KR100764925B1 - 무선 시스템에서의 전력제어 - Google Patents

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Abstract

하나 이상의 네트워크 부 및 이 네트워크 부에 무선 접속되는 하나 이상의 단말기를 포함하는 무선시스템에서, 네트워크 부와 단말기 간의 무선접속에서 무선 트래픽이 프레임으로 전송되고, 네트워크 부는 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯에서 소정의 단말기에 다운링크 송신전력을 할당하도록 구성된다. 무선시스템의 네트워크 부는 각 타임슬롯에서 단말기의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기로의 송신에 의해 발생된 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서 전력비에 대해 미리 설정된 임계값을 초과하도록 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성한다.

Description

무선 시스템에서의 전력제어{POWER CONTROL IN RADIO SYSTEM}
본 발명은 무선시스템에 관한 것으로서, 특히 무선시스템의 기지국과 기지국의 서비스영역 내에 있는 단말기 사이의 무선송신에서의 전력제어에 관한 것이다.
무선시스템에서, 전력제어란 소정의 변동 범위 내에서 무선송신의 송신전력을 조정하는 것을 말한다. 전력제어는 주로 무선시스템에서 기지국의 서비스영역 내에 위치한 단말기들에 의해 상호간 발생되는 간섭을 최소화하고 단말기에서의 소비전력을 최적화하기 위해 필요하다. 무선시스템에서의 기지국과 기지국의 서비스영역 내의 단말기의 송신전력은 조정될 수 있다. 송신전력은 예를 들어 개방루프 또는 폐쇄루프 원리에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, CDMA를 사용하는 UMTS 셀룰러 무선시스템에서, 폐쇄루프 방식이 다운링크 TDD(Time Division Duplex) 모드에서 사용되며, 그럼으로써 단말기가 특수한 전력제어 명령(TPC, Transmission Power Control)을 사용하여 수신된 송신전력을 조정할 필요가 있음을 나타내게 된다. 이 경우, 단말기는 예를 들어 기지국에 다음의 송신이 최근 수신된 송신보다 1-dB 높은 전력레벨을 가져야 한다는 것을 알릴 수 있다. UMTS의 업링크 TDD에서, 개방루프 전력제어 원리가 사용되어, 수신기 즉 단말기는 기지국이 송신시 어느 정도의 송신전력을 사용했는지를 알고 수신전력을 측정하여 따라서 수신전력에 기초하여 무선경로 상의 감쇠를 추정할 수 있어서 그 결과, 링크의 상호관계(reciprocity of the link)를 이용하여 송신전력을 조정한다.
이동망과 같은 무선망에서 전송되는 서비스들은 상이한 무선송신의 품질특성을 요구한다. 예를 들어, 음성전송은 넓은 대역폭을 필요로 하지 않지만 송신지연특성에는 민감하다. 화상은 넓은 대역폭을 요구하지만 송신 품질에 있어서 음성처럼 송신지연이 그렇게 중요하지는 않다. 예를 들어, UMTS의 TDD 모드에서, 대역폭은 송신프레임의 여러 타임슬롯에서 사용자에게 데이터 전송용량을 할당함으로써 할당된다. 종래의 해결책에서, 다운링크 송신전력은 1프레임 내에서 모든 사용자 데이터 전송 자원에 대하여 동일하다.
따라서 종래 기술이 문제점을 갖고 있다는 것은 명백하다. 다운링크 무선송신에서는 송신이 모든 사용자 타임슬롯에서 동일한 송신전력을 갖고 있기 때문에 상이한 품질요건을 고려하지 않는다. 종래 기술은 또한 사용자의 수나 타임슬롯에서의 서비스 변동을 고려하지 않는다.
본 발명의 목적은 무선시스템에서 전력제어를 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다. 이것은 다음에서 설명하는 무선시스템에서의 전력제어방법을 통해 달성된다. 상기 방법에서, 무선시스템에서의 네트워크 부와 이 네트워크 부의 서비스영역 내에 위치한 단말기 사이의 무선송신이 프레임으로 송신되고, 다운링크 송신전력이 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯에서 단말기로 할당된다. 상기 방법은 각 타임슬롯에서 단말기로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서 전력비에 대해 설정된 임계값을 초과하도록 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하는 것을 포함한다.
본 발명은 또한 무선시스템의 네트워크 부에 관한 것으로서, 상기 네트워크 부는 자신의 서비스영역 내에 위치한 단말기에 프레임으로 무선 트래픽을 전송하도록 구성되고, 다운링크 송신전력을 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯에서 소정의 단말기로 할당하도록 구성된다. 상기 네트워크 부는 각 타임슬롯에서 상기 단말기로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서 전력비에 대해 미리 설정된 임계값을 초과하도록, 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하도록 구성된다.
본 발명은 또한 네트워크 부 및 이 네트워크 부에 무선 접속된 하나 이상의 단말기를 포함하는 무선 시스템에 관한 것으로서, 상기 네트워크부 와 상기 단말기간의 무선 트래픽이 프레임으로 전송되고, 상기 네트워크 부는 다운링크 송신전력을 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯들로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯에서 소정의 단말기로 할당되도록 구성된다. 상기 네트워크 부는 각 타임슬롯에서 상기 단말기로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 상기 타임슬롯에서 전력비에 대해 미리 설정된 임계값을 초과하도록 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하도록 구성된다.
따라서, 본 발명은 무선시스템에서 전력제어를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 설명에서, (비록 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니나) 무선시스템은 바람직하게는 이동망을 말한다. 상기 방법에서, 무선시스템에서의 네트워크 부와 이 네트워크 부의 서비스영역에 위치한 단말기의 다운링크 송신, 즉 네트워크 부에서 단말기로의 송신이 조정된다. 본 발명의 설명에서, 네트워크 부는 하나 이상의 기지국 및/또는 이 기지국을 제어하는 하나 이상의 기지국 제어기로 형성된 실체를 말한다. 단말기는 이동국이나 컴퓨터, 가전기기 등과 같이 송신기 특성을 갖는 장치 및/또는 다른 무선 수신기일 수 있다. UMTS와 관련하여, 단말기는 예를 들어 TE(단말기 장비) 및 UE(사용자 장비) 기능을 포함한 장치를 말한다.
본 발명은 무선시스템에 관한 것으로서, 적어도 두 개의 다운링크 송신자원이 시분할적으로 각 단말기에 할당될 수 있다. 본 발명은 코드분할다중접속방식(CDMA) 및 시분할다중접속방식(TDMA)을 사용하는 하이브리드 시스템인 무선 시스템에 관한 것이며, 데이터 송신자원은 타임슬롯 및 확산코드의 결합을 말한다. 또한, 본 발명은 TDD(time division duplex)를 사용하는 무선시스템에 적용되나, 이에 한정되는 것은 아니며, TDMA 형의 특성을 포함하면(즉 자원이 시분할적으로 또는 불연속적으로 할당되면), FDD(frequency division duplex)를 사용하는 무선 시스템에도 적용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 무선 트래픽은 프레임으로 단말기에 전송되고, 송신전력은 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯들로부터의 적어도 두 개의 슬롯에서 단말기에 할당된다. 송신 전에, 접속품질에 대한 임계값이 기지국에서 타임슬롯 별로 및 단말기별로 특정하게 생성된다. 품질은 예를 들어 전력비(Pw/Pi)로서 결정되는데, 여기서 Pw는 타임슬롯에서 사용자에 보내지는 송신의 송신전력을 말하고, Pi는 상기 슬롯에서 다른 사용자에게 보내지는 송신의 송신전력을 말한다. 임계값 0.10은 예를 들어, 전력비에 대해 설정될 수 있어서, 단말기로 보내지는 송신 전력(Pw)은 타임슬롯의 전체 송신전력의 1/10이다. 본 발명의 실시예에서, 임계값의 설정은 예를 들어 임계값이 화상보다 데이터 송신에 대하여 더 높도록 타임슬롯에서 전송되는 서비스에 의해 영향을 받는다. 본 발명의 실시예에서, 단말기의 서비스 클래스는 임계값의 결정에 영향을 준다. 이 경우, 예를 들어, 타임슬롯에서 송신전력에 대한 더 높은 임계값이 더 높은 서비스 클래스에 위치하길 바라는 단말기 가입자에 대하여 설정된다. 프레임이 전송되기 전에, 기지국은 프레임에 시간이 정해진 즉 예정된 트래픽에 기초하여 프레임의 송신전력을 균일하게 한다. 기지국은 예정된 트래픽을 사용하여 타임슬롯에서 단말기에 대한 임계값이 달성되도록 단말기로의 송신전력을 균일하게 한다. 상기 전력레벨 임계값 및 예정된 트래픽의 평가는, 접속을 요구하는 새로운 단말기가 그들이 원하는 서비스를 제공받을 수 있는지를 무선 네트워크가 평가할 때 중요한 도구이다.
본 발명의 실시예에서, 기지국은 송신전력결정을 위해 예정된 트래픽의 평가뿐만 아니라 단말기로부터 얻은 정보(예를 들어, 접속품질과 관련된 전력제어명령 및 측정리포트 등)를 사용한다. 본 발명의 실시예에서, 전력제어명령에 의해 실행되는 다운링크 폐쇄 전력제어루프는 송신전력이 단말기에 할당되는 하나의 타임슬롯에서 신호대간섭비를 측정하는 단말기에 의해 실행되고, 전력이 조정될 필요가 있으면 업링크 송신에서 전력제어명령을 기지국에 송신한다. 전력조정의 필요는 예를 들어 신호대간섭비(이것은 접속설정 직후 기지국으로부터 수신되거나 단말기에서 생성된다)와 신호대간섭비의 임계값을 비교함으로써 단말기에서 결정된다. 하나의 슬롯과 관계되고 단말기로부터 수신된 전력제어명령이, 송신전력이 단말기에 할당되는 모든 타임슬롯에서의 전력제어를 위해 기지국에서 사용되는 것이 본 발명에 핵심이다. 이 경우, 하나의 전력제어명령은 다른 타임슬롯에서 여러 다운링크 자원을 조정하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 단말기에서 측정이 수행되는 타임슬롯은 송신전력이 단말기에 할당되는 프레임에서 마지막 타임슬롯이다. 측정이 되는 타임슬롯은 또한 접속설정 후 기지국에서 단말기로 전송될 수 있다. 전력제어는 단말기에 의해 전송된 측정리포트에 기초하여 기지국에서 계속된다. 실시예에서, 측정리포트는 이전의 프레임의 모든 타임슬롯의 신호대간섭비의 측정결과를 포함한다.
본 발명은 각 타임슬롯의 송신전력이 개별적으로 설정되어 모든 타임슬롯으로의 송신이 동일한 전력레벨에 있을 필요가 없기 때문에 무선네트워크에서 간섭을 줄이는 상당한 효과를 제공한다.
다음에, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 가지고 본 발명을 상세히 설명할 것이다.
도 1은 이동망을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 의한 방법의 실시예의 순서도를 나타낸다.
도 3은 데이터 전송프레임의 구조도이다.
도 4는 본 발명에 의한 방법의 실시예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 기지국을 나타낸다.
다음에서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이 설명은 직접 시퀀스 기술(direct sequence technique)로 실행되고 코드분할다중접속방식을 채용하는 광대역 UMTS 시스템에 기초하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 시간 및 코드 분할다중접속방식(TDMA/CDMA)을 사용하는 다른 무선시스템에서도 사용될 수 있다. 본 발명의 설명은 UMTS의 육상 무선망(UTRAN)의 TDD 모드에 기초하고, 하나의 주파수대역에서 동작하며, 업링크 및 다운링크가 상기 주파수대역에서 동일한 무선주파수이나 다른 타임슬롯을 사용한다. 본 발명은 또한 FDD를 사용하는 시스템에서 사용될 수 있는데, 업링크 및 다운링크에 대하여 서로 다른 주파수범위가 정의된다. 다음의 설명에서, 기지국이란 용어는 하나 이상의 기지국 및/또는 하나 이상의 기지국 제어기에 의해 형성된 실체(entity)를 말한다.
도 1은 이동시스템의 개략도로서, 기지국들(100A-100D)로 구성된 셀룰러 무선시스템을 나타낸다. 기지국의 서비스영역을 셀이라고 부르며, 도면에서 기지국들(100A-100D)에 대응하여 C1 내지 C4로 표시되어 있다. 셀들은 도면에서 셀(C2)이 셀(C1) 및 셀(C3)과 부분적으로 오버랩되는 것처럼 오버랩된다. 도면은 각 셀(C1-C4)의 영역에서 하나 이상의 수신기(102A-102F)를 도시하는데, 그 수신기는 예를 들어 이동국이지만, 수신기 및/또는 송신기 특성과 TE/UE 기능을 갖는 다른 장치도 될 수 있다. 이동망과 같은 코드분할다중접속방식(CDMA)을 사용하는 무선망에서, 모든 사용자들은 동시에 동일한 주파수대역을 사용한다. 사용자들은 확산코드에 기초하여 상호 구별되는데, 사용자가 전송하는 정보에 확산코드가 곱해진다. 이 경우, 음성을 포함하는 비트스트림과 같은 정보가 넓은 주파수대역으로 확산된다. 사용되는 확산코드의 비트율은 예를 들어 4, 8 또는 16으로 전송되는 데이터 스트림보다 상당히 크다. 사용자들에 대한 직교확산코드를 선택하는 것이 목적이며, 이에 의해 사용자들은 서로 상관하지 않게 된다. 실제로, 확산코드는 완벽하게 직교하지 않기 때문에, 사용자들은 상호간의 송신과 간섭한다. 간섭은 예를 들어 동일한 타임슬롯에서 통신하고 동일한 셀 또는 인접한 셀에 위치한 사용자들에게 발생한다. 또한 인접한 타임슬롯에서 통신하는 사용자의 송신도 간섭될 수 있다. 도 1에서, 셀(C4)의 수신기(102D-102F)는 상호 간섭하고, 다른 셀(C1-C3)의 영역에 위치한 단말기(102A-102C)로부터의 간섭을 받는다. 단말기들(102A-102F) 사이의 부가적인 간섭은 여러 다른 경로를 따라 수신기에 전파되는 각 단말기에 의해 송신된 신호에 의해 발생한다. 이러한 다중경로 전파 때문에, 사용자 신호는 여러 다른 방법으로 지연된 신호성분으로서 수신기에 도달하여 다른 사용자에게 간섭을 일으킨다.
도 1은 셀(C1)에서의 단말기(102A)와 기지국(100A) 사이의 양방향 무선링크(104A, 106A)를 나타낸다. 단말기(102A)에서 기지국(100A)으로의 송신을 업링크(104A)라 부르고 기지국(100A)에서 단말기(102A)로의 송신을 다운링크(106A)라고 부른다. UMTS의 TDD 모드에서, 단말기(102A-102F) 및 기지국(100A-100D)의 무선송신의 전력은 폐쇄루프를 사용하는 다운링크 및 개방루프를 사용하는 업링크에서 조정된다. 다운링크 폐쇄루프 전력제어란 단말기(102A)가 전력제어명령을 기지국에 보내면 이것에 기초하여 기지국(100A)이 그 송신을 단말기(102A)에 맞추는 것을 의미한다. 업링크 개방루프 전력제어란 단말기(102A)가 기지국(100A)으로부터 수신된 송신전력을 측정하고 수신전력을 사용하여 전파손실(propagation loss)을 추정하여 이것에 기초하여 업링크 송신을 최적화하는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명에 의한 방법의 실시예를 나타낸다. 최초 단계에서, 단말기가 기지국의 서비스영역 내에 있고 데이터 전송 접속을 요구하거나 기지국이 단말기로부터 접속설정을 요구한다. 단계(202)에 의하면, 설정되는 접속은 적어도 두 개의 다운링크 데이터 전송자원이 할당되도록 한다. UMTS의 TDD 모드에서, 예를 들어, 이것은 기지국으로부터 송신된 다운링크 데이터 전송프레임, 적어도 두 개의 시분할 확산 데이터 전송자원이 단말기에 대해 예비된다는 것을 의미한다. 확산코드는 프레임의 상이한 타임슬롯들에 할당되지만, 동일한 타임슬롯에 할당될 수도 있다. 상이한 품질특성을 요구하는 서비스가 할당되는 자원에서 전송되기 때문에, 상이한 자원에 대해 설정된 품질기준은 서로 다를 수 있다. 서비스는 예를 들어 타임슬롯에서 유사한 품질특성을 요구하는 서비스를 전송함으로써 타임슬롯에 할당될 수 있다. 이것은 품질기준이 타임슬롯에 대해 설정되도록 예를 들어 타임슬롯의 원하는 송신전력(Pw)이 타임슬롯에서 다른 사용자에게 할당된 전력(Pi)의 적어도 5%가 되도록 한다. 단계(204)에서, 기지국은 서비스영역 내의 단말기에 도 3에서 상세히 나타낸 구조를 갖는 데이터 전송프레임을 전송한다. 단계(206)에서, 기지국은 단말기로부터 전력조정명령 및/또는 접속품질에 대한 측정리포트를 수신한다. 상기 전력조정명령은 기지국에서 예를 들어 트래픽 채널의 업링크 타임슬롯과 연관되어 전력조정명령을 수신함으로써 개별적으로 수신되고, 측정리포트는 제어채널로 전송된다. 전력조정명령은 기지국 및 단말기에서 알려진 일정한 타임슬롯에 기초한다. 바람직한 실시예에서, 단말기에 의해 전송된 전력조정명령이 관련된 타임슬롯은 프레임에서의 마지막 타임슬롯이며 이것으로부터 송신전력이 단말기에 할당된다. 더욱이, 실시예에서, 기지국은 단말기에 타임슬롯에 대한 표시(indication)를 전송하고 이에 대하여 전력조정명령이 폐쇄루프 전력제어에서 전송된다. 무선링크에 대한 측정리포트에서, 단말기는 예를 들어 프레임의 모든 타임슬롯에서 경험되는 신호대잡음비를 전송한다.
도 2의 단계(208)에서, 다음에 전송되는 프레임의 트래픽이 기지국에서 평가된다. 소정의 단말기에 대하여, 이것은 예를 들어 각 타임슬롯에서 전력비(Pw/Pi)가 타임슬롯에 대하여 미리 설정된 기지국 임계값을 초과한다는 것을 의미한다. 예를 들어, 타임슬롯에서 전송되는 서비스는 타임슬롯의 기지국 임계값에 영향을 준다. 단계(210)에서, 전력조정명령에 의해 생성된 전력변화요건 및 단계(208)에서 수행된 트래픽의 평가가 결합된다. 전력조정요건은 여러 방법으로 결합될 수 있으며 본 발명은 어느 한 결합방법으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 평가에 의해 발생 된 전력조정요건이 우선 생성되고, 단말기에 의해 전송된 전력조정명령이 더해지거나 빼지는 것이 한 예이다. 제 2실시예에서, 단말기에 의해 전송된 전력조정명령이 우선적으로 고려되고, 필요하면 평가에 의해 발생된 전력조정요건이 다음에 고려된다. 그러나, 본 발명에 관한 한, 프레임 당 전력제어명령이 기지국에서 수신되는 것은 필수적이다. 수신된 전력제어명령이 다음에 전송되는 프레임에서 모든 타임슬롯을 담당하도록 확장되고 여기서 자원이 단말기에 할당된다. 예를 들어, 타임슬롯 5와 관련된 기지국에서 수신된 전력제어명령 +1dB, 그러나 +1-dB 전력제어가 모든 타임슬롯 예를 들어 3, 4 및 5에서 수행되고, 여기서 송신전력이 단말기에 대해 예비된다. 이 전력제어는 도 4에서 상세히 설명된다. 실제 전력제어는 다음 프레임이 단계(204)로 돌아가 전송되기 전에 단계(212)에서 수행된다.
디지털 무선시스템에서, 단말기와 기지국 사이의 무선 인터페이스는 논리 무선채널에 의해 실행되는데, 논리 무선채널은 물리 무선채널에 의해 물리적으로 실행된다. 논리채널은 전용 및 일반 채널로 나눌 수 있고, 전용 채널은 소정의 단말기와 기지국간의 통신을 위해 특정적으로 예비된 것이다. 전용채널의 예는 전용 트래픽 채널(DCH, Dedicated Channel)이다. 일반 채널은 예를 들어 기지국에서 여러 단말기로 동시에 정보를 전송하는데 사용된다. 일반 채널의 예로는 셀에 대한 정보를 단말기에 다운링크 전송하는데 사용되는 BCCH(Broadcast Channel); 시스템이 단말기의 위치를 모를 때 단말기로부터 위치데이터를 요구하는데 사용되는 PCCH(Paging Channel); 및 예를 들어 접속설정에 관련된 제어정보의 업링크 전송을 위해 어느 단말기가 사용될 수 있는지에 관한 RACH(Random Access Channel)가 있다.
논리채널은 물리채널에 의해 실행되고, TDMA 기반 시스템에서 물리채널의 실행은 타임슬롯 및 타임슬롯에서 전송되는 버스트(burst)이다. 물리채널에서 사용된 프레임 및 버스트 구조는 송신이 발생하는 물리채널에 따라서 다르다. UMTS의 TDD 모드 DPCH(Downlink Dedicated Physical Channel) 물리채널의 프레임 구조를 도 3을 참조하여 예로서 설명한다. 프레임(300)의 송신시간은 10 ms이며 15개의 타임슬롯(302A-302D)으로 나누어지고, 각각의 타임슬롯(예를 들어, 302C)은 0.666 ms의 시간을 갖는다. 각각의 타임슬롯(302A-302D)은 여러 다른 사용자들에게 동시에 할당될 수 있으며 사용자들은 상호 확산코드에 의해 구별된다. 프레임의 각 타임슬롯(302A-302D)은 업링크 또는 다운링크 송신을 위해 할당될 수 있는데, 이것은 타임슬롯(302A-302D)에서 양방향 화살표로 도시된다. 그러나, 각 프레임에서 적어도 하나의 타임슬롯이 업링크에 할당되고 하나는 다운링크 송신방향에 할당된다. 타임슬롯(302A-302D)에서 송신되는 데이터 패킷을 버스트라고 하며, 이것은 2560개의 칩 즉 확산코드 단위로 구성된다. 1타임슬롯에서의 버스트는 확산코드에 의해 다른 사용자에게 보내질 수 있으나, 또한 동일한 사용자에 모두 보내질 수도 있다. 다른 사용자에게 속하는 8개의 버스트가 하나의 업링크 타임슬롯에 위치할 수 있다. 9 또는 10개의 버스트가 하나의 다운링크 타임슬롯에 위치할 수 있다. 도 3에 의한 DPCH 버스트에서, 칩 0-1103은 제 1데이터부(304A)를, 칩 1104-1359는 미드앰블(midamble)(306)을, 칩 1360-2463은 제 2데이터부(304B)를 갖고, 버스트의 끝에서 96 개의 칩 길이로서 가드부(guard period)(308)가 있다. TPC가 미드앰블(306) 및 제 2데이터부(304B)의 가운데에 위치한다. 설명한 내용을 포함하는 버스트는 예를 들어 다운링크 채널에서 사용된다. 업링크 채널에서 사용된 버스트의 가운데는 다른 사용자로부터 기지국으로 오는 버스트의 분류를 용이하게 하고 무선경로에서 발생되는 간섭을 식별하기 위해 일반적으로 더 길다.
도 4는 실제 본 발명에 의한 방법의 효과를 설명한다. 도면에서 가장 위에 있는 것이 프레임(300A)이고, 이것은 기지국(100A)으로부터 이와 통신하는 단말기(예를 들어, 102A)로 전송된다. 프레임(300A)은 16개의 타임슬롯으로 구성되며, 그 중에서 타임슬롯(1-13)은 다운링크를 위해 예비되고 2중 경계선(400) 다음의 타임슬롯(14-16)은 업링크를 위해 예비된다. 송신전력은 타임슬롯(3, 6, 12)으로부터 단말기(102A)로 할당된다. 예를 들어 상이한 서비스들이 상기 타임슬롯에서 송신되고, 이에 의해 타임슬롯의 신호대간섭비(SIR)에 대해 설정된 목표값이 서로 다르다. SIR 측정에서, 단말기는 단말기로 보내지는 송신신호전력 대 간섭신호의 전력(즉, 다른 사용자로 보내지는 송신전력)을 측정한다. 음성, 화상 또는 그와 유사한 서비스는 타임슬롯에서 단말기로 보내질 수 있으나, 타임슬롯의 SIR 목표값은 다르다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 기지국 및 단말기는 제어채널을 통해 SIR 목표값과 목표값이 관계하는 타임슬롯을 교신한다. 송신전력이 언제나 마지막 타임슬롯에서 단말기에 할당되도록 기지국(100A)으로부터 개별적인 통지 없이 측정을 또한 수행할 수 있다. 이것이 도 4의 예에 대한 상황으로서, 단말기(102A)가 타임슬롯(13)을 측정한다. 도 4의 예에서, 타임슬롯(13)을 측정하는 동안, 단말기(102A)는 SIR 목표가 3dB지만, 신호전력 대 간섭전력의 비가 단지 2dB라고 알린다. 이 경우, 단말기(102A)는 프레임(300B)에 속하는 다음 업링크 타임슬롯(15)에서 +1dB만큼 타임슬롯의 송신전력을 증가시키기 위한 요청을 전송한다. UMTS의 TDD에서, 단말기는 TPC 표시자(Transmission Power Control)에서 전력조정명령을 전송한다. 기지국(100A)은 프레임(300B)에 속하는 타임슬롯(15)을 수신하고 단말기에 송신되는 송신전력을 다음 프레임(300C)에서 모든 타임슬롯(3, 6, 13)에서 +1dB로 조정하여 단말기로 전송된다. 본 발명의 기술적 사상의 실시예에 의하면, 기지국(100A)은 하나의 타임슬롯의 측정에 기초한 TPC 값에 기초하여 단말기(102A)의 모든 타임슬롯에서 송신전력을 조정한다. 이 경우, 어떤 타임슬롯에서 단말기가 가지는 SIR가 변하면, 약화된 SIR의 주요원인은 기지국에 대한 단말기 위치의 변화이며 이에 의해 단말기는 다른 타임슬롯에서도 SIR의 유사한 약화를 경험하게 된다는 것을 알아야 한다.
본 발명의 실시예에서, 단말기는 기지국에 접속품질에 대한 측정 리포트를 전송한다. 측정리포트는 예를 들어 보고된 SIR의 타임슬롯에서 각 프레임 당 한 번 전송되는데, 여기서 송신전력이 사용자에게 할당된다. 또한, 프레임의 각 슬롯의 간섭레벨이 측정리포트에서 보고될 수 있다. 실시예에서, 기지국은 다음 프레임의 전력을 조정하기 위한 측정리포트를 사용한다. 예를 들어 도 4를 참조하면, 단말기(102A)는 타임슬롯(3, 6, 13)에서 유일한 사용자이고 기지국에 간섭레벨 90dBm, -120dBm, -120dBm 각각을 포함하는 측정리포트를 전송한다고 가정한다. 이 경우, 기지국은 전력비 평가 및 전력제어명령 표시보다 크게 타임슬롯(3)의 전력레벨을 증가시킨다.
본 발명의 실시예에서, 기지국(100A)은 또한 평가된 트래픽에 기초하여 송신전력과 간섭전력간의 관계를 평가한다. 실제로, 이것은 프레임(300A)을 전송하여, 기지국(100A)이 다음 프레임(300C)에서 전송되는 트래픽의 기록을 유지하기 시작한다는 것을 의미한다. 도 4의 예에서, 기지국(100A)은 타임슬롯(6)에서 단말기(102A)로 보내지는 송신전력(Pw)이 간섭전력(Pi)에 대하여 너무 낮게 떨어졌다는 것을 알리는데, 간섭전력은 예측된 즉 단말기(102A) 이외의 다른 단말기에 예정된 트래픽을 말한다. 기지국(100A)은 이미 단말기(102A)로부터 +1dB만큼 송신전력을 올리라는 명령을 받았기 때문에, 예를 들어 +1dB만큼 높은 송신전력은 원하는 레벨로 전력비(Pw/Pi)를 높이기에 충분하다. 본 발명의 실시예에서, 기지국은 먼저 전력비(Pw/Pi)를 적절한 레벨 예를 들어 소정의 임계값의 레벨로 만든다. 임계값은 예를 들어 전력비가 0.10이 되게 결정한다. 사용자에 의해 발행된 TPC 명령은 전력비가 계산될 때까지 고려되지 않는다.
다음, 도 5를 참조하여 본 발명을 설명한다. 도 5는 본 발명에 의한 CDMA 송신기 및 수신기의 블록도를 나타낸다. 송신기는 블록(500-510)으로 도시되고, 수신기는 블록(530-54)으로 도시된다. 송신기(500-510)와 수신기(530-540) 사이의 무선접속이 양방향이기 때문에, 실제 이동망의 기지국과 단말기가 송신기 및 수신기로서 동작한다. 명확히 하기 위해, 도 5는 기지국이 송신기로서 동작하고 단말기(이동국)가 수신기로 동작하는 상황 즉 다운링크 송신만을 나타낸다. 데이터블록(500)은 송신기에서 음성 또는 데이터를 생성하는데 필요한 기지국의 하드웨어부분을 나타낸다. 블록(502)에서, 채널코딩 및 인터리빙은 예를 들어 심볼로 구성된 정보에 맞추어진다. 채널코딩 및 인터리빙은 모든 정보비트가 수신되지 않더라도 송신정보가 수신기에 재저장될 수 있도록 하는데 사용된다. 블록(504)은 확산코드에 의한 승산 및 전송된 정보에 대해 수행된 광대역으로의 확산을 나타낸다. 디지털에서 아날로그의 변환은 블록(506)에서 일어난다. 아날로그로 변환되기 전에, 신호는 전력제어를 받는다. 전력제어는, 예를 들어 사용자 신호를 전송하는데 사용되는 송신전력이 높으면 높을수록 무선경로(104A)로 전송되는 결합신호가 증가하기 전에 사용자 신호 칩이 곱해지는 계수가 더 높아지도록 수행된다. 유닛(506)에서, 사용자 신호의 전력레벨 및 간섭신호가 상호 비교되고 임계값과 비교되어, 임계값 비교가 사용자신호의 전력레벨 조정을 표시할 때, 사용자신호의 전력레벨이 임계값에 이르도록 조정된다. 무선주파수부(508) 다음에, 결합신호가 다운링크 무선경로(104A)로의 송신을 위해 안테나부(510)에 의해 전송된다.
도 5는 광대역 신호를 수신하는 안테나부(530)로 구성된 CDMA 수신기(530-540)를 나타낸다. 안테나(530)로부터, 신호가 무선주파수부(532)로 전송되어, 여기서부터 신호가 아날로그에서 디지털 형태로의 변환을 위해 A/D 컨버터(534)로 전송된다. 수신기블록(536)에서, 사용자 신호를 수신된 CDMA 신호로부터 분리하기 위한 시도가 행해진다. 이런 분리는 사용자신호로부터 심볼 평가를 구성함으로써 이루어지고, 심볼 평가는 하나 이상의 간섭제거단계에서 상기 정보를 처리함으로써 향상된다. 실시예에서, 예를 들어 수신기의 RAKE 형에서 수신기 블록(536)은 다중전파 성분의 지연을 평가하고 그들 중 가장 강한 것을 RAKE 분기에 할당하는 지연평가기를 포함한다. 수신기 블록(536)에서, 사용자 신호는 재생성되고 수신 결합신호로부터 감산될 수 있는 간섭신호로 결합된다. 여기서, 신호대간섭비는 또한 사용자 신호의 전력레벨과 간섭신호의 전력레벨을 비교함으로써 유닛(534)에서 평가된다. 마지막 심볼 평가가 신호로부터 생성되면, 디인터리빙 및 채널코딩의 제거를 위해 블록(538)으로 간다. 다음, 사용자 데이터는 수신기에서 데이터 처리루틴(540)으로 가며, 이 경우 예를 들어 이동국은 음성을 사용자에게 제공하는 핸드셋을 의미한다. 송신기 및 수신기는 또한 도 5와 관련하여 설명한 이외의 부분을 포함하지만, 그것들에 대한 설명은 본 발명의 설명과 관련이 없다.
본 발명은 소프트웨어를 이용하여 무선시스템의 네트워크 부에서 실행되어, 예를 들어, 기지국(100A-100D)은 마이크로프로세서를 포함하고, 여기서 상기 설명한 방법의 기능들이 소프트웨어와 같이 실행된다. 네트워크 부는 또한 개별적인 시스템일 수도 있으며 상기 단계들이 1 이상의 기지국 및/또는 기지국 제어기에서 실행된다는 것은 당업자에게 명백하다. 본 발명은 또한 예를 들어 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같은 요구한 기능을 제공하는 하드웨어 솔루션을 사용하거나 개별적인 로직성분을 사용하여 실행될 수도 있다.
본 발명이 첨부된 도면에 의한 예를 참조하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않으며, 청구범위에 개시된 본 발명의 사상의 범위 내에서 여러 다양한 방법으로 수정 가능하다는 것은 명백하다.

Claims (27)

  1. 무선시스템에서의 네트워크 부와 이 네트워크 부의 서비스영역 내에 위치한 단말기 사이의 무선송신이 프레임으로 송신되고, 다운링크 송신전력이 상기 프레임에 의해 결정된 타임슬롯으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯에서 단말기에 할당되는(202-204) 무선시스템에서의 전력제어방법에 있어서,
    각 타임슬롯에서 단말기로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서 전력비에 대해 설정된 임계값을 초과하도록, 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하는 것(208-212)을 특징으로 하는 전력제어방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 네트워크 부는 하나 이상의 기지국과 하나 이상의 기지국 제어기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전력비에 대해 설정된 임계값은 타임슬롯에서 전송되는 서비스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전력비에 대해 설정된 임계값은 단말기의 서비스 클래스에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    단말기로 보내지는 송신신호강도 및 단말기에서 타임슬롯의 간섭신호 강도를 송신전력이 단말기에 할당되는 타임슬롯에서 측정하는 단계와,
    상기 단말기에서의 신호강도 대 간섭신호강도의 신호대간섭비를 생성하는 단계와,
    상기 단말기에서의 신호대간섭비를 소정의 임계값과 비교하여, 상기 신호대간섭비가 적어도 임계값과 같으면, 상기 단말기로부터 상기 네트워크 부로 전력조정명령을 전송하는 단계와,
    상기 전력조정명령에 기초하여 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 다음 프레임의 모든 타임슬롯에서 상기 네트워크 부의 단말기로 보내지는 송신전력을 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 네트워크 부에서 상기 단말기로 어느 타임슬롯에서 신호대간섭비가 측정되는지를 가리키는 정보를 전송하는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 무선시스템은 코드분할다중접속방식(CDMA)을 사용하는 무선시스템이고, 타임슬롯에서 다른 단말기의 송신은 단말기에 할당된 각각의 확산코드에 기초하여 분리되는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  8. 제 1항에 있어서, 업링크 및 다운링크 송신방향은 TDD(time division duplex)를 사용하는 상기 무선시스템에서 상호 분리되는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  9. 제 1항에 있어서, 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 모든 타임슬롯에 대한 신호대간섭비(SIR)에 대한 측정리포트를 상기 단말기로부터 상기 네트워크 부로 전송하는 단계와,
    다음에 전송되고 단말기로 보내지는 프레임의 송신전력을 결정하는데 상기 네트워크 부에서 상기 단말기로부터 수신된 측정리포트를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력제어방법.
  10. 무선시스템의 네트워크 부(100A-100D)에서, 상기 네트워크 부(100A-100D)의 서비스영역 내에 위치한 단말기(102A-102F)에 프레임(300)으로 무선 트래픽을 전송하도록 구성되고, 다운링크 송신전력을 상기 프레임(300)에 의해 결정된 타임슬롯으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯(302A-302D)에서 소정의 단말기(102A)에 할당되며,
    상기 네트워크 부(100A-100D)는 각 타임슬롯(302A-302D)에서 상기 단말기(102A-102F)로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기(102A-102F)로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서(302A-302D) 전력비에 대해 미리 설정된 임계값을 초과하도록, 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부(100A-100D).
  11. 제 10항에 있어서, 상기 네트워크 부는 하나 이상의 기지국과 하나 이상의 기지국 제어기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 전력비에 대해 설정된 임계값을 타임슬롯에서 전송되는 서비스에 기초하여 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 전력비에 대해 설정된 임계값을 상기 단말기의 서비스 클래스에 기초하여 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 네트워크 부는 송신전력이 단말기에 할당되는 타임슬롯과 관련된, 상기 단말기로부터 전력조정명령을 수신하도록 구성되고,
    상기 네트워크 부는 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 다음 프레임의 모든 타임슬롯에서 상기 단말기에 보내지는 송신전력을 조정하기 위해 상기 전력조정명령을 사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 전력비가 측정될 프레임의 타임슬롯에 대한 정보를 상기 단말기에 전송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 무선 시스템은 코드분할다중접속방식을 사용하는 무선시스템이고, 타임슬롯에서 다른 단말기의 송신은 상기 단말기에 할당된 각각의 확산코드에 기초하여 분리되는 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 업링크 및 다운링크 송신방향은 TDD를 사용하는 상기 무선시스템에서 상호 분리되는 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 네트워크 부는 상기 단말기로부터 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 모든 타임슬롯에 대한 신호대간섭비(SIR)에 대한 측정리포트를 수신하도록 구성되고,
    상기 네트워크 부는 다음 전송되고 상기 단말기로 보내지는 프레임의 송신전력을 결정하는데 상기 단말기로부터 수신된 측정리포트를 사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템의 네트워크 부.
  19. 네트워크 부(100A-100D) 및 이 네트워크 부(100A-100D)에 무선 접속된 하나 이상의 단말기(102A-102F)를 포함하는 무선시스템에서, 상기 네트워크 부(100A-100D)와 상기 단말기(102A-102F)간의 무선 트래픽이 프레임(300)으로 전송되고, 상기 네트워크 부(100A-100D)는 다운링크 송신전력을 상기 프레임(300)에 의해 결정된 타임슬롯(302A-302D)으로부터의 적어도 두 개의 타임슬롯(302A-302D)에서 소정의 단말기(102A-102F)에 할당되도록 구성되며,
    상기 네트워크 부(100A-100D)는 각 타임슬롯(302A-302D)에서 상기 단말기(102A-102F)로의 무선송신의 송신전력과 다른 단말기(102A-102F)로의 송신에 의해 발생되는 간섭전력과의 전력비가 타임슬롯에서(302A-302D) 전력비에 대해 미리 설정된 임계값을 초과하도록, 타임슬롯별로 특정하게 단말기로의 송신전력을 생성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 네트워크 부는 하나 이상의 기지국과 하나 이상의 기지국 제어기 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  21. 제 19항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 전력비에 대해 설정된 임계값을 타임슬롯에서 전송되는 서비스에 기초하여 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  22. 제 19항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 전력비에 대해 설정된 임계값을 상기 단말기의 서비스 클래스에 기초하여 결정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  23. 제 19항에 있어서,
    상기 단말기는 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 타임슬롯에서 설정되도록 구성되고, 신호강도 대 간섭신호강도의 신호대간섭비를 측정하도록 구성되고, 상기 신호대간섭비와 소정의 임계값을 비교하여 신호대간섭비가 적어도 임계값과 같으면, 상기 네트워크 부로 전력조정명령을 전송하도록 구성되고,
    상기 네트워크 부는 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 다음의 프레임의 모든 타임슬롯에서 상기 전력조정명령에 기초하여 상기 단말기에 보내지는 송신전력을 조정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 네트워크 부는 상기 단말기에 정보를 전송하도록 구성되고 상기 단말기는 어느 타임슬롯에서 신호대간섭비가 측정되는지를 가리키는 정보를 상기 네크워크 부분으로부터 수신하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선 시스템.
  25. 제 19항에 있어서, 상기 무선 시스템은 코드분할다중접속방식을 사용하는 무선시스템이고, 타임슬롯에서 다른 단말기의 송신은 상기 단말기에 할당된 각각의 확산코드에 기초하여 분리되는 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  26. 제 19항에 있어서, 상기 업링크 및 다운링크 송신방향은 TDD를 사용하는 상기 무선시스템에서 상호 분리되는 것을 특징으로 하는 무선시스템.
  27. 제 19항에 있어서,
    상기 네트워크 부는 상기 단말기로부터 송신전력이 상기 단말기에 할당되는 모든 타임슬롯에 대한 신호대간섭비(SIR)에 대한 측정리포트를 수신하도록 구성되고,
    상기 네트워크 부는 다음 전송되고 상기 단말기로 보내지는 프레임의 송신전력을 결정하는데 상기 단말기로부터 수신된 측정리포트를 사용하도록 구성된 것을 특징으로 하는 무선시스템.
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