디지털로 변환 후 소정의 값으로 증폭한 측정 신호 세기(b_x')를 생성하는 단계와; 수신 신호 세기값에 대한 측정 신호 세기값의 관계를 기 설졍해 둔 맵핑 테이블을 이용하여, 상기 측정 신호 세기(b_x')를 상기 수신 신호 세기값(a_x)에 대응하는 측정 신호 세기(b_x)와 비교하는 단계와; 상기 비교 결과 그 값들이 상이하면 맵핑 테이블에서 실제 측정된 신호 세기(b_x')에 해당하는 수신 신호 세기값(a_x)을 검출하여 그에 따른 출력 전력 값으로 송신을 수행하도록 하는 단계와; 만일 상기 비교 결과 그 값들이 동일하면 해당 수신 신호 세기값(a_x)에 해당하는 출력 전력으로 송신을 수행하도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기 송신 전력 제어 장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 맵핑 테이블에 저장된 측정 신호 세기(b_x)는 소정의 영역 값이며, 수신 신호의 세기를 실제 측정한 측정 신호 세기(b_x')는 측정된 단일 값인 것을 특징으로 하는 단말기 송신 전력 제어 장치.