KR100874834B1 - 무선 통신 시스템 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템은 복수의 고정국들(100a, 100b, 100c)과의 복수 통신 채널들(226a, 226b, 226c)을 갖는 이동국(110)을 포함한다. 각각의 통신 채널들(226a, 226b, 226c)에 대해 개별적인 폐 루프 전력 제어가 수행된다. 이에 따라 이동국(110)으로 데이터의 송신을 위한 최적의 고정국이 선택될 수 있다. 각각의 전력 제어 루프의 동작으로부터 도출된 파라미터들에 의해서 각각의 고정국(100a, 100b, 100c)에 대해 최적으로 채널 파라미터들을 설정할 수 있다. 이러한 구성은 최적의 고정국 및/또는 채널 파라미터들을 신속하게 선택함으로써 확고한 링크 및 시스템 스루풋이 개선되는 고속 다운링크 데이터 서비스에 특히 적합하다.

스테이션, 이동국, 다운링크, 핸드오버, 업링크

Description

무선 통신 시스템{Radio communication system}

본 발명은 무선 통신 시스템 및 이러한 시스템에 사용하기 위한 고정국 및 이동국, 및 이러한 시스템을 동작시키는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에선 특히 범용 이동통신 시스템(Universal Mobile Telecommunication System: UMTS)에 관하여 기술하지만 이러한 기술들은 그 외 다른 이동 무선 시스템들에 사용에 똑같이 적용될 수 있는 것이다.

이동 통신 분야에서는 요구시 적절한 속도로 대량의 데이터 블록들을 이동국(Mobile Station: MS)으로 다운로드하는 능력을 갖춘 시스템에 대한 수요가 늘고 있다. 이러한 데이터는 예를 들면 비디오 클립들이나 이와 유사한 것들을 포함할 수 있는, 인터넷으로부터의 웹 페이지들일 수 있다. 통상 특정의 MS는 이러한 데이터를 간헐적으로만 요구할 것이므로, 고정된 대역폭의 전용의 링크들은 적합하지가 않다. UMTS에서 이러한 요건을 만족시키기 위해서, 4Mpbs까지 이동국에 패킷 데이터를 전송할 수 있게 하는 고속 다운링크 패킷 액세스(High-Speed Downlink Packet Access: HSDPA) 방식이 개발 중에 있다.

알려진 무선 통신 시스템들에서, MS는 일반적으로 임의의 한 때에 단일의 기지국(Base Station: BS)과 통신한다. 통화 중에 MS는, 예를 들면, MS가 이의 BS로부터 멀어져 이동함에 따라 통신 링크 품질이 악화될 때, 혹은 다른 셀들의 상대적인 트래픽 로딩(traffic loading)이 조정을 필요할 때 또 다른 BS로 옮기는 것을 조사하고자 할 수도 있다. 한 BS에서 다른 BS로 옮기는 과정은 핸드오버로서 알려져 있다.

현 UMTS 명세들(specifications)에 따라 동작하는 시스템에서, MS는 무선 링크들이 적당한 품질로 유지될 수 있게 하는 "활성 세트(active set)"로서 알려진 BS들의 목록을 관리한다. MS가 전용의 채널 모드에 있고 활성 세트에 복수의 BS들이 있을 때, MS는 활성 세트 내 BS들과는 "소프트 핸드오버(soft handover)" 내에 있다. 이 모드에서, 업링크 송신들은 활성 세트 내 모든 BS들에 의해 수신되고, 활성 세트 내 모든 BS들은 MS에 동일한 다운링크 정보를 송신한다(통상 데이터 및 대부분의 제어 정보는 동일할 것이지만, 전력 제어 명령들은 다를 수도 있다). 이러한 "소프트 핸드오버" 방법의 결점은 단지 한 세트의 전력 제어 명령들이 업링크로 송신될 때, BS들로부터 다운링크로 송신되는 전력 제어 명령들이 업링크 송신 전력에 대한 요건과 서로 맞지 않게 될 수 있어, 개개의 무선 링크마다 업링크 및 다운링크 송신 전력들을 최적화할 수 없다는 것이다.

통상적인 소프트 핸드오버 과정은 특히 연속된 접속이 유지되어야 하는 음성 링크들 등의 실시간 서비스들에 적합하다. 그러나, 패킷 데이터 링크들에 대해서, 동적으로 변하는 무선 링크 및 트래픽 상태들을 고려하여, 각각의 데이터 패킷을 MS에의 송신에 최적의 BS를 선택하는 것이 잇점이 될 수 있다. 오류가 난 상태에 서 수신되는 패킷들의 수를 최소화하고 패킷당 총 송신전력을 최소화함으로써 각각의 패킷을 송신하기 바로 전에 최적의 BS를 선택한다면 향상된 시스템의 스루풋(throughput)이 달성될 수 있다.

최적의 BS를 선택하는 것에 부가하여, 혹은 최적의 BS를 선택하는 대신에, 데이터 패킷 송신용 링크의 다른 특성을 설정할 필요가 있다. UMTS 시스템에서 이들 특성들은 적합한 변조 및 코딩 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 및 적합한 송신 전력 레벨을 포함할 수 있다. 이러한 설비들을 제공하는데 필요한 시그널링을 최소화하는 것도 바람직하다.

발명의 요약

그러므로 본 발명의 목적은 이러한 시스템에서 향상된 데이터 스루풋을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 제 1양상에 따라서, 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 복수의 고정국들 중에서 선택된 하나 이상의 고정국들과 이동국 사이에 상기 혹은 각각의 선택된 고정국에서 이동국으로의 데이터의 송신을 위해 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템으로서, 한 세트의 제어 정보가 매핑되는 몇몇 또는 모든 물리 제어 채널들, 혹은 이들의 일부들의 전력을 개별적으로 조정하기 위해 각각의 폐루프 전력 제어 수단이 제공되는, 무선 통신 시스템이 제공된다.

언제라도 최적의 BS를 신속하게 선택할 수 있게 함으로써, 많은 잇점들이 제공된다. 특히, 각 패킷의 송신 전 지연이 감소되며, 송신하는 BS가 바뀌었다고 해도 각 패킷의 시작 시에서 정확한 전력 제어가 확실하게 행해진다.

또한, 복수의 병렬 전력 제어 루프들(parallel power control loops)을 동작시킴으로써 얻어지는 별도의 정보에 의해 MCS 선택에 도움이 된다. 최적의 BS의 신속한 선택 및/또는 MCS의 향상된 선택에 의해서, 최소한의 추가 시그널링이 필요하면서도 전체 시스템 스루풋이 향상된다.

본 발명의 제2 양상에 따라서, 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 복수의 고정국들로부터 선택된 하나 이상의 고정국들과 이동국 사이에 상기 혹은 각각의 선택된 고정국에서 이동국으로의 데이터의 송신을 위해 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 고정국으로서, 한 세트의 제어 정보가 매핑되는, 고정국과 이동국 사이의 몇몇 또는 모든 물리 제어 채널들, 혹은 이들의 일부들의 전력을 조정하기 위한 폐루프 전력 제어 수단이 제공되는, 고정국이 제공된다.

본 발명의 제3 양상에 따라서, 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 복수의 고정국들 중에서 선택된 하나 이상의 고정국들과 이동국 사이에 상기 혹은 각각의 선택된 고정국에서 이동국으로의 데이터의 송신을 위해 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 이동국으로서, 한 세트의 제어 정보가 매핑되는, 몇몇 혹은 모든 물리 제어 채널들, 혹은 이들의 일부들의 전력을 개별적으로 조정하기 위한 폐루프 전력 제어 수단이 제공되는, 이동국이 제공된다.

본 발명의 제4 양상에 따라서, 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 복수의 고정국들 중에서 선택된 하나 이상의 고정국들과 이동국 사이에 상기 혹은 각각의 선택된 고정국에서 이동국으로의 데이터의 송신을 위해 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은 한 세트의 제어 정보가 매핑되는 몇몇 또는 모든 물리 제어 채널들, 혹은 이들의 일부들의 전력을 개별적으로 조정하기 위한 각각의 폐루프 전력 제어 수단을 동작시키는 것을 포함하는, 무선 통신 시스템 동작 방법이 제공된다.

본 발명은 복수의 병렬 폐 전력 제어 루프들을 동작시킴으로써 적합한 사이트들(sites)의 고속의 선택 및/또는 데이터 송신을 위한 MCS의 선택이 용이해지고 데이터 송신 시스템의 향상된 동작이 가능하게 될 수 있다는, 종래 기술엔 없는 인식에 근거한다.

이하, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면들을 참조하여, 예로써 설명된다.

도면들에서 동일 참조부호들은 대응하는 특징들을 표시하는데 사용되었다.

도 1은 무선 통신 시스템의 개략적인 블록도.

도 2는 소프트 핸드오버 프로세스에서 MS와의 무선 통신 시스템의 개략적인 블록도.

도 3은 알려진 UMTS 업링크 슬롯 구조도.

도 4는 본 발명에 따른 UMTS 업링크 슬롯 구조도.

도 5는 본 발명에 따라 데이터를 송신하는 방법을 도시한 흐름도.

본 발명을 실시하기 위한 모드들

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 고정국(BS) 및 복수의 이동국(MS)(110)을 포함한다. BS(100)은 마이크로제어기(μC)(102), 안테나 수단(106)에 접속된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(104), 송신된 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(107), 및 PSTN 혹은 다른 적합한 네트워크에 접속하기 위한 접속 수단(108)을 포함한다. 각각의 MS(110)는 마이크로제어기(μC)(122), 안테나 수단(116)에 접속된 트랜시버 수단(Tx/Rx)(114), 및 송신된 전력 레벨을 변경하기 위한 전력 제어 수단(PC)(118)을 포함한다. BS(100)에서 MS(110)로의 통신은 다운링크 채널 상에서 발생하고, MS(110)에서 BS(100)로의 통신은 업링크 채널(124) 상에서 발생한다.

많은 무선 통신 시스템들에서, 전력 제어는 통상 폐루프 형태로 동작된다. UMTS 시스템에서의 업링크 전력 제어를 위해서, BS(100)는 MS(110)로부터의 송신 전력에 필요한 변경을 결정하고 이들 변경들을 송신 전력 제어(Transmit Power Control:TPC) 명령들에 의해 MS(110)에 신호한다. 오버헤드들을 최소화하기 위해서, TPC 명령은 통상 MS(110)에 이의 전력을 증가 혹은 감소시킬 것을 명령하며, 전력은 소정의 크기의 스텝으로 변경된다. 그러나, 일부 시스템에서 TPC 명령은 사용할 스텝 크기를 결정할 수도 있다. 이와 유사하게, 다운링크 전력 제어를 위해서, MS(110)는 필요한 변경을 결정하고 이들을 TCP 명령들을 사용하여 BS(100)에 신호한다.

본 발명에 따른 시스템에서, 폐루프 전력 제어는, 다운링크 물리 채널에 대해 MS(110)에 의해 요청된 전력 레벨이 현재 유력한 무선 링크 상태를 나타내기 때문에, 가장 적합한 MSC 등의 파라미터들을 선택하는데 사용될 수도 있다. 그러므로, 무선 링크 상태들을 나타내기 위해서 개별의 업링크 메시지를 MS(110)에 의해 BS(100)로 송신할 필요가 없다.

소프트 핸드오버 프로세스에 관여된 MS(110)를 도 2에 도시하였다. MS(110)는 세 개의 각각의 BS들(100a, 100b, 100c)과 각각이 업링크 및 다운링크 채널을 포함하는 3개의 양방향 통신 채널들(226a, 226b, 226c)을 구비한다. 소정의 시간 슬롯에서 MS(110)는 다운링크 채널들을 통해 BS들(100a, 100b, 100c) 각각으로부터 TPC 명령들을 수신하며, 업링크 채널들을 통해서는 BS들 각각에 TPC 명령들을 송신한다. 종래의 UMTS 시스템에서, 각각의 MS(110)는 활성 세트 내 모든 BS들(100a, 100b, 100c)에 한 세트의 업링크 TPC 명령들을 송신할 뿐이다. 그러므로, 전력 제어 루프의 형태가 있다고 해도, 다운링크 채널들의 전력들은 개별적으로 제어되지 않는다.

본 발명에 따른 시스템에서는 고속의 BS 선택 프로세스를 인에이블하기 위해서 MS(110)와 복수의 BS들(100a, 100b, 100c) 사이에 병렬 폐 전력 제어 루프들이 설치된다. 이러한 전력 제어 루프들은 MS(110)와 활성 세트의 BS들(100a, 100b, 100c)의 일부 혹은 그 전부 사이에 유지될 수 있을 것이다. 이러한 전력 제어 루프들은 MS(110)에 다운링크 송신의 적어도 일부 혹은 전부의 전력을 제어하는데 사용되며, 또한 이러한 전력 제어 루프들은 각각의 업링크 송신들의 전력을 제어하는 데에도 사용될 수 있을 것이다. 아마도 이들 BS들은 최상의 품질의 무선 링크들을 갖는 활성 세트 내 BS들이 되도록 선택된다. 어느 BS(100a, 100b, 100c)가 패킷을 MS(110)에 송신할지 결정하기 위해서, 이들 BS들과의 폐 전력 제어 루프들은 이들 사이에 매우 고속의 선택이 행해질 수 있도록 한다.

예로서, 패킷 송신을 위해 사용할 BS는 전력 제어된 물리 제어 채널에 대해 가장 낮은 송신 전력을 가진 BS가 되게 선택될 수 있을 것이다. 선택은 MS(110)에 의해서(BS 선택 메시지를 네트워크에 송신함으로써), 혹은 네트워크에 의해 행해질 수 있을 것이다. 폐 루프 전력 제어는 다운링크 채널 상의 송신 전력이 이미 무선 링크 상태들에 적합한 레벨에 있게 하며, 가장 적합한 MCS 및/또는 그 외 다른 파라미터들을 예측하는데 도움을 주는데 사용될 수 있다.

복수의 병렬 폐 전력 제어 루프들의 동작은 업링크 및 다운링크로 각각의 복수 세트의 제어 정보의 송신을 요한다. 최소한, 이러한 병렬 폐 제어 루프들이 다운링크 송신들의 전력을 제어하는 데에만 사용된다면, 업링크 제어 정보 세트 각각은 대응하는 다운링크 제어 정보 세트로부터 도출된 하나 이상의 TPC 명령들을 포 함할 것이며, 다운링크 정보 세트 각각은 하나 이상의 파일럿 정보(pilot information) 세트들을 포함하며, 파일럿 정보로부터는 신호 대 간섭 비(Signal to Interference Ratio: SIR) 추정과 같은 기술에 의해 대응하는 업링크 제어 정보 세트 내 TPC 명령들이 도출될 수 있을 것이다. 또한 이러한 병렬 폐 전력 제어 루프들이 업링크 송신들의 전력을 제어하는데 사용된다면, 업링크 제어 정보 세트 각각은 대응하는 다운링크 제어 정보 세트 내 TPC 명령들이 도출될 수 있는 하나 이상의 파일럿 정보 세트들을 또한 포함할 것이며, 다운링크 제어 정보 세트 각각은 대응하는 업링크 제어 정보 세트로부터 도출된 하나 이상의 TPC 명령들을 또한 포함한다.

먼저 업링크를 고찰한다. MS(110)는 TPC 명령들을 포함하는 복수 세트들의 업링크 제어정보를 송신해야 한다. 후술하는 실시예들에서 이것은 각 세트의 제어 정보를 별도의 업링크 물리 제어 채널에 매핑하거나, 모든 제어 정보 세트들을 하나의 물리 제어 채널에 시간 다중화함으로써, 혹은 이들 두 기술의 어떤 조합에 의해서 달성된다. 예를 들면, TPC 명령들의 조합을 코딩하거나 고차(high order) 변조 방식을 사용하는 그 외 다른 기술들도 사용될 수 있다.

제1 기술은 고속 사이트 선택 프로세스에 관여하도록 선택된 BS들(100a, 100b, 100c) 각각에 개별의 업링크 물리 제어 채널들을 송신하는 것을 포함한다. UMTS 구현에서, 이들 별도의 업링크 물리 제어 채널들은 모두가 동일한 스크램블링 코드(scrambling code)(MS(110)을 확인하기 위한)를 사용할 것이다. 각각의 BS(100a, 100b, 100c)용의 업링크 물리 제어 채널은 다음의 방법들 중 하나 혹은 다음 방법들에 의해 구별될 수 있을 것이다.

· 각각의 물리 제어 채널이 서로 다른 직교 채널화 코드(orthoginal channelisation code)를 사용하는 코드 다중화(code multiplexing). 현재의 UMTS 명세들에서, 각각의 MS(110)로부터 하나의 업링크 물리 제어 채널만이 허용되고 이 채널은 OVSF(Orthogonal Variable Spreading Factor) 코드 트리로부터 256의 확산 팩터(spreading factor)를 갖는 소정의 채널화 코드를 항시 사용한다. 추가적인 물리 제어 채널들은 업링크 데이터 채널들에 사용되는 모든 가능한 채널화 코드들에 직교하여 있는 상태에서 동일 세트로부터 다른 채널화 코드들의 63 중 어느 것을 사용할 수 있을 것이다.

· I/Q 다중화. 현 UMTS 명세들에서, 업링크 제어 정보는 3 데이터 채널들까지 함께, 캐리어의 Q(쿼드래처-상) 성분을 사용하는 물리 채널에 대해 코드화되고, 3 데이터 채널들까지 I(동상(in-phase)) 성분(복합 스크램블링(complex scrambling) 전에)에 대해 코드화된다. 단지 2 업링크 제어 정보 세트만이 필요하고 어떠한 업링크 데이터도 동시에 전송되고 있지 않았다면, 제어 정보 세트들은 동일한 채널화 코드를 사용하면서 I/Q 다중화(복합 스크램블링 전에)될 수 있을 것이며, 이에 따라 제어 채널들의 멀티코드(multicode) 송신 필요성이 회피된다. 멀티코드 송신을 사용하여 감소된 양의 데이터를 송신하면서, I 및 Q 성분들 각각에 대해 하나씩 두 세트의 제어 정보를 송신하는 것 또한 가능할 것이다.

이롭게는, 업링크 송신들의 타이밍이 확실하게 멀티코드 송신을 행할 필요성이 없도록 하기 위해서 배치될 수 있을 것이다. 예를 들면, 어떤 업링크 데이터를 송신할 때마다 업링크 물리 제어 채널들 중 하나가 일시적으로 스위치 오프하도록 배치될 수도 있을 것이다.

제어 채널 게이팅(gating), 즉 물리 제어 채널의 간헐적 송신은 MS 전력 소비 및 업링크 상호간섭 레벨들을 감소시키는 수단으로서의 상기 방법들과 연계하여 사용될 수도 있을 것이다.

제2 기술은 수정된 유형의 업링크 물리 제어 채널을 사용하여, 다른 BS들용의 제어 정보 세트들을 시간 다중화하는 것이다. 이 경우 단지 하나의 채널화 코드들을 사용하는 단지 하나의 업링크 물리 제어 채널만이 필요하게 될 것이다. 도 3은 UMTS 업링크 물리 제어 채널의 프레임(300)의 구조를 도시한 것이다. 프레임(300)은 10ms의 길이를 가지며 15개의 슬롯들(S₀ 내지 S₁₄)을 포함한다. 각각의 슬롯은 2560 칩들의 길이를 가지며 10비트의 제어 데이터를 포함한다. 제i 번째 슬롯(S_i)을 살펴보면, 파일럿(P) 필드(304)와, 전송 포맷 조합 표시자(Transprot Format Combination Indication: TFCI) 필드(306)와, 피드백 정보(FeedBack Information: FBI) 필드(308)와 TPC 필드(310)를 포함하고, 각각의 필드는 소정의 수의 비트들을 갖는다.

TPC 명령들 및 파일럿 필드들의 시간 다중화는 다음 방법들 중 하나 혹은 다음 방법들 모두에 의해 달성될 수 있을 것이다.

·복수 세트들의 TPC 명령들 및 파일럿 정보가 통상의 1500Hz 슬롯 속도로 송신될 수 있게 업링크 물리 제어 채널의 필드들을 수정한다. TFCI는 모든 관계된 BS들(100a, 100b, 100c)과의 통신하는데 필요한 가장 큰 전력으로, 한 번 송신될 수 있을 것이다. 이것은 각 BS에 보내지는 파일럿 정보의 양을 감소시키는 것을 포함할 수 있을 것이다. 도 4는 두 BS들에 사용하기 위해 본 발명에 따라 수정된 필드 구조를 갖는 프레임(300)을 도시한 것이다. 두 전력 제어 필드(TPC₁(409) 및 TPC₂(410)와 함께 두 파일럿 필드들(P₁(404) 및 P₂(405))이 제공된다. 도 3의 필드 구조에서 TFCI 필드(306)는 변하지 않는 반면, TBI 필드(308)는 드롭(drop)된다(제어정보만이 송신되고 있다면 정확한 송신기 다이버시티 정보(diversity information)의 필요성은 없기 때문). 본 발명의 요구들을 수용하도록 필드 구조를 수정하는 그 외 다른 방법들이 있음이 명백할 것이다.

. 각 셀에의 전력 제어 속도를 감소시킨다. 예를 들면, 두 BS들이 고속 선택 프로세스에 관여하는 시나리오에서 전력 제어 속도를 갖춤으로써 프레임 필드 구조에 대해 어떤 수정을 행할 필요성이 없게 된다. 각각의 BS만이 다른 TPC 명령에 응답할 뿐이고, 유사하게는 SIR 추정을 위한 모든 다른 파일럿 필드만을 사용한다. TPC 속도는 물리 제어 채널을 "게이팅 오프(gating off)"함으로써 더욱 감소될 수 있을 것이다(예를 들면 낮은 도플러 주파수를 갖고 서서히 변하는 무선 링크들에서).

이하, 다운링크를 고찰한다. 고속 선택 프로세스에 관여하고 있는 각각의 BS(100a, 100b, 100c)는 다운링크에 대해 폐 전력 제어 루프를 유지하기 위해서 MS(10)에 파일럿 정보를 송신해야 한다. 업링크들이 폐 루프 전력 제어에 의해 제어된다면, BS들도 MS(110)에 TPC 명령들을 송신해야 한다. 이것은 각각의 BS(100a, 100b, 100c)가 이의 다운링크 TPC 명령들을 각각의 업링크 물리 제어 채널의 각각의 부분들의 SIR에 기초하여 계산하는 것을 제외하곤 통상의 소프트 핸드오버 프로세스와 유사하다. 다운링크에 대해 가능한 방법들은 다른 스크램블링 코드들을 사용하거나 송신들을 시간 다중화하는 것을 포함한다.

BS들(100a, 100b, 100c)로부터의 제어정보 세트들을 구별하기 위해서 다른 스크램블링 코드들이 사용될 수 있을 것이다. 이는 MS(110)가 BS들로부터의 TPC 명령들을 개별적으로 처리할 수 있게 하여, 그들 각각의 다운링크 SIR들에 따라 다른 BS들에 대해 필요한 다른 업링크 TPC 명령들을 발생시킨다. 이는 또한 MS(110)이 다른 BS들로부터 TPC 명령들을 구별할 수 있게 한다.

예를 들면, 본 출원인의 계류중인 미공개 영국 특허출원 제0022633.2호(출원인 참조번호 PHGB000121)에 개시된 바와 같이 통상의 소프트 핸드오버 프로세스에서처럼 다른 BS들로부터 수신된 TPC 명령들을 조합하는 대신에, MS(110)는 관계된 BS(100a, 100b, 100c)로부터 수신된 TPC 명령들에 따라 개별적으로 각각의 업링크 물리 채널(혹은 업링크 제어 정보 세트들을 시간 다중화한 경우엔 업링크 물리 제어 채널의 각 부분)의 전력을 조정한다.

대안으로, 다른 BS들(100a, 100b, 100c)로부터의 다운링크 제어 정보 세트들은 전술한 업링크와 유사한 방식으로 시간 다중화될 수 있을 것이다. 이 경우엔 BS들 간 동기화 문제들을 피하기 위해서, 다중화와 게이팅(gating)을 조합하는 것이 바람직할 수 있고, 이 경우 다운링크 파일럿 정보 속도 및/또는 TPC 명령 속도 도 마찬가지로 감소될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 시스템의 실시예들에서, MS(110)에서 다른 BS들(100a, 100b, 100c)에의 업링크 송신 전력들에 어떤 제약들이 적용될 수 있을 것이다. 예를 들면, 다른 BS들에의 송신들 사이의 송신 전력 비는 예를 들면 6dB로 제한될 수 있고, 이에 의해서, 다른 셀 내 BS가 TPC 명령들에 대한 적절한 업링크 에러율을 유지하는데 충분한 동적 범위(dynamic range)를 제공하는 반면, 보다 큰 전력을 요청하기 때문에 한 셀 내에서의 상호간섭의 발생이 회피된다. 이러한 제약에 의해서 전력의 갑작스런 정규의 변경들(regular changes)을 회피함으로써 EMC 동작이 향상되고, 전력을 정확하게 정규의 큰 변경들을 구현할 수 있는 필요성이 없으므로 MS(110)의 구현이 간단해진다.

대안으로, MS(110)가 그의 최대 송신 전력에 이른 경우(MS의 전력 등급에 따라서 혹은 네트워크에 의해 알게 된), 주요 목적은 최상의 다운링크 SIR을 유지하면서 BS(100a, 100b, 100c)에 대해 정확한 업링크 송신 전력을 유지하는 것이다. 이것을 달성하기 위해서 다른 BS들에의 업링크 송신 전력은 감소될 수 있을 것이다. 이에 따라 각각의 BS들에의 송신들 간 전력비가 어떤 소정의 한도, 예를 들면 위에서 제시된 6dB 한도보다 크게 되었다면, 최상의 다운링크 SIR을 갖는 BS 이외의 하나 이상의 BS들에의 송신들은 종료되거나, 대안으로는, 모든 BS들에의 송신들의 송신 전력을 줄일 수 있을 것이다.

실제 구현들에 있어서는, 고속 선택 기술의 잇점들을 없애는 구현 복잡성을 피하기 위해서 병렬 폐 전력 제어 루프들의 수는 아마도 2 또는 3으로 한정된다.

복수의 BS들(100a, 100b, 100c) 중 하나를 통해 데이터를 송신하는 본 발명에 따른 방법을 예시한 흐름도를 도 5에 도시하였다. 이 방법은 MS(100)에 송신할 데이터가 있을 때 단계 502에서 개시한다. 단계 504는 송신할 어떤 데이터가 남아 있는지 여부를 판정하는 테스트이다. 데이터가 남아 있다면, 단계 506에서, 최상의 전체 특성을 갖는 BS(100a, 100b, 100c)가 고속 선택을 위해 MS(110)에 이용가능한 BS들로부터 선택되고, 단계 508에서, 데이터 패킷이 MS(110)로 송신된다. 데이터에 대해 테스트하고, BS를 선택하고 데이터 패킷을 송신하는 프로세스는 송신할 더 이상의 데이터가 없을 때까지 계속되고, 더 많은 데이터에 대한 테스트가 실패할 때 프로세스는 단계 510에서 종료된다.

실제로는, BS 선택이 수행되기 전에 송신되는 데이터량은 송신하는 BS를 변경하는 시스템 오버헤드들에 따라, 한 패킷 이상이 될 수 있다.

다른 실시예에서, 제어 채널들이 소프트 핸드오버 중에 있을 때 BS(100)에서 MS(110)로의 패킷 송신을 위해 가장 적합한 MCS의 선택을 용이하게 하기 위해 복수의 전력 제어 루프들의 동작이 사용될 수도 있을 것이다. 이것은 어느 BS(100a, 100b, 100c)가 다운링크 패킷을 보낼 것인지 결정하는데 사용되는 방법과는 무관하게 행해질 수 있다. MCS 선택이 MS(110)에서 얻어지게 되는 적합한 SIR의 추정치에 기초할 수 있음을 이미 알고 있다. 이러한 추정된 SIR에 대한 값은 측정치 보고(report)(혹은 파일럿 채널의 신호 세기와 같은 그 외 다른 측정치들로부터 도출된)의 형태로 MS에서 BS로 송신될 수 있다는 것도 안다.

그러나, 이러한 측정치 보고들이 보다 높은 층의 시그널링(higher layer signalling)을 사용하여 보내진다면, 이들 사이에 현저한 간격이 있을 수 있다. 이것은 시변(time varying) 채널들에서 MSC 선택에 있어 현저한 에러들을 일으킬 수 있다. 또한, 송신된 전력의 어떤 변화들이 다운링크 경로 손실의 변화들, 즉 MS(110)에서 얻어질 수 있는 SIR의 변화들과 상호관계할 수 있으므로, 다운링크 송신에 대한 폐 루프 전력 제어의 동작을 사용하여 이전의 SIR 추정치를 정정할 수 있음을 안다. 그러나, 소프트 핸드오버에서, 각각의 BS(100a, 100b, 100c)로부터의 다운링 송신 전력의 변화들은 각각의 다운링크 경로 손실들의 변화들과는 그다지 서로 관계가 있지는 않을 것이다. 그러므로 소프트 핸드오버에서, 다운링크 제어 채널들에 대해 복수의 전력 제어 루프들을 사용하여 활성 세트(혹은 활성 세트의 부분집합) 내 각각의 BS로부터 다운링크 채널의 전력 레벨을 각각의 무선 채널들의 변화들을 독립적으로 추적(track)하게 한다. 이것은 적합한 측정치 보고들이 주어진다면, 활성 세트(혹은 활성 세트의 부분집합) 내 어떠한 BS에 대해서도 MS(110)에서 얻어질 수 있는 SIR이 추정될 수 있음을 의미한다. 그러면 패킷 송신에 적합한 MCS가 선택될 수 있다.

전술한 실시예들에서, 데이터 채널은 한 번에 한 BS에서 MS(110)로 송신된다. 그러나, 상황에 따라서는 데이터 채널들이 하나 이상의 BS로부터 동시에 송신되는 것이 이로울 수 있다. 예를 들면, 3개의 BS들(100a, 100b, 100c)이 폐루프 전력 제어 하에 있는 상황에서, BS들 중 두 개가 똑같이 양질의 링크를 제공한다면 데이터 패킷 혹은 패킷들은 이들 두 기지국들로부터 동시에 송신될 수 있다(소프트 핸드오버 동안의 송신들과 유사한 방식으로).

전술한 실시예들의 변형에서, 고정국과 이동국 사이에 하나 이상의 데이터 링크가 있을 수 있다. 예를 들면, 본 발명은 다른 주파수들에서, 혹은 서로 다른 안테나들로부터 송신된 무선 링크들에 적용될 수 있는데, 이것은 이들 링크들이 동일 쌍의 스테이션들 사이에 있다고 해도 별도의 전력 제어를 요할 것이다.

BS(100)가 복수의 안테나들(106), 혹은 안테나 빔들을 구비한 시스템에서, 패킷 송신에 바람직한 BS(100)의 선택에 대한 상기의 참조문헌들은 하나 이상의 고정국들에 의해 제공되는 것들 중에서 안테나들 혹은 안테나 빔들의 바람직한 부집합(subset)의 선택을 포함하기 위해 취해진다. 멀티입력 멀티출력(Multi-Input Multi-Output: MIMO) 기술들을 채용하는 시스템에서, 바람직한 BS(100)의 선택은 또한 고정국(100)과 이동국(110) 사이에 최적의 무선 경로 혹은 한 세트의 경로들의 세트의 선택을 포함하는 것으로 이해된다.

본 개시된 바를 읽음으로써, 다른 수정예들이 이 기술에 숙련된 자들에 명백할 것이다. 이러한 수정예들은 무선 통신 시스템들 및 이의 구성성분의 설계, 제조 및 사용에서 이미 알려져 있고, 여기 이미 기술된 특징들 대신에 혹은 이에 부가하여 사용될 수 있는 다른 특징들을 포함할 수 있다. 명료하게 하기 위해서 개개의 실시예들의 맥락에서 기술된 본 발명의 어떤 특징들은 단일의 실시예와 조합하여 제공될 수 있음을 알 것이다. 반대로, 간결하게 하기 위해서 단일의 실시예의 맥락에서 기술된 본 발명의 여러 가지 특징들은 개별적으로 혹은 어떤 적합한 부분적인 조합으로 제공될 수도 있다. 본원에서 청구범위들이 특징들의 특정한 조합들로 기재되었지만, 본원의 개시된 범위는 명시적으로 혹은 암시적으로 혹은 이의 어떤 일반화로 여기 개시된 어떤 신규한 특징 혹은 특징들의 어떤 신규한 조합이 현재 청구범위에 청구된 바와 동일한 발명에 관계되어있건, 본 발명과 동일한 기술적 문제 중 어떤 문제 혹은 문제 전부를 해소하건 사이에, 이들을 포함한다. 본 출원인은 본원 및 이로부터 나온 다른 어떤 출원의 속행 중에 이러한 특징들 및/또는 특징들의 조합으로 새로운 청구항들이 작성될 수 있음을 알리고자 한다.

본 명세서 및 청구범위에서 구성요소 앞의 단수 표현은 복수의 이러한 구성요소들의 존재를 배체하는 것은 아니다. 또한, "포함하는"이라는 단어는 열거된 구성요소들 이외의 구성요소들 혹은 단계들이 존재함을 배제하는 것은 아니다.

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10. 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 상기 복수의 고정국들 중에서 선택된 적어도 하나의 고정국들과 상기 적어도 하나의 선택된 고정국의 각각으로부터 상기 이동국으로의 데이터의 송신을 위한 상기 이동국 사이에 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템에서 사용하기 위한 이동국으로서, 각각의 무선 채널들의 변화들을 독립적으로 추적(track)하도록 한 세트의 제어 정보가 매핑되는, 몇몇 혹은 모든 물리 제어 채널들, 혹은 물리 제어 채널들의 일부들의 전력을 개별적으로 조정하기 위해 상기 이동국과 각각의 폐쇄된 전력 제어 루프들에 평행한 상기 복수의 고정국들 각각의 사이에서 동작하는 폐루프 전력 제어 수단이 제공되는, 이동국.
11. 제10항에 있어서,

    변하는 무선 링크 상태들에 응답하여 상기 고정국들 중 어느 것이 상기 적어도 하나의 선택된 고정국을 포함하는가를 판정하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    개별적인 물리 채널을 통해 각 세트의 제어 정보를 송신하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
13. 제12항에 있어서,

    다른 채널화 코드들(channelisation codes)을 사용하여 상기 물리 채널들을 구별하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
14. 제12항에 있어서,

    캐리어의 동상(in-phase) 성분을 사용하는 제1 물리 채널과 상기 캐리어의 쿼드래쳐-상(quadrature-phase) 성분을 사용하는 제2 물리 채널을 송신함으로써 상기 물리 채널들 중 2개를 구별하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
15. 제14항에 있어서,

    데이터 송신이 요구되었을 때 물리 제어 채널을 중단시키는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    단일의 물리 채널을 통해 시간 다중화 방식(time-multiplexed manner)으로 각 세트의 제어 정보를 송신하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
17. 제16항에 있어서,

    전력 제어 명령들의 송신 속도를 감소시킴으로써 상기 시간 다중화를 달성하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
18. 제17항에 있어서,

    속도 감소는 제어 정보 세트들이 교환되는 고정국들의 수보다 크거나 같은 수에 비례하는 것을 특징으로 하는, 이동국.
19. 제16항에 있어서,

    단일 물리 제어 채널로 제어 정보 세트들이 교환되는 각 고정국에 관계된 별도의 전력 제어를 포함함으로써 상기 시간 다중화를 달성하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 이동국.
20. 이동국과 복수의 고정국들 사이에 제어 정보 세트들의 양방향 송신을 위해 배치된 물리 제어 채널들과, 상기 복수의 고정국들 중에서 선택된 적어도 하나의 고정국들과 상기 적어도 하나의 선택된 고정국의 각각으로부터 상기 이동국으로의 데이터의 송신을 위한 상기 이동국 사이에 적어도 하나의 데이터 채널을 구비한 무선 통신 시스템을 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은 각각의 무선 채널들의 변화들을 독립적으로 추적하도록 한 세트의 제어 정보가 매핑되는, 몇몇 혹은 모든 물리 제어 채널들, 혹은 물리 제어 채널들의 일부들의 전력을 개별적으로 조정하기 위해 상기 이동국과 각각의 폐쇄된 전력 제어 루프들에 평행한 상기 복수의 고정국들 각각의 사이에서 동작하는 것을 포함하는, 무선 통신 시스템 동작 방법.
21. 제10항에서 청구된 이동국 및 복수의 고정국들을 포함하는 무선 통신 시스템.
22. 제21항에 있어서,

    상기 적어도 하나의 선택된 고정국이 식별될 수 있도록, 각각의 스크램블링 코드로 한 세트의 제어 정보가 매핑되는 상기 복수의 고정국들 중 각각에 의해 전송된 각 물리 제어 채널, 혹은 물리 제어 채널의 일부를 각각의 스크램블링 코드로 엔코드하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템.
23. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    상기 이동국으로부터의 요청들에 응답하며 상기 적어도 하나의 데이터 채널의 각각에 접속된 상기 고정국을 선택하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템.
24. 제21항 또는 제22항에 있어서,

    고정국들 중 어느 것이 선택된 고정국들을 포함하는가를 판정하고 통신 링크들 중 어느 것이 선택되는 지를 판정하기 위해, 고정국과 상기 이동국 사이에 복수의 통신 링크들을 수립하는 수단이 제공된 것을 특징으로 하는, 무선 통신 시스템.

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