KR100943869B1 - 글로벌 전력 제어를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어를 위한 시스템 및 방법이 제공된다. 본 방법은, 수신 디바이스의 수신 전력을 측정하는 단계; 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계; 수신 전력 임계값을 수용하는 단계를 포함한다. 수신 디바이스들에 대한 경로 손실을 계산하는 단계를 포함하고, 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는 Popt = Linv(Rth-N) 와 같이 최적의 송신 전력들의 매트릭스를 생성하는 단계를 포함한다. 여기서, Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (L) 의 인버스 매트릭스이고, N 은 수신 디바이스들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다. 본 방법은 업링크 및 다운링크에서 글로벌 송신 전력 제어를 제공하는데 이용될 수 있다.
글로벌 전력 제어, 수신 전력, 송신 전력 레벨, 경로 손실, CDMA

Description

글로벌 전력 제어를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR GLOBAL POWER CONTROL}
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 무선 통신 네트워크에서 송신기 전력 레벨들을 글로벌하게 제어하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
"Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" 이라는 제목의 TIA/EIA IS-95 (Telecommunications Industry Association/Electronic Industries Association Interim Standard 95) 에 설명된 것과 같은 CDMA (Code Division Multiple Access) 셀룰러 전화 시스템에서, 공통 주파수 대역이 시스템의 모든 기지국들과 통신하는데 이용된다. 공통 주파수 대역은 이동국과 하나보다 더 많은 기지국 사이에서 동시에 통신하는 것을 허용한다. 공통 주파수 대역을 점유하는 신호들은 PN (pseudonoise) 코드의 사용에 기초한 확산 스펙트럼 CDMA 파형 특성을 통해 수신국에서 분별된다. 고속 PN 코드는 기지국 및 이동국들로부터 송신된 신호들을 변조하는데 이용된다. 상이한 PN 코드들 또는 시간에 오프셋된 PN 코드들을 이용 하는 송신국들은 수신국에서 개별적으로 수신될 수 있는 신호들을 생성한다. 고속 PN 변조는 단일 송신국으로부터 몇몇 다른 전파 경로들을 통해 전파된 신호를 수신국이 수신하는 것을 또한 허용한다.
CDMA 이동 무선 채널에서의 경로 손실은 2 가지의 개별적 현상: 평균 경로 및 페이딩에 의해 특징지어질 수 있다. 기지국으로부터 이동국으로의 순방향 링크는, 이동국으로부터 기지국으로 향하는 역방향 링크보다 상이한 주파수 상에서 동작한다. 하지만, 순방향 링크와 역방향 링크 주파수들은 동일 주파수 대역 내에 있기 때문에, 이 두 링크들의 평균 경로 손실 사이에 상당한 상관이 존재한다. 한편, 페이딩은 순방향 링크와 역방향 링크에 대해 독립적인 현상이고, 시간의 함수로서 변화한다.
예시적인 CDMA 시스템에서, 각각의 이동국은, 이동국에 대한 입력에서 CDMA 대역폭의 모든 신호들의 총 수신 전력에 기초하여 순방향 링크의 할당된 CDMA 주파수 채널 상의 원하는 CDMA 신호들의 총 수신 전력을 추정한다. 총 수신 전력은, 이동국에 대해 현재 할당된 기지국으로부터 수신된 원하는 CDMA 신호의 전력과, CDMA 대역폭 내의 다양한 간섭 신호들의 전력의 합으로 이루어진다. 이러한 간섭 신호들은 이동국에 할당된 주파수 상에서 동작하는 다른 CDMA 기지국들로부터 뿐만 아니라, 다른 부근의 통신 시스템들로부터 수신될 수도 있다. 순방향 및 역방향 링크들 상에서의 경로 손실은 밀접하게 상관되는 것으로 추측되기 때문에, 이동국은 역방향 링크 신호의 송신 레벨을 설정하기 위해 순방향 링크 전력의 추정을 이용한다. 역방향 링크 신호의 송신 레벨은 역방향 링크 상의 추정 된 경로 손실과 매칭하기 위해 조절되고, 소정의 레벨에서 기지국에 도달한다. 이러한 개방-루프 전력 제어 시스템은, 본 발명의 양수인에게 양도되고 참조로서 여기에 통합된, "METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM" 이라는 제목의, 미국 특허 제 5,056,109 호에 설명되어 있다.
또한, 이동국은 액세스 채널 상의 기지국과 통신을 확립하기 위해, 액세스 프로브들을 송신해야 할 전력 레벨을 결정하기 위해 추정 경로 손실을 이용한다. 액세스 채널은 이동국이 트래픽 채널을 이용하지 않을 때 (즉, 콜이 아직 진행 중이지 않을 때), 이동국으로부터 기지국으로의 통신을 제공한다. 액세스 채널 메시지들은 콜 오리지네이션들 (call originations), 페이지들에 대한 응답들, 오더들 (orders), 및 레지스트레이션들 (registrations) 을 제공한다. 통상적인 CDMA 통신 시스템의 액세스 채널은 랜덤 액세스 채널이기 때문에, 다중 이동국들은 동시에 액세스 채널을 사용하려고 시도할 수도 있다. 이동국은, 액세스 채널 상에서 동시에 송신하고 있는 다른 이동국들과의 충돌을 최소화하기 위해 PN 시간 정렬을 랜덤하게 선택함에도 불구하고, 액세스 채널 상에서 송신하고 있는 각각의 추가적인 이동국은 한정적인 용량을 갖는 채널 상의 배경 잡음에 기여한다.
불행하게도, 이동국에 의해 수신된 총 전력 내의 간섭 신호들의 존재는 이동국의 경로 손실 추정의 정확성을 심각하게 감소시키는 경향이 있다. 이렇게 부적절하게 감소된 경로 손실의 추정이 역방향 링크 신호의 개방-루프 송신 레벨을 설정하는데 사용될 때, 레벨은 역방향 링크 신호가 기지국에서 적당한 강도로 수신 되는 것을 보장하기 위해 필요한 것보다 더 낮을 수도 있다. 유사하게, 부적절하게 감소된 경로 손실의 추정이 유저에게 제공되는 채널 품질의 과도하게 우호적인 표시를 초래할 때, 유저는 열화된 채널 상에서 통신을 개시하는데 성공적이지 못할 수도 있다. 또한, 경로 손실의 부정확한 추정은 이동국이 초기에 더 약한 액세스 프로브들을 내보내어, 액세스 채널 상의 통신을 확립하기 위한 다수의 성공적이지 못한 시도들을 발생시켜서, 불필요하게 액세스 채널 용량의 일부를 소비하고, 시스템 로딩의 밸런스에 역효과를 가져오게 할 수도 있다. 전술한 문제점들은 비셀룰러 CDMA 통신 시스템 뿐만 아니라, PCS 또는 무선 로컬 루프 시스템에서도 존재한다.
이동국들은 가장 근접한 셀-사이트에 대한 경로 손실 추정에서 광대역 총 수신 신호 전력의 측정에 의존하기 때문에, 다른 셀-사이트들 및/또는 이웃한 셀룰러 시스템들로부터 수신된 신호들의 간섭은 부정확하게 낮은 경로 손실 추정을 초래할 수도 있다. 앞에서 논의한 바와 같이, 이는 가장 근접한 셀-사이트로 송신되는 역방향 링크 신호 전력의 부적당한 레벨, 및 이동국 유저에게 제공되는 채널 품질의 과도하게 우호적인 표시를 초래할 수도 있다. 이러한 부정확성은 이동국으로 하여금 액세스 채널 상에 통신을 개시하기 위해 하나보다 더 많은 액세스 프로브를 송신할 필요가 있게 만든다. 이들 불필요한 다수의 프로브들은 성능 열화를 초래하는 바람직하지 못한 간섭으로 시스템을 교란한다.
배경 간섭의 존재로 인해 도입된 역방향 링크의 품질 추정의 에러는 제거될 수 있다. 본 출원과 동일한 양수인에게 양도된, Samir Soliman 의 "SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING RECEIVED PILOTPOWER AND PATH LOSS IN A CDMA COMMUNICATION SYSTEM" 이라는 제목의 미국 특허 제 5,799,005 호에서 이러한 문제에 대한 해결책이 제시된다. 이 특허는 여기에 참조로서 통합된다. 일반적으로, 통신 수신기 내에서, 확산-스펙트럼 신호의 수신 신호 전력이 측정된다. 상대적 파일럿 강도 측정이 또한 확산 스펙트럼으로 수신된 파일럿 신호로 이루어진다. 그 다음, 파일럿 신호의 전력이 수신 신호 전력 및 상대적 파일럿 강도 측정치에 기초하여 계산된다.
또 다른 양태에서, 본 특허는 기지국과 원격 사이트국 사이의 통신 채널의 경로 손실을 추정하는 시스템 및 방법을 제공한다. 기지국은 원격 사이트국에 파일럿 신호를 송신하고, 또한, 파일럿 신호가 송신된 전력의 표시를 원격 사이트국에 송신한다. 원격 사이트국에서, CDMA 대역폭에 대한 총 수신 신호 전력이 측정되고, 상대적 파일럿 강도 측정이 수신 파일럿 신호로 이루어진다. 그 다음, 수신 파일럿 신호의 전력이 수신 신호 전력과 상대적 파일럿 강도 측정치에 기초하여 계산된다. 그 다음, 송신된 파일럿 신호의 표시된 전력과 수신된 파일럿 신호 전력 사이의 차이를 판정하여 경로 손실의 추정이 이루어진다.
경로 손실의 정확한 추정은 확산 스펙트럼 "파일럿" 참조 신호에 의해 겪는 손실의 판정을 통해 용이해질 수 있다. 예시적인 CDMA 통신 시스템에서, 각각의 기지국은 비변조 DSSS (direct-sequence spread spectrum) 파일럿 신호를 계속하여 송신한다. 이 파일럿 신호는 이동국이 순방향 CDMA 채널의 타이밍을 획득하는 것을 가능하게 하고, 언제 핸드오프할지를 판정하기 위해 기지국들 사이의 신 호 강도 비교를 위한 수단을 제공한다. CDMA 시스템에서 각각의 기지국에 의해 송신된 파일럿 신호는 동일한 PN 코드를 이용할 수도 있지만, 상이한 코드 위상 오프셋으로 인해, 이웃한 기지국들에 의해 송신된 PN 코드들은 동일하지만 서로에 대해 시간적으로 맞지가 않다. 위상 오프셋은 파일럿 신호들이 생겨난 기지국에 따라 서로 구별될 수 있게 한다.
기지국과 통신하고 있는 소정의 이동 유닛에 의해 수신된 파일럿 신호의 전력은 그 이동 유닛에서 이루어진 한 쌍의 신호 측정치들을 사용하여 판정된다. 특히, 수신 파일럿 신호의 전력을 판정하기 위해, 파일럿 강도 측정치 (단위는 dB) 는 이동 유닛에 의해 수신된 총 신호 전력의 측정치 (단위는 dBm) 와 합해진다.
구체적으로,
P파일럿 = Ec/Io+Ptotal
Ptotal 은 총 수신 신호 전력 (dBm) 이고, Ec/Io 는 파일럿 강도 측정치 (dB) 이며, P파일럿 은 수신 파일럿 신호의 전력이다. Ec (칩당 에너지) 는 한 칩 기간 동안의 수신 파일럿 신호 에너지에 상응하고, Io 는 CDMA 신호 대역폭의 총 수신 스펙트럼 전력 밀도를 나타낸다. 따라서, 파일럿 강도 측정치 Ec/Io 는 총 수신 전력에 대한 수신 파일럿 신호 에너지 전력의 표시를 제공하는 것으로 보인다.
수신 파일럿 신호의 절대적 전력 P파일럿 이 일단 확인되면, 기지국으로부터 파일럿 신호가 송신된 전력의 표시 (P송신된 파일럿) 를 이용하여 기지국과 이동 유닛 사이의 경로 손실이 판정될 수도 있다. 종래의 CDMA 시스템에서, 파일럿 채널에 추가하여, 각각의 셀 사이트 또한 셋업 또는 "동기 (sync)" 채널을 송신한다. 이 채널은 파일럿 채널과 동일한 PN 시퀀스 및 위상 오프셋을 이용하며, 파일럿 채널이 트랙킹될 때마다 복조될 수 있다. 이 동기 채널 (sync channel) 은 다른 것들 중에서, 셀 사이트 표시, 및 셀 사이트 파일럿 PN 캐리어 위상 오프셋을 반송한다. 이 정보로 인해, 이동국은 시스템 타임을 확립할 수 있게 된다.
링크 송신기를 위한 최적의 송신 전력 레벨들이 셀 전반, 또는 심지어 글로벌 네트워크까지를 고려하여 계산될 수 있다면 유리할 것이다.
링크 수신기들에서 측정된 공지의 수신 전력 값들을 이용하여 전술한 최적의 송신 전력 레벨들이 계산될 수 있다는 것은 장점이 있다.
발명의 요약
셀룰러 이동 전화의 관념에 대한 기초는 전력 제어 프로세스이다. 더 큰 용량을 달성하기 위해, CDMA 이동 전화 시스템은 업 (역방향) 및 다운 (순방향) 링크 양자 모두에 대한 전력 제어를 채용하여 근단 (near-end) 원단 (far-end) 문제, 코너 문제, 및 장기간 및 단기간 채널 변화들을 해결한다.
기지국 (노드-B) 으로서 기능하는 수신기에서의 신호 전력이 소정의 SNR (signal-to-noise ratio) 을 달성하는데 필요한 최소치가 되도록 각각의 무선 유저의 송신 전력이 제어된다면 시스템 용량은 최대화된다고 볼 수 있다. 따라서, 각각의 전력 제어 루프의 함수는, 이 유저 송신 신호가 다른 링크들에 대해 갖는 효과에 주의를 기울일 필요 없이, 유저와 서빙 노드-B 사이에서 최소의 링크당 SNR 을 달성할 수 있어야 한다. 서비스가 균일하다면 이는 참이다. 즉, 모든 유저들이 동일한 서비스 품질 (QoS) 을 누린다면 참이다. 하지만 서비스가 균일하지 않다면, 이러한 가정은 참이 아닐 수도 있다. 예를 들어, 유저들이 상이한 데이터 레이트들에서 송신/수신을 하고 있거나, 상이한 QoS 를 갖고 있다면 말이다. 예를 들어, 셀의 에지에서 384kbps 로 전송하고 있는 이동국을 고려해 보자. 이 이동국은 이제 막 음성 콜을 만들고 있는 유사한 상황의 유저보다 이웃하는 셀에 대해 더 많은 영향을 준다.
다른 방식으로 언급한다면, 서비스가 균일하고 동일한 QoS 를 갖는다면, 링크 SNR 을 최대화하는 것은 네트워크의 용량을 최대화하는 것과 동등하다. 네트워크가 불균일한 서비스들 (혼합된 모드들) 을 제공한다면, 글로벌하게 간섭을 최소화할 수 있는 방법을 찾아야만 한다. 본 발명의 글로벌 전력 시스템은 불균일 서비스가 더욱 우세하게 증가하고 있다는 인식 하에, 용량에 대한 관심을 넘어서, 네트워크 성능을 최적화하는 더욱 복잡한 수단을 제공한다.
본 발명은 CDMA 시스템에서 간섭을 글로벌하게 제어하는 시스템 및 방법을 교시한다. 본 방법은 또한, IEEE 801.11 및 802.15 에 부합하는 네트워크들 및 블루투스 (Bluetooth) 와 같은 비CDMA 시스템들에까지 확장될 수 있다. 본 발명의 목적은 각각의 기지국 (노드-B) 의 간섭 레벨이 소정의 임계값을 초과하지 않도록 각각의 무선 유저들로부터의 최대 송신 전력을 제어하는 것이다. 글로벌 전력 제어는 자원 운용의 관점에서 중요하다. 업링크 상에서, 이동국의 최대 송신 전력의 감소는 데이터 레이트를 감소시키거나 기지국 요구 SNR 을 감소시킴으 로써 가능해질 수 있다. 다운링크 상에서도 유사하게, 기지국 송신 전력은 데이터 레이트들을 감소시키거나 지정 알고리듬들 및 QoS 파리미터들을 스케쥴링함으로써 감소될 수 있다.
따라서, 무선 통신 디바이스들의 네트워크에서의 글로벌 전력 제어 방법이 제공된다. 일반적으로, 본 방법은, 수신 디바이스의 수신 전력을 측정하는 단계; 수신 디바이스들에 대한 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계; 및 그 수집된 수신 전력 측정치들에 응답하여 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 기지국의 수신 전력이 측정되면, 각각의 기지국에 대한 수신 전력 측정치들이 수집되고, 본 방법은 그 수집된 기지국 수신 전력 측정치들에 응답하여 이동국에 대해 최적의 송신 전력 레벨을 생성한다. 다르게는, 네트워크 다운링크에서 이동국들에 대한 수신 전력이 측정되고 수집될 수 있고, 그 수집된 이동국 수신 전력 측정치들에 응답하여 최적의 송신 전력 레벨이 계산될 수 있다.
더욱 구체적으로는, 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rth) 가 링크 수신 디바이스들에 대해 선택될 수 있다. 그 다음, 링크 송신 디바이스들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Popt) 가 다음과 같이 생성될 수 있다.
Popt = Linv[Rth-N];
여기서, Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (L) 의 인버스 매트릭스이고, N 은 수신 디바이스들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
전술한 방법의 추가적인 상세한 내용들과 무선 통신 디바이스들의 네트워크에서 사용되는 글로벌 전력 제어 시스템이 아래에서 제공된다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어를 위한 시스템의 개략적 블록도이다.
도 2 는 예시적인 이동국 공중 인터페이스의 블록도이다.
도 3 은 도 2 의 수신기의 더욱 상세한 내용을 나타낸다.
도 4 는 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크 구조의 개략적 블록도이다.
도 5 는 애드혹 (ad-hoc) 네트워크의 개략적인 블록도이다.
도 6 은 인트라-피코넷 (intra-piconet) 통신 제어를 위한 MAC (Medium Access Control) 프레임의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 7 은 단말기의 하나의 가능한 구성을 나타내는 개념 블록도이다.
도 8 은 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어를 위한 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 9 는 CDMA 전화 네트워크에서 글로벌 업링크 전력 제어를 위한 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 10 은 무선 통신 전력 제어 처리 디바이스의 개략적 블록도이다.
상세한 설명
도 1 은 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어를 위한 시스템의 개 략적 블록도이다. 시스템 (100) 은 무선 통신 수신 디바이스들을 포함한다. 각각의 수신 디바이스는 공중 인터페이스 (106) 를 포함하고, 수신 전력을 측정하기 위한 측정 회로 (102) 를 또한 포함할 수도 있다. 즉, 특정 채널 또는 주파수 범위 내의 무선 주파수 (RF) 전력이 측정된다. 이 수신 전력 측정치는 의도된 통신 파트너들의 송신 신호들 뿐만 아니라 "간섭" 도 포함한다. 이 간섭은 채널 (주파수 범위) 을 나눠 갖는 다른 디바이스들의 송신 신호들, 고조파들, 및 다른 채널들에서 생성된 스퓨리어스 신호들, 및 열잡음을 포함할 수도 있다. 오직 하나의 측정 회로가 (이동국 (108A) 에 내장되어) 나타내어져 있지만, 측정 회로 (102) 는 시스템의 각각의 수신 디바이스에 내장될 수도 있다.
컨트롤러 (104) 는, 수신 전력 측정치들을 수집하고 송신 디바이스들에 대해 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하기 위해 수신 디바이스들에 연결되는 인터페이스를 갖는다. 시스템 (100) 은 송신 디바이스들을 또한 포함한다. 각각의 송신 디바이스는 최적의 송신 전력 레벨들을 수신하기 위해 컨트롤러 (104) 에 연결되는 인터페이스를 갖는다. 각각의 송신 디바이스는 최적의 송신 전력을 이용하여 수신 디바이스들로 송신하기 위한 공중 인터페이스 (106) 를 갖는다. 공중 인터페이스 (106) 는 안테나, 트랜시버, 및 변조/복조 회로의 조합으로 고려될 수도 있지만, 도면에서는 간단하게 안테나로 나타내었다.
"수신 디바이스" 및 " 송신 디바이스" 의 정의는 각각의 디바이스가 통상적으로 송신 기능과 수신 기능을 모두 수행함에 따라, 사용되는 링크에 의존한다. 본 발명의 일 양태를 예시하기 위해, 도 1 의 시스템은 다중 액세스 전화 네트워 크에서 동작하는 것으로 가정될 수 있다. 이동국들 (108) 에서 기지국들 (110) 로의 업링크 (역방향 링크) 통신에서, 이동국들은 송신 디바이스이고, 기지국은 수신 디바이스이다. 다르게는, 기지국 (110) 에서 이동국들 (108) 로의 다운링크 (순방향 링크) 에서, 기지국은 송신 디바이스이고, 이동국은 수신 디바이스이다. 이동국들 (108) 은 BS 들 (110), 및 기지국 컨트롤러 (BSC; 112) 에 간접적으로 인터페이스되는 것으로 고려될 수도 있다.
도 2 는 예시적인 이동국 공중 인터페이스의 블록도이다. 이 공중 인터페이스는 시스템의 다른 공중 인터페이스와 실질적으로 동일한 것으로 간주될 수도 있다. 공중 인터페이스 (106) 는 셀 사이트 송신 신호들을 수집하고, 이동 유닛 생성 CDMA 신호들을 방사하기 위한 안테나 및 듀플렉서 (70) 를 포함한다. 이동국은, 안테나 및 듀플렉서 (70), 아날로그 수신기 (72), 및 디지털 수신기 (74) 를 이용하여 거기로 어드레싱된 파일럿 신호, 다른 공통 채널 신호들 및 트래픽 신호들을 수신한다. 아날로그 수신기 (72) 는 수신 RF CDMA 신호들을 증폭하고 IF 로 다운-컨버트하고, 이 IF 신호들을 필터링한다. IF 신호들은 A/D (analog to digital) 컨버터 (73) 로 출력되고, 그 결과적인 디지털 데이터는 디지털 처리를 위해 디지털 수신기 (74) 에 제공된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 아날로그 수신기 (72) 는 CDMA 대역폭에서 수신 신호들의 총 전력의 아날로그 측정을 수행하는 회로를 또한 포함한다.
디지털 데이터 수신기 (74) 는 이동 유닛으로 어드레싱된 수신 신호들을 디스프레딩하고 상관시키는데 이용된다. 디지털 수신기 (74) 는 또한, 셀 사이트 에 의해 생성된 폐쇄 루프 전력 조정 명령으로부터 디지털 트래픽 데이터를 분리한다. 폐쇄 루프 전력 조정 명령 데이터 비트들은 제어 프로세서 (78) 로 보내진다. 프로세서 (78) 는 공지된 마이크로프로세서일 수도 있고, 연산 수단, 메모리, 및 제어 신호들을 생성하는 수단을 포함할 수도 있다. 프로세서 (78) 는 송신기 (76) 로 제공되는 송신 전력 제어 명령을 생성한다. 디지털 수신기 (74) 는 또한, 디지털화된 인코딩된 음성과 같은 데이터를 디코딩과 유저와의 인터페이스를 위해 유저 디지털 기저대역 회로 (82) 에 제공한다. 기저대역 회로 (82) 는 디지털 수신기 (74) 와, 송신기 (76) 내부의 송신 변조기 (미도시) 를 커플링하기 위한 인터페이스 하드웨어를 포함한다. 제어 프로세서 (78) 는 또한 디스플레이 (80) 에 커플링되고, 디스플레이 (80) 에 의한 시각 및/또는 음향 표시에 대해 유저에 대한 신호 강도의 품질 표시 신호를 생성한다. 당해 기술분야에서 공지된 다른 타입들의 공중 인터페이스 디자인 구조들도 본 발명의 시스템을 가능하게 할 수 있다.
도 3 은 도 2 의 수신기 (72) 를 더 자세히 나타내고 있다. 도 3 에서, 안테나 및 듀플렉서 (70) 로부터의 수신 RF 신호들은 주파수 다운컨버터 (90) 에 제공되고, 여기서, 수신 RF 신호들은 IF 주파수로 변환된다. IF 주파수 신호들은 대역통과 필터 (92) 에 커플링되고, 여기서 대역외 주파수 성분들은 신호들에서 제거된다.
필터링된 신호들은 필터 (92) 로부터 가변 이득 IF 증폭기 (94) 로 출력되고, 여기서, 이 신호들은 증폭된다. 증폭된 신호들은 신호들에 대한 후속하는 디지털 신호 처리 동작들을 위해 증폭기 (94) 로부터 A/D 컨버터 (미도시) 로 출력된다. 증폭기 (94) 의 출력은 또한 전력 측정 회로 (96) 에 커플링된다. 전력 측정 회로 (96) 는 총 광대역 수신 신호 전력을 나타내는 Ptotal, 수신 신호 강도 신호를 생성한다. 이 신호 Ptotal 은 제어 프로세서 (78) 에 제공되어, 아래에서 설명되는 바와 같이 이동국과 통신하고 있는 BS 사이의 경로 손실을 추정하기 위해 이용된다.
도 1 을 참조하면, BSC (112) 및 미도시의 다른 네트워크 구성요소들은, 적절한 이동국 (MS) 들로의 송신을 위해 PSTN (Public Switched Telephone Network) 으로부터 적절한 셀-사이트로의 전화 콜들의 루팅을 제어한다. BSC (112) 는 또한, 이동국으로부터 하나 이상의 셀 사이트를 경유하여 PSTN 으로의 콜들의 루팅을 제어한다. BSC (112) 는 이동 유닛들이 통상적으로 직접 서로 통신하지 않기 때문에, 적절한 셀 사이트국들을 경유하여 이동 유저들 사이에 콜들을 다이렉팅할 수도 있다. BSC (112) 는 전용 전화 라인들, 광학 섬유 링크들과 같은 다양한 수단에 의해, 또는 무선 주파수 통신에 의해 BS (110A 및 110B) 에 커플링될 수도 있다.
본 시스템의 제 1 양태에서, 수신 디바이스들은 기지국들 (110) 이고, 컨트롤러 (104) 가 제 1 기지국 (BS) (110A) 과 연관되어 있다. 보는 바와 같이, 컨트롤러 (104) 는 기지국 컨트롤러 (BSC) (112) 에 존재하고, BSC (112) 는 제 1 BS (110A) 및 제 2 BS (110B) 양자 모두에 인터페이스된다. 하지만, 컨트롤러 (104) 는 반드시 나타내는 바와 같이 위치될 필요는 없다. 컨트롤러 (104) 는 시스템 (100) 내부의 어디에도 존재할 수도 있고, 직접적 또는 간접적으로 기지국들 (110) 과 통신 상태에 있기만 하면 된다. 미도시된 다른 양태들에서, 컨트롤러 (104) 는 특정 BS, 복수의 BS 들, 특정 이동국, 또는 복수의 이동국들에 존재할 수도 있다.
이 제 1 양태에서, 송신 디바이스들은 제 1 기지국 (110A) 에 의해 서비스되는 이동국들 (108A, 108B, 및 108C) 이다 (섹터 A). 또한, 제 2 기지국 (110B) 에 의해 서비스되는 이동국들 (108D 및 108E) 을 나타내고 있다 (섹터 B). 마찬가지로, 본 시스템 (100) 의 제 2 양태에서, 수신 디바이스들은 이동국들 (108) 이고, 송신 디바이스들은 이동국들 (108) 을 서비스하는 기지국들 (110) 이다.
컨트롤러 (104) 는 링크 수신 디바이스들과 링크 송신 디바이스들 사이의 경로 손실의 계산을 이용하여, 다른 팩터들 중에서, 그 경로 손실 계산치에 응답하여 최적의 송신 전력 레벨들을 생성한다. 이러한 경로 손실을 계산하는 시스템 및 방법은 전술한 바 있다. 따라서, 일 양태에서, 컨트롤러 (104) 는 특정 링크에서 수신 디바이스들로부터의 수신 전력 측정치들을 수집한 후에 경로 손실을 계산할 수도 있다. 이러한 계산 방법론이 파일럿 신호들을 이용하는 CDMA 전화 네트워크의 내용에 나타나 있지만, 파일럿 신호들을 이용하고, 경로 손실을 계산하기 위해 유사한 방식으로 이용될 수도 있는 신호들을 생성하는 임의의 네트워크 프로토콜에 대해 동일한 원리들이 적용될 수 있다. 본 시스템의 일 양태에서, 교환성이 가정되고, 계산된 다운링크 경로 손실들은 업링크 경로 손실에 대해 이용된 다.
다르게는, 컨트롤러 (104) 는 시스템의 일부 다른 유닛 (미도시) 에 의해 생성되거나 일부 다른 방법론을 이용하여 생성된 경로 손실 계산치들을 수신할 수도 있다. 시스템은 임의의 특정 계산 수단에 한정되지 않는다. 따라서, 시스템은 임의의 특정 통신 프로토콜에 한정되지 아니하고, CDMA 및 GSM (Global System for Mobile communications) 전화 네트워크를 포함하여, 임의의 전화 네트워크에서의 사용에도 적용 가능하다.
더욱 구체적으로는, 컨트롤러 (104) 는 소정의 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rth) 를 선택 또는 수신하고, 송신 디바이스들을 링크하는 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Popt) 를 다음과 같이 생성한다.
Popt = Linv[Rth-N];
여기서, Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (L) 의 인버스 매트릭스이고, N 은 수신기 열잡음을 나타낸다. 일부 양태들에서, 수신기 열잡음 수가 가정될 수도 있고, 모든 전력 계산치들에 적용될 수도 있다.
다운링크 통신에 대해, 컨트롤러 (104) 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rmth) 를 선택한다. 매트릭스는 이동국들 (108A, 108B, 108C, 108D, 및 108E) 의 일부 또는 전부에 의해 측정된 수신 전력 레벨들을 나타낸다. 컨트롤러 (104) 는 기지국들 (110A 및 110B) 에 대해 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pbopt) 를 다음과 같이 생성한다.
Pbopt = Ldinv[Rmth-Nm];
여기서, Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (Ld) 의 인버스 매트릭스이고, Nm 은 이동국 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
업링크 통신에 대해서, 컨트롤러 (104) 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rbth) 를 선택한다. 예를 들어, 매트릭스는 기지국들 (110A 및 110B) 에서 측정된 수신 전력 레벨들을 나타낸다. 컨트롤러 (104) 는 각각의 이동국 (108A 내지 108E) 에 대해 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pmopt) 를 다음과 같이 생성한다.
Pmopt = Luinv[Rbth-Nb];
여기서, Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (Lu) 의 인버스 매트릭스이고, Nb 는 기지국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
일반적으로, 최적의 송신 전력 레벨들에서 송신하는 송신 디바이스들에 응답하여 수신 디바이스들이 최소 수신 전력 레벨들에서 동작하도록 시스템 (100) 이 작동될 수 있다. 다르게는, 시스템이 불균일 서비스들을 제공한다는 인식 하에, 컨트롤러 (104) 는 일부 통신 디바이스들에 우호적인 처리를 제공하기 위해 작용할 수도 있다. 컨트롤러 (104) 는 송신 제 1 이동국 (108A) 의 최적의 송신 전력을 최대 전력 임계값과 비교하여, 그 비교치에 응답하여, 이동국 (108A) 에 제 공되는 서비스들을 변경할 수도 있다.
예를 들어, 컨트롤러 (104) 는 전력 임계값 비교치에 응답하여, 제 1 기지국 (110A) 에 인접하는 섹터에서, 제 1 이동국 (108A) 을 제 1 기지국 (110A) 에 의한 서비스로부터 제 2 기지국 (110B) 에 의한 서비스로 옮기는 명령들을 전송할 수도 있다. 이는 제 1 이동국 (108A) 이 더 높은 QoS 를 갖는 다른 이동국과 간섭한다고 판정되는 경우일 수도 있다. 다르게는, 컨트롤러 (104) 는 이 비교치에 응답하여 제 1 이동국 (108A) 에 대해 제 1 기지국 서비스를 거부하는 명령들을 전송할 수도 있다.
전술한 시스템 (100) 은 업링크 글로벌 전력 제어만에 대해, 다운링크 전력 제어만에 대해, 또는 업링크 및 다운링크 경로들 양자 모두의 전력 제어에 대해서 사용될 수 있다는 것을 이해하여야만 한다. 또한, 최적 송신 전력 계산치들은 모든 가능한 수신 전력 측정치를 이용하지 않고서도 수행될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 즉, 매트릭스 변수들의 일부는 그들의 공헌도가 사소하다는 인식 하에 계산 속도를 높이기 위해 제로로 설정될 수 있다. 마찬가지로, 이 시스템은 수신 전력 측정치들을 보고하는 수신 디바이스들의 일부만으로 가능해질 수 있다.
도 4 는 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 네트워크 구조의 개략적 블록도이다. UMTS 는 CDMA 송신 기술을 통합하고, GSM 으로부터 발전되어온, 제 3 세대 셀룰러 네트워크 프로토콜이다. UMTS 는 CN (Core Network; 코어 네트워크), UTRAN (UTMS Terrestrial Radio Access Network), 및 UE (User Equipment; 유저 장치) 의 세 개의 상호작용 도메인들로 이루어진다. 코어 네트워크의 주기능은 유저 트래픽에 대해 스위칭, 라우팅 및 운반을 제공하는 것이다. 코어 네트워크는 또한 데이터베이스 및 네트워크 운용 기능들을 포함한다.
UMTS 를 위한 기초 코어 네트워크 구조는 GPRS (General Packet Radio Service) 를 갖는 GSM 네트워크에 기초한다. 모든 장치는 UMTS 동작과 서비스들을 위해 수정되어야 한다. UTRAN 은 유저 장치에 대해 공중 인터페이스 액세스 방법을 제공한다. 기지국은 노드-B 로 지칭되고, 노드-B 들에 대한 제어 장치는 RNC (Radio Network Controller; 무선 네트워크 컨트롤러) 로 불린다. 네트워크는 페이징을 위해 UE 의 근접 로케이션을 알 필요가 있다. 시스템 영역들의 리스트를 가장 큰 것에서부터 가장 작은 것까지 아래에 나타내었다.
UMTS 시스템 (인공위성 포함)
PLMN (Public Land Mobile Network)
MSC/VLR 또는 SGSN
로케이션 영역
라우팅 영역 (PS 도메인)
UTRAN 등록 영역 (PS 도메인)
셀
서브 셀
UMTS 는 액세스 포인트들 사이의 정보 전송을 위한 용량을 제공하는 (음성 또는 SMS 와 같은) 원격 서비스들 및 베어러 (bearer) 서비스들을 제공한다. 세션 또는 접속 확립에서, 및 세션 또는 접속의 진행 중에, 베어러 서비스의 특성들을 협상하고 재협상하는 것이 가능하다. 접속-지향 및 비접속 서비스들 양자 모두가 점-대-점 및 점-대-다중점 통신에 대해 제공된다.
베어러 서비스들은 최대 전송 지연, 지연 변화들, 및 비트 에러 레이트에 대한 상이한 QoS 파라미터들을 갖는다. 제공되는 데이터 레이트 타겟은:
144kbits/s 인공위성 및 농촌 야외
384kbits/s 도시 야외
2048kbits/s 실내 및 낮은 범위 야외
UMTS 네트워크 서비스들은 4 가지 타입들의 트래픽에 대해 상이한 QoS 클래스들을 갖는다:
대화 클래스 (음성, 비디오 전화 통신, 비디오 게임)
스트리밍 클래스 (멀티미디어, 주문식 비디오, 웹캐스트)
인터액티브 클래스 (웹 브라우징, 네트워크 게임, 데이터베이스 액세스)
백그라운드 클래스 (이메일, SMS, 다운로딩)
3G GSM (UMTS) 네트워크들을 포함하는 것으로 이해되는, 업링크 경로에서 동작하는 CDMA 전화 네트워크의 내용에서, 기지국 (110) (수신 디바이스들) 은 통상적으로 노드-B 디바이스들로 지칭되고, 이동국들 (108) (송신 디바이스들) 은 이용자 장치 (UE) 로 지칭되고, BSC 는 RCN 으로서 지칭되며, 아래에서 더 자세히 설명한다. 다운링크 경로에서, UE 들 (108) 은 수신 디바이스들이고, 노드-B 디바 이스들 (110) 은 송신 디바이스들이다.
도 5 는 애드혹 네트워크의 개략적인 블록도이다. 애드혹 네트워크의 예들로는, UWB (Ultra-Wideband) 네트워크들과 같은, IEEE 802.15 에 일반적으로 부합하는 WPAN (Wireless Personal Area Network) 네트워크들 또는 블루투스가 포함된다. 블루투스 및 UWB 네트워크들은 저전력 네트워크들인 특성들을 나누고, 사무실, 방, 또는 자동차 등과 같은 "개인 공간" 에서의 사용을 위한 것들이다. IEEE 802.11 WLAN (Wireless Local Area Network) 과 같은 다른 네트워크들 또한 애드혹 또는 인프라 네트워크들로서 구성될 수도 있다. IEEE 805.15 또는 블루투스 네트워크들에 비해, IEEE 802.11 네트워크들은 더 큰 전력 레벨들에서 동작하고, 더 넓은 지리적 영역들을 커버하도록 의도된다. 글로벌 전력 제어 발명은 임의의 타입의 애드혹 네트워크의 응용을 갖는다는 것을 이해할 필요가 있다. 비록 아래의 설명이 애드혹 네트워크들에 중점을 두었지만, 단말기 역할들 및 로케이션들이 미리 정의되거나 일정한 인프라 네트워크들에도 또한 적용된다.
도 1 및 도 4 의 무선 통신 네트워크들은 지리적 영역 전체에 걸쳐 분산된 다수의 고정 사이트 기지국들로 구현되는 액세스 네트워크들이고, 셀로 알려진 더 작은 영역들로 하위 분할된다. 각각의 기지국은 각 셀의 이동국들을 서빙하도록 구성될 수도 있다.
종래의 액세스 네트워크와는 반대로, 애드혹 네트워크들은 동적이다. 애드혹 네트워크는, 종종 단말기들로 지칭되기도 하는 수많은 무선 통신 디바이스들이 함께 결합하여 네트워크를 형성할 때 형성될 수도 있다. 애드혹 네트워크들 의 단말기들은 호스트 또는 라우터로서 동작할 수 있다. 따라서, 애드혹 네트워크는 존재하는 트래픽 수요들을 충족하도록 더 효율적인 방식으로 쉽게 재구성될 수도 있다. 할당된 네트워크 역할들, 확립된 업/다운 링크들, 및 연관된 내부/외부 루프 전력 제어 절차들 없이, 본 발명 글로벌 전력 제어 시스템의 애플리케이션은 애드혹 네트워크에 중요하다.
예시적인 네트워크 (500) 는 하나 이상의 피코넷 (502) 을 포함한다. 여기에서 사용된 바와 같이, "피코넷 (piconet)" 은 애드혹 방식의 무선 기술을 이용하여 접속된 통신 디바이스들 또는 단말기들의 집합이다. 단말기들은 정적일 수도 있고, 동적일 수도 있다. "단말기 (terminal)" 라는 용어는 셀룰러, PCS, 무선 또는 지상라인 폰들, PDA 를 포함하는 다양한 타입의 통신 디바이스들을 포함하도록 의도된다. 다양한 단말기들은 임의의 종래 변조 포맷을 이용하여 서로 통신할 수도 있다. 간략함을 위해, 전술한 용어는 일반적으로 모든 네트워크 타입들의 논의에 적용된다.
피코넷은 다양한 방식으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 단말기가 초기에 전원이 켜질 때, 피코넷 마스터 단말기들로부터 파일럿 신호들을 검색할 수도 있다. 각각의 피코넷 마스터 단말기에 의해 브로드캐스트된 파일럿 신호는 비변조 확산 스펙트럼 신호 또는 일부 다른 참조 신호일 수도 있다. 확산 스펙트럼 구성들에서, 각각의 피코넷 마스터 단말기에 유일한 PN (pseudorandom noise) 코드가 파일럿 신호를 확산시키는데 사용될 수도 있다. 상관 프로세스를 이용하여, 단말기는 전체 가능한 PN 코드들을 검색하여 최강 파일럿 신호를 갖는 마스 터 단말기를 식별할 수도 있다. 최강 파일럿 신호가 최소 데이터 레이트를 지원할 정도로 충분한 신호 강도로 수신된다면, 단말기는 마스터 단말기로 등록하여 피코넷에 연결을 시도할 수도 있다.
단말기는 마스터 단말기가 없기 때문에 파일럿 신호를 발견하지 못할 수도 있다. 어떤 경우에는, 단말기는 최소 데이터 레이트를 지원할 만큼 충분히 강한 신호의 파일럿 신호를 발견하지 못할 수도 있다. 이는 몇 가지 이유들에서 기인한다. 예를 들어, 단말기가 마스터 단말기로부터 너무 멀리 있을 수도 있다. 또는, 전파 환경이 필요한 데이터 레이트를 지원하기에 부족할 수도 있다. 어느 경우에도, 단말기는 존재하는 피코넷에 연결할 수 없을 수도 있고, 따라서, 단말기 자신의 파일럿 신호를 송신하여 고립된 단말기로서 동작을 시작할 수도 있다. 고립된 단말기는 새로운 피코넷에 대한 마스터 단말기가 될 수도 있다. 고립된 단말기로부터 브로드캐스트된 파일럿 신호를 충분히 강하게 수신할 수 있는 다른 단말기들은 파일럿 신호들을 획득하고 이 고립된 단말기의 피코넷에 연결하려고 시도할 수도 있다.
도 6 은 인트라-피코넷 통신을 위한 MAC (Medium Access Control) 프레임의 일예를 나타내는 개념도이다. 마스터 단말기는 인트라-피코넷 통신을 책임질 수도 있다. 이는 타임 슬롯들 (208 및 210) 과 같은, 프레임 내의 다양한 타임 슬롯들을 점유하는 하나 이상의 추가적인 확산 스펙트럼 제어 채널들의 이용을 통해 달성될 수도 있다. 이들 추가적인 제어 채널들은 마스터 단말기에 의해 모든 멤버 단말기로 브로드캐스트될 수도 있고, 다양한 스케쥴링 정보를 포함한다. 스케쥴링 정보는 피코넷 내부의 단말기들 사이의 통신을 위한 타임 슬롯 할당들을 포함할 수도 있다. 나타낸 바와 같이, 이들 타임 슬롯들은 프레임 (202) 의 데이터 슬롯들 부분 (212) 으로부터 선택될 수도 있다. 단말기들 사이의 각각의 통신을 위한 전력 레벨 및 데이터 레이트와 같은 추가적인 정보가 포함될 수도 있다. 마스터 단말기는 임의의 주어진 타임 슬롯에서 CDMA 방식을 이용하는 임의의 수의 단말기 쌍들로 송신할 기회를 또한 허용할 수도 있다. 이 경우, 스케쥴링 정보는, 단말기들 사이의 개별 통신에 이용되는 확산 코드들을 할당할 수도 있다. 파일럿 신호들은 특정 타임 슬롯들에서 할당될 수도 있다.
도 7 은 단말기의 하나의 가능한 구성을 나타내는 개념 블록도이다. 당업자가 인정하는 바와 같이, 단말기의 정확한 구성은 구체적인 애플리케이션 및 전체 디자인 제한 요소들에 의존하여 변화할 수도 있다. 단말기는 안테나 (304) 에 커플링된 프론트-엔드 트랜시버 (302) 로 구현될 수도 있다. 기저대역 프로세서 (306) 는 트랜시버 (302) 에 커플링될 수도 있다. 기저대역 프로세서 (306) 는 소프트웨어 기반 구조, 또는 임의의 다른 타입의 구조로 구현될 수도 있다. 마이크로프로세서는, 여러 다른 것들 중에서, 단말기가 피코넷의 마스터 아니면 멤버 단말기로서 동작하도록 허용하는 실행 제어 및 전체 시스템 운용 기능들을 제공하는, 소프트웨어 프로그램들을 실행하기 위한 플랫폼으로서 사용될 수도 있다. DSP (digital signal processor) 는 마이크로 프로세서에 대한 처리 요구를 감소시키기 위해 애플리케이션 특정 알고리듬들을 실행하는 내장 통신 소프트웨어 레이어로 구현될 수도 있다. DSP 는 파일럿 신호 획득, 타임 동기화, 주 파수 트랙킹, 확산 스펙트럼 처리, 변조 및 복조 기능들, 및 순방향 에러 정정과 같은 다양한 신호 처리 기능들을 제공하기 위해 이용될 수도 있다.
피코넷 (502a) 은 마스터 단말기 (504a) 및 하나 이상의 슬레이브 단말기 (506) 를 포함한다. 슬레이브들 (506a 및 506b) 이 나타내어져 있다. 마스터 (504a) 는 CDMA, TDMA (Time Division Multiple Access), 또는 FDMA (Frequency Division Multiple Access) 와 같은 임의의 종래의 다중 액세스 방식을 이용하여 슬레이브들 (506a 및 506b) 과 통신할 수도 있다. 2 개의 피코넷들이 근접하게 위치될 때, 하나의 피코넷에서의 통신이 다른 피코넷에서는 간섭으로서 보일 수도 있기 때문에, 전력 제어는 매우 중요한 이슈가 된다. 마스터 (504b) 및, 슬레이브들 (506c 및 506d) 을 갖는 제 2 피코넷 (502b) 이 나타내어져 있다. 나타낸 바와 같은 일부 양태들에서, 단말기는 양 피코넷들의 멤버일 수도 있다. 블루투스 분야에서, 이러한 구성을 스캐터넷 (scatternet) 이라고 한다. 나타낸 바와 같이, 슬레이브 (506b) 는 양 피코넷들 (502a 및 502b) 의 멤버이다. 다르게는, 마스터 (504a) 및 슬레이브 (506e) 를 갖는 제 3 피코넷 (502c) 은 피코넷 (502a) 에 가까운 것으로 나타내어져 있다.
본 발명 전력 제어 시스템의 애드혹 네트워크 (500) 에 대한 응용은 도 1 의 CDMA 네트워크와 유사한 것으로 이해될 수 있고, 슬레이브 단말기들 (506) 은 도 1 의 MS 들과 동등하고, 마스터 단말기들 (502) 은 BS 들에 동등하다. 도 1 의 컨트롤러와 동등한 컨트롤러 (512) 는 마스터 (502a) 에 내장된 것으로 나타내어져 있다. 컨트롤러는 송신 슬레이브 단말 링크 및 송신 마스터 단말 링크들에 대 해 최적의 송신 전력 레벨들을 유도한다. 일부 양태들에서, 임의의 디바이스들은 컨트롤러 기능을 수행할 자격이 부여될 수도 있고, 컨트롤러 (512) 의 사이트는 애드혹 기초 상에 선택된다. 다르게는, 디바이스들의 서브셋은 하드웨어, 메모리, 프로세서 스피드, 및 전력 소모 제한들에 기초하여, 컨트롤러 기능을 수행할 자격이 부여될 수도 있다. 내장될 때마다, 컨트롤러 (512) 는 도 1 에 관한 설명에서 전술한 바와 같은 동일한 알고리듬들을 이용하여 최적의 송신 전력 레벨들을 유도하고, 이는 간략함을 위해 여기서 반복하지 않는다.
전술한 바와 같이, 애드혹 네트워크들 또한 파일럿 신호들을 이용할 수도 있고, 이 경우, 경로 손실 계산은 도 1 의 CDMA 네트워크와 동일한 방법론을 이용하여 이루어질 수 있다. 하지만, 이미 언급한 바와 같이, 글로벌 전력 제어 시스템은 경로 손실을 계산하는 임의의 특정 방법에 의존하지 않는다.
CDMA 는 시스템 용량 (동시 콜들의 수) 이 시스템이 용인할 수 있는 간섭의 양에 의해 결정된다는 면에서 간섭 제한 시스템이다. 업링크 상에서, 간섭의 양은 셀 내부 또는 외부의 각각의 유저로부터의 수신 신호 레벨에 의존한다. 무선 유닛들의 출력 전력은 기지국에서 수신되는 신호 강도가 양호한 신호 품질을 유지할만큼 충분하도록 보장하도록 제어되어야만 한다. 유사하게, 다운링크 상에서 간섭의 양은 상이한 노드-B 들 (BS 들) 및 그들의 부하들로부터의 전력에 의존한다.
다음의 해석은 UMTS 네트워크의 면에서 설명됨에도 불구하고, DS (direct sequence) 확산 스펙트럼, OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및, 심지어 주파수-호핑 및 타임-호핑 등과 같은 회피하는 타입의 확산 스펙트럼 등과 같은, 통신 채널들을 나누는 변조 프로토콜을 이용하는 전술한 네트워크들의 임의의 것에 적용가능하다.
업링크 시나리오
M 개의 무선 유저들 (UE 들) 및 K 개의 노드-B 들이 존재한다고 가정하자. 노드 i 에서의 수신 전력은
Figure 112007067285054-pct00001
이고, 여기서, Nbi 는 열잡음이고, Pj 는 j-번째 UE 의 송신 전력이고, Lji 는 j-번째 UE 와 i-번째 노드 사이의 경로 손실이다.
이 선형 방정식들의 셋트는 다음과 같은 매트릭스 형태로 쓸 수 있고,
Rb = Nb+L*Pm (2)
여기서,
Figure 112007067285054-pct00002
이다.
노드-B 수신 전력 벡터 Rb ≤ Rbth 가 되도록 UE 송신 전력에 대해 푸는 것이 목적이다. 이 문제는 선형 프로그래밍을 이용하여 해결될 수 있다. M = K 인 경우, 선형 방정식들의 시스템은 다음과 같은 해를 생성한다.
Pmopt = Linv[Rbth-Nb] (3)
여기서, Linv 는 경로 손실 매트릭스의 인버스 매트릭스이다.
따라서, 글로벌 수신 전력 (간섭) 을 운용하기 위해, RNC 를 서빙하고 드리프팅하는 것은 식 (3) 이 정당화되는 방식으로 각각의 링크의 외부 루프 전력 제어를 이용하여야만 한다. UMTS 에서, 각각의 유저 업링크의 경로 손실은 UE 에 의해 측정된다. 이 정보는 인버스 경로 손실 매트릭스를 계산하기 위해 RNC 로 다시 보내질 수 있다.
다운링크 시나리오
j-번째 UE 에서의 수신 전력은
Figure 112007067285054-pct00003
여기서, Nmj 는 j-번째 UE 열잡음이고, Pbj 는 j-번째 노드-B 송신 전력이며, Lij 는 i-번째 UE 와 j-번째 노드 사이의 경로 손실이다.
이 선형 방정식들의 셋트는 다음과 같은 매트릭스 형태로 쓸 수 있다.
Rm = Nm+L*Pb (5)
여기서,
Figure 112007067285054-pct00004
이다.
수신 전력 벡터 Rm ≤ Rmth 가 되도록 이동 송신 전력의 셋트에 대해 푸는 것이 목적이다. 이 문제는 선형 프로그래밍을 이용하여 해결될 수 있다. M = K 인 경우, 선형 방정식들의 시스템은 다음과 같은 해를 생성한다.
해는,
Pbopt = Linv[Rm-Nm] (6)
여기서, Linv 는 경로 손실 매트릭스의 인버스 매트릭스이다.
즉, 글로벌 수신 전력 (간섭) 을 운용하기 위해, RNC 를 서빙하고 드리프팅하는 것은 식 (6) 이 정당화되는 방식으로 각각의 유저 다운링크의 외부 루프 전력 제어를 이용하여야만 한다. UMTS 에서, 각각의 링크의 경로 손실은 UE 에 의해 측정된다. 이 정보는 인버스 경로 손실 매트릭스를 계산하기 위해 RNC 로 다시 보내질 수 있다.
도 8 은 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어를 위한 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 방법은 분명함을 위해 넘버링된 단계들의 시퀀스로서 나타내어져 있지만, 특별히 언급하지 않으면, 넘버링으로부터 어떠한 순서도 추론되지 않는다. 이들 단계들의 일부는 생략될 수도 있고, 병렬로 수행될 수도 있으며, 또는, 시퀀스의 엄격한 순서를 유지하여야 할 필요 없이 수행될 수도 있다. 본 발명의 상세한 내용들은 전술한 도 1 내지 도 7 의 설명의 내용에서 또한 이해될 수 있다. 본 방법은 단계 800 에서 시작한다.
단계 802 는 무선 통신 수신 디바이스의 수신 전력을 측정한다. 본 방법을 일반적으로 전화기 전문 용어를 사용하여 설명하였지만, 단계 802 는 CDMA 물리 계층을 통합하는 UMTS 와 같은 전화 네트워크들에서 CDMA 전화, GSM 전화, IEEE 802.11x 무선 네트워크들에서 뿐만 아니라, IEEE 802.15 에 의해 설명되는 것과 같은 UWB 및 애드혹 네트워크들, 및 블루투스 네트워크들에서 수행될 수도 있다. 단계 804 는 수신 디바이스들에 대해 수신 전력 측정치들을 수집하고, 수신 전력 임계값들의 셋트를 수용한다. 단계 806 은 수신 디바이스들과 송신 디바이스들 사이의 경로 손실을 계산한다. 단계 808 은 그 수집된 수신 전력 측정치들과 수신 전력 임계값에 응답하여, 송신 디바이스에 대해 최적의 송신 전력 레벨을 생성한다. 한 변형 형태로, 추가적인 단계 809 에서, 송신 디바이스에 대해 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계에 응답하여 수신 디바이스들에 대해 수신 전력 레벨을 최소화한다. 즉, 주파수 대역의 전체 간섭 레벨은 생성된 최적의 전력 레벨들을 이용하는 것에 대한 응답으로서 최소화된다.
일 양태에서, 단계 802 에서 수신 디바이스의 수신 전력을 측정하는 단계는 네트워크 업링크에서 기지국의 수신 전력을 측정하는 것을 포함한다. 그 다음, 단계 804 는 각각의 기지국에 대한 수신 전력 측정치들을 수집하고, 단계 808 은 그 수집된 기지국 수신 전력 측정치에 응답하여 이동국에 대해 최적의 송신 전력을 생성한다.
다른 양태에서, 단계 802 에서 수신 디바이스의 수신 전력을 측정하는 단계는 네트워크 다운링크에서 이동국에 대해 수신 전력을 측정하는 것을 포함한다. 그 다음, 단계 804 는 각각의 이동국에 대해 수신 전력 측정치들을 수집하고, 단계 808 은 수집된 이동국 수신 전력 측정치들에 응답하여 기지국에 대해 최적의 송신 전력 레벨을 생성한다.
일 양태에서, 단계 807 은 링크 수신 디바이스들에 대한 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rth) 를 선택한다. 그 다음, 단계 808 에서 링크 송신 디바이스의 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, 다음과 같이 링크 송신 디바이스들에 대해 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Popt) 를 생성하는 것을 포함한다.
Popt = Linv[Rth-N];
여기서, Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (L) 의 인버스 매트릭스이고, N 은 수신 디바이스들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
다른 양태에서, 단계 807a 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rmth) 를 선택한다. 그 다음, 단계 808 은 다음과 같이 기지국들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pbopt) 를 생성한다.
Pbopt = Ldinv[Rmth-Nm];
여기서, Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (Ld) 의 인버스 매트릭스이고, Nm 은 이동국 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
다르게는, 단계 807b 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rbth) 를 선택한다. 그 다음, 단계 808 은 다음과 같이 이동국들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pmopt) 를 생성한다.
Pmopt = Luinv[Rbth-Nb];
여기서, Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 (Lu) 의 인버스 매트릭스이고, Nb 는 기지국 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이다.
본 방법의 상이한 양태에서, 단계 810 은 송신 제 1 이동국의 최적의 송신 전력을 최대 전력 임계값과 비교한다. 그 다음, 단계 812 는 이 비교치에 응답하여 제 1 기지국을 연결하는 섹터에서, 제 1 기지국에 의한 서비스로부터 제 2 기지국에 의한 서비스로 제 1 이동국을 옮긴다. 다르게는, 단계 812 는 이 비교치에 응답하여 제 1 이동국에 대해 제 1 기지국 서비스를 거부할 수도 있다. 단계 810 의 비교 프로세스는 제 1 이동국의 시스템 전체에 대한 영향을 평가하는 동작이 발생하는 것을 의미한다. 그 다음, 단계 812 에서, 일부 간섭 척도/계 량에 기초하여, 서비스를 전환할 것인가 또는 서비스를 거부할 것인가에 관한 결정이 이루어진다. 즉, 이 결정은 2 가지 상이한 시나리오들을 계산하여, 총 간섭의 관점에서 어느 시나리오가 최선인지를 보는 것을 포함할 수도 있다.
도 9 는 CDMA 전화 네트워크에서 글로벌 업링크 전력 제어를 위한 방법을 나타내는 플로우차트이다. 본 방법은 단계 900 에서 시작한다. 단계 902 는 UE 와 노드-B 디바이스들 사이의 업링크 경로 손실 매트릭스 (Lu) 를 제공한다. 단계 904 는 노드-B 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rbth) 를 선택한다. 단계 906 은 다음과 같이 UE 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pmopt) 를 생성한다.
Pmopt = Luinv[Rbth-Nb]
다운링크에 대해, 단계 902 는 노드-B 와 UE 디바이스들 사이의 다운링크 경로 손실 매트릭스 (Ld) 를 제공한다. 단계 904 는 UE 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rmth) 를 선택하고, 단계 906 은 다음과 같이 노드-B 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Pbopt) 를 생성한다.
Pbopt = Ldinv[Rmth-Nm]
도 10 은 무선 통신 전력 제어 처리 디바이스의 개략적 블록도이다. 디바이스 (1000) 는 수신 전력 측정치들을 수용하기 위한 라인 (1002) 상의 인터페이스, 및 그 수신된 전력 측정치들을 수집하기 위한 메모리 (1004) 를 포함한다. 디바이스 (1000) 는 또한, 수신 전력 임계값들 및 경로 손실들을 수용하기 위한 라 인 (1006) 상의 인터페이스를 포함한다. 계산기 (1008) 는 수신 전력 임계값들 및 경로 손실들에 응답하여 최적의 송신 전력 레벨들을 생성한다. 디바이스는 또한, 최적의 송신 전력 레벨들을 제공하기 위한 라인 (1012) 상의 인터페이스를 포함한다.
위에서 자세히 언급한 바와 같이, 계산기 (1008) 는 수신 전력 임계값들을 수신 전력 임계값 매트릭스 (Rth) 의 형태로 수용하고, 경로 손실들을 경로 손실 매트릭스 (L) 의 형태로 수용한다. 계산기는 다음과 같이 최적의 송신 전력들의 매트릭스 (Popt) 를 생성한다.
Popt = Linv[Rth-N]
여기서, Linv 는 링크 경로 손실 (L) 을 나타내는 매트릭스의 인버스 매트릭스이고, N 은 수신기 열잡음을 나타낸다.
무선 통신 네트워크에서 글로벌 전력 제어를 위한 시스템 및 방법이 제공되었다. CDMA, UMTS, 및 애드혹 네트워크들의 예들이 본 발명을 예시하기 위해 주어졌다. 하지만, 본 발명은 임의의 특정 네트워크 프로토콜에 한정되지 아니한다. CDMA 네트워크에서 업링크 및 다운링크 경로 손실을 결정하기 위한 특정 매커니즘에 대한 예가 주어졌다. 하지만, 본 시스템은 경로 손실을 결정하기 위한 임의의 특정 알고리듬에 한정되지 아니한다. 본 발명의 다른 변형들 및 실시형태들이 당업자에게 있어 발생할 것이다.

Claims (43)

  1. 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어 방법으로서,
    수신 디바이스의 수신 전력을 측정하는 단계;
    수신 전력 측정치들을 수집하는 단계;
    상기 수신 디바이스에 대한 경로 손실을 계산하는 단계;
    복수의 상기 수신 디바이스들에 대한 수신 전력 임계값 매트릭스 Rth 를 선택하는 단계; 및
    상기 수집된 수신 전력 측정치들 및 상기 수신 전력 임계값 매트릭스에 응답하여, 상기 수신 디바이스와 통신하기 위한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, Popt = Linv[Rth-N] 와 같이 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Popt 를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 L 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N 은 상기 수신 디바이스들의 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 전력을 측정하는 단계는, 기지국의 수신 전력을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계는, 복수의 기지국들에 대해 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 전력을 측정하는 단계는, 이동국의 수신 전력을 측정하는 단계를 포함하고,
    상기 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계는, 복수의 이동국들에 대해 수신 전력 측정치들을 수집하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rmth 이며, 상기 Rmth 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Ldinv 이며, 상기 Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nm 이며, 상기 Nm 은 이동국 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rbth 이며, 상기 Rbth 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Luinv 이며, 상기 Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nb 이며, 상기 Nb 는 기지국 수신기들의의 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신 전력을 측정하는 단계는, CDMA (Code Division Multiple Access) 전화, GSM (Global System for Mobile communications) 전화, IEEE 802.11x, IEEE 802.15x, UWB (Ultra Wideband), 및 블루투스 무선 네트워크들을 포함하는 그룹으 로부터 선택되는 무선 네트워크에서 수신 디바이스에 대해 수신 전력을 측정하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계에 응답하여, 상기 수신 디바이스에 대한 수신 전력 레벨을 최소화하는 단계를 추가로 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  10. CDMA (Code Division Multiple Access) 전화 네트워크에서 글로벌 업링크 전력 제어 방법으로서,
    UE (User Equipment) 와 노드-B 디바이스들 사이의 업링크 경로 손실 매트릭스 Lu 를 제공하는 단계;
    노드-B 수신 전력 임계값 매트릭스 Rbth 를 선택하는 단계; 및
    Pmopt = Luinv[Rbth-Nb] 와 같이 UE 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Pmopt 를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 Luinv 는 상기 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 Nb 는 노드-B 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 업링크 전력 제어 방법.
  11. CDMA (Code Division Multiple Access) 전화 네트워크에서 글로벌 다운링크 전력 제어 방법으로서,
    노드-B 와 UE (User Equipment) 디바이스들 사이의 다운링크 경로 손실 매트릭스 Ld 를 제공하는 단계;
    UE 수신 전력 임계값 매트릭스 Rmth 를 선택하는 단계; 및
    Pbopt = Ldinv[Rmth-Nm] 와 같이 노드-B 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Pbopt 를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 Nm 은 UE 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이고,
    상기 Ldinv 는 상기 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스인, 글로벌 다운링크 전력 제어 방법.
  12. 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어 시스템으로서,
    공중 인테페이스 및 수신 전력을 측정하는 측정 회로를 갖는 무선 통신 수신 디바이스; 및
    수신 전력 측정치들을 수집하고, 상기 수신 디바이스들로의 송신을 위해 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하기 위한 인터페이스를 갖는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 수신 디바이스에 대한 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 경로 손실을 이용하여 상기 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하며, 수신 전력 임계값 매트릭스 Rth 를 선택하고, Popt = Linv[Rth-N] 와 같이 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Popt 를 생성하며,
    상기 Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 L 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N 은 수신기 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는 기지국인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는 이동국인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rmth 이며, 상기 Rmth 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Ldinv 이며, 상기 Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nm 이며, 상기 Nm 은 이동국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rbth 이며, 상기 Rbth 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Luinv 이며, 상기 Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nb 이며, 상기 Nb 는 기지국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 최적의 송신 전력을 최대 전력 임계값과 비교하고, 그 비교치에 응답하여 서비스를 거부하는 명령들을 전송하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는, CDMA (Code Division Multiple Access) 전화, GSM (Global System for Mobile communications) 전화, IEEE 802.11x, IEEE 802.15x, UWB (Ultra Wideband), 및 블루투스 무선 네트워크들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 무선 네트워크에서 동작하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  21. 제 12 항에 있어서,
    상기 수신 디바이스는, 상기 최적의 송신 전력 레벨들에서의 송신을 수신하는 것에 응답하여 최소 수신 전력 레벨들에서 동작하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  22. CDMA (Code Division Multiple Access) 전화 네트워크에서 글로벌 업링크 전력 제어 시스템으로서,
    수신 전력을 측정하는 측정 회로를 각각 갖는 노드-B 디바이스들;
    상기 노드-B 디바이스들로 송신하기 위한 공중 인터페이스를 각각 갖는 UE (User Equipment) 디바이스들; 및
    노드-B 디바이스들에 연결된 인터페이스를 갖는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    Pmopt = Luinv[Rbth-Nb] 와 같이 UE 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Pmopt 를 생성하기 위해, UE 와 노드-B 디바이스들 사이의 업링크 경로 손실 매트릭스 Lu, 및 노드-B 수신 전력 임계값 매트릭스 Rbth 를 이용하며,
    상기 Luinv 는 상기 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 Nb 는 노드-B 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이며,
    상기 UE 들은, 상기 링크 컨트롤러로부터의 명령들에 응답하여 최적의 전력 레벨들에서 송신하는, 글로벌 업링크 전력 제어 시스템.
  23. CDMA (Code Division Multiple Access) 전화 네트워크에서 글로벌 다운링크 전력 제어 시스템으로서,
    수신 전력을 측정하는 측정 회로를 각각 갖는 UE (User Equipment) 디바이스들;
    상기 UE 들로 송신하기 위한 공중 인터페이스를 각각 갖는 노드-B 디바이스들; 및
    노드-B 디바이스들에 연결된 인터페이스를 갖는 컨트롤러를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    Pbopt = Ldinv[Rmth-Nm] 와 같이 노드-B 들에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Pbopt 를 생성하기 위해, 노드-B 와 UE 디바이스들 사이의 다운링크 경로 손실 매트릭스 Ld, 및 UE 수신 전력 임계값 매트릭스 Rmth 를 이용하며,
    상기 Nm 은 UE 수신기들의 열잡음을 나타내는 매트릭스이고,
    상기 Ldinv 는 상기 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스이며,
    상기 노드-B 디바이스들은, 상기 링크 컨트롤러로부터의 명령들에 응답하여 최적의 전력 레벨들에서 송신하는, 글로벌 다운링크 전력 제어 시스템.
  24. 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어 시스템으로서,
    수신 전력 측정치들을 수집하기 위한 인터페이스 및 수신 전력 임계값 매트릭스 Rth 을 수용하기 위한 인터페이스를 갖는 컨트롤러로서, 상기 수신 전력 측정치들의 집합과 상기 수신 전력 임계값 매트릭스를 이용하는 것에 응답하여, 송신을 위한 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하는, 상기 컨트롤러; 및
    상기 최적의 송신 전력 레벨들을 수신하기 위해 상기 컨트롤러에 연결된 인터페이스를 갖는 송신 디바이스로서, 상기 최적의 송신 전력을 이용한 송신을 위한 공중 인터페이스를 갖는, 상기 송신 디바이스를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 Popt = Linv[Rth-N] 와 같이 상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Popt 를 생성하며,
    상기 Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 L 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N 은 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스는 이동국인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스는 기지국인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 송신 디바이스로부터의 경로 손실을 계산하고, 상기 계산된 경로 손실을 이용하여 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  28. 삭제
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rmth 이며, 상기 Rmth 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Ldinv 이며, 상기 Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nm 이며, 상기 Nm 은 이동국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  30. 제 25 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rbth 이며, 상기 Rbth 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Luinv 이며, 상기 Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nb 이며, 상기 Nb 는 기지국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 송신 이동국의 최적의 송신 전력을 최대 전력 임계값과 비교하고, 그 비교치에 응답하여, 상기 이동국이 다른 섹터에서 서비스를 찾도록 명령하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 송신 이동국의 최적의 송신 전력을 최대 전력 임계값과 비교하고, 그 비교치에 응답하여, 상기 송신 이동국에 대한 서비스를 거부하는 명령들을 전송하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  33. 제 24 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스는, CDMA (Code Division Multiple Access) 전화, GSM (Global System for Mobile communications) 전화, IEEE 802.11x, IEEE 802.15x, UWB (Ultra Wideband), 및 블루투스 무선 네트워크들을 포함하는 그룹으로부터 선 택되는 무선 네트워크에서 동작하는, 글로벌 송신 전력 제어 시스템.
  34. 수신 전력 측정치들을 수용하기 위한 인터페이스;
    상기 수신 전력 측정치들을 수집하기 위한 메모리;
    수신 전력 임계값 및 경로 손실들을 수용하기 위한 인터페이스;
    상기 수신 전력 임계값 및 상기 경로 손실들에 응답하여 최적의 송신 전력 레벨들을 생성하기 위한 계산기; 및
    상기 최적의 송신 전력 레벨들을 공급하기 위한 인터페이스를 포함하고,
    상기 계산기는 수신 전력 임계값 매트릭스 Rth 를 수용하고, Popt = Linv[Rth-N] 와 같이 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Popt 를 생성하며,
    상기 Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 L 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N 은 수신기 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 무선 통신 전력 제어 처리 디바이스.
  35. 삭제
  36. 무선 통신 디바이스에서 글로벌 송신 전력 제어 방법으로서,
    수신 전력 측정치들을 수집하는 단계;
    송신 디바이스로부터의 경로 손실을 계산하는 단계;
    수신 전력 임계값 매트릭스 Rth 를 선택하는 단계; 및
    상기 수집된 수신 전력 측정치들 및 상기 수신 전력 임계값 매트릭스에 응답하여, 상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, Popt = Linv[Rth-N] 와 같이 상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력들의 매트릭스 Popt 를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 Linv 는 링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 L 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N 은 수신기 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, 이동국에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, 기지국에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 제 38 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rmth 이며, 상기 Rmth 는 이동국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Ldinv 이며, 상기 Ldinv 는 다운링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Ld 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nm 이며, 상기 Nm 은 이동국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  42. 제 37 항에 있어서,
    상기 매트릭스 Rth = Rbth 이며, 상기 Rbth 는 기지국 수신 전력 임계값 매트릭스이고,
    상기 Linv = Luinv 이며, 상기 Luinv 는 업링크 경로 손실을 나타내는 매트릭스 Lu 의 인버스 매트릭스이고,
    상기 N = Nb 이며, 상기 Nb 는 기지국 수신기들에 대한 열잡음을 나타내는 매트릭스인, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
  43. 제 36 항에 있어서,
    상기 송신 디바이스에 대한 최적의 송신 전력 레벨을 생성하는 단계는, CDMA (Code Division Multiple Access) 전화, GSM (Global System for Mobile communications) 전화, IEEE 802.11x, IEEE 802.15x, UWB (Ultra Wideband), 및 블루투스 무선 네트워크들을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 무선 네트워크에서 동작하는 송신 디바이스에 대해 최적의 송신 전력을 생성하는 단계를 포함하는, 글로벌 송신 전력 제어 방법.
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