KR100589897B1 - Open loop power control method - Google Patents

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KR100589897B1
KR100589897B1 KR1020040108221A KR20040108221A KR100589897B1 KR 100589897 B1 KR100589897 B1 KR 100589897B1 KR 1020040108221 A KR1020040108221 A KR 1020040108221A KR 20040108221 A KR20040108221 A KR 20040108221A KR 100589897 B1 KR100589897 B1 KR 100589897B1
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김기석
김영일
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 직교주파수분할다중접속-시분할 듀플렉싱 시스템에서 이동국의 개방형 전력을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 이동국은 송신 데이터가 있는 경우에 주어진 환경과 조건에 따라 이동국의 초기 기준 전력을 할당하며, 할당된 전력을 기준으로 프레임 단위의 순방향 신호 특성에 따라 프레임 단위의 역방향 송신 전력을 제어한다. 이와 같이 하면, 시분할 듀플렉싱 시스템에서의 효과적인 고속 전력 제어가 가능하며 멀티패스 환경에서도 통신의 신뢰성을 보장 할 수 있다. The present invention relates to a method for controlling open power of a mobile station in an orthogonal frequency division multiple access-time division duplexing system. According to the present invention, when there is transmission data, the mobile station allocates initial reference power of the mobile station according to a given environment and condition, and controls the reverse transmission power of the frame unit according to the forward signal characteristics of the frame unit based on the allocated power. . This enables effective high speed power control in time division duplexing systems and ensures communication reliability even in a multipath environment.

OFDMA, TDD, RSSI, CINR, 개방형전력제어OFDMA, TDD, RSSI, CINR, Open Power Control

Description

개방형 전력 제어 방법{OPEN LOOP POWER CONTROL METHOD}Open Power Control Method {OPEN LOOP POWER CONTROL METHOD}

도 1은 코드분할다중접속(CDMA) 시스템의 개방형 전력 제어 방법을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating an open power control method of a code division multiple access (CDMA) system.

도 2는 시분할 듀플렉싱(TDD) 시스템의 프레임 구조를 나타낸 도면이다.2 illustrates a frame structure of a time division duplexing (TDD) system.

도 3은 이동국의 상태 천이도이다. 3 is a state transition diagram of a mobile station.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 개방형 전력제어를 위한 제어 흐름도이다. 4 is a control flowchart for open power control of a mobile station according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동성을 고려한 전력이득인자를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a power gain factor in consideration of mobility according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동성을 고려한 이동국의 개방형 전력제어를 위한 제어 흐름도이다. 6 is a control flowchart for open power control of a mobile station considering mobility according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 직교주파수분할다중접속-시분할 듀플렉싱(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access-Time Division Duplex; OFDMA-TDD) 시스템에 관한 것으로, 특히 OFDMA-TDD 시스템의 이동국에서의 개방형 송신 전력 제어 방법에 관 한 것이다.The present invention relates to an Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access-Time Division Duplex (OFDMA-TDD) system, and more particularly, to an open transmission power control method in a mobile station of an OFDMA-TDD system. .

일반적으로 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA) 이동통신 시스템과 같은 주파수 분할 듀플렉싱(Frequency Division Duplex; FDD) 방식에서 기지국 신호는 도 1에 도시한 바와 같이 시간적으로 연속적인 신호이다. 따라서 이러한 시스템에서는 항상 신호의 수신 세기를 측정하며 이동국의 송신 과정에서 다음의 수학식 1을 이용하여 송신 전력을 설정하는 개방형 전력 제어 방법을 사용한다. In general, in a frequency division duplex (FDD) scheme such as a code division multiple access (CDMA) mobile communication system, a base station signal is a temporally continuous signal as shown in FIG. 1. Therefore, in such a system, an open power control method which always measures the reception strength of a signal and sets a transmission power using Equation 1 in the transmission process of the mobile station.

Figure 112004059756886-pat00001
Figure 112004059756886-pat00001

그러나, 일반적인 시분할 듀플렉싱(TDD) 시스템에서는 메시지 형태로 역방향 전력 제어를 수행한다. 또한, 시분할 듀플렉싱(TDD) 시스템에서는 CDMA 시스템과 달리 도 2에 도시한 바와 같이 시간적으로 연속되지 않는 패킷의 수신과 송신이 발생한다. 즉, 이동국의 송신 시점에서는 수신 데이터가 존재하지 않기 때문에 송신 시점의 채널 특성을 정확하게 파악할 수 없고, 적응 변조 및 코딩(Adaptive Modulation and Coding; AMC) 등을 필요로 하는 시스템에서는 CDMA 시스템에서 사용하는 일반적인 개방형 전력 제어 방식을 적용할 수 없다. 또한, 종래의 TDD 시스템의 메시지 형태의 전력 제어 방식은 많은 지연 시간을 포함하므로 실시간적인 채널 환경의 변화에 적응하기가 어렵다. However, a typical time division duplexing (TDD) system performs reverse power control in the form of a message. In addition, in the time division duplexing (TDD) system, unlike the CDMA system, as shown in FIG. 2, reception and transmission of packets that are not continuous in time occur. That is, since there is no received data at the time of transmission of the mobile station, it is impossible to accurately determine the channel characteristics at the time of transmission, and in a system requiring adaptive modulation and coding (AMC) or the like, it is generally used in a CDMA system. Open power control is not applicable. In addition, the power control scheme in the form of a message of the conventional TDD system includes a large delay time, making it difficult to adapt to changes in the real-time channel environment.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 OFDMA-TDD 시스템에서 신뢰성 있는 통신을 수행하고 최적의 성능을 제공할 수 있는 이동국의 개방형 전력 제어 방법을 제공하는 것이다.  SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above problems, and to provide an open power control method of a mobile station capable of performing reliable communication in an OFDMA-TDD system and providing optimal performance.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 개방형 전력 제어 방법은 직교주파수분할다중접속 시스템에서 이동국의 개방형 전력을 제어하는 방법으로서,An open power control method according to an aspect of the present invention for achieving the technical problem is a method for controlling open power of a mobile station in an orthogonal frequency division multiple access system,

a) 기준 전력 할당 여부를 판단하는 단계 b) 상기 a) 단계에서 기준 전력 할당이 필요하다고 판단되면, 기지국에 의한 전력 조정 여부를 확인하여 전력 조정을 수행하거나 제1 시간 동안의 채널 상태를 나타내는 채널 상태 인자를 측정하여 초기 전력을 할당하는 단계 및 c) 상기 a) 단계에서 기준 전력 할당이 필요하지 않다고 판단되면, 송신 패킷이 존재하는지를 확인하여 현재 프레임의 신호 수신세기를 측정하고, 상기 측정한 신호 수신세기를 바탕으로 전송 전력을 설정한 후 패킷을 송신하는 단계를 포함한다.a) determining whether reference power is allocated; b) if it is determined that reference power allocation is necessary in step a), confirming whether power adjustment is performed by the base station to perform power adjustment or a channel indicating a channel state for a first time; C) assigning initial power by measuring a state factor; and c) if it is determined that reference power allocation is not necessary in step a), it is determined whether a transmission packet exists to measure the signal reception strength of the current frame, and the measured signal And transmitting the packet after setting the transmission power based on the reception strength.

또한, 상기 b) 단계는,In addition, the step b),

i) 기지국에 의한 전력 조정 여부를 확인하는 단계, ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 기지국에 의한 전력 조정이 필요하면 전력 조정을 수행하는 단계 및 iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 기지국에 의한 전력 조정이 필요하지 않으면 상기 채널 상태 인자를 측정하고 상기 측정한 채널 상태 인자를 바탕으로 초기 전력을 할당하는 단계를 포함하며,i) checking whether the power is adjusted by the base station; ii) performing power adjustment if power adjustment by the base station is necessary as a result of the check in step i); and iii) performing the power adjustment in the step i). Measuring the channel state factor and allocating initial power based on the measured channel state factor if power adjustment is not required.

상기 c) 단계는,C),

i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계, ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계, iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값에 따라 전력제어값을 설정하는 단계 및 iv) 기준 전력에 상기 전력제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계를 포함한다.i) checking whether the transmission packet exists, ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of the check in step i), and iii) the i (B) measuring the signal reception strength of the base station signal received in the current frame if the transmission packet exists and setting a power control value according to the difference between the channel state factor and the signal reception strength; and iv) And transmitting the packet after setting a value obtained by adding the power control value to the reference power as the transmission power.

본 발명의 다른 특징에 따른 직교주파수분할다중접속 시스템에서 이동국의 송신 전력을 제어하는 방법으로서,A method of controlling transmit power of a mobile station in an orthogonal frequency division multiple access system according to another aspect of the present invention,

상기 c) 단계는,C),

i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계, ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계, iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값과 이동성 인자를 고려한 전력제어값을 설정하는 단계 및 iv) 기준 전력에 상기 전력제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계를 포함한다.i) checking whether the transmission packet exists, ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of the check in step i), and iii) the i (B) measuring signal reception strength of the base station signal received in the current frame when the transmission packet exists, and setting a power control value in consideration of the difference between the channel state factor and the signal reception strength and the mobility factor; And iv) transmitting the packet after setting a value obtained by adding the power control value to the reference power as the transmission power.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention. Like parts are designated by like reference numerals throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 개방형 전력 제어 방법에 대하여 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an open power control method of a mobile station according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 3.

도 3은 일반적인 패킷 통신 시스템에서 전송 패킷이 있는 경우의 이동국의 상태 천이도를 나타낸 것이다. 3 shows a state transition diagram of a mobile station when there is a transport packet in a general packet communication system.

도 3에 도시한 바와 같이, 이동국은 새로운 전송 패킷이 있는 경우에는 송신중인 상태에서 주기적으로 또는 채널의 상태가 급변하는 경우에도 기지국과 협상을 통하여 변조 및 코딩 방식에 따른 서비스 형태를 결정한다. 또한 이동국은 기지국의 송신 전력수준과 현재 이동국과 기지국의 채널 상태를 고려하여 송신 기준전력을 할당한다. 이때 이동국의 송신 기준전력 할당은 다음의 수학식 2를 따른다. As shown in FIG. 3, the mobile station determines the service type according to the modulation and coding scheme through negotiation with the base station periodically when there is a new transmission packet or even when the state of the channel changes rapidly. The mobile station also allocates a transmission reference power in consideration of the transmission power level of the base station and the channel conditions of the current mobile station and the base station. At this time, the transmission reference power allocation of the mobile station follows Equation 2 below.

Figure 112004059756886-pat00002
Figure 112004059756886-pat00002

위의 식에서 초기할당 전력[f1(x)]는 기지국의 전력수준과 이동국의 서비스형태 및 채널상태 인자 등을 변수로 하는 함수이며, 조정전력은 레인징을 통한 기지국에 의해 별도로 조정된 전력량이다. In the above equation, the initial allocation power f1 (x) is a function of the power level of the base station, the service type and channel state factor of the mobile station as variables, and the adjusted power is the amount of power separately adjusted by the base station through ranging.

이와 같이 이동국의 송신 기준전력을 할당하는 과정에서는 기지국의 수신 신 호 세기(RSSI) 등을 일정한 시간(T1) 동안 측정한 평균 수신 신호 세기(MEAN[RSSI]T1) 등과 같은 채널상태 인자가 필수적으로 사용되며, 이러한 채널상태 인자는 이동국에서 쉽게 측정할 수 있다. In the process of allocating the transmission reference power of the mobile station, a channel state factor such as the average received signal strength (MEAN [RSSI] T1 ), which measures the received signal strength (RSSI) of the base station for a predetermined time (T1), is essential. This channel state factor can be easily measured at the mobile station.

또한, 초기 기준전력할당에서 사용된 MEAN[RSSI]T1 등과 같은 채널상태 인자와 송신 패킷이 있는 경우에는 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 RSSI를 측정하여 비교하고, 이에 따라 이동국의 송신 전력을 제어함으로써 프레임 주기와 동일한 주기의 고속으로 전력을 제어할 수 있다. In addition, when there is a channel state factor such as MEAN [RSSI] T1 used in the initial reference power allocation and a transmission packet, the RSSI of the base station signal received in the current frame is measured and compared, and the transmission power of the mobile station is controlled accordingly. Power can be controlled at a high speed of the same period as the frame period.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 이동국의 고속 전력 제어방법을 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a fast power control method of a mobile station according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시한 바와 같이, 이동국은 먼저 기준전력할당 여부를 판단한다(S401). 판단 결과 주기적 또는 채널의 특성이 급격하게 변화하는 경우 등과 같이 전력할당이 필요한 경우에는 기지국에 의한 전력 조정이 필요한지를 확인한다(S402). 이때, 이동국이 최초로 통신을 시도하거나 주기적으로 레인징 과정을 통하여 기지국과 전력 조정을 필요로 할 때 상기 전력 할당이 필요하다고 판단한다.As shown in Fig. 4, the mobile station first determines whether reference power is allocated (S401). As a result of the determination, when power allocation is required, such as periodically or when the characteristics of the channel change suddenly, it is checked whether the power adjustment by the base station is necessary (S402). In this case, when the mobile station first attempts communication or periodically needs to adjust power with the base station through a ranging process, it is determined that the power allocation is necessary.

확인 결과 기지국에 의한 전력 조정이 필요하지 않으면 일정 시간(T1) 동안의 평균적인 채널 상태를 나타내는 MEAN[RSSI]T1 등의 채널 상태 인자를 측정하고(S403), 기지국의 송신 전력 수준과 이동국의 서비스 타입 및 채널 상태 등을 고려하여 초기 전력을 할당한다(S404). 또한 기지국에 의한 전력 조정이 필요한 경우에는 기지국에서 요구되는 일정한 전력을 조정한다(기준전력 = 초기할당전력 + 조정 전력)(S405). 그리고 이동국은 대기상태(S400)로 되돌아간다. If it is determined that power adjustment by the base station is not necessary, a channel state factor such as MEAN [RSSI] T1 indicating an average channel state for a predetermined time T1 is measured (S403), and the transmission power level of the base station and the service of the mobile station are measured. Initial power is allocated in consideration of the type and channel state (S404). In addition, when the power adjustment by the base station is required to adjust the constant power required by the base station (reference power = initial allocation power + adjustment power) (S405). The mobile station then returns to the standby state S400.

한편, S401단계에서 판단한 결과 기준전력 할당이 필요하지 않으면 송신 패킷이 있는지를 확인하며(S406), 확인 결과 송신 패킷이 없으면 대기 상태(S400)로 되돌아간다. 또한, 송신 패킷이 있는 경우에는 현재 프레임에서의 채널 상태를 파악하여 신호 수신 세기(RSSI)를 측정하고(S407), 채널 상태 인자와 현재 프레임의 신호 수신 세기의 차이값을 구한다(S408). 그리고 이 차이값을 기준으로 전송 전력을 설정한 후(S409) 패킷을 송신한다(S410).On the other hand, if it is determined in step S401 that reference power allocation is not necessary, it is checked whether there is a transmission packet (S406), and if there is no transmission packet as a result of the check, the process returns to the standby state (S400). If there is a transmission packet, the channel state in the current frame is checked to measure the signal reception strength (RSSI) (S407), and the difference between the channel state factor and the signal reception strength of the current frame is obtained (S408). After the transmission power is set based on the difference (S409), the packet is transmitted (S410).

이때, 전송 전력은 다음의 수학식 3에 의해 계산된다.At this time, the transmission power is calculated by the following equation (3).

Figure 112004059756886-pat00003
Figure 112004059756886-pat00003

위의 식에서 RSSI는 현재 프레임에서의 신호 수신 세기이며, MEAN[RSSI]T1은 T1 시간동안의 평균 채널 상태를 나타내는 채널 상태 인자이다.In the above equation, RSSI is the signal reception strength in the current frame, and MEAN [RSSI] T1 is a channel state factor indicating an average channel state during T1 time.

한편, 이동성이 강한 경우에는 멀티패스 페이딩에 따라 한 프레임 내의 순방향 전송 구간과 역방향 전송 구간에서 많은 차이를 나타낼 수 있으며, 채널의 변화가 심한 경우에는 전력제어에 의한 오류가 심화될 수 있다. On the other hand, when the mobility is strong, there may be a large difference in the forward transmission section and the reverse transmission section in one frame according to the multipath fading, and when the channel change is severe, an error due to power control may be intensified.

이런 경우에는 채널을 할당하는 과정에서 채널상태 인자인 MEAN[RSSI]T1과, 이동성을 나타내는 짧은 주기(T2) 동안의 채널상태의 표준편차를 나타내는 이동성 인자인 STD[RSSI]T2 와 MEAN[RSSI]T2 등을 측정하여 이동국의 이동성에 따른 채널 상태도 파악해야 한다. 이러한 채널 특성인자 등은 이동국의 RF부와 모뎀부에서 쉽게 측정할 수 있다.In this case, MEAN [RSSI] T1 , which is a channel state factor, and STD [RSSI] T2 , which is a mobility factor representing the standard deviation of the channel state during a short period (T2) indicating mobility, in the process of allocating a channel. T2, etc. should be measured to determine the channel status according to the mobility of the mobile station. Such channel characteristic factors can be easily measured in the RF section and the modem section of the mobile station.

그런데, 측정된 이동성 인자가 특정값(TH1) 이하인 경우, 즉 이동성이 미비한 경우에는 전력 제어 오류가 미비하므로 전력 이득 인자(

Figure 112004059756886-pat00004
)를 1로 유지하며, 이동성 인자가 특정값(TH1) 이상인 경우, 즉 과도한 이동성을 가지는 경우에는 이로 인한 전력 제어 오류가 크므로 이러한 오류를 감소시키기 위하여 전력 이득 인자를 1 이하의 값(=TH1/이동성 인자)으로 설정한다.However, when the measured mobility factor is less than or equal to the specific value TH1, that is, when the mobility is inadequate, the power control error is insufficient.
Figure 112004059756886-pat00004
) Is maintained at 1, and the power gain factor is less than 1 (= TH1) in order to reduce the error because the power control error is large when the mobility factor is greater than or equal to a certain value (TH1), that is, when the mobility factor is excessive. / Mobility factor).

이때 특정값(TH1)은 수학식 4와 같이 함수 f2(x)를 이용하여 설정한다. At this time, the specific value TH1 is set using the function f2 (x) as shown in Equation 4.

Figure 112004059756886-pat00005
Figure 112004059756886-pat00005

위의 식에서 함수 f2(x)는 사업자의 캐리어 주파수와 프레임의 크기 및 이동국의 최대 허용 속도등과 허용 상관관계 계수를 변수로 하는 함수이다.In the above equation, the function f2 (x) is a function that uses carrier frequency and frame size of carrier, maximum allowable speed of mobile station, and allowable correlation coefficient as variables.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 이동성을 고려한 전력이득인자의 예를 나타낸 것이다.5 illustrates an example of a power gain factor considering mobility according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 이러한 이동성 인자를 포함하는 이동국의 고속 전력 제어 방법에 관하여 설명한다. Hereinafter, a high speed power control method of a mobile station including such a mobility factor will be described.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 이동성 인자를 포함하는 이동국의 고속 전력 제어를 수행하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart for performing fast power control of a mobile station including a mobility factor according to an embodiment of the present invention.

도 6의 S600~S606 단계는 도 4의 S400~S406 단계와 동일하므로 중복되는 설명을 생략한다.Steps S600 to S606 of FIG. 6 are the same as steps S400 to S406 of FIG. 4, and thus redundant descriptions thereof will be omitted.

다음, S606 단계에서 송신 패킷 존재 여부를 확인한 결과, 송신 패킷이 있는 경우에는 현재 프레임에서의 채널 상태를 파악하여 신호 수신 세기(RSSI)를 측정하고, STD[RSSI]T2 등을 이용하여 이동성 인자를 고려하여 전력이득인자를 설정한다(S607). 그리고 채널상태인자와 현재 프레임의 신호 수신 세기의 차이 및 전력 이득 인자를 고려한 제어전력량(ΔP)을 구한다(S608). 그리고, 할당된 기준전력과 제어전력량(ΔP)에 따라 전송전력을 설정한 후(S609) 패킷을 송신한다(S610).Next, as a result of checking whether a transmission packet exists in step S606, if there is a transmission packet, the channel state of the current frame is determined to measure a signal reception strength (RSSI), and the mobility factor is determined using STD [RSSI] T2 . In consideration of setting the power gain factor (S607). Then, the control power amount ΔP is calculated in consideration of the difference between the channel state factor, the signal reception intensity of the current frame, and the power gain factor (S608). Then, the transmission power is set according to the allocated reference power and the control power amount ΔP (S609), and then the packet is transmitted (S610).

일반적으로 T1 > T2 > TFRAME이며, 전송 전력은 다음 수학식 5와 같이 표현할 수 있다.In general, T1>T2> T FRAME , and the transmission power can be expressed by Equation 5 below.

Figure 112004059756886-pat00006
Figure 112004059756886-pat00006

위의 식에서

Figure 112004059756886-pat00007
이다.In the above expression
Figure 112004059756886-pat00007
to be.

또 다른 방법으로, 초기 전력할당에서 사용된 채널상태인자인 MEAN[RSSI]T1와 송신 패킷이 있는 경우에는 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 세기(RSSI)를 측정하여 비교하고, 수학식 6과 같이 비교값의 부호에 따라 미리 정해진 전력량(

Figure 112004059756886-pat00008
P2)을 증가시키거나 감소시킴으로써 이동국의 송신 전력을 제어할 수 있다. 이와 같이 하면 간단하면서도 프레임 주기와 동일한 주기의 고속 전력 제어가 가능하다. As another method, when there is a transmission packet with MEAN [RSSI] T1 , which is a channel state factor used in initial power allocation, it measures and compares the strength of the base station signal (RSSI) received in the current frame. According to the sign of the comparison value,
Figure 112004059756886-pat00008
By increasing or decreasing P2), the transmission power of the mobile station can be controlled. In this way, high-speed power control in the same period as the frame period is simple.

Figure 112004059756886-pat00009
Figure 112004059756886-pat00009

또 다른 방법으로, 수학식 7과 같이 비교값의 부호에 따라 이동국의 송신 전력을 제어한다. In another method, the transmission power of the mobile station is controlled in accordance with the sign of the comparison value as shown in Equation (7).

Figure 112004059756886-pat00010
Figure 112004059756886-pat00010

Figure 112004059756886-pat00011
Figure 112004059756886-pat00011

즉, 현재 프레임의 채널상태인자 RSSI가 MEAN[RSSI]T1 보다 큰 경우에는 오차의 범위가 작으므로 이득(

Figure 112004059756886-pat00012
)을
Figure 112004059756886-pat00013
로 설정하고, 채널상태인자 RSSI가 MEAN[RSSI]T1 보다 작은 경우에는 오차의 범위가 크므로 이득(
Figure 112004059756886-pat00014
)을
Figure 112004059756886-pat00015
로 설정한다. 이와 같이 하면 프레임 주기와 동일한 주기의 고속의 정밀한 오류를 감소시킬 수 있다. 일반적으로
Figure 112004059756886-pat00016
이다.That is, if the channel state factor RSSI of the current frame is larger than MEAN [RSSI] T1 , the gain range is small.
Figure 112004059756886-pat00012
)of
Figure 112004059756886-pat00013
If the channel condition factor RSSI is smaller than MEAN [RSSI] T1 , the error range is large.
Figure 112004059756886-pat00014
)of
Figure 112004059756886-pat00015
Set to. In this way, high-speed precise errors of the same period as the frame period can be reduced. Generally
Figure 112004059756886-pat00016
to be.

또 다른 방법으로, 수학식 8과 같이 수신 프레임에서 RSSI를 측정한 심볼과 송신 심볼의 시간적 차이에 따라 이동국의 송신 전력을 제어한다. As another method, as shown in Equation 8, the transmission power of the mobile station is controlled according to the time difference between the symbol measured RSSI in the received frame and the transmitted symbol.

Figure 112004059756886-pat00017
Figure 112004059756886-pat00017

위의 식에서,

Figure 112004059756886-pat00018
는 현재 프레임의 채널상태인자 RSSI를 측정한 심볼과 송신 해야할 데이터가 위치하는 심볼의 위치에 따라 설정한 이득을 나타낸다. 즉, 하나의 프레임은 다수의 DL 심볼과 다수의 UL 심볼로 구성된다. 이러한 구성에서 RSSI를 측정한 심볼과 송신 데이터가 위치하는 심볼의 시간차이는 결과적으로 두 신호의 상관관계를 나타낸다. 그러므로, 두 신호의 상관관계 따라 이득을 조절함으로써 오류 확률을 감소시킬 수 있다.In the above formula,
Figure 112004059756886-pat00018
Represents the gain set according to the position of the symbol for measuring the channel state factor RSSI of the current frame and the symbol where the data to be transmitted is located. That is, one frame is composed of a plurality of DL symbols and a plurality of UL symbols. In this configuration, the time difference between the symbol for which the RSSI is measured and the symbol in which the transmission data is located represents a correlation between the two signals. Therefore, the error probability can be reduced by adjusting the gain according to the correlation of the two signals.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외의 다양한 변경이나 변형이 가능하다. Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.

이상에서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 이동국에서 자체적으로 측정하는 채널 상태 인자, 이동성 인자, 전력 이득 인자 등을 이용하여 초기 기준 전력을 할당하며, 할당된 전력을 기준으로 프레임 단위의 전력을 제어한다. 이와 같이 하면 OFDMA 시스템에서 효과적인 고속 전력 제어가 가능하며 멀티패스 환경에서도 통신의 신뢰성을 보장 할 수 있다. As described above, according to the present invention, the initial reference power is allocated using the channel state factor, the mobility factor, the power gain factor, etc. measured by the mobile station itself, and the power of the frame unit is controlled based on the allocated power. do. In this way, effective high-speed power control is possible in an OFDMA system and communication reliability can be guaranteed even in a multipath environment.

Claims (16)

직교주파수분할다중접속 시스템에서 이동국의 개방형 전력을 제어하는 방법에 있어서,A method for controlling open power of a mobile station in an orthogonal frequency division multiple access system, a) 기준 전력 할당 여부를 판단하는 단계;a) determining whether reference power is allocated; b) 상기 a) 단계에서 기준 전력 할당이 필요하다고 판단되면, 기지국에 의한 전력 조정 여부를 확인하여 전력 조정을 수행하거나 제1 시간 동안의 채널 상태를 나타내는 채널 상태 인자를 측정하여 초기 전력을 할당하는 단계; 및 b) if it is determined that the reference power allocation is necessary in step a), it is determined whether to adjust the power by the base station to perform power adjustment or to measure the channel state factor indicating the channel state during the first time to allocate initial power. step; And c) 상기 a) 단계에서 기준 전력 할당이 필요하지 않다고 판단되면, 송신 패킷이 존재하는지를 확인하여 현재 프레임의 신호 수신세기를 측정하고, 상기 측정한 신호 수신세기를 바탕으로 전송 전력을 설정한 후 패킷을 송신하는 단계c) If it is determined in step a) that reference power allocation is not necessary, it is determined whether a transmission packet exists to measure the signal reception strength of the current frame, and the transmission power is set based on the measured signal reception strength. Sending 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b) 단계는,B), i) 기지국에 의한 전력 조정 여부를 확인하는 단계;i) checking whether the power is adjusted by the base station; ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 기지국에 의한 전력 조정이 필요하면 전력 조정을 수행하는 단계; 및ii) performing power adjustment if power adjustment by the base station is required as confirmed in step i); And iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 기지국에 의한 전력 조정이 필요하지 않으면 상기 채널 상태 인자를 측정하고 상기 측정한 채널 상태 인자를 바탕으 로 초기 전력을 할당하는 단계iii) measuring the channel state factor and allocating initial power based on the measured channel state factor if the power adjustment by the base station is not necessary as confirmed in step i). 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 c) 단계는,C), i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;i) checking whether the transmission packet exists; ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계;ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of checking in step i); iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값에 따라 전력 제어값을 설정하는 단계; 및iii) If the transmission packet is present as a result of the step i), the signal reception strength of the base station signal received in the current frame is measured, and the power control value is set according to the difference between the channel state factor and the signal reception strength. step; And iv) 기준 전력에 상기 전력제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계iv) transmitting the packet after setting the transmission power by adding the power control value to the reference power; 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 a) 단계에서,In step a), 이동국이 최초로 통신을 시도하거나 주기적으로 레인징 과정을 통하여 기지국과 전력 조정을 필요로 할 때 상기 전력 할당이 필요하다고 판단하는Determining that the power allocation is necessary when the mobile station first attempts communication or needs to adjust power with the base station through a ranging process periodically 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 b) 단계에서,In step b), 상기 기준 전력은 상기 기지국의 전력 수준과 상기 이동국의 서비스 형태 및 상기 채널 상태인자에 따라 가변하는 것을 특징으로 하는 The reference power is variable according to the power level of the base station, the service type of the mobile station and the channel state factor. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 c) 단계는,C), i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;i) checking whether the transmission packet exists; ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계;ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of checking in step i); iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값과 이동성 인자를 고려한 전력 제어값을 설정하는 단계; 및iii) If the transmission packet is present as a result of checking in step i), the signal reception strength of the base station signal received in the current frame is measured, and the power control value considering the difference value and the mobility factor between the channel state factor and the signal reception strength. Setting up; And iv) 상기 기준 전력에 상기 전력 제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계iv) transmitting the packet after setting the reference power plus the power control value as a transmission power; 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 c) 단계에서,In step c), 상기 이동성 인자는 상기 이동성을 나타내는 짧은 시간인 제2 시간 동안의 채널 상태의 표준편차를 나타내는 인자와 상기 제2 시간 동안의 채널 상태의 평균값을 나타내는 인자를 포함하는 The mobility factor includes a factor representing a standard deviation of the channel state during the second time which is a short time indicating the mobility and a factor representing an average value of the channel state during the second time. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 시간은 상기 프레임 주기보다 길며 상기 제1 시간보다 짧은 시간인 것을 특징으로 하는 The second time is longer than the frame period and is shorter than the first time. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 iii) 단계에서,In step iii), 상기 이동성 인자가 기준값 이하이면 전력 이득 인자를 1로 설정하고, 상기 이동성 인자가 상기 기준값 이상이면 높은 이동성으로 인한 전력 제어 오류를 감소시키기 위하여 1 이하의 값으로 상기 전력 이득 인자로 설정하며,If the mobility factor is less than or equal to the reference value, the power gain factor is set to 1, and if the mobility factor is greater than or equal to the reference value, the power gain factor is set to a value less than or equal to 1 to reduce power control error due to high mobility. 상기 차이값에 상기 전력 이득 인자를 곱한 값을 상기 전력 제어값으로 설정하는The value obtained by multiplying the difference value by the power gain factor is set to the power control value. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제9항에 있어서,The method of claim 9, 상기 기준값은 상기 프레임의 크기, 캐리어 주파수 및 상기 이동국의 최대 허용 속도를 고려하여 설정하는 것을 특징으로 하는 The reference value is set in consideration of the size of the frame, the carrier frequency and the maximum allowable speed of the mobile station. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 c) 단계는,C), i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;i) checking whether the transmission packet exists; ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계;ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of checking in step i); iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값에 따라 기 설정된 전력량을 토대로 전력 제어값을 설정하는 단계; 및iii) If the transmission packet is present as a result of checking in step i), the signal reception strength of the base station signal received in the current frame is measured, and the power is based on a preset power amount according to the difference between the channel state factor and the signal reception strength. Setting a control value; And iv) 상기 기준 전력에 상기 전력 제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계iv) transmitting the packet after setting the reference power plus the power control value as a transmission power; 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 iii) 단계에서,In step iii), 상기 차이값이 0 미만이면 기 설정된 전력값에 -1을 곱한 값을 상기 전력 제어값으로 설정하고 하고, 상기 차이값이 0 이상이면 상기 기 설정된 전력값을 상기 전력 제어값으로 설정하는 When the difference value is less than 0, a value obtained by multiplying a preset power value by -1 is set as the power control value. When the difference value is 0 or more, the preset power value is set as the power control value. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 c) 단계는,C), i) 상기 송신 패킷이 존재하는지 여부를 확인하는 단계;i) checking whether the transmission packet exists; ii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하지 않으면 상기 전력 할당 여부를 판단하기 이전의 대기 상태로 되돌아가는 단계;ii) returning to the standby state before determining whether to allocate the power if the transmission packet does not exist as a result of checking in step i); iii) 상기 i) 단계에서 확인한 결과 상기 송신 패킷이 존재하면 현재 프레임에서 수신되는 기지국 신호의 신호 수신 세기를 측정하고, 상기 채널 상태 인자와 상기 신호 수신 세기의 차이값에 소정 이득을 곱한 값을 전력 제어값으로 설정하는 단계; 및iii) In step i), if the transmission packet is present, the signal reception strength of the base station signal received in the current frame is measured, and the difference between the channel state factor and the signal reception strength is multiplied by a predetermined gain. Setting to a control value; And iv) 상기 기준 전력에 상기 전력 제어값을 더한 값을 전송전력으로 설정한 후 상기 패킷을 송신하는 단계iv) transmitting the packet after setting the reference power plus the power control value as a transmission power; 를 포함하는 개방형 전력 제어 방법.Open power control method comprising a. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 iii) 단계에서,In step iii), 상기 차이값이 0 미만이면 상기 차이값에 제1 이득값을 곱한 값을 상기 전력 제어값으로 설정하고, 상기 차이값이 0 이상이면 상기 차이값에 상기 제1 이득값보다 큰 제2 이득값을 곱한 값을 상기 전력 제어값으로 설정하는If the difference value is less than zero, the difference value is multiplied by the first gain value, and the power control value is set. If the difference value is 0 or more, the difference value is greater than the second gain value greater than the first gain value. To set the multiplied value to the power control value 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 iii) 단계에서,In step iii), 상기 이동성 인자가 기준값 이하이면 상기 전력 이득 인자를 1로 설정하고, 상기 이동성 인자가 상기 기준값 이상이면 상기 기준값을 상기 이동성 인자로 나눈 값을 상기 전력 이득 인자로 설정하며,The power gain factor is set to 1 when the mobility factor is less than or equal to the reference value, and the value obtained by dividing the reference value by the mobility factor is set to the power gain factor when the mobility factor is greater than or equal to the reference value. 상기 차이값에 상기 전력 이득 인자와 제3 이득-여기서 상기 제3 이득은 현재 프레임의 채널상태인자를 측정한 심볼과 송신해야할 데이터가 위치하는 심볼의 위치에 따라 설정한 이득임-을 곱한 값을 상기 전력 제어값으로 설정하는The difference value is multiplied by the power gain factor and a third gain, wherein the third gain is a gain set according to a symbol measuring a channel state factor of a current frame and a symbol position where data to be transmitted is located. Set to the power control value 개방형 전력 제어 방법.Open power control method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채널 상태 인자는 상기 제1 시간 동안의 상기 기지국 신호의 수신 신호 세기의 평균값인 것을 특징으로 하는 The channel state factor is an average value of the received signal strength of the base station signal during the first time. 개방형 전력 제어 방법.Open power control method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100893037B1 (en) * 2007-04-25 2009-04-15 에스케이 텔레콤주식회사 Open loop power control apparatus and method for the same

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