KR100881545B1 - 직교 시스템에서 역방향 링크 전력 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

주파수 호핑 직교 주파수 분할 다중 접속(FH-OFDMA) 시스템에 대한 폐-루프 역방향-링크 제어 알고리즘이 제시된다. 상기 전력 제어 알고리즘은 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 및 RpOT(Received-Power-Over-Thermal) 측정들에 기반하여 사용자의 전송 전력을 조절한다. 상기 알고리즘은 고유하게 안정적이며 재전송이 이루어지는 FH-OFDMA 시스템들을 위해 효과적이다.

Description

직교 시스템에서 역방향 링크 전력 제어 방법 및 장치{REVERSE LINK POWER CONTROL IN AN ORTHOGONAL SYSTEM}
본 특허 출원은 출원번호가 60/589,823이고 출원일이 2004년 7월 20일이고 발명의 명칭이 "FH-OFDMA 역방향-링크 전력 제어"이며, 본 출원의 양수인에 의해 양수되고 여기에 참조로서 통합된 미국 특허 가출원에 대한 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것이며, 더욱 상세하게는, 직교 통신 시스템에서 역방향 링크 전력 제어를 결정하기 위한 기법들에 관한 것이다.
주파수 호핑 직교 주파수 분할 다중 접속(FH-OFDMA) 시스템에서, 대역폭은 다수의 직교 서브-캐리어들로 균일하게 분할된다. 각각의 사용자는 다수의 이러한 OFDM 서브-캐리어들을 제공받는다. FH-OFDMA에서, 사용자들은 또한 전체 대역폭에 걸쳐서 호핑(즉, 각각의 사용자에게 할당된 OFDM 캐리어들의 서브세트가 시간의 경과에 따라 변화함)할 것이다. 동일한 섹터 또는 셀 내에 있는 모든 사용자들은 서로에 대하여 직교하며 그리하여 서로에 대하여 간섭을 일으키지 않는다.
FH-OFDMA는 무선 채널들을 통한 고속 데이터 레이트 전송을 위한 효율적인 다중화 기법이다. 그러나, FH-OFDMA 시스템에서 수신된 신호-대-잡음비(SNR)가 넓은 범위에서 변동하기 때문에, 모든 전송에 대하여 작은 패킷 에러 레이트를 보장 하는 것은 대단히 자원-비효율적이다. 패킷 재전송 메커니즘(예를 들어, H-ARQ)은 종종 이러한 비효율성을 피할 수 있도록 사용된다.
또한, 폐루프 전력 제어가 종종 충분한 SNR(즉, 통신 링크를 닫기 위해 요구되는 SNR)이 기지국에서 수신되도록 보장하기 위해 이용된다. 성공적인 전송을 위해 허용되는 (재)전송들의 수와 요구되는 전송 전력 사이에는 고유한 트레이드오프(tradeoff)가 존재한다. 예를 들어, 전송 전력 레벨을 증가시킴으로써; 성공적인 전송을 위해 요구되는 전송들의 수를 줄일 수 있으며, 이는 직접적으로 보다 고속 데이터 레이트를 발생시킨다. 또는, 허용되는 (재)전송들의 수가 증가하면, 성공적인 전송을 위해 요구되는 전송 전력을 줄일 수 있다. 레이트 및 전력 적응 사이의 이러한 고유한 트레이드오프는 재전송이 이루어지는 시스템에 대한 전력 제어 루프의 설계가 사소하지 않은(nontrivial) 작업이 되도록 한다.
그러므로, 재전송들을 고려하는 효과적인 방식으로 레이트 및 전력을 트레이드오프하는 기법들이 기술적으로 요구된다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 패킷을 전송하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계 및 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계를 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 열 수신 전력(RpOT: Received Power Over Thermal)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 작은지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 RpOT가 RpOTmax보다 크면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작은지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다. 일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작은지 여부를 결정하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작지 않거나 또는 열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작지 않으면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작거나 또는 열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작으면 업 명령을 생성하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계 및 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계는 외부 루프 전력 제어를 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작거나 같거나 또는 열 수신 전력(RpOT)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 크거나 같으면 외부 루프 전력 제어를 디스에이블링하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 역방향 링크 전력 제어 방법은 열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 크거나 또는 열 수신 전력(RpOT)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 작으면 외부 루프 전력 제어를 인에이블링하는 단계를 더 포함한다.
일 양상에서, 무선 통신 장치는 패킷을 전송하기 위한 수단, 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하기 위한 수단, 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키기 위한 수단 및 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 유효 C/I 세트포인트를 증가시키기 위한 수단을 포함한다.
일 양상에서, 프로세서는 무선 통신 시스템에서 간섭을 추정하는 방법을 실행하도록 프로그래밍되며, 상기 방법은 패킷을 전송하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계 및 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계를 포함한다.
일 양상에서, 컴퓨터 판독 가능 매체는 역방향 링크 전력 제어 방법을 구현하며, 상기 방법은 패킷을 전송하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계, 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계 및 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 양상들 및 실시예들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
본 발명의 특성들 및 특징들은 아래에 제시되는 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 다중-접속 통신 시스템(100)을 나타낸다.
도 2는 일 실시예에 따른 외부 루프 전력 제어의 플로우차트를 나타낸다.
도 3은 일 실시예에 따른 내부 루프 전력 제어의 플로우차트를 나타낸다.
도 4는 터미널 및 기지국의 블록 다이어그램을 나타낸다.
"예시적인(examplary)"이라는 단어는 여기서 "예시, 실례 또는 설명으로서 제공하는"이라는 의미로 사용된다. "예시적인"으로 여기서 설명된 임의의 실시예 또는 설계는 다른 실시예들 또는 설계들보다 우선적이거나 장점을 가지는 것으로 해석되지는 않는다.
성능 기반 계수(rank) 예측을 위해 여기에서 설명되는 기법들은 코드 분할 다중 접속(CDMA) 시스템, 광대역 CDMA(WCDMA) 시스템, 직접 시퀀스 CDMA(DS-CDMA) 시스템, 시분할 다중 접속(TDMA) 시스템, 주파수 분할 다중 접속(FDMA) 시스템, 고속 다운링크 패킷 접속(HSDPA) 시스템, 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)-기반 시스 템, 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 시스템, 단일-입력 단일-출력(SISO) 시스템, 다중-입력 다중-출력(MIMO) 시스템 등과 같은 다양한 통신 시스템들에 대하여 이용될 수 있다.
OFDM은 전체 시스템 대역폭을 다수(NF)의 직교 서브밴드로 효과적으로 분할하는 다중-캐리어 변조 기법이다. 이러한 서브밴드들은 또한 톤(tone)들, 서브캐리어들, 빈(bin)들 및 주파수 채널들로 지칭된다. OFDM에서, 각각의 서브밴드는 데이터와 함께 변조될 수 있는 각각의 서브캐리어와 관련된다. NF개까지의 변조 심볼들은 각각의 OFDM 심볼 주기에서 NF개의 서브밴드들을 통해 전송될 수 있다. 전송하기 이전에, 이러한 변조 심볼들은 NF개의 칩들을 포함하는 "변환된" 심볼을 얻기 위해 NF-포인트 역 고속 푸리에 변환(IFFT)을 이용하여 시간-도메인으로 변환된다.
OFDMA 시스템은 OFDM을 이용하며 다수의 사용자들을 동시에 지원할 수 있다. 주파수 호핑 OFDMA 시스템에서, 각각의 사용자에 대한 데이터는 사용자에게 할당된 특정한 주파수 호핑(FH) 시퀀스를 사용하여 전송된다. FH 시퀀스는 각각의 호핑 주기에서 데이터 전송을 위해 사용할 특정한 서브밴드를 표시한다. 다수의 사용자들을 위한 다수의 데이터 전송들은 상이한 FH 시퀀스들을 사용하여 동시에 전송될 수 있다. 이러한 FH 시퀀스들은 서로에 대하여 직교하도록 정의되며, 그 결과 오직 하나의 데이터 전송은 각각의 호핑 주기에서 각각의 서브밴드를 사용한다. 직교 FH 시퀀스들을 사용함으로써, 인트라-셀 간섭을 피하게 되며, 다수의 데이터 전송들은 주파수 다이버시티의 장점들을 취하면서 서로에 대하여 간섭하지 않는다.
전형적으로, 전력 제어 루프는 두 개의 부분들로 나뉠 수 있다: 내부 루프 및 외부 루프. 기지국은 사용자의 전송 전력을 조절하기 위해 내부 루프에 의해 지시되어 UP/DOWN 전력 제어 명령을 생성하며, 그 결과 전력 제어 외부 루프에 의해 설정된 (수신된 신호 전력, 신호-대-간섭-및-잡음비(SINR) 등과 같은) 원하는 양이 유지된다. 외부 루프는 변화하는 채널 조건들에 관계없이 특정된 서비스-품질(QoS)이 충족되도록 동적으로 이러한 세트-포인트를 조정한다.
IS-95 및 CDMA2000은 선택적인 QoS 메트릭으로서 패킷 에러 레이트(PER)를 이용한다. 본질적으로, 전력 제어 루프는 PER이 목표 세트포인트(예를 들어, 1%)에 가까워지도록 전송 전력을 조절한다. 그러나, 이러한 알고리즘이 재전송이 이루어지는 시스템들에 적용되는 경우에는 여러가지 단점들이 존재한다.
예를 들어, 최선-노력(best-effort) 애플리케이션을 고려하면, 허용되는 최대 개수의 전송들이 도달한 후에 패킷이 정확하게 수신되지 않은 경우에만 패킷 에러가 선언된다. 패킷-에러-레이트-기반(PER-based) 전력 제어 알고리즘은 목표 패킷 에러 레이트를 유지하면서 전송 전력을 최소화하도록 시도한다. 허용된 전송들의 최대 개수가 증가하면, (패킷 크기가 동일하다고 가정하고) 요구되는 전송 전력은 감소하게 된다. 사용자 전송 전력이 감소함에도 불구하고, 스루풋(throughput)이 또한 감소하게 된다.
흥미롭게도, CDMA 시스템에서, 각각의 개별적인 사용자의 스루풋이 감소하더라도, 더 많은 사용자들이 시스템에 추가되면서(CDMA 시스템에서, 더 적은 간섭은 더 많은 수의 사용자들을 지원할 수 있도록 함을 상기하도록 한다), 섹터 스루풋은 변하지 않고 유지될 수 있다(또는 증가할 수도 있다). 불행하게도, 역방향 링크를 통해 직교 다중 접속 기법들(예를 들어, TDMA, FDMA 및 OFDMA) 사용하는 시스템은 이러한 전력 제어 방식을 통해 전체적인 섹터 스루풋 손실을 얻게 될 것이다.
직교 시스템들에서, 모든 범위들이 사용되고 있다면, 추가적인 사용자들은 사용자들 사이의 직교성을 파괴하지 않고 추가될 수는 없다. 그리하여, 더 많은 사용자들을 추가하는 것이 반드시 직교 시스템에서 각각의 개별적인 사용자의 스루풋의 감소에 의해 야기되는 섹터 스루풋 손실을 보충하도록 돕지는 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 다중-접속 통신 시스템(100)을 나타낸다. 시스템(100)은 다수의 무선 터미널들(120)에 대한 통신을 지원하는 다수의 기지국들(110)을 포함한다. 기지국은 터미널들과 통신하기 위해 사용되는 고정된 스테이션이며 또한 액세스 포인트, 노드 B 또는 몇몇 다른 용어들로 지칭될 수 있다. 터미널들(120)은 전형적으로 시스템을 통해 분산되어 있으며, 각각의 터미널은 고정형이거나 또는 이동형일 수 있다. 터미널은 또한 모바일 스테이션, 사용자 장치(UE), 무선 통신 장치 또는 몇몇 다른 용어로 지칭될 수 있다. 각각의 터미널은 임의의 주어진 시점에서 순방향 및 역방향 링크들을 통해 하나 이상의 기지국들과 통신할 수 있다. 이것은 터미널이 액티브 상태인지 여부, 소프트 핸드오프가 지원되는지 여부 및 터미널이 소프트 핸드오프 상태에 있는지 여부에 따라 좌우된다. 단순화를 위해, 도 1은 오직 역방향 링크를 통한 전송들만을 도시하고 있다. 시스템 제어기(130)는 기지국들(110)과 연결되고, 이러한 기지국들에 대한 조정 및 제어를 제공하며, 또한 이러한 기지국들에 의해 서비스되는 터미널들에 대한 데이터 의 라우팅을 제어한다.
하이브리드-ARQ(H-ARQ)를 이용하는 FH-OFDMA 시스템에 대한 폐-루프 전력 제어 방식은 일 실시예에 따라 아래에서 설명된다. 아래에서 설명되는 알고리즘은 재전송들을 적용하는 임의의 직교 시스템들(예를 들어, TDMA, FDMA)에서 이용하기 위해 용이하게 수정될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.
이러한 알고리즘은 최선-노력 트래픽(예를 들어, ftp, 다운로드 등)과 레이턴시-민감성(latency-sensitive) 고정 비트 레이트(CBR) 트래픽(예를 들어, 음성, 멀티미디어 등) 모두에 대하여 양호하게 동작하도록 설계된다. 최선-노력 트래픽에서, 제안된 알고리즘은 전력 제어 및 H-ARQ 사이의 커플링에 기인한 레이트 손실 문제를 완화시킨다. 레이턴시-민감성 CBR 트래픽에서, 제안된 전력 제어 알고리즘은 패킷 에러 레이트 및 레이턴시 제약을 충족하면서 사용자의 전송 전력을 최소화하도록 시도한다. 동일한 아래의 전력 제어 알고리즘 및 인터페이스는 최선-노력 및 레이턴시-민감성 CBR 트래픽 모두에 대하여 사용될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 외부 루프 전력 제어의 플로우차트(200)를 나타낸다. 외부 루프의 목적은 내부 루프가 트래킹할 목표 유효 캐리어-대-간섭(C/I)을 설정하는 것이다. 유효 C/I는 예컨대 평균 C/I 대신에 사용된다. 유효 C/I는 FH-OFDMA 시스템에서 평균 C/I보다는 채널 조건에 대한 보다 나은 측정치이다. "유효 SNR"은 (대략적으로) 모든 톤들에 걸쳐 평균이 취해진 SNR들의 기하 평균에 비례한다.
외부 루프는 (i) 패킷 에러가 있는 경우, 또는 (ii) 패킷이 정확하게 디코딩 된 경우에 업데이트된다. 재전송들로 인하여, 외부-루프는 모든 패킷 도달 인스턴스마다 업데이트되지 않을 수 있다.
패킷이 특정한 최대 개수의 전송들이 도달한 후에 성공적으로 디코딩되지 않았거나 또는 패킷의 레이턴시가 특정한 레이턴시 한계를 초과한 경우에, 패킷은 에러가 있는 것으로 간주된다. 레이턴시는 대기열 지연 및 전송 지연 모두를 포함한다.
허용된 최대 레이턴시보다 더 큰 레이턴시를 가지는 패킷들을 패킷 에러들로 선언함으로써, 레이턴시 제약은 끊김없이 전력 제어 루프로 통합된다. 이에 대한 근거는 대부분의 실-시간 애플리케이션들에서, 사용자의 인식이 관련되는 한에서는 손상된 패킷 또는 늦게-도달한 패킷은 다소 동일하게 손상된 것이기 때문에, 늦은 패킷들이 단순히 버려진다는 것이다. 또한, (레이턴시가 이미 한계를 초과하여 수신기에 의해 버려질 패킷들을 전송하는 것은 이치에 맞지 않기 때문에) 패킷들은 추가적으로 패킷 레이턴시를 조절하기 위해 전송기에서 드롭될 수 있다.
수신기는 패킷들이 시퀀스를 벗어나서 수신된 것을 탐지함으로써 몇몇 패킷들이 전송기에서 드롭되었다는 것을 탐지할 수 있다. (탐지된) 이러한 손실 패킷들은 패킷 에러들로 취급된다. 손실 패킷들은 시퀀스에 있는 다음 패킷이 수신기에서 정확하게 디코딩되는 경우에만 탐지될 수 있다. 본질적으로, 손상된 패킷들, 드롭된 패킷들 및 초과 레이턴시를 가지는 패킷들은 패킷 에러들로 선언되며 외부 루프는 목표값으로 패킷 에러 레이트를 유지하기 위해 유효 C/I 세트포인트를 동적으로 조정한다. 유효 C/I 세트포인트를 적절하게 조정하는데 있어서 스텝 크기들 을 선택함으로써, 목표 PER은 원하는 값으로 제어될 수 있다.
단계 202에서, 세트포인트가 업데이트되어야 하는지 결정하기 위한 검사가 이루어진다. 세트포인트가 업데이트되지 않는다면, 제어 플로우는 다음 반복을 위해 단계 202로 되돌아간다. 세트포인트가 업데이트되어야 한다면, 제어 플로우는 단계 204로 진행한다.
단계 204에서, 패킷 에러가 존재하는지 여부를 결정하기 위한 검사가 이루어진다. 패킷 에러가 없다면, 제어 플로우는 단계 206으로 진행한다. 그렇지 않으면, 제어 플로우는 단계 208로 진행한다.
단계 206에서, 패킷이 손실된 것인지 여부를 결정하기 위한 검사가 이루어진다. 패킷이 손실된 것이면, 제어 플로우는 단계 208로 진행하고 유효 C/I 세트포인트는 증가하게 된다. 그렇지 않으면, 제어 플로우는 단계 210으로 진행하고 유효 C/I 세트포인트는 감소하게 된다.
그 다음에, 기지국은 도 3에 도시된 바와 같이 내부 루프를 이용하여 UP/DOWN 전력 제어 명령(예를 들어, +/- 1 dB)을 발생시킨다. 도 3은 일 실시예에 따른 내부 루프 전력 제어의 플로우차트(300)를 나타낸다.
외부 루프는 데이터가 존재하지 않을 때 디스에이블링될 수 있다. 그리하여, 내부 루프 제어만이 데이터가 존재하지 않을 때 인에이블링된다.
내부 루프는 주기적으로(예를 들어, 몇 개의 홉(hop)들/슬롯들마다) 업데이트된다. 기지국은 측정 간격 동안 수신된 신호 전력과 유효 C/I를 측정한다. 내 부 루프는 RpOT 제약을 만족하면서(즉, 동작 RpOT는 RpOTmin과 RpOTmax 사이에 있어야 한다), 외부 루프에 의해 설정된 목표 유효 C/I를 유지하도록 시도한다. 열 수신 전력(RpOT)은 수신된 신호 전력(P)과 열잡음(N0) 사이의 비로서 정의된다. 이러한 제안된 알고리즘의 내부 루프는 유효 C/I 및 RpOT 목표들을 모두 만족시키도록 시도한다.
세트포인트들(e-C/Isp, RpOTmin, RpOTmax)은 사용자별로 특정된다. 상이한 서비스 품질(QoS) 사용자들은 상이한 RpOTmin ,max 제약들을 가질 수 있다. 업데이트들은 또한 사용자별로 특정된다.
RpOTmin 및 RpOTmax는 QoS에 따라서 결정될 수 있다. RpOTmin 및 RpOTmax는 서로에 대하여 동일하게 설정될 수 있다.
도면들에 반영되지는 않았으나, RpOT 한계(즉, RpOTmin 또는 RpOTmax)에 도달하면, 일 실시예에 따라 외부 루프 업데이트가 디스에이블링된다. 이것은 유효 C/I 세트포인트가 무한정 증가되거나 또는 감소되는 것을 방지한다.
RpOT를 전력 제어 설계에 통합하면 두 가지의 장점이 생긴다. 먼저, RpOT는 다른 사용자들로부터의 간섭 전력에 좌우되지 않기 때문에, RpOT에 기반하여 전송 전력을 조절함으로써, 전력 제어 루프는 고유하게 안정된다(즉, 사용자들 사이의 무한정한 전력 레이스가 발생하지 않는다). 두번째로, RpOT의 동작 범위에 대한 제 약을 설정함으로써, 전송 전력은 데이터 레이트에 대하여 트레이드오프될 수 있다.
RpOT 동작 범위에 대한 추가적인 제약없이, 전력 제어 루프는 매우 낮은 레벨로 전송 전력을 구동시킬 수 있으며, 이것은 특정한 패킷 에러 레이트 요구를 충족시키기 위해 요구되는 조건의 전부일 수 있다. 이것은 이전에 논의된 바와 같이 낮은 스루풋을 야기한다. RpOT의 동작 범위를 적용함으로써, 사용자들은 본질적으로 데이터 레이트와 전송 전력 사이의 트레이드오프를 선택할 수 있다(예를 들어, 사용자들은 더 큰 전력으로 전송함으로써 이전의 결과보다 더 높은 레이트를 얻을 수 있다). 사실상, RpOTmin은 불필요한 레이트 손실을 방지하는데 필요하며, RpOTmax는 안정된 동작을 보장하기 위해 필요하다.
RpOTmin = RpOTmax로 설정함으로써, 외부 루프는 본질적으로 디스에이블링된다. 효과적으로, 기지국은 목표 RpOT가 충족되도록 사용자의 전송 전력을 조정한다. 이러한 설정은 최선-노력 트래픽을 지원하는데 사용될 수 있으며, 사용자는 항상 보다 높은 데이터 레이트를 가짐으로써 이득을 얻을 수 있다.
단계 302에서, 내부 루프가 업데이트되어야 하는지 여부를 결정하기 위한 검사가 이루어진다. 내부 루프가 업데이트되지 않는다면, 제어 플로우는 다음 반복을 위해 단계 302로 되돌아간다. 내부 루프가 업데이트되어야 한다면, 제어 플로우는 단계 304로 진행한다.
단계 304에서, RpOT > RpOTmax 인지 여부를 결정하기 위한 검사가 이루어진 다. 대답이 예이면, 제어 플로우는 단계 306으로 진행하며 기지국에 의해 DOWN 명령이 생성된다. 그렇지 않으면, 제어 플로우는 단계 308로 진행한다.
단계 308에서, 유효 C/I가 유효 C/Isp보다 작거나 또는 RpOT < RpOTmin인지 여부를 결정하기 위한 검사가 이루어진다. 유효 C/Isp는 세트포인트에 대한 유효 C/I이다. 대답이 예이면, 제어 플로우는 단계 310으로 진행하며 기지국은 UP 명령을 생성한다. 대답이 아니오이면, 제어 플로우는 단계 306으로 진행하며 기지국은 DOWN 명령을 생성한다.
일 실시예에서, 히스테리시스 기능이 각각 도 2 및 3의 외부 및 내부 루프들(200, 300)의 업데이트 기능들에 추가된다. 히스테리시스 기능은 시스템이 한계 사이클로 진입하는 것을 방지한다.
일 실시예에서, 패킷 에러는 복원 속도를 높이기 위해 자동적으로 UP 명령을 야기한다(물론, RpOT 제약은 위반하지 않는다고 가정한다).
일 실시예에서, 오직 제어 채널만이 존재하면, 외부 루프는 내부 루프의 실행을 계속하는 동안 디스에이블링된다. 데이터 채널이 돌아오면, 외부 루프의 동작은 끊김없이 계속될 수 있다. 그리하여, 동일한 아래의 전력 제어 루프는 제어 및 데이터 채널들 모두에 대하여 사용된다.
도 4는 기지국(110x) 및 터미널(120x)의 일 실시예에 대한 블록 다이어그램을 나타낸다. 역방향 링크를 통해, 터미널(120x)에서, 전송(TX) 데이터 프로세서(510)는 역방향 링크(RL) 트래픽을 수신하여 처리(예를 들어, 포맷팅, 코딩, 인터 리빙 및 변조)하고 트래픽 데이터에 대한 변조 심볼들을 제공한다. TX 데이터 프로세서(510)는 또한 제어기(520)로부터의 제어 데이터(예를 들어, CQI)를 처리하고 제어 데이터에 대한 변조 심볼들을 제공한다. 변조기(MOD)(512)는 트래픽 및 제어 데이터와 파일롯 심볼들에 대한 변조 심볼들을 처리하고 복소-값 칩들의 시퀀스를 제공한다. TX 데이터 프로세서(510) 및 변조기(512)에 의한 프로세싱은 시스템에 따라 좌우된다. 예를 들어, 시스템이 OFDM을 이용한다면, 변조기(512)는 OFDM 변조를 수행할 수 있다. 전송 유니트(TMTR)(514)는 칩들의 시퀀스를 조절(예를 들어, 아날로그로 변환, 증폭, 필터링 및 주파수 업컨버팅)하고 역방향 링크 신호를 생성하며, 역방향 링크 신호는 듀플렉서(D)(516)를 통해 라우팅되어 안테나(518)를 통해 전송된다.
기지국(110x)에서, 터미널(120x)로부터의 역방향 링크 신호는 안테나(552)에 의해 수신되고, 듀플렉서(554)를 통해 라우팅되며, 수신기 유니트(RCVR)(556)로 제공된다. 수신기 유니트(556)는 수신된 신호를 조절(예를 들어, 필터링, 증폭 및 주파수 다운컨버팅)하고 또한 데이터 샘플들의 스트림을 얻기 위해 조절된 신호를 디지털화시킨다. 복조기(DEMOD)(558)는 심볼 추정들을 얻기 위해 데이터 샘플들을 처리한다. 그 다음에 수신(RX) 데이터 프로세서(560)는 터미널(120x)에 대한 디코딩된 데이터를 얻기 위해 심볼 추정들을 처리(예를 들어, 디인터리빙 및 디코딩)한다. RX 데이터 프로세서(560)는 또한 삭제 탐지를 수행하고 전력 제어를 위해 사용되는 각각의 수신된 코드워드의 상태를 제어기(570)로 제공한다. 복조기(558) 및 RX 데이터 프로세서(560)에 의한 프로세싱은 각각 변조기(512) 및 RX 데이터 프 로세서(510)에 의해 수행되는 프로세싱과 상보적이다.
순방향 링크 전송을 위한 프로세싱은 역방향 링크에 대하여 위에서 설명된 방식과 유사하게 수행될 수 있다. 역방향 링크 및 순방향 링크 전송들에 대한 프로세싱은 전형적으로 시스템에 의해 특정된다.
역방향 링크 전력 제어를 위해, SNR 추정기(574)는 터미널(120x)에 대한 수신된 SNR을 추정하고 수신된 SNR을 TPC 생성기(576)로 제공한다. TPC 생성기(576)는 또한 목표 SNR을 수신하고 터미널(120x)에 대한 TPC 명령들을 생성한다. TPC 명령들은 TX 데이터 프로세서(582)에 의해 처리되고, 추가적으로 변조기(584)에 의해 처리되고, 전송기 유니트(586)에 의해 조절되고, 듀플렉서(554)를 통해 라우팅되며, 안테나(552)를 통해 터미널(120x)로 전송된다.
터미널(120x)에서, 기지국(110x)으로부터의 순방향 링크 신호는 안테나(518)에 의해 수신되고, 듀플렉서(516)를 통해 라우팅되고, 수신기 유니트(540)에 의해 조절되며 디지털화되고, 복조기(542)에 의해 처리되며, 추가적으로 수신된 TPC 명령들을 얻기 위해 RX 데이터 프로세서(544)에 의해 처리된다. 그 다음에 TPC 프로세서(524)는 TPC 결정들을 얻기 위해 수신된 TPC 명령들을 탐지하며, TPC 결정들은 전송 전력 조절 제어를 생성하기 위해 사용된다. 변조기(512)는 TPC 프로세서(524)로부터 상기 제어를 수신하고 역방향 링크 전송을 위한 전송 전력을 조절한다. 순방향 링크 전력 제어는 동일한 방식으로 달성될 수 있다.
제어기들(520 및 570)은 각각 터미널(120x) 및 기지국(110x) 내에서 다양한 프로세싱 유니트들의 동작들을 지시한다. 제어기들(520 및 570)은 또한 순방향 링 크 및 역방향 링크에 대한 삭제 탐지 및 전력 제어를 위한 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 각각의 제어기는 자신의 링크에 대한 SNR 추정기, TPC 생성기 및 목표 SNR 조절 유니트를 구현할 수 있다. 제어기(570) 및 RX 데이터 프로세서(560)는 또한 도 2 및 3에 있는 프로세스들(200 및 300)을 구현할 수 있다. 메모리 유니트들(522 및 572)은 각각 제어기들(520 및 570)에 대한 데이터 및 프로그램 코드들을 저장한다.
여기에 설명된 삭제 탐지 및 전력 제어 기법들은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 이러한 기법들은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어서, 삭제 탐지 및/또는 전력 제어를 수행하기 위해 사용되는 프로세싱 유니트들은 하나 이상의 ASIC들(application specific integrated circuits), DSP들(digital signal processors), DSPD들(digital signal processing devices), PLD들(programmable logic devices), FPGA들(field programmable gate arrays), 프로세서들, 제어기들, 마이크로-컨트롤러들, 마이크로프로세서들, 여기에 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 다른 전자 유니트들 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다.
소프트웨어 구현에 있어서, 여기에 설명된 기법들은 여기에 설명된 기능들을 수행하는 모듈들(예를 들어, 절차, 기능 등)을 통해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드들은 메모리 유니트(예를 들어, 도 5의 메모리 유니트(572))에 저장되고 프로세서(예를 들어, 제어기(570))에 의해 실행될 수 있다. 메모리 유니트는 프로세서 내에서 구현되거나 또는 프로세서 외부에 구현될 수 있으며, 프로세서 외부에서 구 현되는 경우에 메모리 유니트는 기술적으로 공지된 다양한 수단을 통해 프로세서와 통신적으로 결합될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 이전의 설명은 당업자가 본 발명을 실시하거나 이용할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (25)

  1. 역방향 링크 전력 제어를 위한 방법으로서,
    패킷을 전송하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 상기 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계; 및
    열 수신 전력(RpOT: Received Power Over Thermal)에 기반하여 전송(TX) 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계는 패킷 에러가 존재하지 않으며 상기 패킷이 손실되지 않았는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    수신되지 않은 데이터 패킷들에 대한 네거티브 승인(NACK) 메시지들을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 NACK 메시지들에 따라서 수신되지 않은 상기 데이터 패킷들을 재전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터 패킷들은 하나 이상의 시간 슬롯들을 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    열 수신 전력(RpOT: Received Power Over Thermal)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 큰지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 열 수신 전력(RpOT)은 수신된 신호 전력과 열잡음 사이의 비인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 RpOT가 상기 RpOTmax보다 크면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 상기 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작은지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    열 수신 전력(RpOT)이 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작은지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 상기 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작지 않거나 또는 상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작지 않으면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 유효 캐리어-대-간섭비(C/I)가 상기 세트포인트에 대한 유효 캐리어-대-간섭비(C/Isp)보다 작거나 또는 상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최소 열 수신 전 력(RpOTmin)보다 작으면 업 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계; 및
    상기 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 상기 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계는 외부 루프 전력 제어를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 작거나 또는 같으면 상기 외부 루프 전력 제어가 디스에이블링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 크거나 또는 같으면 상기 외부 루프 전력 제어가 디스에이블링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최소 열 수신 전력(RpOTmin)보다 크고 상기 열 수신 전력(RpOT)이 상기 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 작으면 상기 외부 루프 전력 제어가 인에이블링되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 무선 통신 장치로서,
    패킷을 전송하기 위한 수단;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하기 위한 수단;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키기 위한 수단;
    상기 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 상기 유효 C/I 세트포인트를 증가시키기 위한 수단; 및
    열 수신 전력(RpOT)에 기반하여 전송(TX) 전력을 조절하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    열 수신 전력(RpOT)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 큰지 여부를 결정하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 RpOT가 상기 RpOTmax보다 크면 다운 명령을 생성하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 무선 통신 시스템에서 간섭을 추정하는 방법을 실행하도록 프로그래밍된 프로세서로서, 상기 방법은,
    패킷을 전송하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 상기 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계; 및
    열 수신 전력(RpOT)에 기반하여 전송(TX) 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 방법은, 열 수신 전력(RpOT)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 큰지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 RpOT가 상기 RpOTmax보다 크면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로세서.
  23. 역방향 링크 전력을 제어하는 방법을 구현하는 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 방법은,
    패킷을 전송하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되었다면 유효 캐리어-대-간섭(C/I) 세트포인트를 감소시키는 단계;
    상기 패킷이 에러없이 수신되지 않았다면 상기 유효 C/I 세트포인트를 증가시키는 단계; 및
    열 수신 전력(RpOT)에 기반하여 전송(TX) 전력을 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 방법은, 열 수신 전력(RpOT)이 최대 열 수신 전력(RpOTmax)보다 큰지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 방법은, 상기 RpOT가 상기 RpOTmax보다 크면 다운 명령을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독가능 매체.
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