KR100801386B1 - 애드혹 무선 네트워크들의 전력 제어 - Google Patents

애드혹 무선 네트워크들의 전력 제어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신에 관한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다. 상기 시스템들 및 기술들은 모듈 또는 통신 디바이스가 광대역 간섭의 검출에 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하고, 광대역 간섭의 무검출에 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하도록 구성된 무선 통신에 관한 것이다.

Description

애드혹 무선 네트워크들의 전력 제어{POWER CONTROL IN AD-HOC WIRELESS NETWORKS}
본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 특히 애드혹 무선 네트워크들에서 전력 제어를 위한 다양한 시스템들 및 기술들에 관한 것이다.
종래의 무선 통신들에서, 액세스 네트워크는 일반적으로 다수의 이동 디바이스들을 위한 통신들을 지원하는데 사용된다. 액세스 네트워크는 일반적으로 지리적인 영역을 통해 분포된 다수의 고정 위치 기지국들로 구현된다. 지리적인 영역은 일반적으로 셀들이라 공지된 더 작은 영역들로 세분화된다. 각각의 기지국은 개별 셀에서 이동 디바이스들을 서비스하도록 구성될 수 있다. 액세스 네트워크는 서로 다른 셀룰러 영역들에서 트래픽 요구조건들을 변화시킬 때 쉽게 재구성될 수 있다.
종래의 액세스 네트워크와는 대조적으로, 애드혹(ad-hoc) 네트워크들은 동적이다. 애드혹 네트워크는 단말기들이라 불리는 다수의 무선 통신 디바이스들이 네트워크를 형성하기 위해 서로 결합할 때 형성될 수 있다. 애드혹 네트워크들에서의 단말기들은 호스트 또는 라우터로서 동작할 수 있다. 따라서, 애드혹 네트워크는 현재의 트래픽 요구조건들을 효율적인 방식으로 충족하도록 용이하게 재구성될 수 있다. 또한, 애드혹 네트워크들은 애드혹 네트워크들이 향후를 위한 관심을 끄는 선택을 수행할 때 종래의 액세스 네트워크들에 의해 요구된 인프라구조를 필요로 하지 않는다.
초광대역(UWB)은 애드혹 네트워크들과 함께 구현될 수 있는 통신 기술들의 일 예이다. UWB는 광대역을 통해 고속 통신을 제공한다. 동일한 시간에, UWB 신호들은 매우 적은 전력을 소비하는 매우 짧은 펄스들로 송신된다. UWB 신호의 출력 전력은 매우 낮아서 다른 RF 기술들에 잡음으로 간주되며, 매우 적은 간섭으로 작용한다.
다수의 다중 접속 기술들은 애드혹 네트워크에서 동시 통신을 지원하고 있다. 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 방식은 예를 들어 매우 공통적인 기술이다. FDMA는 일반적으로 애드혹 네트워크내의 2개의 단말기들 사이의 개별 통신에 전체 대역폭의 개별 부분들을 할당하는 것을 포함한다. 상기 방식이 중단되지 않는 통신에는 효율적일 수 있지만, 전체 대역폭의 효율적인 사용은 상기 일정하고, 중단되지 않는 통신이 요구되지 않을 때 달성될 수 있다.
다른 다중 접속 방식들은 시간 분할 다중 접속(TDMA)을 포함한다. 상기 TDMA 방식들은 중단되지 않는 통신을 필요로 하지 않는 다수의 단말기들 사이에 한정된 대역폭을 할당하는데 특히 효율적일 수 있다. TDMA 방식은 일반적으로 지정된 시간 간격들로 2개의 단말기들 사이의 각각의 통신 채널에 전체 대역폭을 제공한다.
코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술은 전체 시간 간격 동안 다수의 통신들을 지원하기 위해 TDMA와 결합하여 사용될 수 있다. 상기 CDMA 기술은 지정된 시간 간격 내에 캐리어를 변조하고, 따라서 신호의 스펙트럼을 확산하는 서로 다른 코드를 사용하여 각각의 통신 또는 신호를 송신함으로써 달성될 수 있다. 송신된 신호들은 원하는 신호를 역확산하기 위해 상응하는 코드를 사용하는 복조기에 의해 수신 단말기에서 확산될 수 있다. 코드들이 매칭되지 않는 원하지 않는 신호들은 대역폭 내에서 역확산되지 않고 잡음의 원인으로만 작용한다.
애드혹 네트워크에서, 단말기들은 동적으로 추가된다. 더 많은 단말기들이 추가될수록, 각각의 통신 단말기는 통신중인 단말기와는 다른 단말기들에 대하여 더 많은 간섭들을 발생한다. 따라서, 다른 단말기의 통신들과의 간섭을 방지하기 위해 단말기 송신 전력을 제어하는 것이 요구된다.
본 발명의 일 양상에서, 전력 제어 방법은 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하는 단계, 상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하는 단계, 및 폐루프 전력 제어가 인에이블되는 경우에 전력 송신 레벨을 표시하는 순방향 피드백 신호를 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또다른 양상에 있어서, 무선 단말기는 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하는 수단, 상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하는 수단, 및 상기 폐루프 전력 제어가 형성되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 송신하는 수단을 포함한다.
본 발명의 또다른 양상에 있어서, 무선 단말기는 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하기 위한 수신기, 상기 수신기에 접속되어, 상기 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하기 위한 베이스밴드 처리기, 및 상기 베이스밴드 처리기에 접속되어, 상기 폐루프 전력 제어가 인에이블되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 송신하기 위한 송신기를 포함한다.
본 발명의 또다른 양상에 있어서, 컴퓨터 프로그램에 의해 실행가능한 명령들의 프로그램을 구현하는 컴퓨터 판독가능한 매체는 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하고, 상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하고, 및 상기 폐루프 전력 제어가 형성되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예들은 하기의 상세한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 인식될 수 있으며, 본 발명의 다양한 실시예들은 설명의 방식으로 도시되고 설명됨을 이해할 것이다. 인식되는 것과 같이, 본 발명은 다른 실시예들 및 서로 다른 실시예들이 될 수 있고, 상세한 설명들은 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않고 다양한 다른 점에서 수정이 가능하다. 따라서, 도면들과 상세한 설명들은 특징의 설명하기 위한 것으로 간주되고, 이에 제한되지는 않는다.
도 1은 피코넷의 일 예를 설명하는 개념도이다.
도 2는 피코넷 내부 통신들을 제어하기 위한 매체 접속 제어(MAC) 프레임의 일 예를 설명하는 개념도이다.
도 3은 피코넷 내부에서 동작할 수 있는 단말기의 일 예를 설명하는 기능적인 블럭 다이어그램이다.
도 4는 피코넷의 마스터 단말기로 동작하는 단말기의 일 예를 설명하는 개념적인 블럭 다이어그램이다.
도 5는 피코넷의 멤버 단말기로서 동작하는 단말기의 일 예를 설명하는 개념적인 블럭 다이어그램이다.
도 6은 2개의 멤버 단말기들 사이의 통신들이 형성될 때 전력 제어 동작의 일 예를 설명하는 흐름도이다.
도 7은 2개의 멤버 단말기들 사이의 통신들이 형성될 때 개루프 전력 제어 동작의 일 예를 설명하는 흐름도이다.
첨부된 도면과 함께 하기에서 설명되는 상세한 설명들은 본 발명의 다양한 실시예들의 설명을 위한 것이며, 본 발명이 실행될 수 있는 실시예들만을 설명하기 위한 것은 아니다. 본 개시물에 개시된 각각의 실시예는 본 발명의 일 예로서 제공되며, 다른 실시예들에 유리한 것으로 간주될 필요는 없다. 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위한 목적으로 특정 세부사항들을 포함한다. 그러나, 본 발명은 상기 특정 세부 사항들 없이 실행될 수 있음이 인식될 것이다. 몇몇 경우에, 공지된 구성들 및 디바이스들은 본 발명의 개념들을 불명료하게 하는 것을 방지하기 위해 블럭 다이어그램 형태로 도시된다. 약어들 및 다른 기술 용어들은 명확함과 편리함을 위해 사용되는 것이지, 본 발명의 사상을 한정하는 것은 아니다.
용어 "예시적인"은 "일 예, 경우, 또는 설명으로서 제공되는"을 의미하기 위해 사용된다. 본 명세서에 "예시적인" 것으로 개시된 몇몇 실시예는 다른 실시예들에서 유리한 것으로 간주될 필요는 없다.
하기의 상세한 설명에서 본 발명의 다양한 양상들은 UWB 무선 통신 시스템의 배경에서 설명될 수 있다. 본 발명의 양상들은 상기 응용과 사용하기에 매우 적합할 수 있지만, 당업자는 상기 발명의 양상들이 다양한 다른 통신 환경들에서 사용하기에 적합할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, UWB 통신 시스템에 대한 임의의 참조는 본 발명의 양상들이 다양한 범위의 응용들을 가지는 것을 이해하면서 본 발명의 양상을 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 피코넷을 위한 네트워크 토폴로지의 일 예이다. "피코넷"은 무선 기술을 사용하여 애드혹 방식으로 접속된 통신 디바이스들 또는 단말기들의 집합이다. 단말기들은 고정되거나 이동가능하며, 상기 단말기는 사용자에 의해 도보로, 또는 차량으로, 항공 또는 선박으로 이동될 수 있다. 용어 "단말기"는 셀룰러, PCS, 무선 또는 지상라인 전화기들, 개인 디지털 보조장치들(PDA), 랩탑, 외부 또는 내부 모뎀들, PC 카드들 및 다른 유사 디바이스들을 포함하는 다양한 형태의 통신 디바이스들을 포함한다.
무선 통신 시스템의 적어도 하나의 실시예에서, 각각의 피코넷은 하나의 마 스터 단말기와 상기 마스터 단말기에 의해 종속되는 다수의 멤버 단말기들을 포함한다. 도 1에서, 피코넷(102)은 몇몇 멤버 단말기들(106) 사이의 통신을 지원하는 마스터 단말기(104)와 함께 도시된다. 마스터 단말기(104)는 피코넷 내의 멤버 단말기들(106)의 각각과 통신할 수 있다. 멤버 단말기들(106)은 또한 마스터 단말기(104)의 제어 하에 서로 직접 통신할 수 있다. 하기에서 상세히 설명된 것과 같이, 피코넷(102) 내의 각각의 멤버 단말기(106)는 피코넷 외부의 단말기와 직접 통신할 수 있다.
마스터 단말기(104)는 TDMA, FDMA, CDMA, 또는 임의의 다른 다중 접속 방식과 같은 몇몇 다중 접속 방식을 사용하여 멤버 단말기들(106)과 통신할 수 있다. 본 발명의 다양한 양상들을 설명하기 위해, 도 1에 도시된 무선 통신 시스템은 TDMA 및 CDMA 기술들 모두를 사용하는 하이브리드 다중 접속 방식의 개념에서 설명된다. 당업자는 본 발명이 상기 다중 접속 방식들에 제한되지 않음을 인식할 것이다.
피코넷은 다양한 방식들로 형성될 수 있다. 예를 들어, 단말기가 초기에 전원을 업 하면, 피코넷 마스터 단말기들로부터 파일럿 신호들을 검색할 수 있다. 각각의 피코넷 마스터 단말기에 의해 브로드캐스팅된 파일럿 신호는 변조되지 않은 스펙트럼 확산 신호 또는 몇몇 다른 기준 신호가 될 수 있다. 스팩트럼 확산 구성들에서, 의사 랜덤 잡음(PN) 코드는 각각의 피코넷 마스터 단말기에 유일하며 파일럿 신호를 확산시키기 위해 사용된다. 상관 프로세스를 사용하여, 단말기는 가장 강한 파일럿 신호를 사용하여 마스터 단말기를 식별하기 위해 가능한 PN 코드들을 탐색할 수 있다. 가장 강한 파일럿 신호가 최소 데이터 레이트를 지원하기에 충분한 신호 강도로 수신되면, 단말기는 마스터 단말기를 등록하여 피코넷을 결합하는 것을 시도할 수 있다.
단말기는 마스터 단말기가 존재하지 않기 때문에 파일럿 신호를 발견할 수 없다. 몇몇 경우에, 단말기는 최소 데이터 레이트를 지원하기에 충분한 신호 강도의 파일럿 신호를 발견할 수 없다. 이는 몇몇 이유들 때문에 발생할 수 있다. 예를 들어, 단말기가 마스터 단말기로부터 너무 멀리 떨어져 있을 수 있다. 선택적으로, 전파 환경은 필수 데이터 레이트를 지원하기에 불충분할 수 있다. 또다른 경우에, 단말기는 현재의 피코넷을 결합할 수 없고, 따라서 자신의 파일럿 신호를 송신함으로써 분리된 단말기로서 동작하기 시작할 수 있다. 분리된 단말기는 새로운 피코넷에 대하여 마스터 단말기가 될 수 있다. 다른 단말기들은 분리된 단말기로부터 충분한 강도로 방송된 파일럿 신호를 수신할 수 있고 파일럿 신호를 동기 포착하는 것을 시도하여 상기 분리된 단말의 피코넷과 결합될 수 있다.
마스터 단말기(104)는 피코넷 내부 통신을 조정하기 위해 주기적인 프레임 구조를 사용할 수 있다. 상기 프레임은 종종 당업계에서 매체 접속 제어(MAC) 프레임이라 지칭되는데, 이는 상기 프레임이 다양한 단말기들의 통신 매체에 대한 접속을 제공하는데 사용되기 때문이다. 프레임은 특정 애플리케이션 및 전체 디자인 제약 조건들에 따라 결정되는 임의의 간격이 될 수 있다.
설명의 목적으로, 약 5ms의 프레임 간격이 사용될 것이다. 약 5ms의 프레임은 약 650Mcps의 높은 칩 레이트 및 약 19.2kbps 미만의 데이터 레이트들을 지원하 는 요구를 수용하는데 적당하다.
MAC 프레임 구조의 일 예는 도 2에서 n개의 프레임들(202)로 도시된다. 각각의 프레임은 160 또는 임의의 다른 개수의 타임 슬롯들(204)로 분할될 수 있다. 슬롯 간격은 약 31.25㎲이며, 이는 약 650Mcps에서 약 20,312.5의 칩들에 해당한다. 프레임은 오버헤드를 위해 슬롯들 중 몇몇을 지정할 수 있다. 예를 들어, 프레임(202)의 제 1 슬롯(206)은 스펙트럼 확산 파일럿 신호를 멤버 터미널들에 방송하는데 사용될 수 있다. 파일럿 신호는 전체 슬롯(206)을 점유할 수 있거나, 선택적으로 제어 채널과 시간 공유될 수 있다. 제 1 슬롯(206)의 단부를 점유하는 제어 채널은 파일럿 신호와 동일한 전력 레벨로 모든 멤버 단말기들에게 방송되는 스펙트럼 확산 신호가 될 수 있다. 마스터 단말기는 MAC 프레임의 구성을 정의하기 위해 상기 제어 채널을 사용할 수 있다.
마스터 단말기는 피코넷 내부 통신의 스케줄링에 관여할 수도 있다. 상기 단말기는 도 2의 타임 슬롯들(208, 210)과 같은 프레임 내의 다양한 타임 슬롯들을 점유하는 하나 또는 그 이상의 추가의 스펙트럼 확산 제어 채널들의 사용을 통해 수용될 수 있다. 상기 추가의 제어 채널들은 마스터 단말기에 의해 모든 멤버 단말기들에 방송될 수 있고, 다양한 스케줄링 정보를 포함할 수 있다. 스케줄링 정보는 피코넷 내부의 단말기들 사이의 통신들을 위한 타임 슬롯 할당들을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 타임 슬롯들은 프레임(202)의 데이터 슬롯 부분(212)으로부터 선택될 수 있다. 단말기들 사이에서 각각의 통신을 위한 전력 레벨 및 데이터 레이트와 같은 추가의 정보가 포함될 수 있다. 마스터 단말기는 CDMA 방식을 사용하여 임의의 주어진 시간 슬롯 내의 기회들을 임의의 개수의 단말기 쌍들에 송신하는 것을 허가할 수 있다. 상기 경우에, 스케줄링 정보는 또한 개별 통신들을 위해 사용될 확산 코드들을 단말기들 사이에 할당할 수 있다.
마스터 단말기는 피어-투-피어(peer-to-peer) 송신들을 위한 시간의 일부분을 주기적으로 중단할 수 있다. 상기 시간 동안, 마스터 단말기(104)는 하나 또는 그 이상의 분리된 단말기들 및/또는 인접 피코넷들과 통신하기 위해 멤버 단말기들(106) 중 하나를 할당할 수 있다. 상기 송신들은 높은 송신 전력을 필요로 할 수 있고, 몇몇 경우에, 낮은 데이터 레이트로 유지될 수 있다. 분리된 단말기들 및/또는 인접 피코넷들과 통신하기 위해 고전력 송신들이 요구되는 경우에, 마스터 단말기는 임의의 피코넷 내부 통신들을 동시에 스케줄링하는 것을 결정할 수 없다.
도 3은 단말기의 한 가지 가능한 구성을 설명하는 개념적인 블럭 다이어그램이다. 당업자가 인식하는 것과 같이, 단말기의 정확한 구성은 특정 애플리케이션 및 전체 설계 제약 조건들에 따라 변화할 수 있다.
단말기는 안테나(304)에 접속된 프론트 엔드 트랜시버(302)를 사용하여 구현될 수 있다. 베이스밴드 처리기(306)는 트랜시버(302)에 접속될 수 있다. 베이스밴드 처리기(306)는 소프트웨어 기반 구조 또는 임의의 다른 형태의 구조를 사용하여 구현될 수 있다. 마이크로프로세서는 소프트웨어 프로그램들에서 플랫폼으로서 사용되며, 상기 프로그램들은 단말기가 피코넷 내부에서 마스터 또는 멤버 단말기로서 동작하도록 하기 위한 실행 제어 및 전체 시스템 관리 기능들을 제공한다. 디지털 신호 처리기(DSP)는 마이크로프로세서에서의 처리 요구들을 감소시키기 위 해 애플리케이션용 알고리즘들을 구동하는 삽입된 통신 소프트웨어 계층을 사용하여 구현될 수 있다. DSP는 파일럿 신호 동기 포착, 시간 동기화, 주파수 트래킹, 스펙트럼 확산 처리, 변조 및 복조 기능들 및 순방향 에러 정정과 같은 다양한 신호 처리 기능들을 제공하기 위해 사용될 수 있다.
단밀기는 또한 베이스밴드 처리기(306)에 접속된 다양한 사용자 인터페이스들(308)을 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스들은 키패드, 마우스, 터치 스크린, 디스플레이, 자명종 장치, 진동기, 오디오 스피커, 마이크, 카메라 및/또는 다른 입/출력 디바이스들을 포함할 수 있다.
도 4는 마스터 단말기로서 동작하는 단말기의 일 예를 설명하는 개념적인 블럭 다이어그램이다. 베이스밴드 처리기(306)는 트랜시버(302)와 함께 도시된다. 트랜시버(302)는 수신기(402)를 포함할 수 있다. 수신기(402)는 잡음 및 간섭이 존재할 때 원하는 신호들의 검출을 제공한다. 수신기(402)는 원하는 신호들을 추출하여 그들을 일정 레벨로 증폭하는데 사용될 수 있고, 상기 레벨에서 수신된 신호에 포함된 정보는 베이스밴드 처리기(306)에 의해 처리될 수 있다.
트랜시버(302)는 또한 송신기(404)를 포함할 수 있다. 송신기(404)는 베이스밴드 처리기(306)로부터의 정보를 캐리어 주파수로 변조하는데 사용될 수 있다. 변조된 캐리어는 RF 주파수로 상향 변환될 수 있고 안테나(304)의 자유 공간으로의 방사를 위해 충분한 전력 레벨로 증폭된다.
베이스밴드 처리기(306)는 마스터 단말기로서 동작할 때 스케줄러(406)를 인에이블할 수 있다. 베이스밴드 처리기(306)의 소프트웨어 기반 구현에서, 스케줄 러(406)는 마이크로프로세서에서 구동하는 소프트웨어 프로그램이 될 수 있다. 그러나, 당업자가 인식하는 것과 같이, 스케줄러는 상기 구현에 제한되는 것이 아니며, 본 명세서에 개시된 다양한 기능들을 수행할 수 있는 임의의 하드웨어 구조, 소프트웨어 구조, 또는 이들의 조합을 포함하는 공지된 수단에 의해 실행될 수 있다.
스케줄러(406)는 피코넷의 능력을 최적화하는 방식으로 피코넷 내부 통신들을 스케줄링하는데 사용될 수 있다. 상기 스케줄링은 다양한 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(406)는 동시 통신들을 시작할 단말기 쌍들을 신중하게 선택하는데 사용될 수 있다. 송신 전력 레벨은 수신 단말기들의 각각에 대하여 목표 품질 파라미터를 만족하는 동시 통신들의 각각에 대하여 스케줄링될 수 있다. 목표 품질 파라미터는 수신중인 단말기에서의 원하는 캐리어 대 잡음비(C/I) 또는 임의의 다른 공지된 품질 파라미터가 될 수 있다.
도 5는 멤버 단말기로서 동작하는 단말기의 일 예를 도시하는 개념적인 블럭 다이어그램이다. 스케줄러(406)는 점선으로 도시되며, 멤버 단말기로서 동작하는 동안 베이스밴드 처리기(306)에 의해 인에이블되지 않는 것을 설명한다. 트랜시버(302)의 구성은 베이스밴드 처리기(306)가 마스터로 동작하는지 또는 멤버 단말기로서 동작하는지에 상관없이 동일하며, 따라서 하기에서 논의되지 않는다. 트랜시버(302)는 도 5에 완전함을 위해 도시된다.
마스터 단말기로 구성된 베이스밴드 처리기(306)와 결합하여 전술된 것과 같이, 스케줄링 할당은 하나 또는 그 이상의 제어 채널들을 통해 피코넷 내부의 모든 멤버 단말기들로 방송될 수 있다. 수신 측에서의 신호 처리기(412)는 제어 채널로부터 스케줄링 정보를 추출하여 제어기(418)에 제공하기 위해 스펙트럼 확산 처리를 사용할 수 있다. 스케줄링 정보는 멤버 단말기와의 다양한 송신들을 위해 타임 슬롯 할당뿐만 아니라 전력 레벨 및 각각에 대한 데이터 레이트를 포함할 수 있다.
제어기(418)는 멤버 단말기로의 스케줄링된 송신들을 위해 수신 측에서 신호 처리기(412)에 데이터 레이트 및 확산 정보를 제공하는데 사용될 수 있다. 상기 정보를 사용하여, 신호 처리기(412)는 적절한 시간에 다른 멤버 단말기들로부터의 통신들을 복원할 수 있고, 복원된 통신들을 다양한 사용자 인터페이스들(308)로 제공할 수 있다.
제어기(418)는 또한 또다른 단말기로부터의 각각의 송신을 위해 전력 레벨 정보를 계산 모듈(408)에 제공할 수 있다. 계산 모듈(408)은 스케줄링된 송신들 동안 트랜시버(302)로부터의 신호 강도 측정치를 사용함으로써 송신중인 단말기로부터의 경로 손실을 계산하기 위해 상기 정보를 사용할 수 있다. 계산 모듈(408)에 의해 계산된 경로 손실 정보는 메모리(410)에 저장되어 방송되는 제어 채널을 위해 스케줄링된 시간 동안 송신 측의 신호 처리기(416)로 제공된다. GPS 수신기(비도시)를 사용하는 단말기의 다양한 실시예들에서, 상기 GPS 수신기는 조정 정보를 신호 처리기(416) 및 트랜시버(302)를 경유하여 제어 채널 방송을 통해 마스터 단말기에 제공하는데 사용될 수 있다.
신호 처리기(416)는 피코넷 내부의 다수의 멤버 단말기들에 통신을 확산하는데 사용될 수 있다. 통신들은 다양한 사용자 인터페이스(308)로부터 발신되어 스 케줄링된 송신까지 버퍼(420)에 저장된다. 스케줄링된 시간에, 제어기(418)는 스펙트럼 확산 처리를 위해 버퍼(420)로부터 신호 처리기(416)로의 통신을 시작하는데 사용될 수 있다. 통신들의 데이터 레이트, 확산 코드 및 송신 전력 레벨은 제어기(418)에 의해 신호 처리기(416)로 프로그래밍될 수 있다. 선택적으로, 송신 전력 레벨은 트랜시버(302) 내의 송신기(404)에서 제어기(418)에 의해 프로그래밍될 수 있다.
도 6은 2개의 멤버 단말기들 사이의 통신이 형성될 때 전력 제어 동작의 예를 설명하는 흐름도이다. 일 실시예에서, 단말기 A 및 단말기 B 사이의 통신은 양방향성이다. 단말기 A가 단말기 B로 피드백 신호와는 다른 신호들을 송신할 때, 단말기 A는 송신 단말기이고, 단말기 B는 수신 단말기이다. 단말기 B가 피드백 신호와는 다른 신호들을 단말기 A로 송신할 때, 단말기 B는 송신 단말기이고, 단말기 A는 수신 단말기이다.
수신 단말기는 도 6의 전력 제어 동작을 수행한다. 일 실시예에서, 도 6의 전력 제어 동작은 주기적으로 수행된다. 일 실시예에서, 전력 제어 동작은 매 타임 슬롯마다 수행된다. 또다른 실시예에서, 전력 제어 동작은 매 프레임마다 수행된다. 당업자는 도 6의 전력 제어 동작의 연속적인 실행 사이의 시간 주기는 무선 애플리케이션에 따라 결정되는 것을 인식할 것이다. 당업자는 도 6의 전력 제어 동작의 연속적인 실행 사이의 시간 주기가 프로그램 가능할 수 있음을 인식할 것이다.
단계(800)에서, 폐루프 전력 제어는 인에이블되고, 개루프 전력 제어는 디스에이블된다. 폐루프 전력 제어는, 수신 단말기에서 수신된 신호들의 전력에 관련한 송신 단말기 피드백을 제공하기 위해, 수신 단말기에 의해 송신 단말기로 전송되는 피드백 신호를 포함한다. 개루프 전력 제어는 도 7에 도시되고 하기에서 논의되는 것과 같은 송신 전력을 세팅하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 송신 단말기는 인에이블/디스에이블 비트와 같이 폐루프 전력 제어 상태를 표시하는 피드백 신호를 송신한다. 일 실시예에서, 수신 단말기는 인에이블/디스에이블 비트와 같이 개루프 전력 제어 상태를 표시하는 피드백 신호를 송신한다.
단계(802)에서, 수신 단말기는 간섭원(interferer)이 존재하는지의 여부를 결정한다. 간섭이 검출되지 않으면, 단계(804)에서, 폐루프 전력 제어는 디스에이블되고 개루프 전력 제어는 인에이블된다. 그 후에, 제어 흐름은 다음 시간 주기 동안 단계(802)로 귀환한다. 간섭원이 검출되면, 단계(806)에서, 수신 단말기는 간섭이 협대역 간섭원인지, 광대역 간섭원인지를 결정한다. 협대역 간섭원은 실제로 임계치 미만으로 필터링되기에 충분히 좁은 대역폭 내의 신호를 방사하는 소스이다. 광대역 간섭원은 실질적으로 임계치 미만으로 필터링되기에 충분히 좁은 대역폭 내에 있지 않은 신호를 방사하는 소스이다.
간섭원이 협대역 간섭원이면, 단계(808)에서 협대역 간섭원으로부터의 협대역 간섭은 노치(notch) 필터에 의해 필터링된다. 협대역 간섭이 필터링된 후에, 제어 흐름은 단계(802)로 진행하며, 수신 터미널은 또다른 간섭원이 존재하는지의 여부를 결정한다. 단계(806)에서, 수신 단말기가 광대역 간섭원이 존재한다고 결정하면, 단계(810)에서 수신 단말기와 송신 단말기 사이의 폐루프 전력 제어는 인에이블되고 개루프 전력 제어는 디스에이블된다. 그 후에, 제어 흐름은 다음 시간 주기 동안 단계(802)로 진행한다.
일 실시예에서, 수신 단말기는 안테나(304)를 통해 무선 주파수(RF) 신호들을 수신한다. 수신기(402)는 RF 신호들을 중간 주파수(IF) 신호들로 증폭 및 주파수 하향 변환하고, IF 신호들을 필터링한다. IF 신호들은 디지털 처리를 위해 신호 처리기(412)에 출력된다.
일 실시예에서, 수신기(402)는 또한 송신 단말기로부터 전체 수신 신호 전력의 아날로그 측정을 수행하기 위한 회로를 포함한다. 상기 전력 측정치는 송신기(404)에 제공된 피드백 신호를 발생하기 위해 사용된다. 일 실시예에서, 피드백 신호는 제어기(418) 내에 포함된 피드백 발생기에 의해 발생된다. 또다른 실시예에서, 피드백 신호는 계산 모듈(408)에 포함된 피드백 발생기에 의해 발생된다. 피드백 신호는 수신기(402)에 접속되며, 송신기(404)에 접속된 임의의 단말기 모듈에 의해 발생되며, 따라서 단말기 모듈은 아날로그 측정치를 수신하여 송신기(404)로 피드백 신호를 제공한다.
피드백 신호는 수신 단말기에서 수신된 신호들의 수신과 관련하여 송신 단말기 피드백을 제공하기 위해 수신 단말기에 의해 송신 단말기로 송신된다. 일 실시예에서, 예시적인 피드백 신호는 송신 전력 레벨(이하 전력 피드백 신호)을 표시한다. 전력 피드백 신호는 수신 단말기에 의해 송신 단말기가 전력 피드백 신호에 의해 표시된 송신 전력 레벨로 송신하라는 요청이다. 일 실시예에서, 전력 피드백 신호는 송신 전력 레벨이다. 또다른 실시예에서, 전력 피드백 신호는 송신 전력 레벨의 변경이다. 당업자는 송신 단말기가 송신 전력 레벨 값 또는 상기 송신 전력 레벨에서의 변경을 수신하는지의 여부와 관계없이 요청된 송신 전력 레벨을 결정할 수 있음을 인식할 것이다.
일 실시예에서, 전력 피드백 신호는 수신 단말기로부터 송신 단말기로 파워-업 또는 파워-다운 명령을 포함하는 전력 조절 명령 신호이다. 송신 단말기의 트랜시버(302)는 정규 값으로 세팅된 이득 제어 레벨에서 시작한다. 각각의 파워-업 명령은 증폭기 이득에서 dB 이득 증가에 상응하여 이득 제어 명령의 값을 증가시킨다. 당업자는 파워-업 명령에 상응하는 이득 양이 프로그램 가능할 수 있음을 인식할 것이다. 각각의 파워-다운 명령은 증폭기 이득에서 dB 감소에 상응하여 이득 제어 명령의 값을 감소시킨다. 파워-다운 명령에 상응하는 이득 양은 프로그램 가능할 수 있음이 인식될 것이다.
일 실시예에서, 송신 단말기로부터 수신된 신호들의 결합된 전력의 아날로그 측정치는 품질 파라미터를 결정하는데 사용된다. 일 실시예에서, 품질 파라미터는 수신 단말기에서 C/I 비율이다. 품질 파라미터는 목표 품질 파라미터와 비교된다. 일 실시예에서, 목표 품질 파라미터는 원하는 데이터 레이트에 대한 원하는 C/I 비율이다.
목표 피드백 파라미터 미만의 품질 파라미터에 응답하여, 피드백 발생기는 파워-업 명령을 발생한다. 목표 피드백 파라미터 이상의 품질 파라미터에 응답하여, 피드백 발생기는 파워-다운 명령을 발생한다. 일 실시예에서, 품질 파라미터가 목표 피드백 파라미터와 동일하면, 파라미터 발생기는 파워-업 명령을 발생한 다. 선택적으로, 피드백 발생기는 전력 피드백 신호를 발생할 수 없거나 송신 전력 레벨에서 변경이 없음을 표시하는 전력 피드백 신호를 발생할 수 있다.
일 실시예에서, 전력 명령은 동일한 전력 제어 상태의 n(n:정수)의 연속하는 주기들 이후에 발생된다. 예를 들어, 파워-업 명령은 3개의 연속하는 주기들 이후에 발생될 수 있고, 상기 품질 파라미터는 목표 피드백 파라미터 미만이다.
일 실시예에서, 송신 단말기에 전력 피드백 신호를 송신하는데 부가하여, 수신 단말기는 협대역 간섭을 표시하는 피드백 신호를 송신한다.
당업자는 피드백 신호들은 애플리케이션에 따라 다양한 레이트로 송신될 수 있음을 인식할 것이다.
도 7은 2개의 멤버 단말기들 사이의 통신들이 형성될 때, 개루프 전력 제어 동작의 일 예를 설명하는 흐름도이다. 단계(902)에서, 송신 단말기의 송신 전력 Ptansmission은 초기 송신 전력 Pinitial로 세팅된다. 초기 송신 전력은 목표 C/I에 기초하여 결정된다. 제어 흐름은 단계(904)로 진행한다. 단계(904)에서, C/I 비는 송신 단말기의 수신기에서 측정된다(C/Iactual). 제어 흐름은 단계(906)로 진행한다. 단계(906)에서, 측정된 C/I가 목표 C/I와 동일하지 않은지의 여부를 결정하기 위해 테스트가 수행된다. 만약 측정된 C/I가 목표 C/I와 동일하다면, 제어 흐름은 단계(904)로 진행한다. 만약 측정된 C/I가 목표 C/I와 동일하지 않다면, 제어 흐름은 단계(908)로 진행한다. 단계(908)에서, 송신 전력은 하기의 식(1)에 도시된 것과 같이 측정된 C/I 및 목표 C/I 사이의 차이 미만의 이전 반복에 대한 송신 전력으로 세팅된다.
Ptransmission = Ptransmission - (C/Iactual - C/Itarget) (1)
본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명되는 논리 블럭들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 요소들, 또는 본 명세서에 개시된 기능을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합을 사용하여 실행되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 장치들의 조합으로서 실행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그들의 조합에서 즉시 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능한 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 저장 매체 형태로 당업자에게 공지된다. 예시적인 저장 매체는 저장매체로부터 정보를 판독하고 정보를 기록할 수 있는 프로세서에 접속된다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서의 필수 구성요소이다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 터미널 내에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 디바이스내에서 이산요소들로서 상주할 수 있다.
개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (19)

  1. 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하고 개루프 전력 제어를 디스에이블하는 단계;
    상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하고 개루프 전력 제어를 인에이블하는 단계; 및
    상기 폐루프 전력 제어가 인에이블되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 송신하는 단계를 포함하는,
    전력 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 송신 전력 레벨에서의 증가를 표시하는 파워-업 명령인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 송신 전력 레벨에서의 감소를 표시하는 파워-다운 명령인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터 미만인 경우에 파워-업 명령인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터보다 큰 경우에 파워-다운 명령인 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 광대역 간섭을 표시하는 피드백 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 제어 방법.
  8. 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하고 개루프 전력 제어를 디스에이블하는 수단;
    상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하고 개루프 전력 제어를 인에이블하는 수단; 및
    상기 폐루프 전력 제어가 설정되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 송신하는 수단을 포함하는,
    무선 단말기.
  9. 삭제
  10. 제 8항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터 미만인 경우에 파워-업 명령인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터보다 큰 경우에 파워-다운 명령인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  12. 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하기 위한 수신기;
    상기 수신기에 접속되며, 상기 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하기 위한 베이스밴드 처리기; 및
    상기 베이스밴드 처리기에 접속되며, 상기 폐루프 전력 제어가 인에이블되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 송신하기 위한 송신기를 포함하며, 상기 베이스밴드 처리기는 또한 임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 개루프 전력 제어를 디스에이블하고, 상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 개루프 전력 제어를 인에이블하는,
    무선 단말기.
  13. 삭제
  14. 제 12항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터 미만인 경우에 파워-업 명령인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터보다 큰 경우에 파워-다운 명령인 것을 특징으로 하는 무선 단말기.
  16. 컴퓨터 프로그램에 의해 실행가능한 명령들의 프로그램을 구현하는 컴퓨터 판독가능한 매체로서,
    임계치 이상의 광대역 간섭을 검출하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 인에이블하고 개루프 전력 제어를 디스에이블하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드 수단;
    상기 광대역 간섭이 임계치 미만임을 결정하는데 응답하여 폐루프 전력 제어를 디스에이블하고 개루프 전력 제어를 인에이블하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드 수단; 및
    상기 폐루프 전력 제어가 설정되는 경우에 송신 전력 레벨을 표시하는 전력 피드백 신호를 전송하기 위한 컴퓨터 판독가능한 프로그램 코드 수단을 포함하는,
    컴퓨터 판독가능 매체.
  17. 삭제
  18. 제 16항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터 미만인 경우에 파워-업 명령인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  19. 제 16항에 있어서, 상기 전력 피드백 신호는 품질 파라미터가 목표 품질 파라미터보다 큰 경우에 파워-다운 명령인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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