KR100653174B1 - Apparatus and method for power controlling downlink closed loop which is adaptative environment - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied;
도 2 는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 상세 구성도,2 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied;
도 3 은 본 발명에 이용되는 파일럿 채널의 상대적 타이밍 관계를 나타내는 일실시예 설명도,3 is an exemplary explanatory diagram showing a relative timing relationship of pilot channels used in the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 방법의 일실시예 흐름도,4 is a flowchart illustrating an embodiment of an environmentally adaptive downlink closed loop power control method according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 이용되는 DPCH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도,5 is a diagram illustrating an embodiment of a frame structure of a DPCH used in the present invention;
도 6 은 본 발명에 이용되는 CPICH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도,6 is a diagram illustrating an embodiment of a frame structure of a CPICH used in the present invention;
도 7 은 본 발명에 이용되는 S-CCPCH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도이다.7 is an exemplary diagram illustrating a frame structure of S-CCPCH used in the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 위성/기지국 11 : 지연보상부10: satellite / base station 11: delay compensation unit
12 : TPC 복호기 13 : 송신전력 결정부12: TPC decoder 13: transmission power determining unit
20 : 단말기 21 : SIR 산출부20: terminal 21: SIR calculation unit
22 : 비교기 23 : TPC 생성부22: comparator 23: TPC generation unit
본 발명은 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 단말기에서 위성이나 중앙국과 같은 기지국으로 신호 및 전송전력제어 명령어를 전송하는 하향링크 전력제어에 있어서, 수신 리시안 팩터(Rician factor; K)을 계산하여 현재 지역(시골 또는 도심)을 판단하고, 해당 지역에서 수신한 데이터의 종류(음성 또는 패킷)를 확인하여 그에 상응하게 하향링크 전력을 제어함으로써, 내부 빔 간섭(inter beam interference) 및 상호 채널 간섭(inter channel interference)을 최소화하면서 원하는 서비스를 적절한 지역에 맞게 유한한 송신전력을 최대한 사용하여 하향링크 전력을 제어할 수 있도록 하기 위한, 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an environment-adaptive downlink closed loop power control apparatus and a method thereof, and more particularly, in downlink power control for transmitting a signal and transmission power control command from a user terminal to a base station such as a satellite or a central station By determining the received Rixian factor (K) to determine the current region (country or downtown), and by checking the type (voice or packet) of data received in the region to control the downlink power accordingly Environment adaptation to control downlink power to maximize the use of finite transmit power to suit the desired service area while minimizing inter beam interference and inter channel interference The present invention relates to a downlink closed loop power control device and a method thereof.
차세대 위성 또는 이동 통신 시스템의 목표는 누구에게나, 어디에서나, 언제 나 매우 다양한 통신 서비스를 제공하는 것이다. 이를 위한 GSM(Global System for Mobile communication)과 W-CDMA(Wideband code division multiple access)의 결합에 대한 제안은 강한 설득력을 얻었고 W-CDMA를 지지하는 몇 가지 제안들이 고품질 음성서비스와 멀티미디어 서비스를 제공하는 IMT-2000(International Mobile Telecommunications - 2000)을 채택하여 현재 여러 나라에서 지상이동 서비스를 제공하고 있다.The goal of the next generation satellite or mobile communication system is to provide a wide variety of communication services to anyone, anywhere, anytime. The proposal for the combination of global system for mobile communication (GSM) and wideband code division multiple access (W-CDMA) has gained strong persuasion, and several proposals supporting W-CDMA provide high quality voice and multimedia services. IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000) has been adopted to provide ground mobile services in many countries.
S-UMTS(Satellite-Universal Mobile Telecommunications Systems) 그리고 T-UMTS(Terrestrial-UMTS)의 파일럿 심볼 구조를 갖는 W-CDMA 시스템은 셀 사이의 비동기를 중요한 특징으로 한다. 그리고, 링크 용량의 향상을 위하여 상향링크 및 하향링크에 동일하게 동기 복조 방식을 채택하였다.The W-CDMA system having a pilot symbol structure of Satellite-Universal Mobile Telecommunications Systems (S-UMTS) and Terrestrial-UMTS (T-UMTS) is an important feature of asynchronous cell-to-cell. In addition, in order to improve link capacity, a synchronous demodulation scheme is adopted for uplink and downlink.
IMT-2000 위성 전송 표준의 하나로 제안된 SAT-CDMA 시스템의 전력제어 기술은 3GPP(3rd Generation Partnership Project)의 지상 IMT-2000 시스템과 같이 상하향 폐루프 전력제어와 상향 개루프 전력제어를 모두 포함하고 있다. The power control technology of the SAT-CDMA system, proposed as one of the IMT-2000 satellite transmission standards, includes both up-down closed loop power control and up-open loop power control, like the terrestrial IMT-2000 system of the 3rd Generation Partnership Project (3GPP). .
일반적으로, 폐루프 전력제어는 수신전력이나 수신 신호대 잡음비를 시스템에서 정한 목표값으로 유지하기 위한 것이다. 이를 위하여 수신기가 현재의 수신전력 또는 신호대 잡음비와 목표값과의 대소를 비교하여 전력제어 명령을 생성하고 이를 송신기에 전달하면, 송신기는 이에 따라 송신 전력을 제어한다. In general, closed loop power control is to maintain the received power or the received signal-to-noise ratio at a target value determined by the system. To this end, the receiver generates a power control command by comparing the magnitude of the current received power or signal-to-noise ratio with the target value and transmits it to the transmitter. The transmitter controls the transmit power accordingly.
SAT-CDMA는 LEO/GEO 이동 위성 시스템으로서 기지국과 단말기 간의 신호 지연시간이 수십/수백 msec에 달하여 지상시스템에 비해 현저하게 큰 채널 특성을 지닌다. 따라서, SAT-CDMA에서 효율적인 전력제어를 위해서는 긴 지연시간을 감안하 여 미래의 채널 변화를 예측하여 미리 전력을 제어할 수 있는 알고리즘이 요구된다. SAT-CDMA is a LEO / GEO mobile satellite system, which has a large channel characteristic compared to terrestrial systems because the signal delay time between the base station and the terminal reaches tens / hundreds of msec. Therefore, for efficient power control in SAT-CDMA, an algorithm capable of controlling power in advance by predicting a future channel change in consideration of a long delay time is required.
이러한 루프 내 지연시간에 의해서 발생하는 문제점을 극복하기 위한 첫 번째 종래의 기술로서, 미합중국 특허 제6,493,541호(발명의 명칭: TRANSMIT POWER CONTROL TIME DELAY COMPENSATION IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM)가 개시되어 있다.As a first conventional technology for overcoming the problems caused by such delay time in a loop, US Patent No. 6,493,541 (Transmitted Power Control Time Delay Compensation In A Wires Systems) is disclosed.
상기 특허는 현재의 전력제어 명령이 수신 전력에 반영되기까지의 루프 내 지연시간을 감안하여 루프 내 지연시간 후의 수신 전력을 추정하고 이를 기반으로 전력제어 명령을 생성하는 방법에 관한 것이다. The patent relates to a method for estimating the received power after the delay time in the loop and generating the power control command based on the delay time in the loop until the current power control command is reflected in the received power.
그러나, 상기 특허는 루프 내 지연시간 동안의 채널 변화에 의하여 발생하는 성능의 열화는 해결하지 못하는 문제점이 있었다. However, the patent has a problem that can not solve the degradation of the performance caused by the channel change during the delay time in the loop.
상기 첫 번째 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 두 번째 종래의 기술로서, 대한민국 특허 제10-2004-0047907호(발명의 명칭: 위성 이동 통신 시스템에서 폐루프 전력제어 장치 및 그 방법)가 개시되어 있다. As a second conventional technology for solving the problems of the first conventional technology, Korean Patent No. 10-2004-0047907 (name of the invention: a closed loop power control device and method thereof in a satellite mobile communication system) is disclosed. have.
상기 두 번째 종래의 기술은 루프 내 지연시간 동안의 채널 변화에 의하여 발생하는 성능의 열화를 해결함으로써, 루프 안정성 측면에서 심각한 성능 열화를 보상하는 방법에 관한 것이다. The second conventional technique relates to a method for compensating for severe performance deterioration in terms of loop stability by resolving performance deterioration caused by channel change during in-loop latency.
하지만, 상기 두 가지 종래의 기술은 첫 번째로 무선자원관리 측면에서 유한한 위성 또는 기지국 송신전력의 한계치의 변수를 고려하지 않았고, 두 번째로 지리적인 여건을 고려하지 않은 채 단지 음성위주의 하향링크 전력제어기법만을 제공 함으로써, 패킷 기반의 통신 시스템에 적용하지 못하는 문제점이 있었다.However, the above two conventional techniques do not first consider the finite variable of satellite or base station transmission power in terms of radio resource management, and secondly, only voice-oriented downlink without considering the geographical conditions. By providing only the power control technique, there is a problem that can not be applied to the packet-based communication system.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사용자 단말기에서 위성이나 중앙국과 같은 기지국으로 신호 및 전송전력제어 명령어를 전송하는 하향링크 전력제어에 있어서, 수신 리시안 팩터(Rician factor; K)를 계산하여 현재 지역(시골 또는 도심)을 판단하고, 해당 지역에서 수신한 데이터의 종류(음성 또는 패킷)를 확인하여 그에 상응하게 하향링크 전력을 제어함으로써, 내부 빔 간섭(inter beam interference) 및 상호 채널 간섭(inter channel interference)을 최소화하면서 원하는 서비스를 적절한 지역에 맞게 유한한 송신전력을 최대한 사용하여 하향링크 전력을 제어할 수 있도록 하기 위한, 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and in the downlink power control for transmitting a signal and a transmission power control command from a user terminal to a base station such as a satellite or a central station, a reception Rixian factor (K). Determine the current region (country or downtown), check the type of data (voice or packet) received in the region and control the downlink power accordingly, thereby inter-interference interference and mutual An environmentally adaptive downlink closed loop power control device and method for controlling downlink power by using a finite transmission power to a desired area while minimizing inter channel interference and a method thereof are provided. The purpose is to provide.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치에 있어서, 위성/기지국으로부터 신호를 수신함에 따라 CPICH(Common Pilot CHannel), DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel) 그리고 S-CCPCH(S-Common Control Physical CHannel)를 환경조건에 맞게 결합하여 채널에서 겪은 감쇄(SIR : Signal-to-Interference Ratio)를 계산하기 위한 SIR 산출수단; 개방루프 전력제어에서 설정한 타겟 SIR과 상기 계산한 SIR을 비교하기 위한 비교수단; 및 상기 비교수단에서의 비교결과에 따라 TPC(Transmit Power Control) 명령어를 생성하기 위한 TPC 생성수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus of the present invention for achieving the above object is, in the environment adaptive downlink closed loop power control device, a common pilot channel (CPICH), dedicated physical control channel (DPCCH) and S as receiving a signal from the satellite / base station SIR calculation means for calculating a signal-to-interference ratio (SIR) experienced by the channel by combining S-Common Control Physical CHannel (CCPCH) according to environmental conditions; Comparison means for comparing the calculated SIR with the target SIR set in the open loop power control; And TPC generating means for generating a TPC (Transmit Power Control) command according to the comparison result in the comparing means.
한편, 본 발명의 방법은, 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 방법에 있어서, CPICH(Common Pilot CHannel), DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel) 수신신호의 간섭을 측정하여 한 프레임주기마다 수신신호의 간섭을 계산하는 수신신호 간섭 계산단계; 리시안 인자를 계산하는 리시안 인자 계산단계; 상기 계산한 리시안 인자와 임계치를 비교하여 상기 리시안 인자가 임계치를 초과하면 현재 위치를 시골 지역으로 판단하고, 상기 리시안 인자가 임계치를 초과하지 않으면 현재 위치를 도심 지역으로 판단하는 단계; 상기 해당 지역에서의 수신 데이터의 종류에 따라 CPICH, DPCCH 그리고 S-CCPCH(S-Common Control Physical CHannel)를 결합하여 채널에서 겪은 감쇄(SIR : Signal-to-Interference Ratio)를 계산하는 SIR 계산단계; 및 상기 계산한 SIR에 따라 상향링크 전송전력을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method of the present invention, in the environment adaptive downlink closed loop power control method, by measuring the interference of the CPICH (Common Pilot CHannel), DPCCH (Dedicated Physical Control CHannel) received signal interference of the received signal every one frame period Receiving signal interference calculation step of calculating; Calculating a Lysian factor; Comparing the calculated Risian factor with a threshold to determine a current location as a rural area when the Risian factor exceeds a threshold, and determining a current location as a downtown area when the Risian factor does not exceed a threshold; A SIR calculation step of calculating a signal-to-interference ratio (SIR) in the channel by combining CPICH, DPCCH and S-Common Control Physical CHannel (S-CCPCH) according to the type of received data in the corresponding region; And determining the uplink transmission power according to the calculated SIR.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또 한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은, 위성/기지국 간의 왕복 지연시간을 보상하고, 단말기(20)로부터 전달받은 TPC(Transmit Power Control)명령어를 복호화하여 전력을 높일 것인지 낮출 것인지를 판별한 다음, 위성/기지국 안테나에서 전송할 송신전력을 결정하고, 상기 결정한 송신전력에 따라 신호를 단말기(20)로 전송하기 위한 위성/기지국(10), 및 상기 위성/기지국(10)으로부터 신호를 수신함에 따라 채널에서 겪은 감쇄를 계산, 즉 CPICH(Common Pilot CHannel), DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel) 그리고 S-CCPCH(S-Common Control Physical CHannel)를 환경 조건에 맞게 결합하여 현재의 SIR(Signal-to-Interference Ratio)을 계산한 후, 개방루프 전력제어에서 설정한 타켓 SIR과 상기 계산한 SIR을 비교하여 다음 왕복지연시간 이후에 들어올 전력을 미리 예측하여 위성/기지국(10)으로 전송하기 위한 단말기(20)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the mobile communication system to which the present invention is applied compensates for a round trip delay time between satellites and base stations, and decodes a TPC (Transmit Power Control) command received from the
여기서, 상기 위성/기지국(10)은, 위성/기지국 간의 왕복지연시간 동안의 지연시간을 보상하기 위한 지연보상부(11), 단말기(20)로부터 전달받은 TPC(Transmit Power Control)명령어를 복호화하기 위한 TPC 복호기(12), 상기 TPC 복호기(12)에서 복호화한 TPC 명령어를 확인하여 송신전력을 결정하기 위한 송신전력 결정부 (13), 및 상기 송신전력 결정부(13)에서 결정한 송신전력에 따라 신호를 단말기(20)로 전달하기 위한 하향링크 전송기(14)를 포함한다.Here, the satellite /
한편, 본 발명에 따른 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치(단말기)는, 상기 위성/기지국(10)로부터 신호를 수신함에 따라 채널에서 겪은 감쇄를 계산, 즉 CPICH(Common Pilot CHannel), DPCCH(Dedicated Physical Control CHannel) 그리고 S-CCPCH(S-Common Control Physical CHannel)를 환경조건(지역 및 데이터)에 맞게 결합하여 현재의 SIR(Signal-to-Interference Ratio)을 계산하기 위한 SIR 산출부(21), 개방루프 전력제어에서 설정한 타겟 SIR과 상기 계산한 SIR을 비교하기 위한 비교기(22), 및 상기 비교기(22)에서의 비교결과에 따라 TPC 명령어를 생성하기 위한 TPC 생성부(23)를 포함한다.Meanwhile, the environmentally adaptive downlink closed loop power control device (terminal) according to the present invention calculates the attenuation experienced in the channel as it receives a signal from the satellite /
여기서, 상기 TPC 생성부(23)는 상기 비교기(22)에서의 비교결과, 계산한 SIR이 타겟 SIR을 초과하지 않을 경우 그 차이만큼 전력을 증가시키는 TPC 명령어를 생성하고, 계산한 SIR이 타겟 SIR을 초과할 경우 그 차이만큼 전력을 감소시키는 TPC 명령어를 생성하는 것이 바람직하다. Here, the
도 2 는 본 발명이 적용되는 이동통신 시스템의 일실시예 상세 구성도이다.2 is a detailed configuration diagram of an embodiment of a mobile communication system to which the present invention is applied.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 파일럿 채널은 CPICH, DPCH, 및 S-CCPCH 등이 있으며, 본 발명에 따른 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 장치(단말기)에서 지역 및 수신하는 데이터의 종류에 따라 그에 상응하는 채널의 수신전력을 측정하게 된다.As shown in FIG. 2, the pilot channels used in the present invention include CPICH, DPCH, and S-CCPCH, and the like, and receive and receive in the environment adaptive downlink closed loop power control device (terminal) according to the present invention. The reception power of the corresponding channel is measured according to the type of data.
도 3 은 본 발명에 이용되는 파일럿 채널의 상대적 타이밍 관계를 나타내는 일실시예 설명도이다.3 is a diagram illustrating an example of a relative timing relationship of pilot channels used in the present invention.
도 3 에 도시된 바와 같이, , , 및 는 i번째 슬롯 동안 위성/기지국 단말기 간의 거리 동안 겪는 채널이득을 의미한다. 여기서, 슬롯의 길이는 10 ms이다. As shown in FIG. 3, , , And Denotes the channel gain experienced during the distance between the satellite / base station terminals during the i-th slot. Here, the length of the slot is 10 ms.
도 4 는 본 발명에 따른 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 방법의 일실시예 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating an embodiment of an environmentally adaptive downlink closed loop power control method according to the present invention.
먼저, 유한 송신전력과 지리적인 여건을 고려하여 하기의 네 가지 환경을 설정함으로써, 위성 또는 기지국의 유한한 송신전력을 최대한 사용하여 원활한 통신서비스가 제공되도록 한다.First, by setting the following four environments in consideration of finite transmission power and geographical conditions, a smooth communication service is provided using the finite transmission power of a satellite or a base station to the maximum.
1. 시골지역에서 패킷위주의 서비스 수신시 전력제어에 사용되는 채널: CPICH 와 DPCCH(1.2) 1. Channels used for power control when receiving packet-oriented services in rural areas: CPICH and DPCCH (1.2)
2. 도심지역에서 패킷위주의 서비스 수신시 전력제어에 사용되는 채널: DPCCH, CPICH, 그리고 S-CCPCH(1.4)2. Channels used for power control when receiving packet-oriented services in urban areas: DPCCH, CPICH, and S-CCPCH (1.4)
3. 시골지역에서 음성위주의 서비스 수신시 전력제어에 사용되는 채널: DPCCH (0.2)3. Channel used for power control when receiving voice-oriented services in rural areas: DPCCH (0.2)
4. 도심지역에서 음성위주의 서비스 수신시 전력제어에 사용되는 채널: CPICH 와 DPCCH(1.2)4. Channels used for power control when receiving voice-oriented services in urban areas: CPICH and DPCCH (1.2)
여기서, CPICH 채널의 정규화 수신전력을 1이라 했을 때, DPCCH와 S-CCPCH의 파일럿 수신 전력은 모두 0.2이다. 따라서, 괄호안의 수치는 SIR 예측을 위하여 필 요한 채널의 수신전력 합을 의미한다.Here, when the normalized reception power of the CPICH channel is 1, the pilot reception power of the DPCCH and the S-CCPCH is both 0.2. Therefore, the numerical values in parentheses mean the sum of received powers of channels required for SIR prediction.
상기와 같이 각각의 경우에 채널들을 선택한 배경은 패킷기반 통신이 음성기반 통신보다 더욱 높은 SIR, 즉 낮은 프레임 오류 확률(Frame Error Rate: FER)을 요구하므로, 단말기의 수신 SIR을 높여서 위성이나 기지국의 송신전력을 낮출 수 있는 도심지역 패킷기반 통신에 유리하게끔 선택하였다. As described above, the background of selecting channels in each case is that packet-based communication requires a higher SIR, that is, a lower frame error rate (FER), than a voice-based communication. It is selected to be advantageous for packet-based communication in urban areas, which can reduce the transmission power.
그 후, 시골지역은 도심지역보다 사용자가 적으므로, 더 많은 전력을 사용하여 위성 또는 기지국의 송신 전력을 높인다 하여도, 다른 사용자에게 미치는 간섭은 도심지역보다 상대적으로 적게 작용하므로, 상기와 같은 우선순위를 고려하여 각각의 채널을 사용함으로써, 실제적으로 각 위성이나 기지국이 가지고 있는 유한한 송신전력을 효율적으로 사용하는 측면과 채널 예측 복잡도 측면에서 모두 우수한 성능을 갖는다.Thereafter, rural areas have fewer users than urban areas, so even if more power is used to increase the transmission power of satellites or base stations, interference to other users is relatively less active than urban areas. By using each channel in consideration of the ranking, it has excellent performance both in terms of efficiently using the finite transmit power of each satellite or base station and in terms of channel prediction complexity.
다음으로, 본 발명에 따른 환경 적응형 하향링크 폐루프 전력제어 방법에 대해 살펴보기로 한다.Next, an environmental adaptive downlink closed loop power control method according to the present invention will be described.
먼저, 하향링크 수신신호를 수신함에 따라 하기의 [수학식 1]을 이용하여 소정 시간 간격으로 DPCH 수신신호의 간섭을 측정하여 한 프레임주기마다 수신신호의 간섭을 계산한다(401, 402). First, as receiving the downlink received signal, the interference of the DPCH received signal is measured at predetermined time
여기서, d(t), g(t), p(t), 그리고 s(t)는 각각 DPCH 수신 복소 심볼, 채널이득, 전송 전력, DPCCH의 파일럿 심벌을 의미한다.Here, d (t), g (t), p (t), and s (t) denote DPCH received complex symbols, channel gain, transmit power, and pilot symbols of DPCCH, respectively.
이후, CPICH 수신신호의 유무를 확인한다(403).Thereafter, the presence or absence of the CPICH received signal is checked (403).
상기 확인 결과(403), 수신신호가 존재함에 따라 소정 시간 간격으로 CPICH 수신신호의 간섭을 측정하여 한 프레임주기마다 수신신호의 간섭을 계산한다(404). 이때, 수신신호가 존재하지 않으면 수신신호의 간섭을 계산하지 않고 "405" 과정으로 진행한다. 또한, 수신신호의 간섭은 상기 [수학식 1]과 같은 방식으로 계산한다.As a result of the
이후, 지리적인 정보를 얻기 위하여 리시안 인자를 하기의 [수학식 2]를 이용하여 계산한다(405). Then, in order to obtain geographic information, the Risian factor is calculated using Equation 2 below (405).
위의 확률밀도 함수를 이용하여, 리시안 인자를 구한다.Using the probability density function above, find the Lysian factor.
여기서, r 및 C 그리고,는 각각 원하는 신호성분, 직접파 성분, 그리고 원하는 성분의 평균 제곱을 의미한다.Where r and C and Denotes the desired signal component, the direct wave component, and the mean square of the desired component, respectively.
이후, 상기 계산한 리시안 인자(gamma_K-factor)와 임계치를 비교한다(406).Then, the calculated Lysian factor (gamma_K-factor) is compared with a threshold (406).
상기 비교 결과(406), 상기 리시안 인자가 임계치를 초과하면 현재 위치를 시골 지역으로 판단하고 "407" 과정으로 진행하고, 상기 리시안 인자가 임계치를 초과하지 않으면 현재 위치를 도심 지역으로 판단하고 "413" 과정으로 진행한다. 여기서, 임계치는 시스템 상황에 맞게 조절 가능하다. In the
이후, 현재 위치가 시골 지역임에 따라 수신 데이터의 형식을 확인한다(407).Thereafter, as the current location is a rural area, the format of the received data is checked (407).
상기 확인 결과(407), 패킷기반 서비스이면 상기 "CASE 1"에 해당되어 DPCCH와 CPICH 채널이 겪은 수신전력을 이용하여 수신신호간섭조합을 만들어 SIR을 산출하고, 위성/기지국으로 전송할 상향링크 전송전력을 결정한다(408 내지 410).As a result of the check 407, if the packet-based service corresponds to the "
여기서, 상기 수신신호간섭조합은 를 의미하며, , 는 을 만족시키는 임의의 변수이다.Here, the received signal interference combination is Means, , Is Any variable that satisfies
반면, 상기 확인 결과(407), 음성기반 서비스이면(411), 상기 "CASE 3"에 해당되어 DPCCH 채널이 겪은 수신전력을 이용하여 하기의 [수학식 3]을 통해 SIR를 산출하고 위성/기지국으로 전송할 상향링크 전송전력을 결정한다(409, 410). On the other hand, if the check result 407, voice-based service (411), the SIR is calculated using Equation 3 below using the received power of the DPCCH channel corresponding to the "CASE 3" and the satellite / base station The uplink transmission power to be transmitted is determined (409, 410).
한편, 현재 위치가 도심 지역임에 따라 수신 데이터의 형식을 확인한다(413).Meanwhile, as the current location is the downtown area, the format of the received data is checked (413).
상기 확인 결과(413), 패킷기반 서비스이면 상기 가장 높은 수신 SIR과 가장 낮은 FER을 동시에 요구하는 상기 "CASE 4"에 해당되며, 수신 SIR을 높이기 위하여 S-CCPCH 채널이 수신되었는지 확인한다(414). As a result of the
상기 확인 결과(414), S-CCPCH 채널이 수신되었으면 DPCCH, CPICH 그리고 S-CCPCH 채널이 겪은 수신전력을 이용하여 수신신호간섭조합을 만들어 하기의 [수학식 3]을 통해 SIR를 산출하고(415, 417), "410" 과정으로 진행하며, S-CCPCH 채널이 수신되지 않았으면 DPCCH와 CPICH 채널이 겪은 수신전력을 이용하여 수신신호간섭조합을 만들어 하기의 [수학식 3]을 통해 SIR를 산출하고(416, 417), "410" 과정으로 진행한다.As a result of the
여기서, 상기 수신신호간섭조합은 를 의미하며, , , 는 을 만족시키는 임의의 변수이다.Here, the received signal interference combination is Means, , , Is Any variable that satisfies
여기서, , 그리고 은 각각 직교인자(orthogonality factor), 채널 이득, 그리고 CPICH의 파일럿 성분을 의미한다.here, , And Denotes an orthogonality factor, channel gain, and pilot component of the CPICH, respectively.
상기 확인 결과(413), 음성기반 서비스이면 "408" 과정으로 진행하여 이후의 과정을 수행한다. 즉, 시골 지역에서의 패킷기반 서비스와 동일하게 처리한다.As a result of the
도 5 는 본 발명에 이용되는 DPCH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도이다.5 is a diagram illustrating an embodiment of a frame structure of a DPCH used in the present invention.
도 5 에 도시된 바와 같이, SIR 예측 추정을 위하여 DPCCH의 제어채널과 DPDCH의 데이터 채널이 시분할 다중화되어 전송되는 파일럿 심벌을 이용하여 SIR 추정을 수행하고, 또한 이를 이용하여 DPDCH의 데이터 심벌을 보상한다. 칩률은 3.84 Mcps이고 각 슬롯은 2560chips를 갖고 15개의 슬롯이 한 프레임을 갖는 구조로 되어 있다.As shown in FIG. 5, the SIR estimation is performed using a pilot symbol in which the control channel of the DPCCH and the data channel of the DPDCH are time-division multiplexed and transmitted for SIR prediction estimation. . The chip rate is 3.84 Mcps, each slot has 2560 chips and 15 slots have one frame.
도 6 은 본 발명에 이용되는 CPICH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도이다.6 is a diagram illustrating an embodiment of a frame structure of a CPICH used in the present invention.
도 6 에 도시된 바와 같이, 이 채널은 30kbps 고정 심벌율(fixed symbol rate)을 가지고 하향링크 물리계층에 사용되며, 위성/기지국 그리고 단말기 모두 알고 있는 심벌 패턴을 가진다. As shown in FIG. 6, this channel is used for the downlink physical layer with a fixed symbol rate of 30 kbps and has a symbol pattern known to both the satellite / base station and the terminal.
따라서, 채널예측에 매우 용이하게 사용될 수 있다. 즉, SIR 채널 변화율 추정을 위하여 송신기와 수신기가 알고 있는 미리 정의된 패턴으로 파일럿 심벌을 전송하여 채널 추정하는 기법이다. Therefore, it can be used very easily for channel prediction. That is, in order to estimate the SIR channel change rate, the channel estimation is performed by transmitting pilot symbols in a predefined pattern known to the transmitter and the receiver.
또한 CPICH 채널은 송신기에서 전력제어를 수행하지 않고 전송하기 때문에 수신단에서 채널을 겪은 데이터를 복원할 때, 그리고 주파수 옵셋을 추정할 때 매우 유용한 채널이다.In addition, since the CPICH channel is transmitted without performing power control at the transmitter, the CPICH channel is very useful for recovering data experienced by the receiver and for estimating frequency offset.
도 7 은 본 발명에 이용되는 S-CCPCH의 프레임 구조를 나타내는 일실시예 설명도이다.7 is an exemplary diagram illustrating a frame structure of S-CCPCH used in the present invention.
도 7 에 도시된 바와 같이, SIR 추정을 위하여 S-CCPCH의 파일럿 심벌을 이용하여 채널 변화율을 추정하는 기법이다. 본 발명에서 상기의 채널을 채택한 배경은 DPCH의 데이터률과 유사하기 때문이고 동일하게 전력제어를 할 수 있기 때문이다.As shown in FIG. 7, the channel change rate is estimated using the pilot symbols of the S-CCPCH for SIR estimation. The background of adopting the channel in the present invention is because it is similar to the data rate of the DPCH and power control can be performed in the same manner.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.As described above, the method of the present invention may be implemented as a program and stored in a recording medium (CD-ROM, RAM, ROM, floppy disk, hard disk, magneto-optical disk, etc.) in a computer-readable form. Since this process can be easily implemented by those skilled in the art will not be described in more detail.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
상기와 같은 본 발명은, 사용자 단말기에서 위성이나 중앙국과 같은 기지국으로 신호 및 전송전력제어 명령어를 전송하는 하향링크 전력제어에 있어서, 수신 리시안 팩터(Rician factor; K)를 계산하여 현재 지역(시골 또는 도심)을 판단하 고, 해당 지역에서 수신한 데이터의 종류(음성 또는 패킷)를 확인하여 그에 상응하게 하향링크 전력을 제어함으로써, 내부 빔 간섭(inter beam interference) 및 상호 채널 간섭(inter channel interference)을 최소화하면서 원하는 서비스를 적절한 지역에 맞게 유한한 송신전력을 최대한 사용하여 하향링크 전력을 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, in the downlink power control in which a user terminal transmits a signal and a transmission power control command to a base station such as a satellite or a central station, the present region may be calculated by calculating a reception factor (K). Internal beam interference and inter-channel interference by determining the type of data (voice or packet) received in the region and controlling downlink power accordingly. While minimizing interference, it is possible to control downlink power by maximally using a finite transmission power for a desired service in an appropriate region.
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