KR100761440B1 - 라디오 통신 장비의 적합성 검사 방법, 및 라디오 검사 장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2차 국이 복수의 1차 국과의 통신에 종사하는 소프트 핸드오버 과정을 하게 해주는 라디오 통신 시스템에서 사용하기 위한 2차 국의 적합성 검사를 위한 방법을 제공한다. 상기 방법은 2차 국에게 그것의 출력 송신 전력을 조정할 것을 지시하는 복수의 1차 국 각각으로부터 동시에 수신된 전력 제어 명령에 대한 2차 국의 응답을 검사하게 해준다. 특별히, 상기 방법은, 전에는 가능하기 않았던, 각 1차 국으로부터 수신된 상기 전력 제어 명령의 신뢰성에 대한 2차 국의 평가를 검사하는 것을 가능하게 한다. 검사는 전력 제어 명령의 알려진 시퀀스를 1차 국으로부터 2차 국에 송신함으로써 수행되며, 그리하여 출력 송신 전력에 있어서 변화의 실제 패턴을 변화의 예상된 패턴과 비교한다.

Description

라디오 통신 장비의 적합성 검사 방법, 및 라디오 검사 장비{METHOD FOR CONFORMANCE TESTING OF RADIO COMMUNICATION EQUIPMENT, AND RADIO TEST EQUIPMENT}

본 발명은 소프트 핸드오버 중에 라디오 통신 시스템의 적합성(conformance) 검사를 위한 방법, 및 상기 방법을 수행하는 라디오 검사 장비에 관한 것이다. 본 명세서가 최근의 범용 이동 원격통신 시스템(UMTS: Universal Mobile Telecommunication System)을 특별히 참조하여 상기 방법을 설명하는 동안, 이러한 기술이 다른 이동 라디오 시스템용 검사 장비에 사용하는데 똑같이 적용 가능하다는 것을 이해하여야 할 것이다.

라디오 통신 시스템에서 기지국(BS)과 이동국(MS) 사이에 요구되는 두개의 기본적인 통신 타입이 있다. 첫 번째는 사용자 트래픽인데, 예를 들면 음성이나 패킷 데이터이다. 두 번째는 제어 정보로서, BS와 MS가 상기 요구된 사용자 트래픽을 교환 가능하게 해주기 위해서 송신 채널의 다양한 파라미터를 설정하고 모니터링하는데 요구된다.

많은 라디오 통신 시스템에서, 정확한 전력 제어가 중요하다. 이것은 특히, 확산 스펙트럼 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술을 채택하는 시스템에서 그러하며, 그 이유는 많은 통신 채널이 같은 대역폭을 공유해서, 임의의 하나의 채널에서 너무 높은 전력으로 송신하는 것이 다른 모든 채널에서 신호 대 잡음 비를 감소시키기 때문이다. 이동국(MS)으로부터 기지국(BS)으로 송신된 신호의, 업링크 전력 제어가 특히 중요하다. 그것은 BS가 대략 같은 전력 레벨로 서로 다른 MS들로부터 신호를 수신하면서, 한편으로는 각 MS에 의해 요구되는 송신 전력을 최소화하는 것을 보증한다. BS에 의해 MS로 송신된 신호의 다운링크 전력 제어는, MS가 송신 전력을 최소화하면서 낮은 에러율로 BS로부터 신호를 수신하여 다른 셀 및 라디오 시스템과의 간섭을 줄이도록 요구된다.

UMTS 실시 예에서, 전력 제어는 일반적으로 폐쇄루프 방식으로 작동된다. 업링크 전력 제어를 위해, BS는 MS로부터 송신 전력의 상기 요구되는 변화를 결정하여, 이들 변화를 MS에게 송신 전력 제어(TPC: Transmit Power Control) 명령으로써 신호하여 준다. 오버헤드를 최소화하기 위하여, TPC 명령은 통상적으로 MS에게 그것의 전력을 증가 또는 감소시킬 것을 지시하며, 전력에 있어서의 변화는 미리 결정된 사이즈의 스텝(step)로 한다. 그러나, 몇몇 시스템에서 TPC 명령은 또한 사용될 스텝 사이즈를 결정할 수도 있다.

MS는 일반적으로 단일 BS와 통신한다. 콜의 진행 중에, MS는 다른 BS로의 이동을 조사할 것을 원할 수도 있는데, 예를 들면, MS가 그의 BS로부터 멀리 움직여 감에 따라 통신 링크의 품질이 나빠질 때, 또는 서로 다른 셀의 관련 트래픽 로딩에 조정이 필요할 때이다. 하나의 BS로부터 또 다른 것으로 이동하는 과정은 핸드오버로 알려져 있다. 소프트 핸드오버로 알려진 이 과정의 버전에서, MS는 만약 BS가 존재한다면, 어떤 BS로 이동할 지를 결정하기 위해, 복수의 BS들{BS들의 "활성 세트(active set)"로 알려져 있음}과의 통신에 사용한다. MS가 이 과정에 사용되고 있을 때, MS는 실질적으로 같은 시간에 각 BS들로부터 TPC 명령을 수신할 것이다. 따라서, MS는 충돌할 지도 모르는, 복수의 TPC 명령을 어떻게 처리할지를 결정하기 위한 알고리즘을 가져야 한다.

UMTS 시스템에서 사용하기에 적합한 MS에 의해 지원되어야만 하는 일 알고리즘에서, MS는 그의 송신 전력을 어떻게 조정할 지를 결정할 때, 각 BS로부터 TPC 명령의 신뢰도를 평가한다. 상기 평가를 수행하는 방법은 상기 수신된 TPC 명령의 신호-대-간섭 비(SIR)를 측정하는 것과, 같은 시간 슬롯 내에서 다른 기호(symbol)의 SIR을 측정하는 것(예를 들면 파일럿 기호)과, 디코딩 하기 전에 TPC 비트의 실제 수신된 신호의 진폭을 측정하는 것을 포함하며, 상기 진폭의 함수는 소프트 기호 정보(SSI: Soft Symbol Information)로 알려져 있을 수도 있다.

MS가 UMTS와 같은, 특정 통신 시스템에서 사용하기에 적합한지 여부를 결정하기 위해서, MS는 그의 작동이 관련 표준을 따르는지 여부를 결정하기 위한 적합성 검사를 거쳐야 한다. MS가 소프트 핸드오버를 수행하는 동안 TPC 명령을 정확히 처리하는지 여부를 분석하기 위한 이러한 적합성 검사에서는, SIR 또는 SSI에 대한 MS의 평가 결과에 액세스하는 것이 어렵다. 따라서, MS의 동작이 올바른지 여부를 평가하는 것은 어렵다.

본 발명의 목적은 상기 문제를 다루는 소프트 핸드오버 중에 라디오 통신 장비의 적합성 검사 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 소프트 핸드오버 중에 라디오 통신 장비의 요구된 동작이 지정되는 것을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 라디오 통신 시스템에서 사용하기 위한 2차 국의 적합성 검사를 위한 방법이 제공되며, 상기 제 2국은 적어도 두 개의 1차 국과 동시에 통신하는 소프트 핸드오버 과정에 사용되기 위한 수단, 및 상기 적어도 두 개의 1차 국 각각으로부터 수신된 전력 제어 명령에 응답하여 그의 출력 송신 전력을 조정하기 위한 전력 제어 수단을 구비하는데, 상기 방법은 검사 장비에서,

- 상기 적어도 두 개의 1차 국의 각각에 의해 송신된 신호와 동등한 적어도 두 개의 신호를 생성하여 검사 중인 2차 국으로 송신하며, 각 신호는 전력 제어 명령 시퀀스를 포함하는 신호 생성 및 송신 단계;

- 상기 2차 국의 출력 송신 전력을 모니터링하는 단계; 및

- 상기 출력 송신 전력 함수가 그 지정된 허용 오차 내에 있는지 여부를 결정하는 단계를 작동시키는 것을 포함한다.

본 발명의 제2 측면에 따르면, 라디오 통신 시스템에서 사용하기 위한 2차 국의 적합성 검사용 라디오 검사 장비가 제공되며, 상기 검사 장비는 본 발명의 제1 측면에 따른 검사 방법을 수행하도록 적응된다.

본 발명에 의해, 소프트 핸드오버 중에 TPC 명령을 처리하는 MS의 적합성 검사 방법이 제공된다.

본 발명의 실시 예는 첨부된 도면을 참조하여, 예시를 통해, 이제 설명될 것이다.

도 1은 라디오 통신 시스템의 블록 개략도.

도 2는 소프트 핸드오버의 과정에서 MS와의 라디오 통신 시스템의 블록 개략도.

도 3은 본 발명에 따른 소프트 핸드오버 중에 라디오 통신 장비의 적합성 검사 방법을 예시하는 흐름도.

삭제

도면에서, 대응하는 특징을 나타내기 위해 동일한 참조 번호가 사용되었다.
도 1을 참조하면, 라디오 통신 시스템은 1차 국(BS)(100) 및 복수의 2차 국(MS)(110)을 포함한다. BS(100)는 마이크로콘트롤러(μC)(102), 안테나 수단(106)에 연결된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(104), 송신된 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(107) 및 PSTN 또는 다른 적합한 네트워크로의 접속을 위한 접속 수단(108)을 포함한다. 각 MS(110)는 마이크로콘트롤러(μC)(112), 안테나 수단(116)에 접속된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(114), 및 상기 송신된 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(118)을 포함한다. BS(100)으로부터 MS(110)으로의 통신은 다운링크 주파수 채널(122) 상에서 발생하는 한편, MS(110)으로부터 BS(100)로의 통신은 업링크 주파수 채널(124) 상에서 발생한다.

소프트 핸드오버 과정에 사용되는 MS(110)가 도 2에 예시되어 있는데, 상기 MS(110)는 세 개의 각각의 BS들(100a, 100b, 100c)과의 세 개의 양방향(two-way) 통신 채널(226a, 226b, 226c)을 구비한다. 주어진 시간 슬롯에서, MS(110)는 각각의 BS들(100a, 100b, 100c)로부터 하나씩, 세 개의 TPC 명령을 실질적으로 동시에 수신한다. 이들 TPC 명령을 처리하는 방법에 관한 일 예에 따르면, MS(110)는 상기 세 개의 TPC 명령 각각에 대해 SSI를 측정하여, 각 SSI의 크기를 미리 결정된 임계값과 비교한다. 만약 SSI의 크기가 임계값 보다 크면, 관련된 TPC 명령은 신뢰할 만한 것으로 간주되며, 그렇지 않으면, TPC 명령은 믿을 수 없는 것으로 간주된다.

TPC 명령을 주어진 시간 슬롯에서 결합시키는 방법의 일 예는, 만약 시간 슬롯 내의 TPC 명령 중 하나가 신뢰할 만한 것으로 간주되고 "다운(down)"으로 해석되거나, 만약 시간 슬롯 내의 모든 TPC 명령이 믿을 수 없는 것으로 간주되고 "다운"으로 해석된다면 MS(110)가 그의 송신 전력을 줄이는 것이다. 그렇지 않으면, MS(110)는 그의 송신 전력을 증가시킬 것이다.

본 발명에 따른 MS(110)의 적합성 검사 방법은 n개의 TPC 명령 시퀀스를 사용하는데, 여기서 n은 소프트 핸드오버 적합성 검사를 위해 사용될 BS들(100)의 수이다. 도 3은 세 개의 BS들(100)을 사용하여 수행된 이러한 검사에서의 단계를 예시하는 흐름도이다.

상기 방법은 단계(300a 내지 300c)에서, 소프트 핸드오버 적합성 검사에서 사용될 각 BS(100)(이 예에서는 세 개)를 위한 하나의 TPC 명령 시퀀스의 생성으로 시작한다. 상기 TPC 시퀀스는 세 개의 동시적 TPC 명령의 임의의 특정 세트(예를 들면, 0, 1, 0)가 검사의 진행 중에, 상당한 횟수

번 발생하도록 설계될 수도 있다. 예를 들면, 적합한

값은 통계적으로 의미있는 결과를 위해 충분한 샘플을 제공하기 위하여 약 20이 될 수 있다. TPC 명령의 모든 가능한 조합이 이러한 시퀀스에 반드시 사용될 필요는 없다. 대안으로서, 하나 이상의 가능한 TPC 명령 조합을 포함하는 더 짧은 TPC 시퀀스가

번 송신될 수도 있다. 추가적인 대안으로서, 상기 TPC 시퀀스는 의사-랜덤(pseudo-random)이 될 수도 있다.

단계(302a 내지 302c)에서, 각 BS(100a, 100b, 100c)는 그의 각각의 TPC 명령 시퀀스를 동시에 송신하는데, 상기 송신은 상기 송신된 신호를 왜곡하고 잡음을 보태는 각각의 라디오 채널(304a, 304b, 304c)을 거친다. 통상적으로, 상기 채널은 미리 결정된 특징을 구비할 것이며, 결합된 신호는 MS(110)의 안테나 입력부에 바로 주입될 것이다. 만약 채널이 잡음을 포함하지 않는다면, 잡음이 바람직하게는 가법성 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise: AWGN)으로 보태져야 한다. 이것은 상기 수신된 TPC 명령에 대한 진폭의 대표적 확산을 보장하며, 따라서 SSI 또는 SIR 값의 대표적인 확산을 보장한다. 보태지는 잡음 레벨은 사용된 채널 모델러(modeller)와 협력하여, 수신된 TPC 명령의 에러 율이 예를 들면 10% 보다 더 심하지 않도록 되어야 한다.

시퀀스는, 각 세 개 한 벌의 TPC 명령이 함께 수신된 후, 단계(306)에서 그것들을 처리하여 전력 레벨에 어떠한 변화가 이루어져야 하는지를 결정하기 위해 MS(110)에 의해 수신된다. MS(110)의 송신 전력 출력의 변화가 단계(308)에서 모니터링된다. 전체 TPC 명령 시퀀스가 수신되었을 때, MS(110)에 의해 생성된 전력 변화의 패턴이 단계(310)에서 예상 전력 변화 패턴과 비교되는 제1 검사가 수행된다. 만약 상기 패턴이 수용 가능하다면, 이러한 검사 측면은 통과되며(단계 (312)), 만약 그렇지 않다면, 실패한다(단계(314)).

실제 전력 제어 변화 패턴의 수용 가능성은

개의 동일한 송신된 TPC 명령 세트 각각에 대해(또는 전체 세트 시퀀스에 대해) MS(110)가 특정 방법으로 응답하는 이들 세트의 비율

를 결정함으로써 판단될 것이다. 만약

값이 미리 결정된 값보다 크다면, MS(110)가 SIR 또는 SSI 평가를 올바르게 수행하고 있음을 나타내고, 검사는 통과된다.

에 대한 적절한 값은 상기 수신된 TPC 명령의 에러 율 및 BS들(100)의 수에 의존할 수도 있다. 10%인 최악의 에러율 및 세 개의 BS들(100)의 예에서, 적절한

값은 약 70%일 수 있다.

수용 가능한

값은 TPC 명령 세트 그룹 또는 서로 다른 세트에 대해 서로 다른 레벨로 설정될 수 있다. 예를 들면, 올바르게 해석 중인 TPC 명령 세트의 확률은 세트 내의 특정 명령 함수가 될 수도 있는데, 상기 함수는 세트로부터 TPC 명령을 결합하는데 사용되는 방법에 의존할 수도 있다. 예를 들면, 올바르게 해석되는 TPC 명령 [1,1,1]을 포함하는 세트의 비율

는 하나의 값

을 가질 수도 있는데, 한편, 올바르게 해석되고 있는 세트 [1,1,0], [1,0,1] 및 [0,1,1]의 비율은 다른 값

을 취할 수도 있으며, 올바르게 해석되는 세트 [0,0,1], [0,1,0] 및 [1,0,0]의 비율은 세 번째 값

을 취할 수도 있고, 올바르게 해석되는 세트 [0,0,0]의 비율은 네 번째 값

을 취할 수도 있다.

추가적인 검사가 상기 첫 번째 검사에 추가하여 또는 검사를 대신하여 수행될 수도 있다. 모든 TPC 명령 시퀀스가 수신되고 나면, 이 검사는 단계(316)에서, MS(110)의 최종 출력 전력을 결정한다. 이 전력은 단계(318)에서, 검사의 시작 시의 출력 전력에 관하여 상기 전력이 미리 결정된 범위 내에 있는지를 알아보기 위해 검사된다. 만약 그러하다면, 검사의 이러한 측면은 통과되며(단계(320)), 만약 그렇지 않으면, 실패한다(단계(322)).

수용 가능한 전력 범위가 어떻게 결정될 수 있는가에 대한 일 예로서,

개의 TPC 명령 세트가 송신되며, 상기 세트의 각각은 MS(110)가 조합 과정을 수행한 후에 "업(up)"으로 해석되어야 하는 경우를 고려해보자. 예를 들면, 5%인 각 BS(100a, 100b, 100c)로부터 수신된 TPC 명령의 최악의 에러율로, 상기 명령어 세트의 적어도 85%는 MS(110)에 의해 올바르게 해석되어야 한다. 그러므로, 이들 TPC 명령 세트로부터의 예상된 전력 변화는

이며, 여기서,

는 MS(110)에 의해 사용되는 전력 제어 스텝 사이즈이며,

는 전력 제어 스텝 사이즈에서의 허용 오차이다(별도의 검사에 의해 평가됨). 유사하게, 만약

개의 TPC 명령 세트가 송신된다면, 상기 세트 각각은 조합 과정 후에 "다운"으로 해석되어야 하고, 예상된 전력 변화는

이다. 그러므로, 검사 종료에 의한 총 예상 전력 변화는

이다.

이 후자의 검사는 낮은 TPC 에러율과, 소수의 BS들(100) 및

와

의 값들 사이에 현저한 차이가 있을 때에, 유용한 것이 될 가능성이 가장 높다. 상기 조건은 상당한 수의 스텝 사이즈이며 비교적 작은 예상 허용 오차를 갖는 총 예상 전력 변화를 가져올 것이다.

상기 설명에서, 신호를 생성하여 MS(110)로 송신하기 위해 복수의 BS들(100)이 사용되었다. 그러나, 실제적인 검사 시스템에서, 이러한 신호는 검사 시스템의 일부를 구성하는 라디오 주파수(RF) 신호 발생기에 의해 똑같이 잘 생성될 수 있다.

본 발명은 UMTS 실시 예에서 사용하기에 적합한 MS의 검사와 관련해서 설명되었다. 그러나, 폐쇄루프 전력 제어를 채택하고 있는 어느 시스템에라도 일반적으로 적용 가능하되, 명령이 다수의 기지국으로부터 동시에 수신되고 그로 인한 효과가 명령의 특성에 의존할 수도 있는데, 이들 특성은 검사 중인 장비에 의해 내부적으로 결정되기 때문에 검사 가능하지 않다.

본 개시를 읽으면, 다른 변경 사항이 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변경은 라디오 통신 장비의 적합성 검사를 위한 방법에 있어서 이미 알려져 있고, 본 명세서에 이미 설명된 특징 대신에 또는 추가하여 사용될 수도 있는 다른 특징을 포함할 수도 있다. 비록 청구항이 본 출원에서 특징의 특정 조합으로 작성되어 있지만, 본 출원의 개시의 범위는 임의의 청구항에서 현재 주장된 바와 동일한 발명에 관한 것이든 아니든, 그리고 본 발명이 그러하듯이 동일한 기술적 문제점들 중 어느 것 또는 모두를 경감시키든 아니든, 임의의 새로운 특징, 또는 명확하게 또는 함축적으로 본 명세서에 개시된 특징들의 임의의 새로운 조합 또는 이의 임의의 일반화도 포함한다는 것이 이해되어야 한다. 본 출원인은 이로써 본 출원 또는 이로부터 파생된 임의의 추가 출원의 실시 중에 이러한 특징 및/또는 특징의 조합으로 새로운 청구항이 작성될 수도 있음을 알린다.

본 명세서 및 청구항에서, 요소에 선행하는 단수적 표현은 복수의 그러한 요소의 존재를 배제하지 않는다. 더 나아가, 단어 "포함하는"은 기재된 것 외에 다른 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.

본 발명은 예를 들면 UMTS 2차 국의 검사용 검사 장비 범위에 적용할 수 있다.

Claims (11)

1. 2차 국이 적어도 두 개의 1차 국과 동시에 통신하는 소프트 핸드오버 과정에 사용하기 위한 수단과, 또한 상기 적어도 두 개의 1차 국 각각으로부터 수신된 전력 제어 명령에 응답하여 2차 국의 출력 송신 전력을 조정하기 위한 전력 제어 수단을 구비하는, 라디오 통신 시스템에서 사용하기 위한 2차 국의 적합성 검사 방법으로서,

   - 상기 적어도 두 개의 1차 국 각각에 의해 송신된 것과 동등한 적어도 두 개의 신호를 생성하여 검사 중인 2차 국으로 송신하는 단계로서, 각 신호는 전력 제어 명령 시퀀스를 포함하는, 신호 생성 및 송신 단계와,

   - 상기 2차 국의 상기 출력 송신 전력을 모니터링하는 단계와,

   - 상기 출력 송신 전력의 함수가 그의 지정된 허용 오차 내에 존재하는지 여부를 결정하는 단계를

   검사 장비에서 작동시키는 것을 포함하는, 적합성 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력 송신 전력의 상기 함수는 상기 출력 전력 변화의 시퀀스인 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 지정된 허용 오차는 동시에 송신된 전력 제어 명령의 서로 다른 조합에 대해 서로 다른 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출력 송신 전력의 상기 함수는 상기 검사의 시작 시의 전력과 상기 검사의 종료 시의 전력 사이의 차이인 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 2차 국은 2차 국의 출력 송신 전력에서 요구되는 변화를 결정하는데 있어서, 상기 수신된 전력 제어 명령의 신뢰도에 대한 평가치(estimate)를 사용하는 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 명령 시퀀스는 의사-랜덤(pseudo-random)인 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 명령 시퀀스는, 상기 적어도 두 개의 신호 각각의 일부로서 동시에 송신된 명령의 특정 조합이 상기 검사 중에 복수의 횟수로 발생하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전력 제어 명령 시퀀스는 각 시퀀스에서 전력 제어 명령의 서브-시퀀스가 상기 검사 중에 연속하여 복수의 횟수로 송신되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
9. 제 8 항에 있어서, 적어도 두 개의 전력 제어 명령 시퀀스의 각각에서 상기 서브-시퀀스는 상기 복수의 횟수와 동일한 복수의 명령을 각각 포함하며, 동시에 시작하는 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 복수의 횟수는 적어도 20인 것을 특징으로 하는, 적합성 검사 방법.
11. 라디오 통신 시스템에서 사용하기 위한 2차 국의 적합성 검사를 위한 라디오 검사 장비로서, 상기 검사 장비는 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 청구된 상기 검사 방법을 수행하도록 적응된 수단을 포함하는, 라디오 검사 장비.

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