KR100636850B1

KR100636850B1 - 적응적 무선 링크

Info

Publication number: KR100636850B1
Application number: KR1020007002787A
Authority: KR
Inventors: 살로나호오스카; 라아크소넨니이나; 해맬래이넨셉포; 라페텔래이넨안티
Original assignee: 노키아 모빌 폰즈 리미티드
Priority date: 1997-09-17
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2006-10-19
Also published as: FI104527B; DE69837253T2; WO1999014973A2; EP0942550A1; JP3955728B2; US6289217B1; FI973717A0; ES2281122T3; EP0942550B1; JP2001517048A; WO1999014973A3; KR20010024049A; CN1213257A; DE69837253D1; AU9267998A; FI973717A; ATE356481T1; CN1119045C

Abstract

무선 접속은, 소정의 프레임 구조에 따라 기지국과 이동국들 사이의 무선 트래픽이 다중 억세스 원리로 배열되는 셀룰라 무선 시스템에서 접속의 환경 변화에 대해 적응된다(402). 전송 디바이스와 수신 디바이스 사이의 소정의 무선 접속에을 위해, 상기 프레임 구조내에 소정 데이터 전송 용량이 예비된다. 수신 디바이스는 접속중에 접속 품질을 계측하며(103), 그 계측된 접속 품질을 기반으로, 상기 프레임 구조내 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기가 변화된다.

Description

적응적 무선 링크{Adaptive radio link}

본 발명은 일반적으로 전송될 데이터의 양 및 주요한 무선 트래픽 환경에 대해 무선 접속을 적응시키는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 무선 접속 시작시와 도중 둘 모두에 일어날 수 있는 적응에 관한 것이다.

디지털 어드밴스드 이동 전화 서비스(Digital Advanced Mobile Phone Service; D-AMPS), 이동 통신을 위한 전역 시스템(Global System for Mobile telecommunications;GSM)과 같은 제2세대 셀룰라 무선 시스템들은, 주로 모두가 동일한 데이터 전송 레이트를 가진 전화 접속들에 대한 것이다. 전화 접속에 더하여, 미래에는 실시간 및 비실시간 데이터 전송 접속 및 비디오 통화와 같이, 무선 인터페이스를 통한 많은 서로 다른 접속들이 이뤄질 수 있다. 요구되는 데이터 전송 레이트는 서로 다른 접속들 사이에서 크게 변화할 수 있고 통신 도중 바뀔 수도 있다. 또, 무선 접속시 가변적으로 일어나는 간섭은, 접속시 운반되는 정보를 수신기에 가능한 형태로 전송하기 위해 서로 다른 레벨상에서의 코딩을 필요로할 것이다.

시간 분할 다중화 억세스(Time Division Multiple Access;TDMA)에 기반한 시스템에서, 소정 타임 슬롯이 각 단일 접속의 용도를 위해 할당되며, 이때 상기 타임 슬롯은 일정한 반송파 주파수에서 주기적으로 반복되는 프레임 구조의 일부이다. 코드 분할 다중화 억세스(Code Division Multiple Access;CDMA)에 기반한 시스템에서, 한 접속의 용도로 할당된 그에 상응하는 기본 유니트는, 일정한 반송파 주파수내에서의 소정 분할 코드이다. 그들의 최초의 형태에 있어, 제2세대 셀룰라 무선 시스템들은 하나의 접속에 대해 한번에 한개 이상의 기본 유니트의 할당을 허용하지 않으나, 데이터 전송 용량의 배포를 보다 유연하게 하기 위해, 어떻게 더 많은 분할 코드들, 프레임 타임 슬롯들 또는 반송파 주파수들이 고용량 접속을 위해 할당될 수 있을 것인지에 대해 여러가지 상이한 제안들이 행해져왔다. 회로-교환 전화 접속에 더하여, 패킷-교환 데이터 통신을 생성하기 위한 방법 및 시스템들이 제안되어 왔다. 패킷-교환 접속은 전송가능한 데이터량의 변화에 쉽게 적응되며, 이것은 시간 단위당 전송될 패킷들의 개수가 각 시간의 포인트에서 전송될 데이터량 및 이용가능한 데이터 전송 용량에 의존하기 때문이다.

무선 통신에서, 간섭의 성질은 페이딩 또는 노이즈이다. 상기 간섭을 보상하기 위해, 셀룰라 무선 시스템들은 보통 전송 전력 조정을 이용하며, 따라서 어떤 방법에 의해 전송 디바이스는 전송된 신호가 수신 디바이스 입장에서 충분히 강한 정도로 수신되게 하는 최저 가능 전력을 규정한다. 간섭을 보상하기 위해, 주파수 호핑(hopping), 즉 송수신 주파수들의 빠른 변동을 간혹 이용하기도 한다. 수신기가 간섭에도 불구하고 신호를 바르게 해석할 수 있도록 하기 위해, 전송기는 전송에 앞서 신호를 인터리빙 및 코딩할 것이다.

무선 접속의 품질 및 자원들의 효과적인 사용을 극대화하고, 동시에 송수신에 의해 초래되는 전력 소비를 최소화하는 것을 지향하는 모든 그런 방식들이 모두 무선 링크의 적응이라고 불려질 수 있다. 제3세대 셀룰라 무선 시스템에서, 무선 인터페이스의 프레임 구조는 현재의 시스템에서보다 훨씬 더 복잡할 것이고, 이러한 사실은 무선 링크의 적응에 대해 현저히 증가된 요구사항들을 유발한다. 제3세대 프레임 구조의 한 예로서, 1997년 2월 19일에 출원된, 핀란드의 특허 출원 번호 964,308과 해당 미국 특허 출원 번호 802,645에 소개된 프레임 구조를 검토해 보자. 각 프레임은 소정 개수의 타임 슬롯들로 분할된다. 각 타임 슬롯은 한 개의 분할 코드 또는 한 개의 좁은 주파수 대역의 크기인 보다 작은 타임 슬롯들이나 섹션들로 더 분할된다. 어떤 다른 방식으로 분할된 타임 슬롯들 및 그 부분들이 모두 슬롯들이라고 불려질 수 있다. 타임 슬롯들은 서로 다른 방식의 슬롯들로 분할될 수 있으므로, 한 프레임은 가변하는 크기의 슬롯들을 포함할 것이다. 전체로서 한 데이터 전송 접속의 용도를 위해 할당될 수 있는, 그 프레임에 의해 포함된 가장 작은 데이터 전송 용량을 가진 부분은 자원 유니트라고 불려진다. 독립된 셀들에 있어서, 프레임 구조는 여러가지 서로 다른 방법들에 의해 다양한 크기의 슬롯들로 분할될 수 있다.

무선 링크의 적응을 위한 일군의 요구사항들은 간섭 레벨의 증감이나 전송될 소스 데이터량의 변동에 좌우된다. 만일 일반적인 간섭 레벨이 다른 동시적 무선 전송들로 인해 증가한다거나 전송기와 수신기 사이의 경로상에서 무선파들의 전파 조건들이 바뀔 때, 무선 접속의 품질이 약화된다. 무선 링크를 적응시킴에 따라, 무선 접속의 품질은 소정의 최소한의 한계 이상에서 유지되도록 꾀해진다. 접속의 품질은 가령 비트 에러율(Bit Error Ratio;BER), 프레임 에러율(Frame Error Ratio;FER), 데이터 전송 딜레이 및/또는 모든 수신된 버스트 개수와 비교하여 틀린 수신 버스트들의 개수로서 설명된다. 만일 소스 데이터의 양이 시간에 따라 변화한다면, 무선 링크를 적응시키는 것은 모든 소스 데이터가 소정의 최대 딜레이내에서 수신기로 전송되는 상황을 목표 삼아야 한다. 다른 한편, 무선 인터페이스의 데이터 전송 용량은 전송된 데이터의 양이 감소될 때 어떤 단일 접속에 대해서라도 헛되이 예비된 채 있어서는 안된다.

본 발명의 목적은 제3세대 셀룰라 무선 시스템의 무선 링크가 변화하는 간섭 환경들 및 변화하는 소스 데이터량에 대해 적응될 수 있는 방법 및 시스템을 소개하는데 있다.

본 발명의 목적들은 전송 전력의 조정과, 소정 접속에 대해 예비된 데이터 전송 용량의 동적인 변화를 결합하는 방법에 의해 달성된다. 후자의 특성이 접속 품질 측정에 기초가 된다.

본 발명에 따른 방법은, 소정의 프레임 구성에 따라 기지국 및 이동국들 사이의 무선 트래픽이 여러 함수 원리상에 정렬되는 셀룰라 무선 시스템에서, 무선 접속의 환경 변화에 대해 무선 접속을 적응시키도록 설계된다. 상기 방법에 있어서, 송수신 디바이스 사이의 소정 접속을 위해, 상기 프레임 구조의 소정 데이터 전송 용량이 예비된다. 본 발명에 따른 그 방법은 접속 도중 수신 디바이스가 접속 품질을 측정하고, 측정된 접속 품질을 기초로 하여 상기 프레임 구조내 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량이 변화됨을 특징으로 한다.

본 발명은 제3세대 셀룰라 무선 시스템에 적용됨이 가장 바람직하며, 이때 '베어러(bearer)' 개념이 기지국과 이동국 사이의 접속을 설명하기 위해 사용된다. 여기서 베어러는 기지국과 소정 이동국 사이의 데이터 전송에 영향을 미치는 모든 요소들에 의해 형성된 실체를 의미한다. 베어러 개념은, 그 가운데서도 데이터 전송 레이트, 딜레이, 비트 에러율 및 소정의 최대 최소값 안에서의 변동을 포함한다. 베어러는 또한 모든 이러한 요소들의 결합된 효과에 기인하여 생성된 데이터 전송 경로로서 이해될 수 있으며, 상기 경로는 기지국과 소정 이동국을 연결하며, 그 경로를 통해 유용한 데이터, 즉 유료 탑재(payload) 정보를 전송할 수 있다. 하나의 베어러는 항상 단 한개의 이동국만을 기지국에 접속한다. 다양한 기능의 이동국들은 이동국을 하나나 여러개의 기지국들로 결합하는 여러개의 베어러들을 동시에 관리할 수 있다.

베어러 설정과 관련하여, 어떤 기본 매개변수들에 대해 선택된 값들이 존재하며, 상기 값들의 규정에 영향을 미치는 요인들 중에서, 송수신 디바이스의 유형과, 데이터 전송 레이트, 가변 정도에 대한 변조 방법들 및 다양한 코딩 구성들과 같은 여러가지 동작 모드를 사용하기 위한 그들의 기능을 지적하기로 하자. 그 기본 매개변수들 중에서 예를 들어 코딩 레이트, 코딩 유형, 변조 차순, 인터리빙 깊이, 인터리빙 유형, 버스트 유형 및 다른 무엇보다 해당 베어러를 위해 채용된 프레임 구조에서 예비된 슬롯의 크기(또는 슬롯들의 개수 및 크기)에 대해 언급하기로 하자. '버스트'라는 개념은 프레임 구조의 한 슬롯안에서 전송된 데이터의 양을 의미한 다. 각 기본 매개변수는 송신 및 수신 디바이스 모두의 기능과 해당 순간에서의 데이터 전송 수요에 대해 가능한 한 잘 응답하도록 설정된 각 베어러를 만들기 위해 여러 가능한 값들을 가질 수 있다. 다른 한편 복수의 기본 매개변수 값들은 혼란과 과도한 시그날링을 야기할 수도 있다; 이를 방지하기 위해 기본 매개변수 값들의 몇몇 조합들만이 허용된다고 합의될 수 있다. 베어러 설정은 통화나 어떤 다른 통신의 시작과는 별도로, 기지국의 변화 즉, 핸드오버와 관련해서도 역시 일어난다. 몇몇 기본 매개변수 값들은 또한 기지국과 이동국 사이에서 이동국이 소위 아이들 모드에 있을 때, 즉 호출 또는 다른 액티브 접속이 진행되고 있지 않을 때 전송될 수 있다.

본 발명에 의하면, 베어러 설정 이후 발생하는 무선 링크 적응은, 우리가 실시간(RT)에 대해 말하는지 비실시간(NRT)에 대해 말하는지의 여부에 따라 다소 상이한 절차로 수행된다. 실시간 데이터 전송은 흔히 딜레이-임계(delay-critical)의 데이터 전송이라고 불려지며, 실시간 베어러를 위해 일반적으로 프레임 구조안에 동일한 크기로 프레임으로부터 프레임까지 반복되는 소정 슬롯 또는 슬롯들이 예비된다. 비실시간 베어러를 위해서는, 일반적으로 실시간 베어러들에 대해 이뤄진 예약 이후 얼마나 많은 것들이 이용가능한지에 따라 여러가지 프레임들로부터 타임 슬롯들이 할당된다; 그러나, 소정의 고정된 최소한의 예약 또한 비실시간 베어러를 위해 이뤄질 수 있다. 이러한 실시간/비실시간 차이에 더해, 본 발명에 따른 무선 링크 적응은 또한, 접속 품질 또는 소스 데이터량을 기초로 수행되는 변조 및 전송 전력 조정으로 나눠질 수 있다.

소스 데이터량이 일정하다고 가정하자. 프레임 구조에 있어서, 소정 베어러를 위해 소정 슬롯 또는 슬롯들이 예비된다. 접속 품질에 기반한 무선 링크 적응은 다음과 같이 발생한다: 만일 접속 품질이 감쇄하면, 보다 많은 용량, 즉 더 큰 슬롯 또는 더 많은 슬롯들이 해당 베어러를 위해 프레임 구조안에 예비된다. 얻어진 더 큰 데이터 전송 용량을 활용하기 위해, 전송 디바이스는 코딩 레이트를 증가시키고, 코딩 유형을 바꾸거나 변조 차순을 줄이며, 따라서 전송될 데이터에 있어서 더 많은 중복 또는 더 명확한 변조가 생성되고, 그를 토대로 수신 디바이스는 간섭에 관계없이 쉽게 데이터를 바르게 재구성할 수 있다. 각자, 만일 접속 품질이 특별하게 좋다면, 프레임 구조안에서 해당 베어러를 위해 예비된 용량의 크기는 줄어들고, 따라서 전송 디바이스는 그 예비된 용량에 맞춰 모든 데이터가 전송되도록 변조 차순을 증가시키거나 코딩 유형을 바꾸거나 코딩 레이트를 감소시켜야 한다. 그러면 전송된 데이터의 중복 및 변조의 명료성이 감소되지만, 만일 접속 품질이 좋다면, 수신 디바이스는 여전히 데이터를 바르게 재구성할 수 있다.

각 셀에서, 기지국은 다운링크와 업링크 프레임들 모두의 예비 상황을 가리키는 예약 테이블을 관리한다. 예비 상황을 변화시킬 수 있기 위해, 각 셀은, 이동국들이 소정 베어러에 예비된 슬롯들의 개수 및/또는 크기의 증가 또는 감소를 요청할 수 있는 소정의 정의된 메커니즘을 가지며, 그에따라 기지국은 이동국들에게 예비 상황시 이뤄진 각각의 변화들에 대해 통보할 수 있다. 본 발명은 그러한 메커니즘들의 실현을 제한하지 않는다; 적합한 메커니즘들이 가령 상술한 핀란드 특허 출원 번호 964,308에 기술되어 있다.

접속 품질에 기초하여 발생하는 무선 링크 적응은, 접속 품질이 어떤 명백한 함수에 의해 기술될 수 있을 것을 필요로한다. 수신기에서의 접속 품질의 측정은 예를 들어 C/I 비, 즉 캐리어 대 간섭 비를 기반으로 할 수 있고 , 이 경우 접속 품질을 기술하는 명백한 함수 Q 및 그것의 C/I 비에 대한 종속성은 가령 식 Q=f(C/I)에 의해 표현될 수 있다. 신호 전송이 소정 인터리빙 주기동안 여러개의 버스트들내에 전송될 소정 데이터 시퀀스에 포함된 비트들을 퍼뜨리는 인터리빙을 사용하면, 함수의 인수로서 상기 식에 제공된 C/I는 벡터, 즉 다수의 값들이 될 수 있고, 이 값들 각각은 소정 인터리빙 주기에 포함되는 하나의 단일 버스트의 검출된 캐리어 대 간섭비를 나타낸다.

본 발명은 예로서 제공된 바람직한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여, 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 알고리즘을 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 다른 알고리즘을 도시한다.

도 3은 본 발명에 따른 방법의 일부로서 재전송에 대해 도시한다.

도 4는 프레임 구조내 메시지들을 조정하는 어떤 전력을 도시한다.

도 5는 본 발명에 따른 방법의 일부로서 전송 전력의 조정에 대해 도시한다.

도 6은 본 발명에 따른 방법이 적용될 수 있는 이동 전화를 도시한다.

소정 RT(실시간) 베어러와 관련되고 접속 품질을 기초로 발생하는 무선 링크 적응은 두개의 부분으로 이루어짐이 가장 바람직하다. 첫번째 부분은 측정된 접속 품질(즉, 함수 Q의 값)을 소정 임계값들과 비교하고, 필요하다면 이 비교에 기초하여 해당 베어러를 위해 예비된 슬롯들의 크기 및/또는 개수를 증가 또는 감소시키라는 요구를 발생하는 참조 알고리즘이다. 두번째 부분은 상기 임계값들을 관리하고, 필요할 때, 수신된 데이터를 바르게 재구성하기 위해 상기 참조 알고리즘에 의해 발생된 요구들이 수신기의 기능에 정비례하도록 그 임계값들을 바꾸는 루프 조정이다. 도 1은 참조 알고리즘(100)에 대한 바람직한 어플리케이션의 흐름도이다. 101단계에서, 수신기는 소정 버스트를 수신한 후, 그것이 한 인터리빙 주기에 속하는 수신된 모든 버스트들을 포함하는지의 여부를 체크한다. 만일 가지지 않는다면, 수신기는 102단계에서 한개의 버스트를 더 수신하고 101단계로 복귀한다. 한 인터리빙 주기에 속하는 모든 버스트들이 수신될 때, 알고리즘(100)을 수행하는 수신기는 접속 품질을 나타내는 함수 Q가 최소 품질을 나타내는 임계값 Q_th 보다 더 높은지를 알아내는 단계(103)로 바뀐다. 더 높지 않으면, 해당 베어러를 위해 104단계의 예비된 슬롯들의 크기 및/또는 개수를 증가시키라는 한 요구가 발생된다. 105단계에서, 소정 카운터 C가 자신의 양의 최대값 C_max로 세팅되고, 그후 101단계가 다음 버스트를 수신하기 위해 다시 재시작된다.

최소값을 나타내는 임계값 Q_th 역시 목표값이다: 접속 품질을 나타내는 함수 Q의 값은 가능한 한 Q_th 값 근처에 있어야 하지만, 결국은 Q>Q_th 가 된다. 이는, Q_th 보다 현저하게 더 높은 함수 Q의 값은 프레임 구조안에 불필요하게 큰 비율의 용량이 해당 베어러에 대해 예비됨을 의미하기 때문이다. 만일 103단계에서 함수 Q의 값이 Q_th 보다 더 높다는 것이 관측되면, 수신기가, 베어러에 예비된 용량이 한개의 자원 유니트에 의해 감소될 때 함수 Q 값이 무엇이 될 것인지 산출하는 106단계가 추정된다. 산출에 의해 얻어진 값은 심볼 Q_less로 표시될 수 있다. 우리는 이하에서 산출치 Q_less를 형성하는 몇가지 바람직한 방법들을 서술할 것이다. 107단계에서, Q_less가 최소 및 목표 레벨을 나타내는 Q_th 값보다 더 높은지의 여부가 탐구된다. 더 높지 않으면, 105 단계 및 그 단계를 거쳐 초기의 101단계가 추정된다. 107단계에서 수행된 비교의 결과가 '양'이면, 108단계에서 카운터 C의 값이 한개 만큼 감소되고, 109단계에서, 카운터 C의 값이 0에 도달했는지의 여부가 검출된다. 카운터 C의 값은, 베어러에 예비된 용량을 감소하는데 유익하기 이전에 얼마나 많은 "매우 양호한" 함수 Q의 값들이 아직 계측되어야 하는가를 나타낸다. 카운터 C의 값이 109단계에서 0에 도달했다는 것이 검출되면, 110단계에 의해, 해당 베어러에 대해 베어러에 예비된 슬롯들의 크기 및/또는 개수를 감소시키기 위한 하나의 요구가 발생되고, 101단계가 105단계를 거쳐 다시 시작된다. 그러나, 109단계에서 카운터 C의 값이 0보다 높다고 알게되면, 초기 101 단계가 곧장 재시작된다.

도 1에 나타낸 알고리즘은 함수 Q의 "매우 양호한" 값들 중, 카운터 C의 최고값 C_max 에 상응하는 어떤 수가 연속적으로 계측될 때에만 예비 용량을 감소시킨다. 다른 실시예에서, 상기 제안된 카운터 C 대신, N개의 수행된 예측 사이클 중에, M 사이클에서 산출치 Q_less가 목표 레벨을 나타내는 Q_th 값보다 높다고 검출되고, 여기서 N 및 M은 양의 정수이고 N>M이면, 예비 용량이 감소되는 조건이 성립 될 수 있다. 따라서, 목표 레벨 Q_th 보다 높은 그러한 산출치 Q_less의 값들은 특히 계속적인 계측 사이클에 의해 얻어져야 할 필요가 없다.

산출치 Q_less는 많은 상이한 방법들로 이루어질 수 있다. 바람직한 한 실시예에 있어서, 수신기에는, 계측된 C/I 값들과 함수 Q의 값 사이의 대응을 나타내는 테이블이 미리 기록되어 있다. 그러면 수신기는 106단계에서, 함수 Q=f(C/I)의 인수로서 103단계에서 마지막으로 사용된, 벡터 C/I로부터 한개의 버스트를 나타내는 캐리어 대 간섭비의 값을 남기고 테이블을 이용하여 Q_less 값을 정의할 수 있다. 다른 대안은, 수신기가 하나의 수신된 버스트를 완전히 비복조되고 비복호된 채로 남겨두고 단지 인터리빙 주기에 속하는 다른 버스트들을 기초로 하여 함수 Q의 값을 산출하는 것이다. 알고리즘 100의 103단계에서 단순한 크기 비교에 더하여, 계측된 값 Q가 임계값 Q_th 보다 얼마나 더 큰지가 검출될 수 있으며, 그리고나서 상응하는 방식으로, 106단계에서, 예비 용량이 한개의 자원 유니트에 의해서만 감소되는 경우(Q가 Q_less 보다 단지 조금 더 크다고 관측되었을 때) 또는 예비 용량이 여러 유니트들에 의해 감소될 경우(Q가 Q_less 보다 현저하게 더 크다고 관측되었을 때)에 대해 산출치 Q_less를 계산할 수 있다. 이와 같이, 103단계에서부터 108단계로의 연결이 있을 수 있고, 따라서 만일 상기 Q가 Q_less보다 훨씬 더 크다면 카운터 C의 값은 108단계에서 한개 이상 감소된다.

도 1에 도시된 알고리즘은 본 발명의 신규한 사상의 범위로부터 벗어남이 없이, 다른 방식으로 역시 변형될 수 있다. 104단계 대신, 예를 들어 108, 109 및 110 단계들과 같은 다른 카운터 루프가 구성될 수 있고, 이것은 함수 Q의 값이 임계 값 Q_th보다, 양의 정수인 K번 연속하여 더 낮았을 때에만 용량의 증가를 요구하는 요구를 발생한다. 또 그러한 카운터에 대한 다른 실시예에서, 그렇게 Q_th 보다 더 낮은 함수 Q의 연속적인 값들 대신, N회 계측시 함수 Q의 적어도 M회 매우 나쁜 값들 발생의 여부를 관측할 수 있다. 도 1의 104단계 및 상술한 루프 모두는, 103단계에서 단순한 크기 비교에 더하여 Q 및 Q_th 값들의 차이의 크기를 또한 검출할 수 있을것이라는 사실을 참고하여, 위에서 설명되었던 모든 그러한 변형들을 당연히 제공될 수 있다. 그 사실은 만일 검출된 접속 품질이 목표 레베러보다 현저하게 빈약하면 열악한 품질로 인한 전송시의 방해를 피하기 충분하도록 빠르게 추가 용량이 획득되어져야 한다는 것이다. 104단계에서 형성된, 용량 증가 요청은 요청된 추가 용량의 추정량이 포함하는 것이 얼마나 많은 자원 유니트들인지에 대한 정보를 포함할 수 있다.

도 1에 도시된 알고리즘(100)은, Q_th 및 C_max 값들이 아마도 다른 상응하는 임계치 및 한계치들과 마찬가지로 고정되지는 않지만 가령 기지국에 의해 수행된 트래픽 상황의 측정을 토대로하거나 기지국 또는 이동국에 의해 수행된 비트 에러율 또는 프레임 에러율을 토대로 하거나 운영자에 의해 만들어진 매뉴얼 세팅을 토대로 변형될 수 있도록, 바람직하게 매개변수화된다. 만일 가령 기지국에 의해 수행된 트래픽 상황 계측이 기지국이 과부하상태이고 접속 설정을 위한 모든 요청들에 응답할 수 없다는 것을 보인다면, 그 기지국은 자신의 셀이 이전 보다 더 낮은 Q_th 및/또는 C_max 값을 사용하라고 명령함으로써, 동작중인 베어러들에 대해 한 인터리빙 주기 보다 긴 인터벌 도중 보다 빈약한 접속 품질이 허용되고 용량은 셋업될 새 로운 베어러들의 사용을 위해 해제된다. 다른 대안은, 각 베어러에 대하여, 한 인터리빙 주기보다 긴 인터벌동안, 수신시 얼마나 많은 비트 에러들이 발생하는지를 검출하는 것이다; 그래서, 비트 에러들의 높거나 증가하는 레이트는 Q_th 값 및/또는 C_max 값을 증가시킬 것이고, 각각 낮거나 감소하는 비트 에러들의 레이트는 Q_th 및/또는 C_max 값을 감소시킬 것이다. 에러들, 딜레이들 또는 접속을 감쇄시키는 다른 요인들의 계측 및 Q_th 및/또는 C_max 값들의 결과적인 최적화는 소정 기지국이나 단지 그 일부하에서 동작하는 모든 이동국들을 포함할 수 있는 어떤 정의된 이동국 그룹에 집중될 수도 있다. 만일 Q_th 및/또는 C_max 값들이 시스템 레벨상에서 최적화되어 있으면, 그 계측은 몇몇 기지국들의 영역내에서도 수행될 것이다. 큰 그룹에서 수행된 계측시, 희박한 에러들도 잘 발견된다. Q_th 및/또는 C_max 값들과 가능한 다른 매개변수화된 임계 및 한계값들을 최적으로 유지하려고 시도하는 알고리즘이 위에서 조정 루프로 불려진다.

도 1의 101단계에서, 각 인터리빙 주기의 끝 이후 무선 링크의 적응을 목표로 하여 함수 Q 값의 산출이 시작된다. C_max 값을 충분히 높게(보통 10 내지 100) 세팅함으로써, 무선 링크 적응이 이동국과 기지국 사이에서 과도한 시그날링을 초래하지 않는다는 것을 확신할 수 있다. 필요할 때, 101단계에 대해 한계를 설정하는 것이 당연히 가능하며, 이 한계에 따라 함수 Q는 보다 긴 주기들, 가령 각 5번째 인터리빙 주기 이후에만 산출되어진다. 그러나 이것은 접속 품질의 급작스런 저하에 대한 반응을 느리게한다. 예를 들어 해당 베어러가 불연속적인 전송, DTX로 인해 일시 정지상태에 있다면 알고리즘(100)을 적용하여, 그 일시정지중에 수신기가 전체 셀 또는 어떤 다른 전송에 공통된 채널들 중 한개를 관찰하고, 그를 토대로 103단계에서 Q값을 산출할 수 있게 한다. 따라서 최소한 ㅇ리반적인 간섭 레벨의 증가를 고려할 수 있고, 무선 링크의 적응은 해당 베어러가 일시정지이더라도 방해받지 않게된다. 함수 Q의 연속적인 산출들 사이의 보다 짧거나 더 긴 인터벌은 본 발명으로 하여금 다양한 셀룰라 무선 시스템들에 적용될 수 있게 만들며, 이는 각 시스템에는 상응하는 산출들에 이용가능한 용량의 서로 다른 분량이 있기 때문이다. 본 발명의 적용에 대한 하나의 적합한 영역은, 미래에 기존의 GSM 시스템을 대체할 UTMS 시스템(Universal Mobile Telecommunications System)을 위해 선택된 것과 같은 WB-TDMA 구조(WideBand Time Division Multiple Access;광대역 시분할 다중 억세스)이다.

다음으로, 실시간 데이터 전송과 관련되고 소스 데이트의 양을 기반으로 하는, 실시간 전방향 링크 적응, RT FLA로 불려지는 무선 링크 적응에 대해 관찰하기로 하자. 가장 단순한 경우에 있어서, 소스 데이터량을 토대로 하여, 프레임 구조에 예비된 슬롯들의 크기 및/또는 개수외에 베어러의 다른 기본 매개변수들이 달라지는 것은 없다. 그러나 이것은 소스 데이터량에 일어나는 변화들이, 정확히 슬롯들의 허용된 개수를 증가시키거나 감소시킴으로써 그 변화들이 보상될 수 있도록 하는 크기임을 요구한다. 소스 데이터량이 거의 불규칙한 단계들에서 변화한다는 것이 더 있을 수 있는 일이며, 따라서 베어러의 기본 매개변수들에 더하여 코딩 레이터, 코딩 유형 및/또는 변조 차수를 바꿀 필요가 있다. 프레임 구조의 슬롯들의 각 예비 요청시, 코딩 및 면조가 불변한다는 가정하에, 얼마나 많은, 슬롯들에 가치있 는 자원 유니트들이 해당 베어러를 위한 최소한의 예비가 될것인지가 공표된다. 슬롯 예비 요청은, 자원 유니트들의 개수 대신, 전송될 데이터량과 같은 보다 일반적인 지시를 포함할 수 있으며, 이런 경우 프레임 구조를 관리하는 알고리즘은 용량 수요를 해석하고 그 프레임 구조에 남은 빈 공간에 따라 해당 접속을 위한 슬롯들을 준비한다(예를 들어 많은 보다 큰 슬롯들 또는 몇개의 보다 작은 슬롯들). 만일, 예비 요청의 결과로서, 해당 베어러에 예비된 셀들이 여분의 공간을 포함한다면, 그것은 반복 또는 중복을 늘리는 어떤 다른 방법으로 채워질 수 있다. 만일, 다른 한편으로 거기에 공간이 거의 없다면, 전송될 데이터는 예비된 공간에 맞춰지도록 파괴되어야 한다. 반복 및 파괴 동작들은 그들의 영향이 해당 베어러에 예비된 모든 슬롯들에 고르게 분포되도록 수행되어야 가장 유익하다.

전송 디바이스에서 동작하고 소스 데이터의 분량을 토대로 한 무선 링크 적응 알고리즘은 예를 들어 도 2에 나타낸 방식으로 작동될 수 있다. 201단계에서, 무선 링크 적응 알고리즘을 전송 디바이스 또는 프로토콜 레벨은 소정의 보다 높은 프로토콜 레벨로부터 데이터를 수신한다. 202단계에서, 보다 높은 프로토콜 차수에 의해 전송된 소스 데이터의 양이 조사된다. 이것은, 다음 PDU(프로토콜 데이터 유니트)를 전송하기 전에 남겨진 시간이, 소정의 딜레이 마진에 더해지는, 새로운 슬롯들을 준비하라는 요청을 전송하는 것으로부터 준비된 새 슬롯들에 대한 확인 메시지를 받을 때까지 걸리는 시간과 동일할 때 항상 수행된다. 만일 새 데이터의 양이 너무 커서 이때껏 그 프레임 구조에 준비된 슬롯들에 맞지 않으면, 알고리즘은 203단계에 의해 데이터의 "여분"의 양을 위해 새 용량을 마련하라는 요청을 전송한다. 만일 새 데이터의 양이 이대껏 마련된 프레임 구조 슬롯들에 맞춰질 수 있는 것 보다 현저히 작다는 것이 관측되면, 알고리즘은 205단계에 따라 용량을 해제하라는 요청을 전송한다. 후자의 경우, 도 1의 알고리즘(100)의 카운터 C와 유사한 방식의 소정 카운터에 의해, 또는 상술했던 "N회 중에 M회" 유형의 다른 조건을 사용함으로써 구현된 딜레이가 적용될 수 있다.

전송 디바이스에 있어서, 무선 링크 적응 알고리즘을 실현하는 프로토콜 레벨은, 데이터가 이미 더 전송되기 전에 추가 용량을 준비하라는 요청을 보낼 시간을 갖지 않도록 보다 높은 프로토콜 레벨로부터 소스 데이터를 규칙적으로 수신한다. 이제 도 2에 도시된 RT FLA 알고리즘(200)을 사용하는 것은 가능하지 않다. 그러나 우리는, 소스 데이터량이 변동하고 있는 중에 베어러에 있어 프레임 구소에 여분의 용량에 대한 소정 몫이 영구적으로 예비되어 있는, 본 발명의 한 실시예를 제시할 수 있다. 소스 데이터량이 변하지 않는 한, 전송 디바이스는 반복 또는 전송될 데이터의 중복성을 증가시키는 절차를 사용함으로써 여분의 용량을 채운다. 만일 전송될 데이터의 양이 증가하면, 반복 또는 중복을 증가시키기 위한 다른 방법은 각각 줄어든다. 다른 한편, 만일 소스 데이터량이 감소하면, 반복 또는 중복을 증가시키는 다른 방법은 각각 증가된다.

이런 종류의 실시예는 수신 디바이스에서 수행되는, 도 1에 따른 무선 링크 적응 알고리즘(100)에 바람직하게 결합되며, 그 알고리즘은 접속 품질을 토대로 한다. 이제, 바뀔 수 있는 소스 데이터량을 갖는 베어러에 있어서, 소스 데이터량이 일정하게 유지되고 비트 에러율 및 최대 딜레이에 대해 동일한 목적을 가지는 베어 러에 대한 것보다 다소 더 높은 임계값 Q_th가 설정된다. 만일 소스 데이터량이 현재 증가하면, 여분의 반복 또는 다른 코딩이 감소되며, 이것은 수신기에서 산출된 Q값이 감소한다는 것에서 보여진다. 이것은 추가 용량을 예비하기 위한 알고리즘(100)에 따른 절차상에서 차례로 트리거할 수 있다. 만일, 다른 한편으로, 소스 데이터량이 감소하면, 추가 반복 또는 다른 코딩은 수신기에 의해 산출된 Q값을 더 높게 증가시키며, 이것은 여분의 예비된 용량을 감소하기 위한 알고리즘(100)에 의한 절차상에서 차례로 트리거할 수 있다. 따라서 전송 디바이스는 예비 용량을 바꾸라는 취지의 어떤 요청도 전송할 필요가 없고, 무선 링크 적응은 수신 디바이스에 의해 수행된 접속 품질 계측을 토대로 일어난다.

다음으로, 도 3을 참조하여 비실시간 데이터 전송에 접속된 무선 링크의 적응을 설명할 것이다. 비실시간 데이터 전송에 있어서, 소스 데이터의 변화는 실시간 데이터 전송에 있어서와 유사할 정도로 중요하지는 않다. 전송에 있어, 소스 데이터는 301단계에 의해, 채널 코딩 및 인터리빙되고, 결국 소정 데이터 시퀀스는 상대적으로 짧은 주기 동안 인터리빙되고(보통 2 내지 8 버스트들; 도 3에서는 네개의 버스트), 따라서 상기 데이터 시퀀스는 상기 인터리빙 주기에 속하는 모든 버스트들이 수신되기 전에 이미 완전하게 디코딩될 수 있다. 버스트들의 전송은 302, 303, 304 및 305 단계들에 의해 나타내어 지고 있다. 수신 디바이스는, 306, 307, 308 및 309 단계들에서, 각 수신된 버스트 이후에 상기 데이터 시퀀스를 디코딩하고 확인과 함께 디코딩의 성공(양의) 또는 실패(음의) 메시지를 전송 디바이스를 위해 송신한다. 전송 디바이스는 수신 디바이스가 그때까지 데이터 시퀀스를 바르게 해독 하지 않았을 때에만 상기 데이터 시퀀스에 연결된 다음 버스트를 송신한다. 만일 모든 버스트가 전송되지만 디코딩은 여전히 성공적이지 않으면, ARQ(Automatic Repeat reQuest) 유형의 재전송이 따르게 되낟. 수신 디바이스는 309단계에서 자신이 전송했던 버스트들 중 어느것이 품질에 있어 가장 열악한지에 대해 연구하고 310단계에서 상기 버스트를 재전송하라고 전송 디바이스에 요청한다. 복조를 향상시키기 위해, 최초의 버스트 및 그 재전송된 복사값이 종래의 다이버시티형 방법을 채용하여 311단계에서 결합되고, 여기서 곱셈 및 덧셈에 의해 재전송의 목표였던 버스트에 상응하는 결과가 얻어지며 상기 결과는 원래의 버스트 및 그 재전송된 사본 사이의 가장 높은 상관을 나타낸다. 최악의 버스트에 대한 공표 및 재전송은 디코딩이 성공할 때까지, 또는 재전송의 소정 타이머가 재전송시 추가 시도들을 금할 때까지(미도시) 계속된다.

비실시간 데이터 전송에 있어, 무선 링크 적응은 재전송과 함께 상술한 코딩 및 인터리빙 동작을 통해 일어난다. 한번에 전송될 데이터 시퀀스, 즉 패킷이 1/2 레이트로 컨벌루션 코딩된 네개의 버스트들로 나눠지면, 수신 이후 수신기에서는 기껏해야 2개의 버스트들이 복조가능하다. 두개의 남은 버스트들을 전송할 필요가 없다면, 전송될 데이터 시퀀스는 실제로 코딩되지 않은채, 즉 구현 코딩 레이트 1/1로 전송된 것이며, 그 두개의 남은 버스트들을 위해 프레임 구조안에서 용량을 준비할 필요가 없다. 전송기가 세번째 버스트를 전송해야 한다면, 구현 코딩 레이트는 3/4가 될 것이고, 또한 네번째 버스트를 전송해야 한다면 그 코딩 레이트는 1/2가 될 것이다. 디코딩이 여전히 성공적이지 않으면, 전송 디바이스는 최악의 버스트들 을 재전송한다. 그것이 앞서의 버스트에 결합된 다이버시티이고, 그안에 포함된 인터리빙이 풀릴 때, 구현 코딩 레이트는 대충 2/5가 된다. 그 과정은 어느 단계에서 디코딩이 성공하거나 소정의 재전송 시간 제한이 더이상의 재전송들을 금할 때까지 이런 방식으로 계속되며, 구현 코딩 레이트는 항상 감소된다. 이 절차는 무선 링크 적응 특성을 만족시키는데, 이는 구현 코딩 레이트 및 그를 토대로 하는 이용가능 용량이 무선 주파수 간섭의 발생에 의존하기 때문이며, 따라서 모든 데이터에 대해, 프레임 구조안에 필요한 용량의 크기만이 준비된다.

상술한 방법에 더하여, 비실시간 데이터 전송과 관련하여 변조를 변화시키는 것을 기반으로 하는 방법을 사용하는 것이 가능하다. 변조의 변화와 동시에, 전송 버퍼에 포함된, 이미 코딩된 데이터 시퀀스들을 다시 코딩하는 ㄹ것을 피하기 위해 인터리핑 깊이를 변화시키는 것이 바람직하다. 예를 들어 만일 보다 낮은 차수의 변조 및 인터리빙 깊이 4가 먼저 채용되면, 보다 높은 차수의 변조로 옮겨갈 때, 인터리빙 깊이는 2로 떨어질 수 있다. 상대적으로, 보다 높은 차순(고차)의 변조로부터 보다 낮은 차(저차)수의 변조로 이동할 때 인터리빙 깊이는 증가될 것이다. 변조 차수를 변화시키는 결정은, 계측된 C/I 비 또는 그에 의존하고 접속 품질을 나타내는 함수 Q의 값이 소정 임계값들과 비교되어 C/I비나 함수 Q의 값이 상기 임계값들에 비해 높으면 고차 변조가 추정되고; 상대적으로 낮은 C/I 비이거나 함수 Q의 낮은 값일 때는 저차의 변조가 추정된다는 사실을 토대로함이 바람직하다. 저차 및 고차 변조 방법들의 예로서, BPSK(Binary Phase Shift Keying) 및 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)를 거론하기로 하자. 고차 변조 방법을 적용함에 따라, 보다 많은 비트들이 같은 시간 주기안에서 전송될 수 있으나, 변조 모드들이 서로 시도됨에 따라, 전송은 시간편차에 대해 보다 민감해지고, 그때문에 고차 변조 방법이, 거리가 짧은 작은 셀들에 주로 적합한 경향이 있다.

비실시간 데이터 전송시, 상대적으로 긴 일시정지들이 전송중에 일어날 수 있는데, 이는 규칙적으로 반복되는 용량이 프레임 구조내 전송에 대해 예비되지 않기 때문이다. 무선 링크 적응의 관점에서 볼 때, 계측이 일정하게 수행될 때 적응이 가장 효과적이므로 일시정지는 치명적인 것이며, 검출된 변화들은 빠르게 응답될 것이다. 비실시간 데이터 전송과 관련하여 무선 링크 적응은, 마지막 C/I비 계측으로부터 얼마나 긴 인터벌이 지났는지를 탐구하고 경과된 시간 및 또한 바람직하게는 이동국과 기지국 사이의 알려전 상대 속도를 토대로 이전에 산출된 값들이 여전히 유효한지의 여부를 판단하는 타이머와 결합될 수 있다. 그 타이머에 의해 마지막 C/I 비 계측으로부터 경과된 시간이 주어진 한계값을 경과하면, 다음 전송시, 확실히 하기 위해, 코딩, 변조 및 인터리빙에 대한 어떤 "최악의 경우"의 디폴트 값들이 사용되거나, 기지국과 이동국 사이의 협의의 유사 방법이 베어러 셋업 및 핸드오버와 관련한 것으로서 사용될 수 있다. 다른 대안은, 일시 정지중에 전체 셀에 공통된 채널 또는, 실시간 데이터 전송시 발생한 일시정지에 대해 상술했던 다른 전송을 기반으로 하고, 불연속 전송으로부터 파생되는, 유사한 산출치를 적용하는 것이다. 공통의 셀 채널을 기반으로 하는 이런 종류의 C/I비 산출은 능동적 접속을 적합하게 설정하기 이전에 이용될 수도 있다.

위의 설명중에, 우리는 무선 링크 적응을 목표로하는 기능들이 구현되는 것이 어느 디바이스인지(즉, 기지국인지 이동국인지)에 대해 언급하지 않았다. 기지국의 프레임 구조의 예비 상황에 대한 제어에 집중하는 것이 바람직하므로, 기지국은 용량의 예비 및 해제와 관련된 모든 요청들을, 그것이 기지국으롤부터 발신되었는지 이동국으로부터 발신되었는지에 관계없이 제어한다. 그 요청들을 토대로, 기지국의 각 유니트는 프레임 예비 상황을 나타내는 예비 테이블에 필요한 변화를 만들고 그 유니트에 대해 지급되거나 취소된 슬롯들과 이동국들을 공표한다. 소정 베어러와 관련된 C/I비의 계측은 각각 특정 순간에 수신하고 있는 디바이스에서만 발생할 수 있으나, 본 발명은, 기지국과 이동국들 모두에서 실시되는지, 아니면 그들 중 하나에서만 실시되는지의 여부에 대해, 용량 예비 및 해제 요청들을 발생하는 알고리즘의 구현을 제한하지 않는다. 스스로 상술한 유형의 알고리즘을 이용할 수단을 가지지 않은 수신 디바이스는 다른 디바이스를 위해, 계측된 C/I비 값들을 신호 전송할 수 있으며, 이러한 경우 상기 다른 디바이스는 이 값들을 가능한 용량 예비 및 해제 요청들을 발생하는데 사용한다. 이와 같이, 검출된 비트 에러율이나 프레임 에러율(모든 프레임들에 대하여 틀린 프레임의 개수)을 기반으로 작동시키고 무선 링크 적응시 이용되는 매개변수 값들을 최적화하는 조정 루프는 이동국이나 기지국 또는 둘 모두에서 동작할 수 있다.

바람직한 실시예에 따르면, C/I비를 토대로 용량 예비 및 해제 요청들을 발생하는 알고리즘과 상기 알고리즘에 사용되는 매개변수들을 최적화하는 조정 루프 모두 다 이동국 및 기지국에서 실현된다. 이제 C/I비의 계측값들, 비트 에러율 및/또는 프레임 에러율은 떨어져 있는 디바이스들 사이의 시그날링으로서 연속적으로 전 송될 필요가 없으며, 이것은 시스템의 전체 시그날링 양을 감소시킨다. 바람직한 실시예에서, 기지국 및 이동국은 각 인터리빙 주기 동안의 비트 에러율 및 프레임 에러율과 마찬가지로 모든 수신 슬롯의 C/I비를 계측한다. 필요하다면, 몇개의 계속적인 계측 지속시간에 대한 평균화가 두 계측 과정에 적용될 수 있다. 베어러 셋업과 관련하여 전송 디바이스는 베어러와 관련해서 최초로 사용될 기본 매개변수들이 어느것들인지를 가리킨다. 필요하다면, 기본 매개변수들의 선택시, 수신 디바이스가 전송 디바이스에 의해 지시된 기본 매개변수들을 허용하거나 거부하는 경우에 대해 협의 프로토콜을 적용가능하며, 거부의 경우 전송 디바이스는 수신 디바이스로부터 허가를 받을 때까지 새로운 기본 매개변수 조합들을 제안한다. 베어러의 사용 도중, 무선 링크 적응을 지향하는 기본 매개변수들의 그러한 변화들은 이동국과 기지국 사이의 시그날링이 보통 어떻게 이뤄지는지에 따라 가령 필요한 경우에만 업링크시 패킷으로 전송되고 다운링크시에는 20 내지 500ms 인터벌로 전송될 수 있다.

다음으로 본 발명에 따른 방법의 전송 전력 조정에 대해 관찰하기로 한다. 일반적으로 전송 전력의 조정은 각 ㄹ베어러에 접속된 전송 전력을 가능한 한 낮게 유지하는 것을 지향하지만, 상기 베어러에 연결되어 수신 디바이스에 의해 검출된 S/N비(신호대 잡음비)는 최소한 정의된 목표에 따른다. 본 발명에서 전송 전력의 조정은 접속 품질 또는 소스 데이터량을 기반으로 수행된 상술한 무선 링크 적응과 연결된다: 전송 전력의 조정은 잡음을 보상하고, 다른 무선 링크 적응은 간섭을 보상한다.

업링크 및 다운링크 전송 전력의 조정은 다소 상이한 방법들에 의해 발생한 다. 기지국(401)은, 프레임 구조(402)안에 하나의 슬롯(403) 또는 그 일부를 전력 조정 메시지들을 위해 예비해 두고 모든 이동국들에 대해 의도된 짧막한 전력 조정 메시지들(404, 405 및 406)을 상기 슬롯 또는 슬롯의 일부에 패킹함으로써 도 4에 도시된 다중화 방식으로 전송 전력의 조정에 관련된 메시지들을 모든 이동국들로 전송할 수 있다. 명료성을 위해, 도면은 세 개의 이동국들(407, 408 및 409)에 대해 전송될 전력 조정 메시지들만을 도시하고 있다. 그 조정 메시지들 중에서, 각 이동국은 관련 부분을 해석한다. 업링크 방향에 있어, 한 이동국에 의해 전송된 전력 조정 매시지는 는 다운링크 방향으로 한 이동국에 전송된 전력 조정 메시지보다 더 많은 공간을 차지하는데, 이는 동일한 셀안에서 동작하는 이동국들 사이에서 극히 정교한 동기는 존재하지 않기 때문이며, 따라서 각 업링크 전력 조정 메시지를 위해서는, 상대의 다운링크 전력 조정 메시지에 있어서 보다 더 많은 프레임 구조의 몫이 예비되어야 한다.

업링크 전송의 전력 조정시, 무선 경로상의 손실을 예측하는 것을 기반으로하는 빠른 Δ변조가 수행됨이 바람직하다(소위 무경로 기반의 전력 조정). 여기서 빠르기란 기지국이 이동국들로 매우 자주, 가장 바람직하게는 매 다운링크 프레임마다 전력 조정 메시지들을 전송하는 것을 의미한다. 전력 조정 방법으로서, Δ변조는, 전력 조정 명령들이 "스텝 업" 또는 "스텝 다운" 유형이고 결정된 절대 전력을 사용하기 위한 명령을 포함하지는 않음을 의미한다. 실시간 데이터 전송시의 전력 조정시 비실시간 데이터 전송에서 보다 더 큰 전력 조정 스텝을 적용하는 것이 바람직하다. 전력 조정 방법으로서, Δ 변조 대신 직접 명령하는 것이 쓰일 수도 있으며, 이 경우 전력 조정 명령은 전송 전력의 소정 절대값에 대한 기준을 포함하며, 이것은 전송하는 디바이스가 사용을 시작해야 한다.

베어러 셋업과 관련하여, 이동국은 도 5에 도시된 방법에 따라, 기지국에 의해 규칙적으로 전송된 일반 제어 채널을 검출하게 하는 전력을 토대로 소정의 초기 전력을 요청한다. 이 요청은 501블록에 나타내어져 있다. 502블록에서, 기지국은 이동국이 소정 초기 전력으로 전송(503)을 시작할 수 있게 하고, 그 크기는 이동국에 의해 요청된 전력 레벨, 최고 허용 전력 레벨 및 최저 허용 전력 레벨에 의해 정의된다. 그 이후 기지국에 의해 규칙적으로 전송된 전력 조정 메시지들(504 또는 505)을 토대로 전력 조정이 수행된다. 전력 조정 메시지에 있어서, 기지국은 506 블록에서 수신된 전력이 목표 레벨 이상으로 잡음 등가 전력 보다 더 높다는 것이 검출되면 이동국에 전송 전력을 감소시키라고 명령하고, 수신된 전력 및 잡음 등가 전력의 차가 목표 레벨보다 더 낮으면 전력 레벨을 올리라고 명령한다. 블록들(503, 504, 505 및 506)에 의해 형성된 루프의 순환은 접속이 종료될 때 끝난다(도면에 미도시).

다운링크 전송의 전력 조정시 무선 경로 손실의 예측이 또한 적용된다. 기지국은 소정 제어 메시지가 송수신되었던 전력에 대한 지식을 토대로 적합한 초기 전력을 예측한다. 그런 이후에 이동국은 필요할 때마다 기지국에 대한 전력 조정 메시지를 전송하고, 기지국은 수신된 전력 조정 메시지를 토대로 자신의 전송 전력을 변화시킨다. 이동국에 의해 전송된 전력 조정 메시지는 이동국이 기지국으로부터 수신했던 전력 레벨을 나타내는 평범한 계측 결과 또는, 전송 전력을 감소 또는 증 가시키라는 뜻으로 이동국에 의해 전송되었던 명령을 포함할 수 있다.

가능한한 유연하게 구현할 수 있도록 전력 조정 알고리즘을 매개변수화하는 것이 바람직하다. 다음의 리스트에서, 우리는 업링크 전송 전력 조정에 사용될 수 있는 매개변수들의 바람직한 개수를 포함시킨다. 매개변수들의 이름이 단지 예로서 당연히 주어진다. 업링크 매개변수들로서 고유하게 명명된 매개변수들에 대해, 상응하는 다운링크 상대들의 상대 짝들은 매개변수 이름 UL을 DL로 바꾸고 설명의 "업링크"를 "다운링크"로 바꿈으로써 쉽게 정의된다.

Contr_per_RT_UL : 전력 조정시 한번에 처리되는 주기의 길이, 즉 그 도중에, 수신된 전력 계측이 평균된다. RT는 실시간을 의미하고 UL은 업링크 방향을 의미한다. 빠른 전력 조정은 예를 들어 5ms, 느린 것은 500ms이다.

Contr_per_NRT_UL : 상술한 것과 동일하나, 비실시간 데이터 전송에 대한 것임.

Step_size_RT_UL : 전력 조정 스텝의 크기. 예를 들어 1dB.

Step_size_NRT_UL : 상술한 바와 동일하나, 비실시간 데이터 전송에 대한 것임.

Dynamic_RT_UL : 전력 조정시 동적 범위의 크기. 가령 20dB.

Dynamic_NRT_UL : 상술한 바와 동일하나, 비실시간 데이터 전송에 대한 것임.

P_noise : 수신 디바이스에 의해 예측된 dBm 단위의 잡음 등가 전력

S_N_th_RT_UL : 베어러의 신호대 잡음비의 목표 레벨. 가령 20dB.

S_N_th_NRT_UL :상술한 바와 동일하나, 비실시간 데이터 전송에 대한 것임. 가령 10dB.

Ptx_BCCH : 일반적인 제어 채널(방송 제어 채널)에서의 dBm 단위의 전송 전력.

Prx_BCCH : 일반 제어 채널에서의 dBm 단위의 수신 전력.

Ptx : 일반 트래픽 채널에서의 dBm 단위의 송신 전력.

Prx : 일반 트래픽 채널에서의 dBm 단위의 수신 전력.

Max_Pow_RT_UL : dBm 단위의 최고 허용 전력.

Max_Pow_NRT_UL : 상술한 바와 동일하나, 비실시간 데이터 전송에 대한 것임.

상술한 마지막 두 개의 매개변수들의 선택에 의해, 셀룰라 무선 시스템을 관리하는 운영자는, 주로 실시간 데이터 전송(Max_Pow_RT_UL이 상대적으로 더 높다)을 주 기반으로하는 운영자 제공 서비스들로서나, 주로 비실시간 데이터 전송(Max_Pow_NRT_UL이 상대적으로 더 높다)을 주 기반으로하는 운영자 제공 서비스들로서 프로파일될 것이다. 그 매개변수 값들을 선택함으로써, 운영자는 또한 다른 방법으로 네트웍의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 셀들 사이의 간섭이 가능한 한 낮아지도록 최대 전력과 동적 영역값들을 선택할 수 있다. 기지국들 또한 매개변수 값들이 주 트래픽 상황에 적응될 수 있는 알고리즘들을 포함할 수 있다. 예를 들어 매개변수들 S_N_th_RT_UL 및 S_N_th_NRT_UL (그리고 이와 상응하게 다운링크를 위해 S_N_th_RT_DL 및 S_N_th_NRT_DL)이 매개변수 C_max 및/또는 Q_th 값들의 일반 적 전 셀에 걸친 변화를 보상하는데 사용될 수 있다. 그 값들은 또한 매개변수 Q_less 함수로서 선택될 수도 있다.

다음으로 우리는 본 발명의 구현이 셀룰라 무선 시스템의 기지국 및 이동국에 대해 설정하는 필요사항들에 대해 살펴보아야 한다. 접속 품질 기반의 무선 링크 적응은 수신 디바이스가 수신된 데이터의 C/I비, 가장 바람직하게는 한번에 한 개의 버스트를 계측할 수 있을 것을 요구하며, 이것은 이미 단일 처리 동작으로서 알려져 있다. 또, 매개변수 최적화를 지향하는 조정 루프의 구현은, 수신 디바이스가 디코딩된 데이터에서 비트 에러율을 계측할 수 있을 것을 요구한다. 만일 우리가 용량 예비 및 해제 요청들을 발생하기 위한 알고리즘들이 기지국과 이동국 모두에서 구현된다고 가정하면, 그 두개는 그 알고리즘을 실행하고 거기에 사용된 매개변수들을 기록하기 위해, 필수적인 메모리 및 처리 수단을 가져야 한다. 프로그래밍된 과정들과 같은 알고리즘의 실현은 당업자에게 알려진 기술을 나타낸다.

도 6은 본 발명에 따라 셀룰라 무선 시스템의 이동국으로서 사용될 수 있는 이동 전화(600)를 도시한다. 도시된 이동전화(600)는 안테나(601) 및 연결된 듀플렉스 필터(602)를 구비하며, 이때 안테나(601)에 의해 수신된 수신 주파수 신호는 수신기 블록(603)으로 가게되고, 전송기 블록(604)으로부터 들어오는 신호는 안테나(601)로 가게된다. 수신기 블록(603)은 수신된 무선 주파수 신호가 라우드스피커(605)로 가게되는 아날로그 오디오 신호 및, 제어 블록(606)으로 가게되는 데이터 신호들로 변환되게 하는, 보통의 수신, 다운믹싱, 복조 및 디코딩 기능을 구비한다. 전송기 블록(604)은 마이크로폰(607)에 의해 발생된 아날로그 오디오 신호 및 제어 블록(606)에 주어진 데이터 신호들이 전송가능한 무선-주파수 신호로 변환되게 하는 보통의 코딩, 인터리빙, 변조 및 업믹싱 기능들을 구비한다. 이에 더하여, 이동전화(600)는 메모리 수단(608), 키보드(609), 디스플레이(610) 및 전력 소스(611)를 구비한다.

C/I 비 및 비트 에러율을 계측하는 수단(들)은 수신기 블록(603)에 포함된다. 일반적으로 마이크로프로세서인 제어 블록(606)은, 메모리(608)에 기록된 프로그램의 지시 및 사용자에 의해 주어지는 키보드 명령과 기지국을 통해 전송된 시스템 명령하에서 필요한 알고리즘들을 수행하고 또 다른 방법으로 이동전화의 동작을 제어한다.

Claims

전송 디바이스 및 수신 디바이스로서 기능할 수 있는 기지국 및 다수의 이동국을 포함하는 셀룰러 무선 시스템에서 변화하는 환경에 무선 접속을 적응시키기 위한 방법에 있어서,

상기 기지국과 상기 이동국 사이의 무선 트래픽을 소정 프레임 구조에 따른 다중 접속 원리로 배열하는 단계;

전송 디바이스와 수신 디바이스간의 소정 접속을 위하여, 상기 프레임 구조에 소정 데이터 전송 용량을 예비하는 단계;

상기 소정 무선 접속 동안에, 상기 접속 품질을 계측하기 위하여 상기 수신 디바이스를 사용하는 단계; 및

상기 계측된 접속 품질이 소정의 방식에 있어 소정의 접속 품질 목표 레벨과 다른 상황에 대한 응답으로서, 상기 프레임 구조내의 상기 무선 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기를 변화시키는 단계를 포함하며,

상기 접속 품질을 계측하기 위하여, 상기 수신 디바이스는 상기 무선 접속을 나타내는 값을 형성하고, 상기 값을 소정 임계값과 비교하며, 이 경우에

a1) 만일 접속 품질을 나타내는 상기 값이 상기 임계값 보다 낮으면, 해당 무선 접속을 위해 상기 프레임에 예비된 데이터 전송 용량의 크기는 증가되고,

a2) 만일 접속 품질을 나타내는 상기 값이 상기 임계값 보다 높으면, 더 작은 데이터 전송 용량이 상기 무선 접속을 위해 상기 프레임 구조안에 예비되었을 때 접속 품질을 나타내는 값이 무엇이 될 것인지에 대한 예측이 이뤄지고, 이 예측치가 상기 임계값에 대해 비교되며, 이 경우

b1) 상기 예측치가 상기 임계값보다 낮으면, 접속 품질의 계측이 다시 시작되고,

b2) 상기 예측치가 상기 임계값보다 높으면, 상기 프레임 구조내 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기는 감소되며,

그리고, 상기 임계값은 매개변수이고, 그 값은 셀룰러 무선 시스템의 동작중에 변화가능한 것을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

상기 접속 품질 계측을 위하여, 상기 수신 디바이스는 수신된 신호의 캐리어 대 간섭비(carrier to interference ratio)를 계측하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

소정 기지국의 부하가 계측되는 단계를 더 포함하여, 높은 부하임을 나타내는 상기 계측 결과에 대한 응답으로서 상기 임계 매개변수의 값이 감소되게 됨을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

기지국과 적어도 한 이동국 사이의 데이터 전송 접속의 품질을 나타내는 값이 계측되는 단계를 더 포함하여, 양호한 품질임을 나타내는 계측 결과에 대한 응답으로서 상기 임계 매개변수의 값이 감소되게 되고 열악한 품질임을 나타내는 계측 결과에 대한 응답으로서 상기 매개변수의 값이 증가되어짐을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

상기 b2 단계에서, 상기 프레임 구조내에 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기는, C가 양의 정수일 때 C 연속의 접속 품질 계측시 접속 품질을 토대로 형성된 예측치가 상기 임계값보다 높다고 검출되었을 때에만 증가됨을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제7항에 있어서,

상기 양의 정수 C는 시스템의 동작 도중 바뀔 수 있는 값을 가진 매개변수임을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

상기 b2 단계에서, 상기 프레임 구조내의 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기는, N과 M이 양의 정수이고 N>M 일 때, N번 연속의 접속 품질 계측 중, 접속 품질을 토대로 형성된 예측치가 상기 임계값보다 높다고 M번의 계측시 검출된 이후에만 증가됨을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제9항에 있어서,

상기 양의 정수들 N 및 M 중 적어도 하나는 셀룰러 무선 시스템 동작 도중 바뀔 수 있는 값을 가지는 매개변수임을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

수신 디바이스는 제 1 무선 접속시 일어난 일시 정지중에, 제 2 무선 접속의 접속 품질을 계측하며, 상기 제 2 무선 접속의 계측된 품질을 토대로, 상기 프레임 구조내의 상기 제 1 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기가 변화됨을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

전송 디바이스에서 무선 접속 중에 전송될 데이터의 양을 계측하는 단계 및

상기 무선 접속중에 전송될 데이터의 계측된 양에 기초하여, 상기 프레임 구조내의 상기 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기를 변화시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
제1항에 있어서,

전송 디바이스의 전송 전력을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 접속 적응 방법.
셀룰러 무선 시스템을 위한 이동국에 있어서,

특정 프레임 구조에 따라 상기 셀룰러 무선 시스템의 기지국에 의해 전송된 신호를 수신하기 위한 수단을 포함하되, 상기 이동국에 예비된 상기 프레임 구조의 소정 부분에서, 상기 프레임 구조의 부분은 정의된 데이터 전송 용량을 갖는 수단;

상기 셀룰러 무선 시스템의 상기 이동국과 상기 기지국 사이의 무선 접속의 품질을 계측하기 위한 수단을 포함하되, 상기 무선 접속 품질을 나타내는 값을 형성하며, 상기 값을 상기 셀룰러 무선 시스템의 동작중 변화가능한 매개변수의 값을 포함하는 소정의 임계값과 비교하고, 상기 비교를 나타내는 출력을 만드는 계측하기 위한 수단;

상기 출력에 응답하여, 만약 상기 무선 접속 품질을 나타내는 상기 값이 상기 임계값보다 작다면, 무선 접속을 위하여 상기 프레임에 예비된 데이터 전송 용량의 크기를 증가시키기 위한 수단;

상기 출력에 응답하여, 만약 더 작은 데이터 전송 용량이 상기 무선 접속을 위한 상기 프레임 구조내에 예비되어 있다면, 상기 무선 접속 품질을 나타내는 값이 될 예측치를 형성하기 위한 수단과 만약 상기 무선 접속 품질을 나타내는 상기 값이 상기 임계값 보다 더 높다면, 이러한 예측치를 상기 임계값과 비교하기 위한 수단;

만약 상기 예측치가 상기 임계값 보다 더 높다면, 상기 프레임 구조내의 상기 무선 접속을 위해 예비된 데이터 전송 용량의 크기를 감소시키기 위한 수단 및

상기 계측된 무선 접속 품질이 소정의 방식에 있어 소정의 접속 품질 목표 레벨과 다른 상황에 대한 응답으로서, 상기 이동국에 예비된 상기 프레임 구조의 부분에서 데이터 전송 용량을 변화시키기 위한 요청을 상기 기지국에 전송하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.
제14항에 있어서,

기지국에 의해 전송된 무선 신호의 신호 대 잡음비를 계측하기 위한 수단 및 기지국의 전송 전력을 조정하기 위해 기지국에 대한 계측 결과 대 간섭비를 공표하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동국.