KR100622328B1 - 위치 및 이동 정보를 이용한 순방향 및 역방향 링크 전력제어 - Google Patents

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Abstract

기지국으로부터 이동국으로 전송되는 신호의 전송 전력 또는 이동국 (300) 으로부터 기지국 (400) 으로 전송되는 신호대 잡음비를 최소 임계값 이상 및 최대 임계값 이하로 유지하려는 전력 제어 루프를 동적 조절하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 거리 이동국 (300) 과 기지국 (400) 간의 거리 및 형태를 나타내는 위치 정보 및 이동국 (300) 의 속도가 결정된다. 이후에 전력 제어 루프의 최소 및 최대 임계값들은, 이동국 (300) 과 기지국 (400) 간의 거리와 형태 및 이동국 (300) 의 속도가 변경될 때 최소 및 최대 임계값들이 변경되도록 위치 및 이동 정보에 따라 조절된다. 또한, 전송 신호 전력을 증가 또는 감소시키는데 사용되는 단계적 크기는 이동국 (300) 의 속도에 따라 조절된다. 전송기는 전력 제어 루프에 의해 제어되는 전력 레벨에서 조절된 최소 임계값을 갖는 신호를 전송한다.

Description

위치 및 이동 정보를 이용한 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 {FORWARD AND REVERSE LINK POWER CONTROL USING POSITION AND MOBILITY INFORMATION}
본 발명은 일반적으로 이동 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 이동 무선 통신 시스템의 순방향 링크상에서 전송되는 신호의 전력 레벨을 제어하고, 이동 무선 통신 시스템의 역방향 링크상에서 전송되는 신호의 신호대 잡음비를 제어하는 전력 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 상세히는, 본 발명은 이동국의 위치 및 속도에 의거하여 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 매개변수를 동적 조절하는 신규한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
예를 들어, 코드분할 다중접속 (CDMA) 통신 시스템과 같은 이동 무선 통신 시스템에서, 기지국과 이동국간에 전송되는 신호의 전송 전력 레벨은 전력 제어 루프를 이용하여 정밀하게 제어된다. 일반적으로, 순방향 링크상의 신호 (즉, 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 신호) 의 전력 레벨을 최소 레벨 및 최대 레벨사이에서 유지하는데 하나의 전력 제어 루프가 사용된다. 마찬가지로, 역방향 링크상의 신호의 수신 신호대 잡음비 (즉, 이동국으로부터 기지국으로 전송되는 신호의 기지국에서 결정되는 SNR) 를 최소 필요 레벨과 최대 필요 레벨사이에서 유지하는데 상이한 전력 제어 루프가 사용된다. 이러한 전력 제어 루프는 일반적으로 신호의 신호대 잡음비 또는 전력 레벨을 최소 필요 레벨과 최대 필요 레벨사이에서 유지하기 위해 고정된 단계적 증분 (fixed step wise increment ; 예를 들어, ±1dB) 으로 신호의 전송 전력을 하향 또는 상향 조절한다.
초기 CDMA 시스템에서, 순방향 링크 전력 제어는 일반적으로 개방 전력 제어 루프를 이용하여 달성된 반면, 역방향 링크 전력 제어 시스템은 폐쇄 전력 제어 루프를 이용하였다. 현재의 CDMA 시스템은 순방향 링크 전력 제어용으로 폐쇄 전력 제어 루프를 이용하며, 미래의 CDMA 시스템은 순방향 링크 전력 제어용으로 폐쇄 전력 제어 루프를 계속 이용할 것으로 예상된다.
이동 무선 통신 시스템에서의 각 지리적 셀은 전형적으로 상기 셀과 관련된 기지국에 의해 서비스된다. 현재의 시스템에서, 순방향 링크 전력 제어 루프의 매개변수 (즉, 최소 전력 레벨, 최대 전력 레벨, 및 순방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 단계적 크기) 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 제한사항 (즉, 최소 필요 신호대 잡음비, 최대 필요 신호대 잡음비, 및 역방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 단계적 크기) 은 셀내의 이동 유닛의 위치 및 속도가 변할 때 변경되지 않는다.
기지국과 이동국간의 신호의 전송 전력 요구사항은 이동국이 셀내에서 이동할 때 변경된다. 예를 들어, 이동국이 기지국에 근접할수록, 기지국에서 수신되는 신호에 대해 동일한 신호대 잡음비를 얻기 위해 역방향 링크상에서의 필요한 전송 전력은 종종 더 적어질 것이 요구된다. 따라서, 이동국이 기지국에 근접할수록, 기지국에서 수신되는 신호에 대해 동일한 신호대 잡음비를 유지하면서, 역방향 링크상의 전송 전력은 종종 감소될 수 있다. 또한, 이동국이 고정되거나 천천히 이동 (빨리 이동하는 것과 반대되는 것임) 할 때 기지국에서 수신되는 신호에 대해 동일한 신호대 잡음비를 얻기 위해 필요한 전송 전력도 종종 더 적어질 것이 요구된다. 따라서, 이동국이 천천히 이동하게 될 때, 기지국에서 수신되는 신호에 대해 동일한 신호대 잡음비를 유지하면서 역방향 링크상의 전송 전력은 종종 감소될 수 있다.
주어진 이동 무선 통신 시스템의 용량은 기지국에서 이용가능한 전송 전력 및 역방향 링크상의 신호대 잡음비 요구사항에 의해 제한된다. 따라서, 시스템에서 역방향 링크상에서의 기지국 전송 전력 및/또는 신호대 잡음비가 감소된다면 시스템 용량은 증가될 수 있다. 이러한 관점에서, 전송 전력을 보존하고 셀 용량을 증가시키기 위해, 이동국의 위치 및/또는 속도가 변화하는 것에 따라 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 매개변수를 동적 조절할 수 있는 전력 제어 시스템을 구비하는 것이 바람직하다.
발명의 개요
본 발명은 셀내의 이동국의 위치에 의거하여 전력 제어 루프의 한 개 또는 모든 제한 사항을 조절함으로써 주어진 셀의 용량을 최대화한다. 일실시예에서, 본 발명은 기지국으로부터 이동국으로 전송되는 신호의 전송 전력을 최소 임계값보다 높게 유지하려는 전력 제어 루프에 대한 매개변수들을 동적으로 조절한다. 이 실시예에서, 이동국과 기지국간의 거리 및 형태 (morphology) 를 나타내는 위치 정보가 결정된다. 이후 이동국과 기지국간의 거리 및 형태가 변함에 따라 최소 임계값이 변경되도록, 전력 제어 루프의 최소 임계값이 위치 정보에 따라 조절된다. 이후, 전송기는 조절된 최소 임계값을 갖는 전력 제어 루프에 의해 제어된 전력 레벨로 신호를 전송한다. 본 발명의 이러한 태양은 순방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 최소 전력 레벨을 제어하는데 이용될 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 이동국으로부터 기지국으로 전송되는 신호의 신호대 잡음비를 최소 임계값보다 높게 유지하려는 전력 제어 루프에 대한 매개변수들을 동적으로 조절한다. 이 실시예에서, 이동국과 기지국간의 거리 및 형태를 나타내는 위치 정보가 결정된다. 이후 이동국과 기지국간의 거리 및 형태가 변함에 따라 최소 임계값이 변경되도록, 전력 제어 루프의 최소 임계값은 위치 및 형태 정보에 따라 조절된다. 이후 전송기는 조절된 최소 임계값을 갖는 전력 제어 루프에 의해 제어된 전력 레벨로 신호를 전송한다. 본 발명의 이러한 태양은 역방향 링크 전력 제어 루프에서 신호대 잡음비 (즉, 기지국에서 수신되는 역방향 링크 신호의 최소 필요 신호대 잡음비) 를 제어하는데 이용될 수 있다.
다른 대체 실시예에 따라, 본 발명은 이동국의 속도를 나타내는 속도 정보를 또한 결정한다. 이러한 실시예에서, 전력 제어 루프의 최소 임계값은 속도 정보에만 의거하여 조절되거나, 대안으로서, 전력 제어 루프의 최소 임계값은 이동국의 현재 위치 및 속도 정보 양자에 의거하여 조절된다. 본 발명의 이러한 태양은 또한 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 최소 임계값을 제어하는데 이용될 수 있고, 고정 위치 무선 사용자 (또는, 무선 로컬 루프 사용자라고도 함) 및 이동 무선 사용자 (즉, 위치를 변경하는 무선 사용자) 가 있는 혼합된 무선 네트워크에서 특히 유용하다. 이러한 혼합된 무선 네트워크에서는, 무선 사용자의 속도에 의거하여 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프 모두와 관련된 최소 임계값을 조절함으로써, 시스템 자원의 효율적인 할당이 보장된다.
다른 태양에 따르면, 이동국과 기지국간의 거리 및 형태 (및 선택사항으로서 이동국의 속도) 가 변경될 때 최대 임계값이 변경되도록, 순방향 링크 전력 제어 루프의 최대 임계값 (즉, 전력 제어 루프가 기지국으로부터 전송되는 신호의 전송 전력을 어떤 전력 레벨보다 낮게 유지하려고 할 때 그 전력 레벨) 또한 위치 정보 (및 선택사항으로서 속도 정보) 에 따라 조절된다.
또 다른 태양에 따르면, 이동국과 기지국간의 거리 및 형태 (및 선택사항으로서 이동국의 속도) 가 변경될 때 최대 임계값이 변경되도록, 역방향 링크 전력 제어 루프의 최대 임계값 (즉, 전력 제어 루프가 기지국에서 수신되는 역방향 링크 신호의 신호대 잡음비를 어떤 최대 필요 신호대 잡음비보다 낮게 유지하려고 할 때 그 최대 필요 신호대 잡음비) 또한 위치 정보 (및 선택사항으로서 속도 정보) 에 따라 조절된다.
또 다른 태양에 따르면, 이동국의 속도가 변경될 때 단계적 크기가 변경되도록, 전력 제어 루프의 단계적 크기 (즉, 신호의 전송 전력을 상향 또는 하향 조절하기 위해 전력 제어 루프에서 사용되는 단계적 전력 증분) 또한 속도 정보에 따라 조절된다. 이러한 태양에 따르면, 전력 제어 루프에 의해 사용되는 단계적 크기가 고정된 또는 느리게 이동하는 이동국에 대해서는 감소되고, 이동국이 보다 빠르게 이동하기 시작할 때에는 단계적 크기가 증가되는 것이 바람직하다. 본 발명의 이러한 태양은 순방향 링크 또는 역방향 링크 전력 제어 루프의 단계적 크기를 제어하는데 사용될 수 있다.
본 발명이 이해되도록, 간략히 상술한 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 특정한 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명한다. 이러한 도면들은 단지 본 발명의 이러한 특정 실시예를 나타낼 뿐이며 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 첨부된 도면을 이용하여 특정한 추가 설명에 의해 본 발명이 가장 잘 이해될 것이다.
도 1 은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이동 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 최소 및 최대 임계값을 조절하는 방법의 흐름도이다.
도 2 는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 여러 지리적 영역을 갖는 셀을 나타내는 도면으로서, 이들 영역들로부터 기지국으로 전송되는 역방향 링크 신호의 전송 전력을 제어하기 위하여, 각각의 영역은 서로 상이한 관련된 최소 전력 임계값을 갖는 것을 도시하는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 전력 제어 시스템을 실현하는데 사용되는 예시적인 CDMA 이동국의 구성요소를 도시하는 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 전력 제어 시스템을 실현하는데 사용되는 예시적인 CDMA 기지국의 구성요소를 도시하는 블록도이다.
바람직한 실시예의 상세한 설명
도 1 에는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 이동 무선 통신 시스템에서 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 최소 임계값, 최대 임계값, 및 단계적 크기 증분을 조절하는 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 단계 (110) 에서, 이동국의 위치 (P(x,y)) 는, 예를 들어, GPS (Global Positioning System) 시스템 및 시스템 인프러스트럭처 (system infrastructure) 에 의한 측정값을 이용하여 결정된다. 이동국의 위치는, 바람직하게는, 이 단계에서 상이한 GPS 를 이용하여 그리고 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 전체가 본 발명에서 인용되는 방법인, 1998년 3월 17 일에 출원한 "System and Method for Determining The Position of a Wireless CDMA Transceiver" 라는 명칭의 미국 특허출원 제 09/040,501 호에 개시된 방법에 따라 결정된다. 대체 실시예에서, 이동국의 위치는 시스템 인프러스트럭처에서 적어도 3 개 (바람직하게는 그 이상) 의 지상 기지국을 이용하여 결정될 수 있다.
단계 (120) 에서, 이동국의 현재 속도 (또는 잠재적 속도 범위) 를 예측하기 위해 (바람직하게는 과거의 위치 측정값들을 이용하여) 이동국의 이동이 모델링된다. 기지의 방향으로 (in a known direction) 배향되어 있는 거리 또는 고속도로상에 이동국을 배치하는 맵 정보를 이용하여 이동국의 현재 속도를 모델링할 수도 있다. 필터링 방법이 이러한 궤적 예측 기술을 더욱 향상시킬 수 있다. 그 좋은 예는 이동 궤적을 적응적으로 추적하고, 그에 따라, 속도 및 위치로서 이동 궤적의 동적 상태를 예측하는 칼만 필터 (Kalman filter) 를 이용하는 것이다.
단계 (130) 에서는, 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 상한 임계값 및 하한 임계값을 결정하기 위해, 이동국의 위치를 셀과 관련된 탐색 테이블 (아래의 표 1 과 같은 것) 에 적용한다.
위치 정보 순방향 링크 PC 루프 제한 역방향 링크 PC 루프 제한
경도 위도 실링 전력 플로어 전력 최대 필요 SNR 최소 필요 SNR
x1 y1 PMAX1FL PMIN1FL SNR_MAX1RL SNR_MIN1RL
x2 y2 PMAX2FL PMIN2FL SNR_MAX2RL SNR_MIN2RL
x3 y3 PMAX3FL PMIN3FL SNR_MAX3RL SNR_MIN3RL
x4 y4 PMAX4FL PMIN4FL SNR_MAX4RL SNR_MIN4RL
일실시예에서, 이 표에 저장된 전력 제어 루프값은 사용자가 셀내에서 상이한 위치로 이동할 때 이동 사용자의 전력 요구사항을 나타내는 데이터를 수집함으로써 경험적으로 결정된다. 예를 들어, 위치 지정 기능을 가진 이동국을 우체부에 부여하고 우체부가 우편 배달을 하면서 셀 여기저기를 이동할 때 이동국의 전력 요구사항을 모니터링하는 것에 의해, 데이터를 수집할 수 있다. 이 실시예에서는, 이동국이 셀에서 이동할 때, 셀내의 상이한 위치에서 순방향 링크 전력 레벨 및 역방향 링크 신호대 잡음비를 모니터링하여 저장한다. 따라서, 모니터링되는 셀내의 각 위치 또는 영역에 대하여, 그 위치 또는 영역에 적용되는 역방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 최소 및 최대 필요 신호대 잡음비를 나타내는 SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들은, 예를 들어, 이동국이 상기 위치 또는 영역에 있을 때 기지국에서 측정된 역방향 링크 신호의 역방향 링크 신호대 잡음비로부터 소정의 마진을 가감함으로써 선택된다. 다시 말해, 이 영역에 대한 SNR_MAXRL 값은 이동국이 상기 위치 또는 영역에 있을 때 기지국에서 측정된 역방향 링크 신호대 잡음비에 소정의 dB 마진을 가산함으로써 설정될 것이며, 이 영역에 대한 SNR_MINRL 값은 이동국이 상기 위치 또는 영역에 있을 때 기지국에서 측정된 역방향 링크 신호대 잡음비에서 소정의 dB 마진을 감산함으로써 설정될 것이다. 유사하게, 모니터링되는 셀내의 각 위치 또는 영역에 대하여, 그 위치 또는 영역에 적용되는 순방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 실링 전력 및 플로어 전력을 나타내는 PMAXFL 및 PMINFL 값들은, 예를 들어, 상기 위치 또는 영역에서 측정된 순방향 링크 전력 레벨로부터 소정의 전력 마진을 가감함으로써 선택된다. 다시 말해, 이 영역에 대한 PMAXFL 값은 이동국이 상기 위치 또는 영역에 있을 때 측정된 순방향 링크 전력 레벨에 소정의 dB 마진을 가산함으로써 설정될 것이며, 이 영역에 대한 PMINFL 값은 이동국이 상기 위치 또는 영역에 있을 때 측정된 순방향 링크 전력 레벨로부터 소정의 dB 마진을 감산함으로써 설정될 것이다.
단계 (130) 에서, PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 이 탐색 테이블로부터 선택된 후, 이 값들은 이동국의 속도에 의거하여 조절된다. 본 발명의 이러한 태양은, 이동성이 느린 사용자 (즉, 5mph 미만 또는 보행자 속도로 이동하는 이동국) 가 이동성이 빠른 사용자보다 페이딩을 덜 겪게 되며, 그 결과, 보다 느린 이동성을 갖는 사용자와 관련된 순방향 및 역방향 링크가 보다 엄격한 전력 제어 제한 사항내에서 동작할 수 있다는 것에 착안하고 있다. 본 발명의 이러한 태양에 따르면, 사용자가 5mph 와 같은 소정 속도 미만으로 이동하는 경우에, PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL, 및 SNR_MINRL 값들이 단계 (140 및 150) 에서 전력 제어 루프에 적용되기 전에, 소정량 (예를 들어, 2dB) 이 PMAXFL 및 SNR_MAXRL 값으로부터 감산되고 소정량 (예를 들어, 2dB) 이 PMINFL 및 SNR_MINRL 에 가산된다. 마찬가지로, 본 발명의 이러한 태양은 높은 이동성을 갖는 사용자 (즉, 35mph 이상으로 이동하는 이동국) 가 낮은 이동성을 갖는 사용자보다 더 많은 페이딩을 겪게 되며, 그 결과 이러한 보다 높은 이동성을 갖는 사용자와 관련된 순방향 및 역방향 링크가 보다 완화된 전력 제어 제한 사항내에서 동작한다는 것에 착안하고 있다. 본 발명의 이러한 태양에 따르면, 사용자가, 예를 들어, 35mph 와 같은 소정의 속도 이상으로 이동하는 경우에, PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL, 및 SNR_MINRL 값들이 단계 (140 및 150) 에서 전력 제어 루프에 적용되기 전에, 소정량 (예를 들어, 2dB) 이 PMAXFL 및 SNR_MAXRL 에 가산되고 소정량 (예를 들어, 2dB) 이 PMINFL 및 SNR_MINRL 으로부터 감산된다.
단계 (130) 에서 수행된 것과 같이, 이동국의 속도에 의거하여 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL, 및 SNR_MINRL 를 조절하는 것은 고정위치 무선 사용자 (또는, 무선 로컬 루프 사용자라고도 함) 와 이동 무선 사용자 (즉, 위치를 변경하는 무선 사용자) 가 함께 있는 혼합된 무선 네트워크에서 특히 중요하다. 이러한 혼합된 무선 네트워크에서, 무선 사용자의 속도에 의거하여 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프와 관련된 최소 임계값을 조절함으로써 시스템 자원의 효율적인 할당이 보장된다. 본 발명을 위해, 이동국이라는 용어는, 이러한 이동국의 사용자가 고정위치 무선 사용자인지 또는 무선 사용자인지 여부에 상관없이, 도 3 의 이동국 (300) 과 같은 이동국으로 언급될 것이다.
단계 (130) 에서, 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에서 사용되는 전력 조절 단계적 크기를 결정하기 위해, 이동국의 속도는 제 2 탐색 테이블 (아래의 표 2 와 같은 것) 에 또한 적용된다.
속도 정보 순방향 링크 PC 루프 단계적 크기 역방향 링크 PC 루프 단계적 크기
0 < 속도 < V1 STEP1FL STEP1RL
V1 < 속도 < V2 STEP2FL STEP2RL
V2 < 속도 STEP3FL STEP3RL
표 2 에 저장된 값들은, 이동국이 천천히 이동하는 경우에 바람직하게 신호의 전력 또는 신호대 잡음비를 소정의 제한 사항내에서 적절히 유지하기 위해 보다 작은 단계적 크기가 필요함을 나타낸다. V1 과 V2 는 각각 5mph 과 35mph 이며, STEP1RL, STEP2RL, 및 STEP3RL 의 예시적인 값은 0.25dB, 0.5dB, 1.0dB 이며, STEP1FL, STEP2FL, 및 STEP3FL 의 예시적인 값은 ___, ___ , 및 순방향 링크 전력 제어 루프상의 정상 전력 증분 단계적 크기의 1 배이다. 본 발명의 이러한 태양을 이용하여 전력 제어 루프에 의해 수행되는 각각의 전력 조절을 최소 크기로 유지함으로써 순방향 및 역방향 링크상의 전력 변동이 감소된다.
상기한 실시예에서는 전력 제어 루프 매개변수가 단계 (130) 에서 이동국의 속도에 의거하여 소정량만큼 조절되었지만, 전력 제어 루프 매개변수를 조절하는데 사용되는 특정한 그 양은 단지 설계 선택 사항이며 주어진 셀의 경험적 데이터를 이용하여 최적값이 결정될 수도 있다는 것이 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 이해될 것이다.
단계 (140 및 150) 에서, 제 1 탐색 테이블로부터의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL, 및 SNR_MINRL 값들 (이동국의 이동성에 의거하여 조절됨) 은 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에 적용되며 이러한 제어 루프의 전력 상한값 및 전력 하한값으로서 사용된다. 유사하게, 제 2 탐색 테이블로부터의 STEPRL 및 STEPFL 값들은 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에 적용되며 이러한 전력 제어 루프에 의한 전력 조절용으로 이용되는 단계적 크기로 사용된다. 도 1 에 도시된 방법은 이동국이 셀에서 이동할 때 및/또는 이동국의 이동성이 변경될 때 전력 제어 루프가 규칙적으로 갱신되도록 바람직하게 규칙적인 간격으로 반복된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서 탐색 테이블에서의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들은 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에 적용되기 전에 이동국의 이동성 (또는 속도) 에 의거하여 조절되지만, 대체 실시예에서 탐색 테이블에서의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들은 이동국의 이동성 (또는 속도) 에 의거한 어떠한 조절없이 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에 적용될 수도 있다. 본 발명의 다른 대체 실시예에서는, 탐색 테이블에서의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들을 독립적으로 만듬으로써 (즉, 이러한 실시예에서, 탐색 테이블의 값들은 셀내의 이동국의 위치에 의거하여 변경되지 않도록 설정된다), PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들은 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프에 적용되기 전에 (셀내의 이동국의 위치가 아닌) 이동국의 이동성 또는 속도에만 의거하여 조절될 수도 있다.
도 2 를 참조하면, 여러 지리적 영역을 갖는 셀을 나타내는 도면으로서, 이들 영역들로부터 기지국으로 전송되는 역방향 링크 신호의 전송 전력을 제어하기 위하여, 각각의 영역이 서로 상이한 관련된 최소 전력 임계값을 갖고 있는 여러 지리적 영역 (R0, R1, R2, R3) 을 갖는 셀 (200) 의 맵이 도시된다. 이 실시예에서, 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 루프의 임계값은 셀내의 영역에 의거하여 단계적 크기로 변경된다. 따라서, 이동국이 영역 (R0) 에서 동작할 때마다, 단계 (130) 에서 탐색 테이블로부터 한 세트의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들이 추출되고, 이동국이 영역 (R1) 에서 동작할 때마다, 제 2 세트의 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들이 탐색 테이블로부터 추출되며, 이하 같은 방식이다. 대체하여 PMAXFL, PMINFL, SNR_MAXRL 및 SNR_MINRL 값들이 셀의 중심으로부터 이동국의 거리 함수로서 보다 연속적이거나 덜 규칙적인 방식으로 변경될 수 있다는 것이 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 이해될 것이다.
도 3 을 참조하면, 본 발명의 전력 제어 시스템을 실현하기 위한 예시적 코드분할 다중접속 (CDMA) 이동국 (300) 의 구성요소를 나타내는 블록도가 도시된다. 이동국은 디플렉서 (332) 를 통하여 아날로그 수신기 (334) 및 전송 전력 증폭기 (336) 에 결합된 안테나 시스템 (330) 을 포함한다. 안테나 시스템 (330) 및 디플렉서 (332) 는 표준 설계식이며 한 개 이상의 안테나를 통한 동시 수신 및 전송이 가능하다. 안테나 시스템 (330) 은 선택적으로 음성 트래픽용 안테나, 및 GPS 신호 수신용 별개의 안테나를 포함한다. 안테나 시스템 (330) 은 한 개 이상의 기지국 및 GPS 시스템으로부터 이동국으로 전송되는 신호를 수집하며, 이 신호를 디플렉서 (332) 를 통해 아날로그 수신기 (334) 에 제공한다. 수신기 (334) 에는 또한 아날로그 대 디지털 변환기 (도시되지 않음) 가 제공된다. 수신기 (334) 는 디플렉서 (332) 로부터 RF 신호를 수신하고, 이 신호를 증폭하고 주파수 하향변환하며, 디지털화된 출력 신호를 디지털 데이터 수신기 (340, 342) 및 검색기 수신기 (344) 에 제공한다. 도 3 의 실시예에는 2 개의 디지털 데이터 수신기만이 도시되어 있지만, 다이버시티 수신을 허용하기 위해 고성능 유닛이 2개 이상의 디지털 데이터 수신기를 구비하는 반면 저성능 이동국은 한 개의 디지털 데이터 수신기만을 구비할 수도 있다는 것이 이해될 것이다. 수신기 (340 및 342) 의 출력은, 수신기 (340 및 342) 로부터 수신되는 2개의 데이터 스트림을 시간 조절하고 이 스트림을 함께 가산하며 그 결과를 디코딩하는 다이버시티 결합기 및 디코더 (348) 에 제공된다. 디지털 데이터 수신기 (340, 342), 검색기 수신기 (344), 및 다이버시티 결합기 및 디코더 (348) 의 동작에 관한 상세한 사항은, 본 발명의 양수인에게 양도되었으며 전체가 본 발명에서 인용되고 있는, "Method and Apparatus for Providing a Soft Handoff In Communications In a CDMA Cellular Telephone System" 이라는 명칭의 미국특허 제 5,101,501 호에 개시되어 있다.
출력 신호는 다이버시티 결합기 및 디코더 (348) 로부터 제어 프로세서 (346) 에 제공된다. 디코더로부터의 출력 신호는, 예를 들어, 위치 측정에 이용되는 기지국으로부터의 어떠한 파일럿 신호, GPS 시스템으로부터 수신되는 타이밍 신호, 및 기지국으로부터 이동 유닛으로 전송되는 기지국 위치 정보 및 모델링 정보와 같은 다른 정보를 포함한다. 이러한 정보에 응답하여, 제어 프로세서 (346) 는 도 1 에 도시된 방법에 따라 순방향 및/또는 역방향 링크 전력 제어 매개변수를 결정하고 역방향 링크 전력 제어 매개변수는 이동국의 전력 제어 유닛과 함께 이동국으로부터 역방향 링크 신호의 전력 레벨을 제어하기 위해 사용된다. 도 1 에 도시된 모든 단계들은 바람직하게 제어 프로세서 (346) 상에 소프트웨어로 구현되지만, 다른 방법으로, 이러한 많은 단계들이 시스템 인프러스트럭처에 실현될 수 있다는 것이 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 이해될 것이다.
도 4 를 참조하면, 본 발명의 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 시스템을 실현하기 위한 예시적 CDMA 기지국 (400) 의 구성요소 블록도가 도시된다. 기지국에, 다이버시티 수신용으로 별개의 안테나 및 아날로그 수신기를 각각 갖는 2 개의 수신 시스템이 이용된다. 각 수신기 시스템에서, 신호가 다이버시티 결합 프로세스를 겪을 때까지, 신호는 동일하게 처리된다. 점선내의 소자들은 기지국과 한 개의 이동국간의 통신에 따른 소자에 상응한다. 다시 도 4 를 참조하면, 제 1 수신기 시스템은 안테나 (460), 아날로그 수신기 (462), 검색기 수신기 (464), 및 디지털 데이터 수신기 (466 및 468) 로 구성된다. 제 2 수신기 시스템은 안테나 (470), 아날로그 수신기 (472), 검색기 수신기 (474), 및 디지털 데이터 수신기 (476) 를 포함한다. 셀사이트 제어 프로세서 (478) 는 신호 처리 및 제어용으로 사용된다. 다른 것들 중에서, 셀사이트 프로세서 (478) 는 본 발명에 이용되는 위치 정보를 결정하기 위해 이동국으로 송신되고 이동국으로부터 수신되는 신호들을 모니터링하고, 이 프로세서는 바람직하게 단계 (120) 에서 이동 속도의 모델링을 수행하는데도 사용된다. 셀사이트 프로세서 (478) 는 도 1 에 도시된 방법에 따라 선택적으로 순방향 및 역방향 링크 전력 제어 매개변수를 결정하고, 순방향 링크 전력 제어 매개변수는 기지국의 전력 제어 유닛과 함께 기지국으로부터의 순방향 링크 신호의 전력 레벨을 제어하는데 사용된다.
제 1 및 제 2 수신기 시스템은 다이버시티 결합기 및 디코더 (480) 에 결합된다. 디지털 링크 (482) 는 제어 프로세서 (478) 의 제어하에 기지국 제어기 또는 데이터 라우터로부터의 신호 및 기지국 제어기 또는 데이터 라우터로의 신호를 통신하는데 사용된다. 안테나 (460) 에서 수신된 신호는 아날로그 수신기 (462) 에 제공되고, 여기서 그 신호는 이동국 아날로그 수신기와 관련하여 설명한 바와 동일한 프로세스로 증폭되고 주파수 변환되며 디지털화된다. 아날로그 수신기 (462) 로부터의 출력은 디지털 데이터 수신기 (466 및 468) 및 검색기 수신기 (464) 에 제공된다. 제 2 수신기 시스템 (즉, 아날로그 수신기 (472), 검색기 수신기 (474), 및 디지털 데이터 수신기 (476)) 은 제 1 수신기 시스템과 유사한 방식으로 수신 신호를 처리한다. 디지털 데이터 수신기 (466, 476) 의 출력은 다이버시티 결합기 및 디코더 (480) 에 제공되고, 여기서 디코딩 알고리즘에 따라 이 신호를 처리한다. 제 1 및 제 2 수신기 시스템 및 다이버시티 결합기 및 디코더 (980) 의 상세한 동작은 상기한 "Method and Apparatus for Providing a Soft Handoff In Communications In A CDMA Cellular Telephone System" 이라는 명칭의 미국특허 제 5,101,501 호에 개시되어 있다. 이동국으로의 전송용 신호는 프로세서 (478) 의 제어하에 전송 변조기 (484) 에 제공된다. 전송 변조기 (484) 는 계획된 수신 이동국으로의 전송용 데이터를 변조한다.
시스템에서 이동국과 기지국간에 신호를 전송하기 위해 CDMA 변조를 이용하는 이동 무선 통신 시스템과 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 시스템에서 이동국과 기지국간의 통신을 위해, 예를 들어, 시분할 다중 접속 변조와 같은 다른 변조 방법을 이용하는 이동 무선 통신에 본 발명의 교시가 적용될 수 있다는 것이 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 이해될 것이다.
바람직한 실시예에 대한 이전 설명이 제공되어 당해 기술에 숙련된 당업자는 본 발명을 실시 또는 이용할 수 있다. 이 실시예에 대하여 다양하게 수정할 수 있다는 것은 당해 기술에 숙련된 당업자에게는 명백한 것이며, 여기서 정의된 근본 원리는 독창적인 기능을 사용하지 않고 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 설명된 방법 및 장치에 제한되지 않지만 기재된 청구범위와 부합하는 가장 넓은 범위에 따른다.

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  47. 하나 이상의 기지국을 가진 CDMA 무선 통신 시스템에 이용하기 위한 것이고, 역방향 링크 전력 제어 루프에 의해 특징 지워지는 이동국에서의 방법으로서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하는 단계;
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 역방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR (upper limit signal to noise ratio) 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하는 단계;
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하는 단계; 및
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 방법.
  48. 제 47 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계 및 동적으로 조절하는 단계는 사전에 정의된 식별 테이블 (pre-defined look-up table) 을 이용해 수행되는 방법.
  49. 제 47 항에 있어서,
    기지국에 의해 서비스되는 복수개의 상이한 영역에 의해 지리적 셀 (geographic cell) 이 특징 지워지고, 상기 현재 위치를 식별하는 단계는 상기 이동국이 현재 위치하고 있는 지리적 셀내의 영역을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  50. 제 47 항에 있어서,
    상기 현재 위치를 식별하는 단계는 DGPS (Differential GPS) 를 이용해 결정되는 방법.
  51. 제 47 항에 있어서,
    상기 현재 위치를 식별하는 단계는 지상 기지국들만을 이용하거나 지상 기지국들을 GPS 정보와 조합하여 이용함으로써 결정되는 방법.
  52. 제 47 항에 있어서,
    상기 동적으로 조절하는 단계는 상기 현재 속도를 이용하여 전력 조절 단계를 재정의하는 단계를 포함하는 방법.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 현재 속도를 식별하는 단계는 상기 현재 위치와 하나 이상의 과거 위치 측정치를 이용하여, 맵 정보를 모델링하고 필터링하는 것에 의해 결정되는 방법.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 전력 조절 단계를 재정의하는 단계는 상기 현재 속도를 포함하는 속도 범위를 식별하는 단계, 및 상기 사전에 정의된 식별 테이블을 이용하여 상기 식별 범위와 관련되는 관련된 전력 조절 단계를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  55. 제 52 항에 있어서,
    기지국에 의해 서비스되는 복수개의 상이한 영역에 의해 지리적 셀이 특징지워지고, 상기 현재 위치를 식별하는 단계는 상기 이동국이 현재 위치하고 있는 지리적 셀내의 영역을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  56. 하나 이상의 이동국을 서비스하는 CDMA 무선 통신 시스템에 이용하기 위한 것이고, 순방향 링크 전력 제어 루프에 의해 특징 지워지는 기지국에서의 방법으로서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하는 단계;
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 순방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하는 단계;
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하는 단계; 및
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는 단계를 포함하는 방법.
  57. 제 56 항에 있어서,
    상기 선택하는 단계 및 동적으로 조절하는 단계는 사전에 정의된 식별 테이블을 이용해 수행되는 방법.
  58. 제 56 항에 있어서,
    기지국에 의해 서비스되는 복수개의 상이한 영역에 의해 지리적 셀이 특징지워지고, 상기 현재 위치를 식별하는 단계는 상기 이동국이 현재 위치하고 있는 지리적 셀내의 영역을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  59. 제 56 항에 있어서,
    상기 현재 위치를 식별하는 단계는 상이한 GPS 를 이용해 결정되는 방법.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 현재 위치를 식별하는 단계는 지상 기지국들만을 이용하거나 지상 기지국들을 GPS 정보와 조합하여 이용함으로써 결정되는 방법.
  61. 제 56 항에 있어서,
    상기 동적으로 조절하는 단계는 상기 현재 속도를 이용하여 전력 조절 단계를 재정의하는 단계를 포함하는 방법.
  62. 제 61 항에 있어서,
    상기 현재 속도를 식별하는 단계는 상기 현재 위치와 하나 이상의 과거 위치 측정치를 이용하여, 맵 정보를 모델링하고 필터링하는 것에 의해 결정되는 방법.
  63. 제 61 항에 있어서,
    상기 전력 조절 단계를 재정의하는 단계는 상기 현재 속도를 포함하는 속도 범위를 식별하는 단계, 및 상기 사전에 정의된 식별 테이블을 이용하여 상기 식별 범위와 관련되는 관련된 전력 조절 단계를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  64. 제 61 항에 있어서,
    기지국에 의해 서비스되는 복수개의 상이한 영역에 의해 지리적 셀이 특징지워지고, 상기 현재 위치를 식별하는 단계는 상기 이동국이 현재 위치하고 있는 지리적 셀내의 영역을 식별하는 단계를 포함하는 방법.
  65. 하나 이상의 기지국을 가진 CDMA 무선 통신 시스템에 이용하기 위한 것으로, 역방향 링크 전력 제어 루프에 의해 특징 지워지는 이동국에 있어서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하는 수단;
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 역방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하는 수단;
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하는 수단; 및
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는 수단을 구비하는 이동국.
  66. 하나 이상의 이동국을 서비스하는 CDMA 무선 통신 시스템에 이용하기 위한 것으로, 순방향 링크 전력 제어 루프에 의해 특징 지워지는 기지국에 있어서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하는 수단;
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 순방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하는 수단;
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하는 수단; 및
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는 수단을 구비하는 기지국.
  67. 역방향 링크 전력 제어 루프를 이용해, 기지국에 의해 서비스되는 이동국에 의해 실행가능한 명령어를 갖는 소프트웨어 판독가능 매체로서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하고,
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 역방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하며,
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하고,
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는, 소프트웨어 판독가능 매체.
  68. 순방향 링크 전력 제어 루프를 이용해, 하나 이상의 이동국을 서비스하는 기지국에 의해 실행가능한 명령어를 갖는 소프트웨어 판독가능 매체로서,
    상기 이동국의 현재 위치를 식별하고,
    상기 현재 위치에 기초하여, 상기 순방향 링크 전력 제어와 관련된 상한 SNR 및 하한 SNR 중 하나 이상을 선택하며,
    상기 이동국의 현재 속도를 식별하고,
    상기 현재 속도에 기초하여, 상기 상한 SNR 및 하한 SNR 중에서 선택된 하나 이상을 동적으로 조절하는 소프트웨어 판독가능 매체.
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